1、成光興成光興紅外LED燈基礎(chǔ)知識(shí)講議1一、紅外LED燈基礎(chǔ)知識(shí)三、應(yīng)用中的問(wèn)題及原因分析內(nèi)容二、紅外LED燈使用注意事項(xiàng)成光興成光興紅外LED燈基礎(chǔ)知識(shí)講議2一、紅外發(fā)射管基礎(chǔ)知識(shí)一、紅外發(fā)射管基礎(chǔ)知識(shí) 光是一種電磁波，它的波長(zhǎng)區(qū)間從幾個(gè)納米（1nm=10-9m）到1毫米（mm）左右。人眼可見(jiàn)的只是其中一部分，我們稱其為可見(jiàn)光，可見(jiàn)光的波長(zhǎng)范圍為380nm780nm，可見(jiàn)光波長(zhǎng)由長(zhǎng)到短分為紅、橙、黃、綠、青、蘭、紫光，波長(zhǎng)比紫光短的稱為紫外光，波長(zhǎng)比紅光長(zhǎng)的稱為紅外光。 紅外發(fā)射二級(jí)管由紅外輻射效率高的材料（常用砷鋁化鎵GaAlAs）制成PN結(jié)，外加正向偏壓向PN結(jié)注入電流激發(fā)紅外光。光譜功率

2、分布為中心波長(zhǎng)830950nm，半峰帶寬約40nm左右，它是窄帶分布，為普通CCD黑白攝像機(jī)可感受的范圍。 嚴(yán)格地講，術(shù)語(yǔ)LED應(yīng)該僅應(yīng)用于發(fā)射可見(jiàn)光的二極管；發(fā)射近紅外輻射的二極管叫紅外發(fā)光二極管；發(fā)射峰值波長(zhǎng)在可見(jiàn)光短波限附近，由部份紫外輻射的二極管稱為紫外發(fā)光二極管；但是習(xí)慣上把上述三種半導(dǎo)體二極管統(tǒng)稱為發(fā)光二極管。 u 光的定義成光興成光興紅外LED燈基礎(chǔ)知識(shí)講議3u LED基本原理 LED晶片的元素為III-V族化合半導(dǎo)體（周期表）IBIIBIIIIVVVIVIIB 硼硼CN 氮氮OFAl 鋁鋁SiP 磷磷SCLCuZnGa鎵鎵GeAs 砷砷SeBrAgCdIn 銦銦SnSb 銻銻T

3、eI成光興成光興紅外LED燈基礎(chǔ)知識(shí)講議4 材料的排列模式材料的排列模式: Si 原子內(nèi)各層的穩(wěn)定電子數(shù): 2, 8, 8, .個(gè) 矽的外層電子 數(shù)為4個(gè)電子成光興成光興紅外LED燈基礎(chǔ)知識(shí)講議5 N-type的排列模式的排列模式: Si + As 在Si的排列中放入As,則將多出一個(gè)電子, 在結(jié)構(gòu)上是為帶負(fù)電(Negative),故定義為N-type.成光興成光興紅外LED燈基礎(chǔ)知識(shí)講議6 P-type的排列模式的排列模式: Si + B 在Si的排列中放入B, 在結(jié)構(gòu)上將少一個(gè)電子, 可視為帶正電(Positive)的空域,稱為電洞(hole), 定義為P-type.成光興成光興紅外LED

4、燈基礎(chǔ)知識(shí)講議7 LED的符號(hào) P層與N層之接合狀況成光興成光興紅外LED燈基礎(chǔ)知識(shí)講議8 LED之通電狀況P極接正電, N極接負(fù)電, 則LED發(fā)光; 反之, 則不發(fā)光成光興成光興紅外LED燈基礎(chǔ)知識(shí)講議9u 紅外LED的分類l按外尺寸分類：3、5、8、10、食人魚(yú)、大功率等；l按角度分類：9度、15度、30度、45度、60度、80度等；l按功率分類：小功率、大功率。成光興成光興紅外LED燈基礎(chǔ)知識(shí)講議10u LED的五大物料與五大製程的五大物料與五大製程LED示意圖成光興成光興紅外LED燈基礎(chǔ)知識(shí)講議11五大物料五大物料1、晶片、晶片 晶片是LED的核心部分，也就是發(fā)光的光源，紅外發(fā)射管也是

5、一樣，亮度及電性的好壞主要取決于晶片。 發(fā)射管晶片的材質(zhì)是砷化鎵（GaAs）或者砷鋁化鎵（GaAlAs）所組成。發(fā)射管晶片的分類發(fā)射管晶片的分類 目前發(fā)射管晶片分類主要按波長(zhǎng)及晶片尺寸大小來(lái)區(qū)分。一、按波長(zhǎng)分：830nm、850nm、880nm、940nm等。二、按晶片尺寸分：10mil、12mil、14mil、16mil、20mil、24mil、40mil等。提示：mil是尺寸單位，千分之一英寸。1mil=0.0254mm成光興成光興紅外LED燈基礎(chǔ)知識(shí)講議122、支架、支架 支架的材質(zhì)一般為鐵材，表面鍍銀。有時(shí)為了提高支架的散熱性，也采用銅材。支架一般分為碗杯型、平頭型 和特殊型。碗杯型利

6、用凹鏡原理，主要用于聚光型LED，角度小；且碗杯的大小、深淺都會(huì)影響發(fā)光角度。成光興成光興紅外LED燈基礎(chǔ)知識(shí)講議13 銀膠（Silver Epoxy）：我們通過(guò)加熱銀膠使之固化，達(dá)到把晶片粘固在支架上的目的，便于焊線作業(yè)。且銀膠還起到導(dǎo)電的作用。 銀膠的主要成份是：銀粉、環(huán)氧樹(shù)脂、固化劑、稀釋劑。要低溫儲(chǔ)存，高溫固化（150/2H）。3、銀膠、銀膠4、金線、金線 金線（Gold Wire）：金線是用99.99%的工業(yè)用金拉絲而成的，其直徑為0.9-1.2mil（1mil=0.0254mm）。其主要作用是連接晶片與支架，且起導(dǎo)電作用。成光興成光興紅外LED燈基礎(chǔ)知識(shí)講議14 環(huán)氧樹(shù)脂（Epox

7、y）：LED封裝用的膠體是一種環(huán)氧樹(shù)脂膠，它是一種雙組分膠。主劑是A膠，是環(huán)氧樹(shù)脂，固化劑是B膠，是酸酐類物質(zhì)。它的透光性、流動(dòng)性良好。封裝膠體的顏色是通過(guò)加入色膠（色素）來(lái)改變的。色膠主要是由環(huán)氧樹(shù)脂和各種熱安定性的染料調(diào)配而成的。擴(kuò)散劑是由料度分布極為均勻之高光擴(kuò)散性填充料（SiO2）和環(huán)氧樹(shù)脂所組成，它的功能是使晶片發(fā)出的光在樹(shù)脂內(nèi)均勻的擴(kuò)散，使LED發(fā)出柔和一致的光度，同時(shí)會(huì)降低LED的亮度。5、環(huán)氧樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂 模條（Mould）：其實(shí)就使環(huán)氧樹(shù)脂成型的模具，也就是說(shuō)LED的外觀尺寸就取決于模條的尺寸。6、模條、模條成光興成光興紅外LED燈基礎(chǔ)知識(shí)講議15五大制程五大制程 固晶：通

8、過(guò)銀膠將晶片固定在支架碗杯中間。支架銀膠晶片1、固晶自動(dòng)固晶機(jī)成光興成光興紅外LED燈基礎(chǔ)知識(shí)講議162、焊線 焊線：將金線從晶片電極上與支架陽(yáng)極連接起來(lái)。晶片金線支架陽(yáng)極自動(dòng)焊線機(jī)成光興成光興紅外LED燈基礎(chǔ)知識(shí)講議173、封膠 封膠（即成型）：先將調(diào)配好的環(huán)氧樹(shù)脂灌入模粒中，支架碗杯沾膠后再插入模條，烘烤成型。支架模條卡點(diǎn)膠水成光興成光興紅外LED燈基礎(chǔ)知識(shí)講議18自動(dòng)灌膠機(jī)成光興成光興紅外LED燈基礎(chǔ)知識(shí)講議194、切腳（一切）一切：將支架的上BAR部分切開(kāi)，及將陰極斷開(kāi)。一切前一切后成光興成光興紅外LED燈基礎(chǔ)知識(shí)講議205、測(cè)試測(cè)試：測(cè)試電性能（正向電壓及反向漏電）及檢查外觀不良。測(cè)

9、試結(jié)果顯示，綠色為良品，顯示其它顏色為不良。測(cè)試材料成光興成光興紅外LED燈基礎(chǔ)知識(shí)講議216、二切 二切：將整條的材料切成單顆的成品。7、分光 分光：因?yàn)榫旧黼妷翰ㄩL(zhǎng)會(huì)存在一定的規(guī)范，為了方便客戶使用時(shí)發(fā)光效果能夠達(dá)到一致，進(jìn)行分光。目前我司紅外燈分光電壓為0.1V一個(gè)等級(jí)，波長(zhǎng)為5nm一個(gè)等級(jí)。成光興成光興紅外LED燈基礎(chǔ)知識(shí)講議22u發(fā)射管的主要參數(shù)發(fā)射管的主要參數(shù)極限參數(shù)的意義 1、允許功耗Pm：指允許加于LED兩端正向電壓與流過(guò)它的電流之積的最大值。超過(guò)此值會(huì)造成LED發(fā)熱以及損壞。2、最大瞬間電流IFP ：允許加到LED上的最大瞬間電流。只允許脈沖電流使用，且不能長(zhǎng)時(shí)間點(diǎn)亮。

10、3、最大正向電流IFM：允許加到LED上的最大正向電流。使用時(shí)超過(guò)此值會(huì)損壞LED。 目前我司對(duì)不同尺寸晶片此電流定為： 12mil的50mA、14mil的60mA 、16mil的80mA 、20mil的120mA 、40mil的450mA 。4、最大反向電壓VRm：允許加到LED上的最大反向電壓。使用時(shí)超過(guò)此值可能會(huì)擊穿LED。 5、工作溫度topm：指LED可正常工作的環(huán)境溫度范圍（-25-+70）。低于或高于此此溫度范圍，LED將不能正常工作，效率會(huì)大大降低。 成光興成光興紅外LED燈基礎(chǔ)知識(shí)講議23光電特性參數(shù)光電特性參數(shù)1、光諳分布和峰值波長(zhǎng)：某一個(gè)LED所發(fā)的光并非是單一波長(zhǎng)的，如

11、發(fā)射管850nm的波長(zhǎng)如圖所示 p Peak Wavelength峰值波長(zhǎng)主要是量測(cè)設(shè)備針對(duì)每一波長(zhǎng)量測(cè)光強(qiáng)度後所得的最高強(qiáng)度的波長(zhǎng) d Dominant Wavelength主要是量測(cè)設(shè)備針對(duì)每一波長(zhǎng)量測(cè)光強(qiáng)度*視感度係數(shù)後所得的最高強(qiáng)度的波長(zhǎng) 半頻寬值半頻寬值 為最高強(qiáng)度50%時(shí)的寬度Relative Intensity vs. Wavelength0.00.51.0700750800850900950Wavelength nm Relative Intensity20mA成光興成光興紅外LED燈基礎(chǔ)知識(shí)講議24Wavelength vs. Forward Current830840850

12、8608708801101001000Forward Current mA Wavelength nm 電流與波長(zhǎng)的關(guān)系電流與波長(zhǎng)的關(guān)系 在不同電流的情況下，發(fā)射管的波長(zhǎng)是會(huì)不一樣的，一般是電流越大波長(zhǎng)也越高。成光興成光興紅外LED燈基礎(chǔ)知識(shí)講議25 紅外發(fā)光二極管的發(fā)射功率用輻照度W/m2表示。一般來(lái)說(shuō)，其紅外輻射功率與正向工作電流成正比，但在接近正向電流的最大額定值時(shí)，器件的溫度因電流的熱耗而上升，使光發(fā)射功率下降。紅外二極管電流過(guò)小，將影響其輻射功率的發(fā)揮，但工作電流過(guò)大將影響其壽命，甚至使紅外二極管燒毀。 2、發(fā)射功率及與電流的關(guān)系：Relative Radiant Intensity

13、 vs. DC Forward Current0.010.1110110100IFDC mA Relative Radiant IntensityNormalized 20mA成光興成光興紅外LED燈基礎(chǔ)知識(shí)講議263、發(fā)射角度1/2：在發(fā)光（或輻射）強(qiáng)度分布圖形中，發(fā)光（或輻射）強(qiáng)度大于最大強(qiáng)度一半構(gòu)成的角度。 晶片相同的兩顆發(fā)射管, 21/2愈大則Iv愈小；支架插入膠體越深表示角度就越大；影響發(fā)射管角度的還有支架碗杯大小深淺、模條的R角大小及晶片的大小高低等。成光興成光興紅外LED燈基礎(chǔ)知識(shí)講議274、V-I特性：在正向電壓小于某一值（叫閾值）時(shí)，電流極小，不發(fā)光。只有當(dāng)電壓超過(guò)某一值后，

14、正向電流隨電壓迅速增加而發(fā)光。因?yàn)槎O管的特性，反向是截止的，所以使用時(shí)極性插反是不會(huì)發(fā)光的。 當(dāng)電壓越過(guò)正向閾值電壓（不同的晶片此值是不一樣的）電流開(kāi)始流動(dòng)，而且是一很陡直的曲線，表明其工作電流對(duì)工作電壓十分敏感。因此要求工作電壓準(zhǔn)確、穩(wěn)定，否則影響輻射功率的發(fā)揮及其可靠性。輻射功率隨環(huán)境溫度的升高(包括其本身的發(fā)熱所產(chǎn)生的環(huán)境溫度升高)會(huì)使其輻射功率下降。紅外燈特別是遠(yuǎn)距離紅外燈，熱耗是設(shè)計(jì)和選擇時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題。 成光興成光興紅外LED燈基礎(chǔ)知識(shí)講議285、環(huán)境溫度對(duì)發(fā)射管的影響：Forward Voltage vs. Temperature0.80.91.01.11.2-40-20020

15、406080Ambient Temperature C Forward Voltage 20mANormalize 25 C電壓與溫度的關(guān)系：在溫度升高的情況下，發(fā)射管的電壓VF相對(duì)的會(huì)有所下降。成光興成光興紅外LED燈基礎(chǔ)知識(shí)講議29Relative Intensity vs. Temperature0.00.51.01.52.02.53.0-40-20020406080Ambient Temperature C Relative Intensity 20mANormalize 25 C發(fā)射功率與溫度的關(guān)系：在溫度上升的情況，發(fā)射功率同樣也會(huì)有所下降的。成光興成光興紅外LED燈基礎(chǔ)知識(shí)講議3

16、0二、二、 紅外紅外LED燈使用注意事項(xiàng)燈使用注意事項(xiàng)1、 焊接條件：*請(qǐng)勿帶電焊接LED 成光興成光興紅外LED燈基礎(chǔ)知識(shí)講議312、引腳成型方法、引腳成型方法1、必需離膠體2毫米才能折彎支架（如圖）。2、支架成形必須用夾具或由專業(yè)人員來(lái)完成。3、支架成形必須在焊接前完成。 4、支架成形需保證引腳的間距與線路板上一致。5、管腳在同一處的折迭次數(shù)不能超過(guò)三次 。3、LED安裝方法安裝方法1、 注意LED的極性,以防極性裝錯(cuò)，LED不可與發(fā)熱元件靠的太近,工作條件不要超過(guò)其規(guī)定的極限。2、不要在引腳變形的情況下安裝LED。3、 當(dāng)決定在孔中安裝時(shí),計(jì)算好孔及線路板上孔距的尺寸和公差以免支架受到過(guò)

17、度的壓力（要避免“PIN”腳有內(nèi)“八”或外“八”現(xiàn)象）（如圖）。4、安裝LED時(shí)建議用管座定位，但要注意管座間距要與LED腳間距一致。5、在焊接溫度回到正常以前,必須避免使LED受到任何的震動(dòng)和外力。成光興成光興紅外LED燈基礎(chǔ)知識(shí)講議323、 元件清潔方式元件清潔方式 清潔時(shí)首先要注意：不可使用不明的化學(xué)溶劑進(jìn)行清潔，將有可能破壞封裝環(huán)氧樹(shù)脂外觀。若一定要清潔元件表面，建議使用浸入的方法并且建議使用酒精等化學(xué)溶液，浸入時(shí)間在常溫下不可超過(guò)一分鐘（視膠體大小調(diào)整浸泡的時(shí)間，以總時(shí)間不超過(guò)一分鐘為原則）。如果使用了不知名的化學(xué)溶液，有可能使膠體外觀產(chǎn)生龜裂或是造成膠體表面霧化。 避免元件超負(fù)荷使

18、用避免元件超負(fù)荷使用 1、使用紅外LED燈時(shí)電流最好不要超過(guò)規(guī)格范圍，最好在規(guī)格范圍內(nèi)適當(dāng)偏低點(diǎn)的電流使用。2、通電情況下,避免在80以上高溫作業(yè),如有高溫作業(yè)一定要做好散熱。3、器件不可與發(fā)熱組件靠得太近,工作條件不可超過(guò)其規(guī)定的極限 。4、在焊接溫度回到正常以前,應(yīng)避免LED受到任何震動(dòng)或外力。 成光興成光興紅外LED燈基礎(chǔ)知識(shí)講議334 4、發(fā)光亮度與顏色、發(fā)光亮度與顏色 1、為使多個(gè)紅外燈保持相同亮度需確定其是在相同電流條件下。2、目前紅外燈都有分光分色，所以在使用時(shí)注意不能混包使用，以免因電壓不同或波長(zhǎng)不同而造成視覺(jué)上明暗不一致。5 5、產(chǎn)品的儲(chǔ)存、產(chǎn)品的儲(chǔ)存 有關(guān)產(chǎn)品的儲(chǔ)存應(yīng)放置于

19、適當(dāng)條件的倉(cāng)儲(chǔ)空間，建議有關(guān)的倉(cāng)儲(chǔ)空間的溫濕度條件如下：溫度：25/室溫條件，相對(duì)濕度：50%。 一般正常產(chǎn)品建議的儲(chǔ)存時(shí)間為：不拆包6個(gè)月為上限，拆包后一周內(nèi)用完，以免PIN腳氧化；若有其它特殊條件的產(chǎn)品建議相關(guān)儲(chǔ)存時(shí)間要縮短。 成光興成光興紅外LED燈基礎(chǔ)知識(shí)講議34三、與客戶交往中所碰到的問(wèn)題：三、與客戶交往中所碰到的問(wèn)題：1、夜視效果不好或照射距離不夠：造成此現(xiàn)象的原因很多，如：A、紅外燈對(duì)攝像機(jī)、鏡頭、防護(hù)罩和供電系統(tǒng)配套性；B、發(fā)射管的角度大小，角度大就功率小，相對(duì)距離就要短，角度小功率會(huì)大，若與鏡頭配套不好又會(huì)形成明顯的手電筒現(xiàn)象（即只看到中間亮邊上沒(méi)有亮度）；C、使用電流的大小

20、，電流越大相對(duì)來(lái)說(shuō)功率會(huì)越高也會(huì)照得越遠(yuǎn)，但電流太大會(huì)損壞發(fā)射管的，對(duì)此看客戶使用什么樣的電流再?zèng)Q定送什么的產(chǎn)品給客戶（晶片尺寸越大相對(duì)來(lái)說(shuō)電流也可以用得越大，功率也會(huì)越高。對(duì)此若是同樣電流的話，晶片大不一定功率會(huì)更大的，也就是說(shuō)用越大的晶片一定要用更大電流才可以發(fā)揮其功效）；D、發(fā)射管本身功率確實(shí)比別人的低。成光興成光興紅外LED燈基礎(chǔ)知識(shí)講議352、客戶使用時(shí)反映電流偏大或偏小：若是電流偏大的話，是發(fā)射管本身的電壓偏低，對(duì)此只是相對(duì)，比如說(shuō)客戶設(shè)計(jì)時(shí)是按1.5電壓設(shè)計(jì)的電流是50mA，若發(fā)射管的電壓是1.4的時(shí)候，電流肯定就要越過(guò)50mA。若是電流太小，則反之。針對(duì)此問(wèn)題可以作以下的計(jì)算，

21、以便各位能夠更好的理解：如圖電路，如果發(fā)射管的VF=1.5,按前面所算限流電阻為60,為了方便計(jì)算我們把發(fā)射管也轉(zhuǎn)換成電阻來(lái)計(jì)算。 如果發(fā)射管的VF=1.5V(IF=50mA=0.05A),其電阻R=U/I=1.5/0.05=30,其電流計(jì)算如下：I=U/R總=12/（60+30*6）=0.05(A)=50mA 如果發(fā)射管的VF=1.4V(IF=50mA= 0.05A),由于限流電阻是按VF=1.5V計(jì)算的,即要把此電壓轉(zhuǎn)換成1.5V，根據(jù)發(fā)射管的伏安特性曲線,此發(fā)射管在VF=1.5V時(shí)其IF會(huì)在80mA左右。其電阻R =U/I=1.5/0.08=18.75 。其電流計(jì)算如下： I=U/R總=12/（60+18.75*6）=0.07(A)=70mA 因?yàn)榘l(fā)射管本身的伏安曲線比較陡直，即電壓稍變化電流變化就很大。對(duì)此客戶能夠使用定電流話,就沒(méi)有什么問(wèn)題,一般都是定電壓使用的,對(duì)此可以通過(guò)改變限流電阻的方式來(lái)調(diào)整電流的大小。對(duì)此一定要與客戶溝通，我司發(fā)射管的電壓會(huì)存在一定范圍的，請(qǐng)其在使用時(shí)要注意電壓的等級(jí)，不要混和使用。成光興成光興紅外LED燈基礎(chǔ)知識(shí)講議363、發(fā)射管燒壞或電壓上升：此現(xiàn)象一般是電流過(guò)大所損壞，造成電流過(guò)