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内容简介

　　《LED制造技术与应用（第3版）》主要介绍LED的制作技术与应用，从介绍LED的基本概念和相关技术入手，介绍了LED的基础知识，它涉及多个学科，如半导体光学、热学、化学和力学等，是多个学科的综合；对LED芯片的制作、LED器件的封装及使用LED器件时必须注意的技术问题进行了详细的介绍，同时还列举了LED在各行业、各部门中的应用，特别是对于LED应用的驱动问题、散热问题、二次光学设计问题和防静电问题等提出了具体的解决方法；在此基础上又深入地讨论了在不同应用中如何合理选用LED器件以及大功率LED的驱动与应用。

目录

目 录



第1章 认识LED 1

1．1 LED的基本概念 2

1．1．1 LED的基本结构与发光原理 2

1．1．2 LED的特点 4

1．2 LED芯片制作的工艺流程 5

1．2．1 LED衬底材料的选用 6

1．2．2 制作LED外延片 10

1．2．3 LED对外延片的技术要求 13

1．2．4 检验外延片 14

1．2．5 制作LED的PN结电极 14

1．2．6 LED的I-V特性与I-P特性 15

1．3 LED芯片的类型 16

1．3．1 根据LED的发光颜色进行分类 18

1．3．2 根据LED的功率进行分类 19

1．4 LED芯片的发展趋势 20

1．5 大功率LED芯片 20

1．5．1 大功率LED芯片的分类 20

1．5．2 大功率LED芯片的测试分档 24

1．5．3 大功率LED芯片制造技术的发展趋势 25

1．6 有机发光半导体 26

1．6．1 有机发光二极管发展经历 26

1．6．2 OLED基本结构 26

1．6．3 OLED的驱动方式 27

1．6．4 中国OLED产业的发展情况 28

第2章 LED封装 29

2．1 引脚式封装 30

2．1．1 工艺流程及设备 31

2．1．2 管理机制和生产环境 31

2．1．3 一次光学设计 34

2．2 平面发光器件的封装 37

2．2．1 反射罩式数码管制作 38

2．2．2 常见的数码管 40

2．2．3 单色和双色点阵 43

2．3 SMD的封装 44

2．3．1 SMD封装的工艺 44

2．3．2 测试LED与选择PCB 45

2．4 食人鱼LED的封装 46

2．4．1 食人鱼LED的封装工艺 46

2．4．2 食人鱼LED的应用 47

2．5 大功率LED的封装 48

2．5．1 V型电极大功率LED芯片的封装 48

2．5．2 L型电极大功率LED芯片的封装 49

2．5．3 L型电极LED芯片的倒装封装 50

2．5．4 集成LED的封装 52

2．5．5 大功率LED封装的注意事项 53

2．5．6 大功率LED手工封装工艺 55

2．5．7 大功率LED自动化封装及设备 57

2．5．8 封装成品后大功率LED的基本结构 58

2．5．9 多颗LED芯片集成大功率LED光源模块 59

2．5．10 大功率LED由RGB三色芯片混合成白光 62

2．5．11 大功率LED封装制作的注意问题 64

2．6 本章小结 65

第3章 白光LED的制作 67

3．1 制作白光LED 68

3．1．1 制作白光LED的几种方法 68

3．1．2 涂覆YAG荧光粉的工艺流程和制作方法 69

3．1．3 大功率白光LED的制作 73

3．2 白光LED的可靠性及使用寿命 75

3．2．1 影响白光LED寿命的主要因素 76

3．2．2 工艺流程对白光LED寿命的影响 76

3．2．3 引起白光LED快速衰减的主要原因 77

3．3 荧光粉 80

3．3．1 YAG荧光粉 80

3．3．2 RGB荧光粉 81

3．3．3 各种荧光粉的应用与发展 81

3．4 RGB三基色合成白光LED的制作 82

3．4．1 基本原理 83

3．4．2 注意事项 83

3．5 本章小结 85

第4章 LED的技术指标和测量方法 87

4．1 LED的电学指标 88

4．1．1 LED的电流-电压特性 88

4．1．2 LED的电学指标 89

4．1．3 LED的极限参数 89

4．1．4 LED的其他电学参数 90

4．2 LED的光学指标 90

4．2．1 光的颜色的三种表示法 90

4．2．2 与光辐射强度有关的指标 95

4．3 电光转换效率 98

4．3．1 辐射过程的能量损失 98

4．3．2 封装时的能量损失 99

4．3．3 激发过程的能量损失 99

4．4 LED的热学指标 99

4．4．1 热阻 99

4．4．2 LED的储存环境温度与工作温度 101

4．4．3 其他相关指标 102

4．5 本章小结 102

第5章 与LED应用有关的技术问题 105

5．1 LED的驱动方式 106

5．1．1 LED的恒定电流源驱动 106

5．1．2 LED的恒定电压源驱动 107

5．1．3 综合控制驱动 108

5．2 LED的太阳能驱动 110

5．2．1 太阳能电池 111

5．2．2 太阳能电池供电 111

5．3 LED的散热技术 112

5．3．1 LED的散热问题 112

5．3．2 LED的散热技术 113

5．4 LED的二次光学设计 115

5．4．1 LED光学设计的基本光学元件 115

5．4．2 LED系统的光学设计 119

5．5 LED的防静电控制 121

5．5．1 静电的概念 121

5．5．2 静电的产生 121

5．5．3 带电电位与体电阻率 123

5．5．4 生产环境 124

5．5．5 器件失效的原因 124

5．5．6 防静电措施 125

5．6 合理选用LED器件 127

5．7 本章小结 128

第6章 LED的应用 131

6．1 大功率LED在路灯照明中的应用 132

6．1．1 城市路灯照明 132

6．1．2 太阳能照明 133

6．1．3 风光互补功率LED智能化路灯 133

6．2 LED显示屏 135

6．2．1 LED显示屏的大量应用 135

6．2．2 LED显示屏的制造技术 136

6．3 LED应用于汽车照明 138

6．3．1 车用LED的特点 138

6．3．2 车用LED的供电电源 138

6．3．3 车用LED实例――汽车维修灯 139

6．4 LED在交通信号灯方面的应用 140

6．4．1 LED交通信号灯的器件设计 140

6．4．2 LED交通信号灯的技术标准 141

6．4．3 用做铁路信号灯的LED 142

6．5 LED用做背光源 142

6．5．1 背光源 142

6．5．2 背光源的技术指标 143

6．5．3 未来发展 144

6．6 LED在城市亮化工程和夜景工程中的应用 144

6．6．1 城市亮化工程的关键问题 144

6．6．2 城市亮化工程中的各种照明 145

6．6．3 LED用于城市景观工程的优势 148

6．7 LED应用于玩具 148

6．8 LED应用于仪器仪表 149

6．9 LED应用于特种照明 150

6．10 LED与家庭照明 153

6．11 本章小结 154

第7章 大功率LED的驱动电路 155

7．1 大功率LED的几个参数及其相互关系 156

7．1．1 正向电压与正向电流的关系 156

7．1．2 光通量和正向电流的关系 156

7．1．3 光通量与温度的关系 157

7．1．4 温度与使用寿命的关系 158

7．1．5 温度与相对色温的关系 158

7．1．6 热阻与使用寿命的关系 158

7．2 大功率白光LED驱动电路 159

7．2．1 大功率白光LED驱动电路的要求 159

7．2．2 大功率LED的驱动电路 160

7．2．3 典型的应用电路 163

7．3 大功率LED与驱动电路的配合 166

7．3．1 驱动器要适合LED的工作特性 166

7．3．2 大功率LED驱动器要可靠 166

7．3．3 大功率LED驱动器要高功率因素 167

7．3．4 大功率LED驱动器要高效率 168

7．3．5 大功率LED驱动器要长寿命 168

7．4 本章小结 168





第8章 大功率LED的应用 169

8．1 太阳能LED照明灯 170

8．1．1 太阳能电池 170

8．1．2 DC/DC转换模块 171

8．1．3 蓄电池 172

8．1．4 控制器 172

8．2 LED隧道灯 174

8．2．1 隧道灯照明的基本要求 175

8．2．2 对LED隧道灯的要求 175

8．3 LED路灯 176

8．3．1 LED路灯的基本要求 176

8．3．2 LED路灯的几种做法 176

8．4 大功率LED在室内照明的应用 177

8．4．1 大功率LED在室内照明的优势 178

8．4．2 室内大功率LED照明灯具设计要点 178

8．5 传统灯具与大功率LED灯具性能的比较 181

8．5．1 白光LED的效能 181

8．5．2 各种光源的热量分布 181

8．5．3 LED光源寿命与传统光源寿命的比较 183

8．6 LED景观灯 183

8．7 LED航标灯 184

8．8 LED矿灯 185

8．9 LED应用于液晶电视背光源 186

8．10 LED应用于航天技术 188

8．11 本章小结 189

附录A 提高LED芯片出光效率的几种方法 190

附录B LED光柱的种类及制作要求 196

附录C 使用红色荧光粉研制高效低光衰LED 200

附录E 重视LED测试方法和标准的研究 204

附录F 在LED光电测量中应注意的几个问题 205

参考文献 207

前言/序言

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　　《LED制造技术与应用（第3版）》主要介绍LED的制作技术与应用，从介绍LED的基本概念和相关技术入手，介绍了LED的基础知识，它涉及多个学科，如半导体光学、热学、化学和力学等，是多个学科的综合；对LED芯片的制作、LED器件的封装及使用LED器件时必须注意的技术问题进行了详细的介绍，同时还列举了LED在各行业、各部门中的应用，特别是对于LED应用的驱动问题、散热问题、二次光学设计问题和防静电问题等提出了具体的解决方法；在此基础上又深入地讨论了在不同应用中如何合理选用LED器件以及大功率LED的驱动与应用。

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本书从LED芯片制作、LED封装和LED应用等方面介绍了LED的基本概念与相关技术，详细讲解了LED封装过程中和开发应用产品时应该注意的一些技术问题，特别是LED应用的驱动问题、散热问题、二次光学设计问题和防静电问题等，并针对这些问题提出了具体的解决方法。本书还讨论了在不同的应用中如何合理地选用LED器件及大功率LED的驱动和应用。

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比较全面的介绍LED灯，对于LED入门的人，不错的书

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　　《LaED制造技术与应c用（第3版）》主要介绍LED的制f作技术与应用，从h介绍LED的基本概念和相关技术k入手，介绍了LED的基础知识，它涉及多个学科，如p半导体光学、热学、化学和力学等，是多个学科的综u合；对LED芯片的制作、LED器x件的封装及使用LED器件时必须注A意的技术问题进行了详细的介绍，同F时还列举了LED在各行业、各部门H中的应用，特别是I对于LED应用的驱动问题、散热问M题、二次光学设计N问题和防静电问题等R提出了具体的解决方法；在此基础上S又深入地讨论了在不同应用中如何合理X选用LED器件以及大功率LED的驱动与应用。

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本书可作为LED器件的制造者、使用者的指导手册，资本是很大的。 4，制作LED的pn结电极 其制作工艺一般采用光刻，真空电子束蒸发，湿法腐蚀和 剥离等方法。当前普遍采用的是p型接触电极是镍/铜，可以使电极具有良好的透光性和电学性能。在LED芯片的制作工艺中，为了尽量减少电极之间的相互影响，需要对N型电极进行合金。 二 LED 封装 LED芯片只是一块很小的固体，它的两个电极要在显微镜下才能看到，加入电流后才能发光。在制作工艺上，除了要对LED芯片的两个电极进行焊接，从而引出正，负电极之外，同时要对LED芯片和两个电极进行保护，所以需对LED进行封装。 有：引脚式封装，平面发光器件的封装，SMD的封装，食人鱼LED的封装，大功率LED的封装 下面以引脚式封装为例，LED引脚式封装采用引线架作为各种封装外型的引脚，常见是直径为5毫米的圆柱型的封装。这种技术就是将LED芯片粘结在引线架上，芯片的正极用金丝键合连接到另一引线上。负极用银浆粘接在支架反射杯内或用金和反射杯引脚相连。然后顶部用环氧树脂包封，做成直径为5毫米的圆形外型。如图所示LED1.1LED的基本概念1.1.1LED的基本结构与发光原理1.1.2LED的特点1.2LED芯片制造的工艺流程1.2.1LED衬底材料的选用1.2.2制作LED外延片1.2.3LED对外延片的技术要求1.2.4制作LED的pn结电极1.3LED芯片的类型1.3.1根据LED的发光颜色进行分类1.3.2根据LED芯片的功率进行分类1.4LED芯片的发展趋势第2章LED封装2.1引脚式封装2.1.1工艺流程及选用设备2.1.2管理机制和生产环境2.1.3一次光学设计2.2平面发光器件的封装2.2.1数码管制作2.2.2常见的数码管2.2.3单色和双色点阵2.3SMD的封装2.3.1SMD封装的工艺2.3.2测试LED与选择PCB2.4食人鱼LED的封装2.4.1食人鱼LED的封装工艺2.4.2食人鱼LED的应用2.5大功率LED的封装2.5.1L型电极的大功率LED芯片的封装2.5.2V型电极的大功率LED芯片的封装2.5.3V型电极的LED芯片倒装封装2.5.4集成LED的封装2.5.5大功率LED封装的注意事项2.6本章小结第3章白光LED的制作3.1制作白光LED3.1.1制作白光LED的几种方法3.1.2涂覆YAG荧光粉的工艺流程和制作方法3.1.3大功率白光LED的制作3.2白光LED的可靠性及使用寿命3.2.1影响白光LED寿命的主要因素3.2.2工艺流程对白光LED寿命的影响3.2.3引起白光LED快速衰减的主要原因3.3荧光粉3.3.1YAG荧光粉3.3.2RGB荧光粉3.3.3各种荧光粉的应用与发展3.4RGB三基色合成白光的制作3.4.1基本原理3.4.2注意事项3.5本章小结第4章LED的技术指标和测量方法4.1LED的电学指标4.1.1LED的电流－电压特性图4.1.2LED的电学指标4.1.3LED的极限参数4.1.4LED的其他电学参数4.2LED的光学指标4.2.1光的颜色的三种表示法4.2.2与光辐射强度有关的指标4.3电－光转换效率4.3.1辐射过程的能量损失4.3.2封装时的能量损失4.3.3激发过程的能量损失4.4LED的热学指标4.4.1热阻Rth4.4.2LED的储存环境温度与工作温度4.4.3其他相关指标4.5本章小结第5章与LED应用有关的技术问题5.1LED的驱动方式5.1.1LED的恒定电流源驱动5.1.2LED的恒定电压源驱动5.1.3综合控制驱动5.2LED的太阳能驱动5.2.1太阳能电池5.2.2太阳能电池供电5.3LED的散热技术5.3.1LED的散热问题5.3.2LED的散热技术5.4LED的二次光学设计5.4.1LED光学设计的基本光学元件5.4.2LED系统的光学设计5.5LED的防静电控制5.5.1静电的概念5.5.2静电的产生5.5.3带电电位与体电阻率5.5.4生产环境5.5.5器件失效的原因5.5.6防静电措施5.6合理选用LED器件5.7本章小结第6章LED的应用6.1大功率LED在路灯照明中的应用6.1.1城市路灯照明6.1.2太阳能照明6.1.3风光互补功率LED智能化路灯6.2LED显示屏6.2.1LED显示屏的大量应用6.2.2LED显示屏的制造技术6.3LED应用于汽车照明6.3.1车用LED的特点6.3.2车用LED的供电电源6.3.3车用LED实例6.4LED在交通信号灯方面的应用6.4.1LED交通信号灯的器件设计6.4.2LED交通信号灯的技术标准6.4.3用做铁路信号灯的LED6.5LED用做背光源6.5.1背光源6.5.2背光源的技术指标6.5.3未来发展6.6LED在城市亮化工程和夜景工程中的应用6.6.1城市亮化工程的关键问题6.6.2城市亮化工程中的各种照明6.6.3LED用于城市景观工程的优势6.7LED大量应用于玩具领域6.8LED大量应用于仪器仪表6.9LED用于特种照明6.10LED与家庭照明6.11本章小结附录A提高LED芯片出光效率的几种方法附录BLED光柱的种类及制作要求附录C使用红色荧光粉研制高效低光衰LED附录D根据LED的使用要求来确定技术指标附录E重视LED测试方法和标准的研究附录F在LED光电测量中应注意的几个问题参考文献

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本书从LED芯片制作、LED封装和LED应用等方面介绍了LED的基本概念与相关技术，详细讲解了LED封装过程中和开发应用产品时应该注意的一些技术问题，特别是LED应用的驱动问题、散热问题、二次光学设计问题和防静电问题等，并针对这些问题提出了具体的解决方法。本书还讨论了在不同的应用中如何合理地选用LED器件及大功率LED的驱动和应用。

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