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一個(gè)小小的LED燈珠引發(fā)的研究二——LED核心高清圖拆解

   2017-11-24 3720
核心提示:從2000年左右開始關(guān)注LED,那時(shí)候沒有大功率的,只有5mm草帽頭,連白光都沒有,只有紅綠兩色,藍(lán)色也是后來才出現(xiàn)的。當(dāng)時(shí)剛開始
 從2000年左右開始關(guān)注LED,那時(shí)候沒有大功率的,只有5mm草帽頭,連白光都沒有,只有紅綠兩色,藍(lán)色也是后來才出現(xiàn)的。當(dāng)時(shí)剛開始接觸LED,每周去本地電子配件店買20個(gè)LED,2毛一個(gè)!然后回來就各種折騰,當(dāng)時(shí)玩得最6的是把草帽里面的核心給拆出來......那個(gè)核心只有砂粒大小,很容易搞碎了,但那時(shí)候年輕,眼神好,不是太大問題。

就是下面這個(gè),現(xiàn)在的綠色LED用的也是氮化鎵了,透明的芯片,以前那種可能是磷化鎵材料,橙色的。

設(shè)備:索尼T30卡片機(jī)微距

一個(gè)小小的LED燈珠引發(fā)的研究二——LED核心高清圖拆解

不要以為我隨便拿了個(gè)什么東西糊弄你們,還是可以點(diǎn)亮的

哈哈。

一個(gè)小小的LED燈珠引發(fā)的研究二——LED核心高清圖拆解

這樣玩了幾年后,大概是05年,淘寶上看到了第一批大功率LED,記得當(dāng)時(shí)有個(gè)臺(tái)灣的牌子叫艾迪森,能做50W的LED,也是現(xiàn)在的多核心串并聯(lián)結(jié)構(gòu),但那時(shí)候非常貴,好幾百塊,買不起只能買3W的過癮。不得不說大功率的用著非常爽,亮度不是草帽能比的,但現(xiàn)在看來光效可能也只有70~80lm/w。順便說一下,艾迪森這個(gè)牌子還在,但名氣一直不大。

再后來大功率LED價(jià)格下來了,一些國際大公司開始進(jìn)入國內(nèi)市場,見到有一批成色比較舊的流明LED,4塊錢一個(gè),于是買了一批來,說實(shí)話光效應(yīng)該比不過同時(shí)期的CREE。

設(shè)備:索尼微距

一個(gè)小小的LED燈珠引發(fā)的研究二——LED核心高清圖拆解

一個(gè)小小的LED燈珠引發(fā)的研究二——LED核心高清圖拆解

這種LED封裝工藝很復(fù)雜,但我發(fā)現(xiàn)底下那個(gè)散熱焊盤不能受熱,我為了散熱好些,用焊錫給焊上了,結(jié)果內(nèi)部連接斷裂,變成螢火蟲了.....

可能受限于當(dāng)時(shí)的功率,廠家認(rèn)為不需要靠焊錫來導(dǎo)熱,所以用的錫球不是耐高溫的。焊過以后,摳下果凍,核心輕松下來了,可以看到核心下面是用錫球連接的。六角形基板可能是氮化硅材料。

設(shè)備:索尼微距

一個(gè)小小的LED燈珠引發(fā)的研究二——LED核心高清圖拆解

一個(gè)小小的LED燈珠引發(fā)的研究二——LED核心高清圖拆解

如果把核心帶著氮化硅一起拿下來,仍然可以發(fā)光,當(dāng)然,不能過大電流。

一個(gè)小小的LED燈珠引發(fā)的研究二——LED核心高清圖拆解

看得出真正發(fā)光的核心是透明的。

一個(gè)小小的LED燈珠引發(fā)的研究二——LED核心高清圖拆解

同時(shí)期的CREE,也就是大名鼎鼎的Q5,Q5其實(shí)是光效等級(jí),并不是其真正型號(hào),常說的Q5是XRE封裝,也就是外面有個(gè)金屬圈的,但光效等級(jí)是通用的,所以其他封裝外形也有叫Q5的,不過功率和外形完全不一樣了。

這一時(shí)期的大功率LED似乎都采用碳化硅基板,特征是核心下面有一塊黑色物質(zhì),因?yàn)樘蓟枋菍?dǎo)電的,電極可以直接從碳化硅上走,但缺點(diǎn)就是成本高。后來開始用藍(lán)寶石襯底,成本低,藍(lán)寶石不導(dǎo)電,電流只能從核心上走,于是可以看到正負(fù)極都在核心上的情況。

設(shè)備:索尼微距

一個(gè)小小的LED燈珠引發(fā)的研究二——LED核心高清圖拆解

接下來是某種手機(jī)閃光燈上的LED,雖然這東西出現(xiàn)得晚,提上來說是因?yàn)槲野l(fā)現(xiàn)其核心結(jié)構(gòu)和上面流明的類似,難道是流明在炒冷飯?

一個(gè)小小的LED燈珠引發(fā)的研究二——LED核心高清圖拆解

洗掉熒光粉后,黑色長方形顆粒是齊納二極管。芯片采用倒裝工藝,表面有4根長條,發(fā)光的就是這4根。

設(shè)備:體視顯微鏡+手機(jī)

一個(gè)小小的LED燈珠引發(fā)的研究二——LED核心高清圖拆解

反光情況下,坑坑洼洼

一個(gè)小小的LED燈珠引發(fā)的研究二——LED核心高清圖拆解

側(cè)面看,發(fā)現(xiàn)核心表面其實(shí)有一層透明物質(zhì),懷疑是藍(lán)寶石襯底。

一個(gè)小小的LED燈珠引發(fā)的研究二——LED核心高清圖拆解

真正發(fā)光的是透明物質(zhì)下面那4根長條。

一個(gè)小小的LED燈珠引發(fā)的研究二——LED核心高清圖拆解

來一點(diǎn)猛貨,流明公司的PT54大功率LED,銅鍍金基板,恒流8A驅(qū)動(dòng),脈沖驅(qū)動(dòng)電流13A以上。主要用于投影儀上,這個(gè)系列有紅綠藍(lán)三色,貌似還有個(gè)橙色。

用萬用表二極管檔點(diǎn)亮的狀態(tài),設(shè)備:索尼T30

一個(gè)小小的LED燈珠引發(fā)的研究二——LED核心高清圖拆解

鋁線邦定工藝,因?yàn)橐^超大電流,線比較多......表面有交叉斜紋。

設(shè)備:生物顯微鏡+手機(jī)

一個(gè)小小的LED燈珠引發(fā)的研究二——LED核心高清圖拆解

這個(gè)是流明的大功率紫外LED,和上面那個(gè)紅色的相同的工藝,CBT-120UV。單核30A電流,波長可能是405nm的,用于紫外曝光之類的用途。收的二手貨比較便宜,可能已經(jīng)光衰了。

一個(gè)小小的LED燈珠引發(fā)的研究二——LED核心高清圖拆解

厚實(shí)的銅基板

一個(gè)小小的LED燈珠引發(fā)的研究二——LED核心高清圖拆解

二手貨,難免瑕疵,核心上面有片玻璃,保護(hù)核心的,然而里面的空間居然和外面是通的,導(dǎo)致灰塵會(huì)掉進(jìn)去。紅的那個(gè)PT54,玻璃邊上也有個(gè)洞,但被一坨硅膠封住了,猜測是平衡內(nèi)外壓力用的,但這個(gè)紫外的可能因?yàn)槟承┰蚍饽z掉了,于是灰塵進(jìn)入。

這個(gè)功率的LED,出光面溫度非常高,可以點(diǎn)燃紙張,所以灰塵在里面被烤焦了,糊在玻璃上,玻璃受熱不均勻就裂了。這也說明,LED核心不怕氧化,但灰塵可能導(dǎo)致過熱。

設(shè)備:體視顯微鏡+手機(jī)

一個(gè)小小的LED燈珠引發(fā)的研究二——LED核心高清圖拆解

輕微點(diǎn)亮,表面除了有電極匯流條外,還有方格紋路,這和那個(gè)紅光的也是類似。

設(shè)備:生物顯微鏡+手機(jī)

一個(gè)小小的LED燈珠引發(fā)的研究二——LED核心高清圖拆解

一個(gè)小小的LED燈珠引發(fā)的研究二——LED核心高清圖拆解

談?wù)劥蠊β蔿ed里單核大功率和多核小功率的優(yōu)缺點(diǎn)。

多核小功率很多公司在做,這是能實(shí)現(xiàn)大功率的最簡單辦法,因?yàn)樽龃蠛诵臅?huì)出現(xiàn)良品率低的問題,而且大核心的散熱要求也很高。多核心的最大問題是離散性,串聯(lián)電路里如果有一個(gè)LED無法承受電流燒掉,整串燈都滅了;并聯(lián)的話,如果有一個(gè)核心燒斷,其余核心將要分擔(dān)多出來的電流,結(jié)果是熱量更大,燒得更快。通常情況下大功率LED不做并聯(lián),只做串聯(lián),這引起另一個(gè)問題,如果做特別大的功率,需要很多小核心串聯(lián),驅(qū)動(dòng)電壓會(huì)很高,這就限制了其應(yīng)用,單核大功率就可以。

單核大功率似乎就流明公司在做,典型的有早些時(shí)候的SST90,還有上面介紹的這種異形封裝的。特征是驅(qū)動(dòng)電壓低,就是一個(gè)LED的電壓,電流超大。單核的優(yōu)勢是很明顯的,更接近于點(diǎn)光源,容易設(shè)計(jì)二次光路。但流明的產(chǎn)品普遍光效不高,SST90就被稱為電老虎,適合追光燈等不摳效率但對(duì)光路有要求的場合。

上面提到CREE的Q5,其實(shí)是光效等級(jí),因?yàn)閄RE封裝的成本太高,國內(nèi)目前仿造的主要是XPE封裝,就是核心只有芝麻大一點(diǎn)的那種,XPE的功率比XRE小一點(diǎn),大概差300mA。核心小,封裝好做,深受國內(nèi)山寨廠的喜愛,還特別喜歡做色溫很高的那種......

我拆的這個(gè)也是山寨,芯片不是倒裝的話就比較難拆,不小心挑斷一根金線,不過因?yàn)殡娏餍。O乱桓裁銖?qiáng)能用,邊上那顆小黑點(diǎn)照例是齊納管。

設(shè)備:生物顯微鏡+手機(jī)

一個(gè)小小的LED燈珠引發(fā)的研究二——LED核心高清圖拆解

接下來這個(gè)是仿XML的,也就是奸商常說的T6,其實(shí)T6也是光效等級(jí),其他封裝的也可能有T6這一檔,到了奸商這里,硬被說成是型號(hào),無奈已經(jīng)被我拆一半了,這個(gè)燈珠是燒掉的,仿貨當(dāng)然做得不如正品好,電流吃不消。

設(shè)備:生物顯微鏡+手機(jī)

一個(gè)小小的LED燈珠引發(fā)的研究二——LED核心高清圖拆解

紫外燈下,不管是熒光粉還是核心都發(fā)黃光,仔細(xì)看左下角,有個(gè)藍(lán)點(diǎn),莫非是這里擊穿了?

一個(gè)小小的LED燈珠引發(fā)的研究二——LED核心高清圖拆解

完全洗掉熒光粉的樣子

一個(gè)小小的LED燈珠引發(fā)的研究二——LED核心高清圖拆解

CREE的另一款,用在照明設(shè)備上的XTE,CREE很難得用了倒裝的工藝,比較好拆。特殊的切割結(jié)構(gòu)據(jù)說可以增加藍(lán)光輸出(減少反射),看起來像個(gè)寶石,邊上也有齊納管,被我摳掉了。這個(gè)功率不大,1A頂天了。

一個(gè)小小的LED燈珠引發(fā)的研究二——LED核心高清圖拆解

輕微點(diǎn)亮

一個(gè)小小的LED燈珠引發(fā)的研究二——LED核心高清圖拆解

前面全是CREE的,現(xiàn)在來換一個(gè),韓國某個(gè)公司產(chǎn)的,紫外LED,波長大概380nm,買的拆機(jī)片,沒啥好說的

一個(gè)小小的LED燈珠引發(fā)的研究二——LED核心高清圖拆解

核心表面有種顆粒感

一個(gè)小小的LED燈珠引發(fā)的研究二——LED核心高清圖拆解

日亞的紫外LED,365nm,差不多是市面上光效最高的紫外led了,電流700mA,但紫外光功率比較高,價(jià)格也很好看,一顆200多.....不追求效率的不建議買。這個(gè)核心和陶瓷板似乎是錫焊的.....

一個(gè)小小的LED燈珠引發(fā)的研究二——LED核心高清圖拆解

iPhone4的攝像頭閃光燈,用塑料給灌進(jìn)去了,不知道那個(gè)廠生產(chǎn)的。

一個(gè)小小的LED燈珠引發(fā)的研究二——LED核心高清圖拆解

用二氯甲烷泡脹了可以取出來,倒裝核心,帶齊納管,感覺是飛利浦的產(chǎn)品,不過倒裝的也不一定全是飛利浦的。這個(gè)led不是高顯色的,那時(shí)候似乎還不考慮顯色性的問題。

一個(gè)小小的LED燈珠引發(fā)的研究二——LED核心高清圖拆解

再來一個(gè)不是LED的,激光管!這個(gè)管子應(yīng)該是日亞的,用于激光投影機(jī),早些年還買不到如此大功率的激光管,因?yàn)槿諄喓涂ㄎ鳉W這些廠商有協(xié)議,不得零售。有些人買一臺(tái)投影機(jī)拆出里面的管子賣,一臺(tái)機(jī)器20個(gè)1W的450nm管子,機(jī)器6K多,一個(gè)管子賣200多,尸體再用流明那個(gè)PT54湊一組RGB裝回去自己用,相當(dāng)于白嫖一臺(tái)投影。

這管子被我失手燒掉了,壞掉的應(yīng)該是腔體,發(fā)光部分沒壞,所以能發(fā)光但不能出激光了。

設(shè)備:生物顯微鏡+手機(jī)

一個(gè)小小的LED燈珠引發(fā)的研究二——LED核心高清圖拆解

一個(gè)小小的LED燈珠引發(fā)的研究二——LED核心高清圖拆解

最后.......來個(gè)比較奇特的,可以算是LED吧.....

大家都知道LED就是個(gè)特化過的PN結(jié),那么普通PN結(jié)能不能發(fā)光呢?答案是看情況。有些結(jié)適合發(fā)光,有些不適合。比如太陽能電池,大面積PN結(jié)發(fā)電,但沒法發(fā)光,材料不合適;LED可以發(fā)光,也可以發(fā)電;這次再來個(gè)可以發(fā)電,也可以發(fā)光的玩意...大功率三極管的PN結(jié)!!

這是個(gè)80年代生產(chǎn)的3DD15,以前很迷老管子,到處收集,到手了還要拆開看看,這個(gè)就是了。現(xiàn)在工藝做的垃圾,用刀片插到鐵帽的縫隙里,敲一下就開了,這個(gè)是焊死的,用老虎鉗大力出奇跡。做工很好,大核心,多根連線,底下還有厚厚的一塊銅。

一個(gè)小小的LED燈珠引發(fā)的研究二——LED核心高清圖拆解

給管子的BE腳通上電,大概是12V1A左右,就會(huì)發(fā)光啦~輸入這么大功率只亮這么點(diǎn)點(diǎn),畢竟不是專門的LED,所以發(fā)熱非常厲害,要做好散熱。

一個(gè)小小的LED燈珠引發(fā)的研究二——LED核心高清圖拆解

顯微鏡下,發(fā)光是很細(xì)的一條線,實(shí)在分辨不出微觀結(jié)構(gòu)了。

一個(gè)小小的LED燈珠引發(fā)的研究二——LED核心高清圖拆解

用其他管子也行,這個(gè)是2N3055的,現(xiàn)代工藝,也能發(fā)光的。如果拿3DG之類的小管子也行,但核心太小了就不明顯。

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