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一个小小的LED灯珠引发的研究二——LED核心高清图拆解

   2017-11-24 3540
核心提示:从2000年左右开始关注LED,那时候没有大功率的,只有5mm草帽头,连白光都没有,只有红绿两色,蓝色也是后来才出现的。当时刚开始
 从2000年左右开始关注LED,那时候没有大功率的,只有5mm草帽头,连白光都没有,只有红绿两色,蓝色也是后来才出现的。当时刚开始接触LED,每周去本地电子配件店买20个LED,2毛一个!然后回来就各种折腾,当时玩得最6的是把草帽里面的核心给拆出来......那个核心只有砂粒大小,很容易搞碎了,但那时候年轻,眼神好,不是太大问题。

就是下面这个,现在的绿色LED用的也是氮化镓了,透明的芯片,以前那种可能是磷化镓材料,橙色的。

设备:索尼T30卡片机微距

一个小小的LED灯珠引发的研究二——LED核心高清图拆解

不要以为我随便拿了个什么东西糊弄你们,还是可以点亮的

哈哈。

一个小小的LED灯珠引发的研究二——LED核心高清图拆解

这样玩了几年后,大概是05年,淘宝上看到了第一批大功率LED,记得当时有个台湾的牌子叫艾迪森,能做50W的LED,也是现在的多核心串并联结构,但那时候非常贵,好几百块,买不起只能买3W的过瘾。不得不说大功率的用着非常爽,亮度不是草帽能比的,但现在看来光效可能也只有70~80lm/w。顺便说一下,艾迪森这个牌子还在,但名气一直不大。

再后来大功率LED价格下来了,一些国际大公司开始进入国内市场,见到有一批成色比较旧的流明LED,4块钱一个,于是买了一批来,说实话光效应该比不过同时期的CREE。

设备:索尼微距

一个小小的LED灯珠引发的研究二——LED核心高清图拆解

一个小小的LED灯珠引发的研究二——LED核心高清图拆解

这种LED封装工艺很复杂,但我发现底下那个散热焊盘不能受热,我为了散热好些,用焊锡给焊上了,结果内部连接断裂,变成萤火虫了.....

可能受限于当时的功率,厂家认为不需要靠焊锡来导热,所以用的锡球不是耐高温的。焊过以后,抠下果冻,核心轻松下来了,可以看到核心下面是用锡球连接的。六角形基板可能是氮化硅材料。

设备:索尼微距

一个小小的LED灯珠引发的研究二——LED核心高清图拆解

一个小小的LED灯珠引发的研究二——LED核心高清图拆解

如果把核心带着氮化硅一起拿下来,仍然可以发光,当然,不能过大电流。

一个小小的LED灯珠引发的研究二——LED核心高清图拆解

看得出真正发光的核心是透明的。

一个小小的LED灯珠引发的研究二——LED核心高清图拆解

同时期的CREE,也就是大名鼎鼎的Q5,Q5其实是光效等级,并不是其真正型号,常说的Q5是XRE封装,也就是外面有个金属圈的,但光效等级是通用的,所以其他封装外形也有叫Q5的,不过功率和外形完全不一样了。

这一时期的大功率LED似乎都采用碳化硅基板,特征是核心下面有一块黑色物质,因为碳化硅是导电的,电极可以直接从碳化硅上走,但缺点就是成本高。后来开始用蓝宝石衬底,成本低,蓝宝石不导电,电流只能从核心上走,于是可以看到正负极都在核心上的情况。

设备:索尼微距

一个小小的LED灯珠引发的研究二——LED核心高清图拆解

接下来是某种手机闪光灯上的LED,虽然这东西出现得晚,提上来说是因为我发现其核心结构和上面流明的类似,难道是流明在炒冷饭?

一个小小的LED灯珠引发的研究二——LED核心高清图拆解

洗掉荧光粉后,黑色长方形颗粒是齐纳二极管。芯片采用倒装工艺,表面有4根长条,发光的就是这4根。

设备:体视显微镜+手机

一个小小的LED灯珠引发的研究二——LED核心高清图拆解

反光情况下,坑坑洼洼

一个小小的LED灯珠引发的研究二——LED核心高清图拆解

侧面看,发现核心表面其实有一层透明物质,怀疑是蓝宝石衬底。

一个小小的LED灯珠引发的研究二——LED核心高清图拆解

真正发光的是透明物质下面那4根长条。

一个小小的LED灯珠引发的研究二——LED核心高清图拆解

来一点猛货,流明公司的PT54大功率LED,铜镀金基板,恒流8A驱动,脉冲驱动电流13A以上。主要用于投影仪上,这个系列有红绿蓝三色,貌似还有个橙色。

用万用表二极管档点亮的状态,设备:索尼T30

一个小小的LED灯珠引发的研究二——LED核心高清图拆解

铝线邦定工艺,因为要过超大电流,线比较多......表面有交叉斜纹。

设备:生物显微镜+手机

一个小小的LED灯珠引发的研究二——LED核心高清图拆解

这个是流明的大功率紫外LED,和上面那个红色的相同的工艺,CBT-120UV。单核30A电流,波长可能是405nm的,用于紫外曝光之类的用途。收的二手货比较便宜,可能已经光衰了。

一个小小的LED灯珠引发的研究二——LED核心高清图拆解

厚实的铜基板

一个小小的LED灯珠引发的研究二——LED核心高清图拆解

二手货,难免瑕疵,核心上面有片玻璃,保护核心的,然而里面的空间居然和外面是通的,导致灰尘会掉进去。红的那个PT54,玻璃边上也有个洞,但被一坨硅胶封住了,猜测是平衡内外压力用的,但这个紫外的可能因为某些原因封胶掉了,于是灰尘进入。

这个功率的LED,出光面温度非常高,可以点燃纸张,所以灰尘在里面被烤焦了,糊在玻璃上,玻璃受热不均匀就裂了。这也说明,LED核心不怕氧化,但灰尘可能导致过热。

设备:体视显微镜+手机

一个小小的LED灯珠引发的研究二——LED核心高清图拆解

轻微点亮,表面除了有电极汇流条外,还有方格纹路,这和那个红光的也是类似。

设备:生物显微镜+手机

一个小小的LED灯珠引发的研究二——LED核心高清图拆解

一个小小的LED灯珠引发的研究二——LED核心高清图拆解

谈谈大功率led里单核大功率和多核小功率的优缺点。

多核小功率很多公司在做,这是能实现大功率的最简单办法,因为做大核心会出现良品率低的问题,而且大核心的散热要求也很高。多核心的最大问题是离散性,串联电路里如果有一个LED无法承受电流烧掉,整串灯都灭了;并联的话,如果有一个核心烧断,其余核心将要分担多出来的电流,结果是热量更大,烧得更快。通常情况下大功率LED不做并联,只做串联,这引起另一个问题,如果做特别大的功率,需要很多小核心串联,驱动电压会很高,这就限制了其应用,单核大功率就可以。

单核大功率似乎就流明公司在做,典型的有早些时候的SST90,还有上面介绍的这种异形封装的。特征是驱动电压低,就是一个LED的电压,电流超大。单核的优势是很明显的,更接近于点光源,容易设计二次光路。但流明的产品普遍光效不高,SST90就被称为电老虎,适合追光灯等不抠效率但对光路有要求的场合。

上面提到CREE的Q5,其实是光效等级,因为XRE封装的成本太高,国内目前仿造的主要是XPE封装,就是核心只有芝麻大一点的那种,XPE的功率比XRE小一点,大概差300mA。核心小,封装好做,深受国内山寨厂的喜爱,还特别喜欢做色温很高的那种......

我拆的这个也是山寨,芯片不是倒装的话就比较难拆,不小心挑断一根金线,不过因为电流小,剩下一根也勉强能用,边上那颗小黑点照例是齐纳管。

设备:生物显微镜+手机

一个小小的LED灯珠引发的研究二——LED核心高清图拆解

接下来这个是仿XML的,也就是奸商常说的T6,其实T6也是光效等级,其他封装的也可能有T6这一档,到了奸商这里,硬被说成是型号,无奈已经被我拆一半了,这个灯珠是烧掉的,仿货当然做得不如正品好,电流吃不消。

设备:生物显微镜+手机

一个小小的LED灯珠引发的研究二——LED核心高清图拆解

紫外灯下,不管是荧光粉还是核心都发黄光,仔细看左下角,有个蓝点,莫非是这里击穿了?

一个小小的LED灯珠引发的研究二——LED核心高清图拆解

完全洗掉荧光粉的样子

一个小小的LED灯珠引发的研究二——LED核心高清图拆解

CREE的另一款,用在照明设备上的XTE,CREE很难得用了倒装的工艺,比较好拆。特殊的切割结构据说可以增加蓝光输出(减少反射),看起来像个宝石,边上也有齐纳管,被我抠掉了。这个功率不大,1A顶天了。

一个小小的LED灯珠引发的研究二——LED核心高清图拆解

轻微点亮

一个小小的LED灯珠引发的研究二——LED核心高清图拆解

前面全是CREE的,现在来换一个,韩国某个公司产的,紫外LED,波长大概380nm,买的拆机片,没啥好说的

一个小小的LED灯珠引发的研究二——LED核心高清图拆解

核心表面有种颗粒感

一个小小的LED灯珠引发的研究二——LED核心高清图拆解

日亚的紫外LED,365nm,差不多是市面上光效最高的紫外led了,电流700mA,但紫外光功率比较高,价格也很好看,一颗200多.....不追求效率的不建议买。这个核心和陶瓷板似乎是锡焊的.....

一个小小的LED灯珠引发的研究二——LED核心高清图拆解

iPhone4的摄像头闪光灯,用塑料给灌进去了,不知道那个厂生产的。

一个小小的LED灯珠引发的研究二——LED核心高清图拆解

用二氯甲烷泡胀了可以取出来,倒装核心,带齐纳管,感觉是飞利浦的产品,不过倒装的也不一定全是飞利浦的。这个led不是高显色的,那时候似乎还不考虑显色性的问题。

一个小小的LED灯珠引发的研究二——LED核心高清图拆解

再来一个不是LED的,激光管!这个管子应该是日亚的,用于激光投影机,早些年还买不到如此大功率的激光管,因为日亚和卡西欧这些厂商有协议,不得零售。有些人买一台投影机拆出里面的管子卖,一台机器20个1W的450nm管子,机器6K多,一个管子卖200多,尸体再用流明那个PT54凑一组RGB装回去自己用,相当于白嫖一台投影。

这管子被我失手烧掉了,坏掉的应该是腔体,发光部分没坏,所以能发光但不能出激光了。

设备:生物显微镜+手机

一个小小的LED灯珠引发的研究二——LED核心高清图拆解

一个小小的LED灯珠引发的研究二——LED核心高清图拆解

最后.......来个比较奇特的,可以算是LED吧.....

大家都知道LED就是个特化过的PN结,那么普通PN结能不能发光呢?答案是看情况。有些结适合发光,有些不适合。比如太阳能电池,大面积PN结发电,但没法发光,材料不合适;LED可以发光,也可以发电;这次再来个可以发电,也可以发光的玩意...大功率三极管的PN结!!

这是个80年代生产的3DD15,以前很迷老管子,到处收集,到手了还要拆开看看,这个就是了。现在工艺做的垃圾,用刀片插到铁帽的缝隙里,敲一下就开了,这个是焊死的,用老虎钳大力出奇迹。做工很好,大核心,多根连线,底下还有厚厚的一块铜。

一个小小的LED灯珠引发的研究二——LED核心高清图拆解

给管子的BE脚通上电,大概是12V1A左右,就会发光啦~输入这么大功率只亮这么点点,毕竟不是专门的LED,所以发热非常厉害,要做好散热。

一个小小的LED灯珠引发的研究二——LED核心高清图拆解

显微镜下,发光是很细的一条线,实在分辨不出微观结构了。

一个小小的LED灯珠引发的研究二——LED核心高清图拆解

用其他管子也行,这个是2N3055的,现代工艺,也能发光的。如果拿3DG之类的小管子也行,但核心太小了就不明显。

一个小小的LED灯珠引发的研究二——LED核心高清图拆解

 
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