一、生产工艺 ng:kA%!
Q
F&])P-
!3
a) 清洗.采用超声波清洗PCB或LED支架,并烘干。 >a"Z\\dF
Q
s.pGi0W
b) 装架.在LED管芯(大圆片)底部电极备上银胶后进行扩张,将扩张后的管芯(大圆片)安置在刺晶台上,在显微镜下用刺晶笔将管芯一个一个安装在PCB或LED支架相应的焊盘上,随后进行烧结使银胶固化。 "+\ lws
Z?pnj8h-&
c)压焊.用铝丝或金丝焊机将电极连接到LED管芯上,以作电流注入的引线。LED直接安装在PCB上的,一般采用铝丝焊机。(制作白光TOP-LED需要金线焊机) 7~&/_3
;GVV~.7/
d)封装.通过点胶,用环氧将LED管芯和焊线保护起来。在PCB板上点胶,对固化后胶体形状有严格要求,这直接关系到背光源成品的出光亮度。这道工序还将承担点荧光粉(白光LED)的任务。 a,3j,(3
tyfTU5"x
e)焊接.如果背光源是采用SMD-LED或其它已封装的LED,则在装配工艺之前,需要将LED焊接到PCB板上。 Op"M.]#
:`E8Z:-R
f)切膜.用冲床模切背光源所需的各种扩散膜、反光膜等。 bfA=3S"0
~ns7O
g)装配.根据图纸要求,将背光源的各种材料手工安装正确的位置。 PGYXhwOI
cUqke+!
h)测试.检查背光源光电参数及出光均匀性是否良好。 m~@;~7I x
%ThyOl@O
I)包装.将成品按要求包装、入库。 ?9 ! Z<H
7a#4tqM#
二、封装工艺 53c 0
E
3l[McZ
1.LED的封装的任务 4Y,R-+f
3 N7[.I>A
是将外引线连接到LED芯片的电极上,同时保护好LED芯片,并且起到提高光取出效率的作用。关键工序有装架、压焊、封装。 0`)iIz
H~GQ;PhRx
2.LED封装形式 a\IP12F?
i:rFQ8I
LED封装形式可以说是五花八门,主要根据不同的应用场合采用相应的外形尺寸,散热对策和出光效果。LED按封装形式分类有Lamp-LED、TOP-LED、Side-LED、SMD-LED、High-Power-LED等。 CqHK %M
lrWV#`6!+
3.LED封装工艺流程 8~9030>Q
af#pR&4}
4.封装工艺说明 (T>nPbv)
-od!J\KCy
1.芯片检验 %7#-%{
0VckocF
镜检.材料表面是否有机械损伤及麻点麻坑(lockhill) h@:TpE+N
.,7JAkB%t
芯片尺寸及电极大小是否符合工艺要求 `Ja?fI'H-
"Vw m
电极图案是否完整 ymegr(9&K
vo\fUT@k
2.扩片 "jTKSgv+q5
/&CmO>^e
由于LED芯片在划片后依然排列紧密间距很小(约0.1mm),不利于后工序的操作。我们采用扩片机对黏结芯片的膜进行扩张,是LED芯片的间距拉伸到约0.6mm。也可以采用手工扩张,但很容易造成芯片掉落浪费等不良问题。 Dfps
gY)/?
~/ 8M 3k/
3.点胶 cTD!B% x
D?C)BcN
在LED支架的相应位置点上银胶或绝缘胶。(对于GaAs、SiC导电衬底,具有背面电极的红光、黄光、黄绿芯片,采用银胶。对于蓝宝石绝缘衬底的蓝光、绿光LED芯片,采用绝缘胶来固定芯片。) lIUuA
GwG4LIp
工艺难点在于点胶量的控制,在胶体高度、点胶位置均有详细的工艺要求。 J8M$k/"X
%9k!A]KD
由于银胶和绝缘胶在贮存和使用均有严格的要求,银胶的醒料、搅拌、使用时间都是工艺上必须注意的事项。 TMs,j!w?I
'fcMuBc+4
4.备胶 :C}2=
L KCb_9
和点胶相反,备胶是用备胶机先把银胶涂在LED背面电极上,然后把背部带银胶的LED安装在LED支架上。备胶的效率远高于点胶,但不是所有产品均适用备胶工艺。 WVmq% ,7
ZA Jp%
5.手工刺片 -+7uy.@cS
Xcrk;!IB?
将扩张后LED芯片(备胶或未备胶)安置在刺片台的夹具上,LED支架放在夹具底下,在显微镜下用针将LED芯片一个一个刺到相应的位置上。手工刺片和自动装架相比有一个好处,便于随时更换不同的芯片,适用于需要安装多种芯片的产品. L7= Q<D<
!).}u,*'no
6.自动装架 V?P,&c?84
Di@GY!
自动装架其实是结合了沾胶(点胶)和安装芯片两大步骤,先在LED支架上点上银胶(绝缘胶),然后用真空吸嘴将LED芯片吸起移动位置,再安置在相应的支架位置上。 1G0fp:\w
cTXri8K_
自动装架在工艺上主要要熟悉设备操作编程,同时对设备的沾胶及安装精度进行调整。在吸嘴的选用上尽量选用胶木吸嘴,防止对LED芯片表面的损伤,特别是兰、绿色芯片必须用胶木的。因为钢嘴会划伤芯片表面的电流扩散层。 PzV@umC1#f
s:2|c]wQ#R
7.烧结 o\88t){/kB
ot`%*
烧结的目的是使银胶固化,烧结要求对温度进行监控,防止批次性不良。 `6[I^qG".
,h{A^[yl
银胶烧结的温度一般控制在150℃,烧结时间2小时。根据实际情况可以调整到170℃,1小时。 N0K){
_bzqd"
31I
绝缘胶一般150℃,1小时。 V7Z4T6j4
]J* ,g,
银胶烧结烘箱的必须按工艺要求隔2小时(或1小时)打开更换烧结的产品,中间不得随意打开。烧结烘箱不得再其他用途,防止污染。 6\u!E~zy
L4b:F0
8.压焊 4-kZJ\]
(]RM6i7
压焊的目的将电极引到LED芯片上,完成产品内外引线的连接工作。 DNR~_3Aq
ik"sq}u_]E
LED的压焊工艺有金丝球焊和铝丝压焊两种。右图是铝丝压焊的过程,先在LED芯片电极上压上第一点,再将铝丝拉到相应的支架上方,压上第二点后扯断铝丝。金丝球焊过程则在压第一点前先烧个球,其余过程类似。 ],ZzI
A%Xt|=^_
压焊是LED封装技术中的关键环节,工艺上主要需要监控的是压焊金丝(铝丝)拱丝形状,焊点形状,拉力。 ?E9D Xg
N7b1.]<
对压焊工艺的深入研究涉及到多方面的问题,如金(铝)丝材料、超声功率、压焊压力、劈刀(钢嘴)选用、劈刀(钢嘴)运动轨迹等等。(下图是同等条件下,两种不同的劈刀压出的焊点微观照片,两者在微观结构上存在差别,从而影响着产品质量。)我们在这里不再累述。 28hHabd|
!" JfOu
9.点胶封装 7R3fqU.Rq
nLwiCfe
LED的封装主要有点胶、灌封、模压三种。基本上工艺控制的难点是气泡、多缺料、黑点。设计上主要是对材料的选型,选用结合良好的环氧和支架。(一般的LED无法通过气密性试验) 如右图所示的TOP-LED和Side-LED适用点胶封装。手动点胶封装对操作水平要求很高(特别是白光LED),主要难点是对点胶量的控制,因为环氧在使用过程中会变稠。白光LED的点胶还存在荧光粉沉淀导致出光色差的问题。 ui"3ak+F
Fhv2V,nZ<
10.灌胶封装 CvPioi
qC_mu)6
Lamp-LED的封装采用灌封的形式。灌封的过程是先在LED成型模腔内注入液态环氧,然后插入压焊好的LED支架,放入烘箱让环氧固化后,将LED从模腔中脱出即成型。 l
akp
6oinidB[l
11.模压封装 *d(SI<j
X; 5Jb
将压焊好的LED支架放入模具中,将上下两副模具用液压机合模并抽真空,将固态环氧放入注胶道的入口加热用液压顶杆压入模具胶道中,环氧顺着胶道进入各个LED成型槽中并固化。 =?])['VaA
_TUk(Qe
12.固化与后固化 `:wvh(
R7s|`\
固化是指封装环氧的固化,一般环氧固化条件在135℃,1小时。模压封装一般在150℃,4分钟。 H{?9CxYa
~"lJ'&J}
13.后固化 6cdMS[_SD(
>#}2J[2HQ
后固化是为了让环氧充分固化,同时对LED进行热老化。后固化对于提高环氧与支架(PCB)的粘接强度非常重要。一般条件为120℃,4小时。 `^(jm
Q \]Xm>
14.切筋和划片 ?
b[n|^wS
2oZ9laJO
由于LED在生产中是连在一起的(不是单个),Lamp封装LED采用切筋切断LED支架的连筋。SMD-LED则是在一片PCB板上,需要划片机来完成分离工作。 l;"Ab?P\
EQIUSh)M
15.测试 Vvt ;
W%e_~$H0
测试LED的光电参数、检验外形尺寸,同时根据客户要求对LED产品进行分选。 [ U8$HQ+x
Jz:r7w{4eB
16.包装 16X@^j_
Z,c,G2D
将成品进行计数包装。超高亮LED需要防静电包装。