LED发光二极管内部结构详解

### LED发光二极管内部结构详解 #### 一、LED发光二极管概述 LED（Light Emitting Diode），即发光二极管，是一种能够将电能转化为光能的固态半导体器件。它广泛应用于各个领域，如指示灯、显示屏、背光源、汽车照明以及景观装饰等。LED发光二极管的性能与其内部结构密切相关，了解这些结构对于掌握LED的技术特性和应用场景至关重要。 #### 二、LED发光二极管内部结构分析 LED发光二极管主要由以下几部分组成：**支架**、**银胶**、**晶片**、**金线**、**环氧树脂**。 ##### 1. 支架 - **作用**：用于导电和支撑整个LED结构。 - **组成**：通过电镀工艺制成，通常由五层材料构成：**素材、铜、镍、铜、银**。其中，素材可以是铁或铜等金属材料。 - **种类**： - **2002杯/平头**：适合对角度和亮度要求较低的产品，Pin长度较短。 - **2003杯/平头**：适用于直径大于φ5mm的LED，Pin间距为2.54mm。 - **2004杯/平头**：适用于直径约为φ3mm的LED，Pin长度和间距与2003相同。 - **2004LD/DD**：专用于制作蓝色、白色、纯绿色和紫色LED，杯深设计利于光线集中。 - **2006**：双平头设计，适用于制作闪烁型LED。 - **2009**：适用于双色LED，可在杯内固定两颗晶片，通过三根Pin脚控制极性。 - **2009-8/3009**：适用于三色LED，可在杯内固定三颗晶片，通过四根Pin脚进行控制。 ##### 2. 银胶 - **作用**：固定晶片并实现导电功能。 - **成分**：银胶主要由银粉（占比75-80%）、环氧树脂（占比10-15%）以及添加剂（占比5-10%）组成。 - **使用**：银胶需要冷藏保存，使用前需解冻并充分搅拌均匀以确保银粉分布均匀，避免影响导电性能。 ##### 3. 晶片 - **作用**：作为LED发光的核心部件，是发光的半导体材料。 - **组成**：常见的晶片材料包括磷化镓（GaP）、镓铝砷（GaAlAs）、砷化镓（GaAs）以及氮化镓（GaN）等。 - **结构**：晶片内部具有单向导电性，按照P/N结构或者双线结构设计。 - **发光颜色**：晶片的发光颜色取决于波长。例如，红光波长范围为615-635nm，蓝光波长范围为450-480nm。 - **技术参数**： - **顺向电压(VF)**：使晶片正向导通的电压，过大的VF会导致晶片击穿。 - **顺向电流(IF)**：晶片在施加一定电压后产生的正向导通电流，与顺向电压有关。 - **逆向电压(VR)**：施加在晶片上的反向电压。 - **逆向电流(IR)**：晶片在施加反向电压后产生的漏电流，IR越小越好。 - **亮度(Iv)**：光源的明亮程度，单位为坎德拉(cd)。 - **波长**：反映晶片的发光颜色，不同的波长对应不同的颜色。 - **光**：光是一种电磁波，根据波长范围的不同可以分为不同的类型，如可见光（380nm-760nm）。 ##### 4. 金线 - **作用**：连接晶片PAD与支架，实现电路导通。 - **材质**：纯度为99.99%Au的金线，延伸率2-6%，尺寸有0.9mil、1.0mil、1.1mil等。 ##### 5. 环氧树脂 - **作用**：保护LED内部结构，并轻微改变发光的颜色、亮度及角度，使LED成型。 - **成分**：主要包括环氧树脂、酸酐类、高光扩散性填料及热安定性染料等。 ##### 6. 模条 - **作用**：作为LED成型的模具，决定了产品的外观形状。 - **种类**：模条通常有圆形、方形、塔形等多种形状，支架植入深度由模条卡点高度决定。 ### 总结 LED发光二极管的内部结构复杂而精细，每一部分的设计都直接影响着LED的性能表现。通过对LED内部结构的深入理解，不仅可以帮助我们更好地掌握LED的技术特点，还能促进LED在更多领域的创新应用。随着科技的进步，LED技术也在不断发展和完善，未来将会有更多新型材料和技术应用于LED制造中，推动LED产业向着更高效率、更长寿命、更低能耗的方向发展。