LED灯管控办法.docx
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LED灯管控办法
电子有限公司
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LED灯的使用方法及特性
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1.0目的：
1.1使公司相关单位人员对公司所使用的LED相关技术标准及品质管控有一个明确的认识，同时可作为本公司LED物料的一个培训教材。
1.2使公司业务/研发/PMC/采购/仓储/IQC/PE/装配/IPQC/FQC明确了解自已的工作岗位在涉及LED物料时要了解的相关知识及管控要求，降低LED灯物料在各管控环节的出错机率。
2.0范围：
凡本厂之涉及营销接单、物料承认、采购、进料检验、仓储、发料、领料、物料上线确认、制程装配、入库、出库各阶段均适用之。
3.0定义：
3.1LED原理：
3.1.1LED电气原理:
是LightEmittingDiode即发光二极管的缩写，最早于1962年由GE（GeneralElectricCompany）研究人员NickHolonyakJr.发明。
其电流-电压（I-V）特性与普通二极管比较类似，所不同的是其内部PN结具有发光特性不同，发光二极管通过使用特殊的材料、特殊的工艺，使得PN结发光的效率提高，发光的频率一致，从而得到可使用的特定频率的光。
通常所说的LED是指能发出可见光的发光二极管。
3.1.2.结构原理：
LED组成结构及原材料。
以直插式LED（DIP式LED灯）为例，通常LED由以下几部分组成：
支架、银胶、LED芯片、金线、环氧树脂外壳等。
其中支架主要起导电和支撑LED的作用，不同的LED使用的支架种类也不一样；银胶的作用主要是固定晶片以及导电，晶片是由能发光的半导体材料组成，是LED最核心的部分，晶片基本上决定了整颗LED的特性；金线的作用是连接晶片PAD（焊垫）与支架，并使其能够导通。
环氧树脂的作用：
保护LED的内部结构，可稍微改变LED的发光颜色、亮度及角度。
如下图：
1.发光二极管与普通二极管一样，具有半导体材料的单向导电的性质，发光二极管的LED芯片也是由半导体制成的，即只有极性正确才会发光。
LED芯片的材料不同，可产生的不同的发光颜色，LED芯片是LED灯的核心部件。
2辨别发光二极管正负极的方法，有实验法和目测法，实验法就是用1.75-2.45V的直流电源通电看能不能发光，若不能发光就是极性接错或是发光管损坏，目测法是用眼睛观察发光二极管环氧树脂内部，可以发现内部的两个电极一大一小，一般来说，电极较小的是正极，电极较大的一个是它的负极，引线架长的是正极，引线架短的是负极。
3发光二极管的发光颜色一般与环氧树脂的颜色相同，环氧树脂有黄色/绿色/红色等各种颜色.但也存在透明本色环氧树脂的发光二极管，它也发出红黄绿等颜色的光，只有通电了才能知道是发何种颜色。
4透明环氧树脂的封装结构，有圆形，半圆形，方形平头，梯形.
5发光形式，有聚光形，散光形。
6.双色灯无绝对的极性，只有相对某种颜色而言，存在正负极.
如：
左图所示，需要发橙色光时，“1”脚就是正极，“2”脚就是负极。
如：
左图所示，需要发绿我光时，“2”脚就是正极，“1”脚就是负极。
方向目前所用LED灯只有两只引脚，故一支灯同时只能发一种颜色的光，行业里有3只引脚的LED灯，共阳极或共阴极双色灯.
说明：
阴极支架类似于碗形，中间装有银胶&晶片，并焊有金线
阴极支架
环氧树脂
LED晶片
阳极支架
灯脚
单色发光LED
灯等效符号
—
+
双色LED
灯发橙
绿等效符号
3.2名字解释：
阀值电压/阀值电流：
发光二极管的工作电压有一个电压范围，随着发光二极管两端的电压增加，电流会从0突然增大（见如下LED灯的电压与电流的伏安特性图示说明），此时的电流为阀值电流，此时对应的电压，叫阀值电压，当发光二极管被点亮后，随着工作电压上升，其工作电流也会增加，亮度也会相对增强，当电流上升到一程度，LED发热严重会被烧毁。
额定工作电流IF（mA）：
在线性的工作区域，此电流可安全的维持正常的工作状态，对于小功率LED，目前方向电子定为20mA，这是小功率LED的正常工作电流,叫额定电流IF（不同规格、型号的LED的工作电压、工作电流是不相同的）.在恰当的电流和电压下，LED的使用寿命可达10万小时。
小电流IFL（μA）&小电压VFL（V）：
LED灯在超过阀值电压时，电流与电压基本呈线性关系（电压增加，电流会随之增大），为测量所使用LED灯在阀值电压附近的电压与电流的对应关系，取流经LED灯的100μA时的电压值（小电流IFL）标准，测量单色LED灯上的电压是否在1.6-2.05V（小电压VFL）范围内，LED灯发光较暗，无法保证发光亮度的一致性。
具体单双色灯电气测试参数表。
高电流IFH（mA）&高电压VFH（V）：
在20mA附近的亮度和寿命都能兼顾，超过20mA发光明亮但使用寿命明显缩短，为测量LED在大电压下的线性关系（电压增加，电流会随之增大），取流经LED灯的电流在20mA（高电流IFH）为标准，测量单色LED灯上电压值需在1.85-2.45V（高电压VFH）范围。
具体见单双色灯电气测试参数表。
单双色LED灯电气测试参数表
小电流
（μA）
大电流
（mA）
低电压
（V）
高电压
（V）
反向漏电流
单色灯
100
20
1.60-2.05
1.85-2.45
反向电压=5V时，反向电流
小于5μA
双色灯
100
20
1.45-1.95
1.85-2.5
无
反向漏电流：
LED因具有二极管的特性，故在LED两端加反向电压时，理论上应该没有电流流经LED，但实际状况会有微弱的电流，我们将其称之为反向漏电流。
按LED的常规规定，指反向电压在5V时的反向漏电流，一般要求小于5μA。
随着发光二极管性能的提高，反向漏电流越小越好。
反向击穿电压（VR）：
一般要求反向电流为指定值的情况下可测试反向电压VR，反向电流一般为5~100μA之间。
反向击穿电压通常不能超过20V，在设计电路时，一定要确定加到LED的反向电压不要超过20V。
耐温：
网口连接器中，LED灯都要与PCB板进行焊接，常规浸焊耐温最高260℃，时间＜10S，浸焊距离胶体＞4mm，客户有特殊要求，超出常规焊接温度与时间的，需使用特制的耐高温的LED.
波长：
光的本质，即光也是电磁波，光的色彩强弱变化，是可以通过数据来描述，这种数据叫波长。
我们能见到的光的波长，范围在380至780nm之间。
单位：
纳米（nm），可见光的波长从400nm-760nm的电磁波，LED灯发光波长范围一般在568-594nm之间。
发光强度：
指光源的明亮程度。
也即表示光源在一定方向和范围内发出的可见光辐射强弱的物理量。
单位：
烛光（cd）发光强度简称光强，国际单位是candela（坎德拉）简写cd，其他单位有烛光，也叫支光。
1cd=1000mcd是指单色光源。
可以说，发光强度就是描述了光源到底有多亮。
LED灯的发光强度一般在4-20mcd之间。
静电防护：
许多因素会影响电荷的积累，包括接触、摩擦和分离等等。
静电电荷会不断积累，如果没有泄放，这个数值最后会达到很高，由于在很小的电阻上快速泄放电压，泄放电流会很大，可能超过20安培，如果这种放电通过LED进行，这么大的电流将对设计为仅导通电压是2V左右和电流是20mA的LED造成严重伤害，静电及高压会对LED造成损坏，对于双极性的LED灯最易被静电击穿，从而严重影响LED的使用寿命甚至完全报废。
所以要求在使用和检验产品时戴防护静电手碗带或静电手套，焊接工具及设备外壳需可靠接地。
光衰：
LED光衰是指LED经过一段时间的点亮后,其光强会比原来的光强要低,而低了的部分就是LED的光衰.一般LED封装厂家做测试是在实验室的条件下（25℃的常温下）,以20MA的直流电连续点亮LED1000小时来对比其点亮前后的光强.
3.3.相关参数：
3.3.1外形尺寸OutlineDimensions:
（尺寸单位mm/公差：
±0.10mm）
3.3.2最大电气性能额定值AbsoluteMaximumRatings.
环境温度Ambienttemperature:
25℃湿度humidity:
RH60%
项目
Item
符号
Symbol
数值
Value
单位
Unit
备注
Remark
功率消耗（PowerDissipation）
Pd
80
mW
---
正向电流（ForwardCurrent）
IF
20
mA
---
峰值电流（PeakForwardCurrent*1）
IFP
100
mA
F=1KHZ,占空比（dutycycle）1/10
逆向电压（ReverseVoltage）
VR
5
V
---
操作溫度（OperatingTemperature）
Topr
-30℃~+80℃
℃
---
贮存溫度（StorageTemperature）
Tstg
-40℃~+100℃
℃
---
焊接溫度（SolderingTemperature）
Tsol
260℃（for5seconds）
℃
波峰焊，离胶体3mm处5S-10S
3.3.3可靠性实验项目ReliabilityTestProject
描述
Description
項目
ITEM
测试标准
Testcriterion
测试条件
Testcondition
测试时间
Testtime
数量
Qty
失效数量
FailQty
寿命测试
Lifetest
常温寿命测试
Lifetest（roomtmperature）
JIS7021:
B4
Ta=25℃±5℃,IF=20mA
1000Hrs
0
环境测试
Ambiencetest
高温存贮
Hightemperaturestore
JIS7021:
B10
MIL-STD-202:
210A
MIL-STD-750:
2031
Ta=85℃±5℃
1000Hrs
0
低温存贮
Lowtemperaturestore
JIS7021:
B12
Ta=-35℃±5℃
1000Hrs
0
高湿温测试
Hightemperature/humiditytest
JIS7021:
B11
MIL-STD-202:
103D
Ta=85℃±5℃
RH=85%
1000Hrs
0
冷热冲击测试
Cold/Heatstriketest
JIS7021:
B11
MIL-STD-202:
17D
MIL-STD-750:
1026
30min
-10℃±5℃-10℃±5℃
5min5min
50Cycles
0
冷热循环测试
Coldandheatcycletest
JIS7021:
A3
MIL-STD-202:
107D
MIL-STD-705:
105E
5min5min5min
-35℃～25℃～85℃～-35℃
30min5min30min5min
50Cycles
0
3.3.4光电参数Electricalandopticalcharacteristics（Ta=25℃）
参数
Parameter
符号Symbol
测试条件
Testcondition
最小值
Min.
典型值
Typ.
最大值
Max.
单位
Unit
正向电压ForwardVoltage
VF
IF=20mA
1.8
2.0
2.4
V
发光强度LuminousIntensity
Iv
IF=20mA
10
15
20
mcd
反向电流ReverseCurrent
Ir
VR=5V
5
µA
波长PeakWaveLength（G）
Nm
IF=20mA
568
570
572
nm
主波长DominantWaveLength
Nm
IF=20mA
570
nm
波长PeakWaveLength（R）
Nm
IF=20mA
nm
主波长DominantWaveLength
Nm
IF=20mA
nm
可视角度ViewingAngle
2θ1/2
IF=20mA
120
deg
3.3.5机械性能（折弯形状要求）：
LED折弯位置离胶体最小距离需大于2mm.
代表正确的LED加工折弯方式
代表错误的LED加工折弯方式
4．0职责
4．1业务：
在接收客户打样时，若条件允许，可具体了解客户该带LED灯产品的制程条件，如：
是波峰焊（wavewelding）制程，还是回流焊（IR）制程，高温焊接时间长短，以决定所需要的是普通，还是耐高温的LED灯。
部分高端客户还需要了解冷热冲击的标准要求，如高低温的温度，高低温的保持时间，及高低温的转换时间参数等要求。
4．2研发人员：
4.2.1在承认新的LED料件时，要确认发光形式，灯头形状，发光颜色，电镀规格等，具体见GLGNET《物料编码准则》第七项。
若公司有现有类似规格料件，要考虑到新承认的物料与旧物料的胶体颜色，发光形式与发光亮度与公司已有物料的一致性，以增强公司LED的互换性，及可替代性。
4.2.2在设计产品的焊脚位置时，要考虑到LED灯灯脚离灯头胶体距离至少留有2mm以上的安全距离，若客户要求我司开发的产品存在这方面的缺陷，要建议客户更改设计，避免将来存在死灯的隐患。
4.2.3在承认物料时要进行以下信赖性测试：
4.2.3.1冷热冲击测试：
温度-20℃---+80℃，/时间：
48H.
4.2.3.2盐雾测试：
4.2.3.3回流焊测试：
4.2.3.4可焊性：
4.2.4要求LED供应商采用静电防护包装，在物料标签上标识出该批次LED灯的波段，亮度范围。
波长相差2nm/档。
4.3进料检验（IQC）
4.3.1要确认是否符合AVL《合格供应商清单》，LED的外观（发光形式，灯头形状，发光颜色，电镀规格），亮度测试，盐雾，可焊性，标签标识清楚正确.具体项目见《IQC进料检验规范》与《LED灯承认书》。
4.3.2检料的时候需在20mA电流条件下，点亮LED产品，在测试仪下点亮测试亮度、电压、波段，也可在正常情况下目测看是否有色差。
4.3.3供应商是否有按照要求对波长/亮度进行分光分色，供应商是否有按要求将芯片波长/亮度的分段范围标识在标签上，一般波段分光在2nm/档.
4.3.4在检测发光亮度时，要取不同波段/亮度范围的LED用IQC专用电测治具进行点亮检测，只要目测色差不明显可判定OK。
4.3.5来料是否使用的静电防护包装，拿取产品时要戴防静电环。
4.4物控（PMC）：
4.4.1下请购单时，要依据受控《LED灯使用对照表》中的要求进行请购。
4.4.2LED放置区域是否有接地线，且接地良好。
来料LED是防静电袋包装，防静电灯袋包装产品应置于防静电胶筐中。
4.4.3仓管人员在发放物料时，首先要确保是否符合我们受控《LED灯使用对照表》要求，同时要依据订单数量要求，同一种料号LED灯，发放标签上标识的相同波长/亮度范围的LED，或波长/亮度范围相邻的LED灯。
以免组装成成品后发光差异过大。
4.4.4接触到LED灯时要戴防静电环。
4.5装配课：
4.5.1物料员领LED物料时，要确认所领取的LED灯符合受控《LED灯使用对照表》中的要求。
4.5.2成型折弯LED灯时一袋的成型完后，成型完的LED要装入原包装袋中，每袋之间不可相互混装。
4.5.3接触到LED灯人员要戴防静电环。
4.5.4产线组装成品时，组长要按排同一个成品上，使用标签上标识的相同波长/亮度范围的LED，或波长/亮度范围相邻的LED灯。
以免组装成成品后发光差异过大。
4.5.5若一个产品上有几种发光颜色的LED灯，穿灯人员一人只允许穿一种灯，不允许穿两种以上的LED灯，以免混装现象。
4.6制程QC（IPQC）：
4.6.1IPQC首件确认时要依据《LED灯使用对照表》及周计划，确认LED灯是否符合要求。
4.6.2监督LED成型作业员，是否有按照要求执行：
成型折弯LED灯时一袋的成型完后，成型完的LED要装入原包装袋中，每袋之间不可相互混装。
4.6.3接触LED人员要戴静电环，静电环要点检确认其是否导通良好。
4.6.4使用标签上标识的相同波长/亮度范围的LED，或波长/亮度范围相邻的LED灯。
以免组装成成品后发光差异过大。
4.6.5若一个产品上有几种发光颜色的LED灯，穿灯人员一人只允许穿一种灯，不允许穿两种以上的LED灯，以免混装现象。
4.7制工（PE）：
4.7.1折弯治具设计要求，在引线（灯脚）成型过程中灯头不要压住或受力，避免灯体受力破裂.
4.7.2折弯治具设计要求，要考虑到护住灯脚在接近灯头的至少2mm以上距离，避免折弯的力量传导至LED灯头内部，以免灯头内部结构受损。
4.7.3无论使用LED灯电脑测试机，还是普通电测治具，电测治具要具有如下功能，即产品上不同颜色的LED灯要分开点亮测试，不可同时点亮，以免不同发光颜色的LED灯装错位置时无法彻底检出，降低电测人员漏测的机率。
5．0作业流程图:
无
6．0相关文件：
《LED灯使用对照表》
《物料编码规则》GLG-AR-007
7．0相关记录：
无
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