一、生产工艺 vMp=\U-~^
3HrG^/
a) 清洗.采用超声波清洗PCB或LED支架,并烘干。 oWY3dc
#,#_"
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。 %]LoR$|Y
|URfw5Hm
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) M
+OVqTsFU
/+92DV
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。 7T)y"PZ
Bo"9;F
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。 ?_gvI
bPFGQlmIO
f)切膜.用冲床模切背光源所需的各种扩散膜、反光膜等。 m=6?%'
H}
;
pBLmm*F
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。 XE2Un1i}j1
i`sZP#h
h)测试.检查背光源光电参数及出光均匀性是否良好。 ompr})c
oYw?kxRZ
I)包装.将成品按要求包装、入库。 <9pI~\@w
%6cr4}Zm}
二、封装工艺 jo"nK,r
l\{Qnb(
1.LED的封装的任务 F\JS?zt2
d8:
$ll
是将外引线连接到LED芯片的电极上,同时保护好LED芯片,并且起到提高光取出效率的作用。关键工序有装架、压焊、封装。 QwhO/
0e8
2.LED封装形式 2`]c&k;]
ELwXp|L
LED封装形式可以说是五花八门,主要根据不同的应用场合采用相应的外形尺寸,散热对策和出光效果。LED按封装形式分类有Lamp-LED、TOP-LED、Side-LED、SMD-LED、High-Power-LED等。 \2/X$x<?X
e W8cI)wU
3.LED封装工艺流程 D/=05E%[81
J8~hIy6]
4.封装工艺说明 2*D2jw
m%J?5rR3
1.芯片检验 [6VM4l"
Q I";[
镜检.材料表面是否有机械损伤及麻点麻坑(lockhill) hXI[FICQU{
ZiR}S
芯片尺寸及电极大小是否符合工艺要求 _(f@b1O~
l^R:W#*+U
电极图案是否完整 O;VqrO
bq7+l4CGTv
2.扩片 ]B(}^N>WH
6g-jhsW6
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。 Q)aoc.f!v
Tr;.%/4Q
3.点胶 dwB#k$VIOw
',hoe
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。) -!+i
^r
\Nik`v*Pd
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。 =Jl\^u%H(x
*P
*.'XM
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。 Ds]
.Ae
mL1ZSX
o!
4.备胶 %u%;L+0Q[
MMa`}wSs
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。 7vgRNzZoq
O8hx}dOjA
5.手工刺片 <6]Hj2
hRuiuGC
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. $]?pAqU\
xy>$^/[$
6.自动装架 rs4:jS$)
Pq~#SxA~
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。 =4q 5KI
w:B&8I(n}w
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。 v0WB.`rO
a. u{b&+9
7.烧结 L'
_%zO
+q2\3REzx
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。 J-=fy^S5
f4<~_ZGr
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。 LL:N/1ysG
nS$4[!0
绝缘胶一般150℃,1小时。 br0\O
T\zn&6
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。 \W_ Dz*N
.))k
8.压焊 *C)m#[#:u
=WCE "X
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。 LU*mR{B
$m>( kd1
LED的压焊工艺有金丝球焊和铝丝压焊两种。右图是铝丝压焊的过程,先在LED芯片电极上压上第一点,再将铝丝拉到相应的支架上方,压上第二点后扯断铝丝。金丝球焊过程则在压第一点前先烧个球,其余过程类似。 7 HL
Uk3
^38kxwh
压焊是LED封装技术中的关键环节,工艺上主要需要监控的是压焊金丝(铝丝)拱丝形状,焊点形状,拉力。 cJT_Qfxx
8fvKVS
对压焊工艺的深入研究涉及到多方面的问题,如金(铝)丝材料、超声功率、压焊压力、劈刀(钢嘴)选用、劈刀(钢嘴)运动轨迹等等。(下图是同等条件下,两种不同的劈刀压出的焊点微观照片,两者在微观结构上存在差别,从而影响着产品质量。)我们在这里不再累述。 G|?V}pZ
]mJ9CP8P1c
9.点胶封装 )jI4]6
1jSmTI d
LED的封装主要有点胶、灌封、模压三种。基本上工艺控制的难点是气泡、多缺料、黑点。设计上主要是对材料的选型,选用结合良好的环氧和支架。(一般的LED无法通过气密性试验) 如右图所示的TOP-LED和Side-LED适用点胶封装。手动点胶封装对操作水平要求很高(特别是白光LED),主要难点是对点胶量的控制,因为环氧在使用过程中会变稠。白光LED的点胶还存在荧光粉沉淀导致出光色差的问题。 qYqd -R
B$=1@
10.灌胶封装 =*4^Dtp
L(y~
,Kc
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。 ][z!};
<6N3()A)%1
11.模压封装 4wS!g10 }
*JW.ca}
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。 I`{=[.c
M+=q"#&
12.固化与后固化 i+-=I+L3
MmfshnTN
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。 qqYQ/4Ajw
m&*0<N
13.后固化 'wLW`GX.
k3
' 5Ei
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。 <1V>0[[e
>]bS"S
14.切筋和划片 ,E(M<n|.
&6Wim<*
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。 iQh:y:Jo1&
sYTToanA$?
15.测试 ]w8h#p
Xp|$z ~
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。 3v~}hV/RUy
a- /p/
I-%
16.包装 b!;WF
K8iQ?
将成品进行计数包装。超高亮LED需要防静电包装。