1.6 LED的基本特性及使用注意事项

1.6.1 常见的LED电性能参数

1．LED正向电压

不同颜色的LED在额定的正向电流条件下，有着不同的正向压降值。

①红、黄色：1.8～2.5V；

②绿色和蓝色：2.7～.0V。

对于同种颜色的LED，其正向压降和光强也不是完全一致的，如表1 -5所示。

表1-5 不同颜色的LED的参数

在同一电路中应该尽量使用在额定电流条件下正向压降值相同、光强范围小的LED。只有这样才能保证LED的发光效果一致。其具体的电性能参数可参考各封装厂提供的产品分光参数标签值（有些公司每批分选都不一致）。

2．LED的额定电流

LED的额定电流各不相同，普通LED的额定电流一般为2 0mA，大功率LED的额定电流一般为4 0mA或3 50mA不等。一般LED在反向电压VR=5V的条件下，反向电流IR≤1 0μA。

3．LED的功率

LED功率的大小也各不相同，有70mW、100mW、1W、2W、3W、5W等，所以必须根据所选择的LED，设计合理的使用电路和配置合适的LED数量，使其完全满足LED电源的额定值。如果设计的电路使每个LED分担电压或电流过高，就会严重影响LED的使用寿命甚至烧毁LED。如果分担的电压或电流过低，则激发的LED光强不够，就不能充分发挥LED应有的效果，达不到设计者所期望的目的。

4．温度特性

（1）LED的焊接温度应在300℃以下，焊接时间控制在3～5s。

为避免LED温度过高而使芯片受损，焊接的位置最好在引脚卡点以外。

①焊接两只脚LED有四种方法：手动焊接，自动点焊，锡炉焊接，波峰焊接。

●手动焊接：一般电铬铁温度设定在315℃左右，焊接时间不超过5s，最好为3s，焊接次数不要超过3次。电铬铁温度选择一般是根据锡丝成分而定，并不是固定不变的。

●自动点焊：此焊锡一般按常规设定，焊锡温度一般按锡丝成分而设定。设定时间为3s。

●锡炉焊接：现阶段比较普遍，在使用前一般点检锡炉温度是否符合所设定的温度，最高不超过235±5℃℃，浸锡时间不超过5s；点检锡液温度，选择合适的助焊剂。要经常清洁锡液面。

●波峰焊接：目前比较先进的焊接。不同型号的助焊剂，对焊接点的表面粗糙度不同，预热时间长短对焊接品质也有关系，应经常点检锡面，锡液要定时更换，炉温要根据锡条的成分调节，但最高不要超过260±5℃℃，最长时间不要超过5s。

以上焊接时机台须接地，机台静电不要超过30V，人体静电不超过50V。手动焊接时建议最好使用恒温电铬铁。在寒冷、干燥的环境中尽量减少车间人员走动，避免产生静电。

②焊接SMDLED使用的烙铁的功率必须小于25W，烙铁温度必须保持在315℃以下，焊接时间不能超过2s。烙铁不能接触环氧树脂部分。焊接完成后，冷却到温度低于40℃才可以包装。

③焊接大功率LED，建议电烙铁的尖端温度不超过350℃，每次焊锡时间小于3s。电烙铁的功率宜低于60W。每焊完一次之后间隔2s以上，分别焊好两个电极引脚。焊接时不可对透镜用力施压。LED如有问题一般都是从焊锡时开始出现的，故必须按要求操作，小心作业。夹取时只能触及支架体，不要对透镜施压，更不要戳、刺或推透镜。

（2）LED的亮度输出与温度成反比，温度不仅影响LED的亮度，也影响其寿命。在使用中应尽量减少电路发热，并做一定的散热处理，在设计LED发光板时尽可能使铜箔有效面积加大。

1WLED产品要求金属基板的表面散热面积至少为30cm2（3W的建议80cm2以上），且其导热系数要高于2.0W/(m·K)。LED和金属基板靠导热性较好的导热胶结合，要求导热系数高于1.0W/(m·K)，厚度小于100μm。

1.6.2 静电特性

LED在装配过程中必须加强防静电措施，因为操作过程和人体本身都会产生静电，双电极的LED最易被静电反向击穿，从而严重影响LED的使用寿命甚至使其完全报废。如果防静电环境不是非常完善，可以为LED使用者增加防静电腕带（防静电环），并使防静电腕带和操作台有良好的防静电接地系统、离子风机等设备。双电极的LED在封装时可并联齐纳二极管（稳压二极管）。

另外，在芯片和器件的包装上也要用防静电材料。也可从衬底材料、外延结构和芯片结构上改进，例如，用SiC做衬底，使P和N的两个电极从两个面引出；再如，用Flip-Chip，在LEDPN结的硅片上制作两个背对背的稳压管钳位以保护LEDPN结不受静电威胁。在使用LED时，也可以加装保护电路。

1．LED器件使用环境的防静电措施

器件对静电放电（ESD）的灵敏度等级分类（依照抗静电放电电位最大值划分）如下。

①I类：≤100V。

②II类：≤500V。

③III类：≤1000V。

具体的防静电措施如下。

（1）LED在周转及使用过程中，必须在防静电作业台上和防静电周转盒/箱中流转、使用，防静电工作台面应铺设用静电耗散材料制作的防护台布。防静电设施都必须良好地接地，且其相关参数必须能够符合以下要求。

①表面电阻率：106～109Ω/cm2。

②体电阻率：103～108Ω/cm2。

③摩擦起电电位：≤100V。

④静电电压衰减时间：≤0.5s。

（2）在静电敏感器件的整个使用过程中，应开启直流式离子风机，且在离子风机的有效作用范围内（一般不超过60cm）操作。

（3）静电防护区的相对湿度控制在50%以上，最好为70%～80%。

（4）要有良好的防静电接地系统，将地面、作业台、生产设备、检测设备/仪器、腕带等，按工作区域和单元相互隔离，顺次入地，再汇入总线入地。

（5）静电保护区内应使用的防静电器具要求如下。

①静电防护区的各种容器、工装夹具、作用台面和设备垫等应避免使用易产生静电的材料，主要指塑料制品和橡胶制品。

②焊接用的烙铁（最好用直流式恒温烙铁）和使用的测试仪器要接地良好。

（6）有条件时应安装静电监测报警装置。

2．器具使用过程中的防静电措施

凡接触静电敏感器件的人员（生产、装配、测量、调试、包装、运输、存储、发放等），应注意以下事项。

（1）使用防静电腕带（或肘带、踝带）。

（2）穿着防静电工作服、鞋、帽。

（3）应避免可能造成静电损伤的操作。

①从包装袋内倾斜器件出来时，应尽可能轻缓，避免快速倾斜时产生静电荷（该动作产生的静电位最高可达1000～1500V）。

②拿器件时，应仅接触管体，尽量不要碰触器具的外引线。

③作业者在操作前或站立起来以后，先用手接触防静电工作台或金属接地线，然后再工作。

④不要做易于产生静电的动作，如擦脚、搓手、穿或脱衣服等。

⑤使用仪表检测器件时，在检测前将表笔接触接地的地线，以释放仪器内部的静电荷。