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    [分享]LED生产工艺与封装工艺介绍 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2008-04-14
    关键词: LED封装
    一、生产工艺 y5r4+2B  
    [F!Y%Zp  
      a) 清洗.采用超声波清洗PCB或LED支架,并烘干。 U;N:j8  
    ]\ !5}L  
      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。 c;?fMX  
    */:uV B,b2  
      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) 9h&R]yz;  
    ",6M)3{|c  
     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。 M(x$xAiD  
    Lk\P7w{  
     e)焊接.如果背光源是采用SMD-LED或其它已封装的LED,则在装配工艺之前,需要将LED焊接到PCB板上。 Ae]sGU|?'  
    L){iA-k;Ec  
     f)切膜.用冲床模切背光源所需的各种扩散膜、反光膜等。 w| `h[/,  
    0:w"M<80  
     g)装配.根据图纸要求,将背光源的各种材料手工安装正确的位置。 'k;rH !R  
    U_x)#,4  
     h)测试.检查背光源光电参数及出光均匀性是否良好。 BTgG4F/)  
    @+3kb.P%7  
     I)包装.将成品按要求包装、入库。 (T`E!A0I\?  
    2 3OC2|  
    二、封装工艺 HK`I\,K  
    wLK07e(  
     1.LED的封装的任务 (aOv#Vor]%  
    Mmpfto%i  
      是将外引线连接到LED芯片的电极上,同时保护好LED芯片,并且起到提高光取出效率的作用。关键工序有装架、压焊、封装。 9mA{K    
    q$I:`&  
     2.LED封装形式 hGpv2>M  
    ;rc`OZyE  
      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。 R2Zgx\VV'  
    dXF^(y]l  
     3.LED封装工艺流程 7}M2bH} \K  
    /|* Y2ETOr  
     4.封装工艺说明 93Co}@Y;Y+  
    '>r7V  
      1.芯片检验 i3rH'B -I.  
    Fu!RhsW5j  
      镜检.材料表面是否有机械损伤及麻点麻坑(lockhill) 'yMF~r3J  
    &=VDASEu  
      芯片尺寸及电极大小是否符合工艺要求 sI{ M  
    qkiI/nH3  
      电极图案是否完整 s"t$0cH9  
    L 4!{h|  
      2.扩片 ty8v 6J#  
    H$y-8-&)  
      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。 ]]zPq<b2  
    J0@X<Lt U  
      3.点胶 hCC<?5q  
    Y1]n^  
      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。) c%MW\qx  
    #Y$hNQQ$F  
      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。 C.FI~Z  
     4^M  
      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。 ~]QHk?[wc  
    hEp(A8g)bQ  
      4.备胶 zAiXo__x  
    =weSyZ1~  
      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。 <yd{tD$A*  
    ;qm D50:%  
      5.手工刺片 Q)IKOt;N]  
    8P|D13- Q  
      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. p,eTY[k?  
    $m/)FnU/  
      6.自动装架 VIv&ofyAR  
    #3gp6*R  
      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。 }hhGu\  
    zzX_q(:S  
      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。 A<??T[  
    ,^2>k3=  
      7.烧结 L U={")TdQ  
    mWsI}2  
      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*"(  
    YB2VcF.LU  
      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。 B!?%O  
    i%0ur}p  
      绝缘胶一般150℃,1小时。 ;IZwTXu!S  
    [D\k^h  
      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。 >s<^M|S07  
    5fd]v<  
    8.压焊 _sTROd)Vh  
    $7^o#2 B  
      压焊的目的将电极引到LED芯片上,完成产品内外引线的连接工作。 gcl5jB5)>  
    ,,q10iF  
      LED的压焊工艺有金丝球焊和铝丝压焊两种。右图是铝丝压焊的过程,先在LED芯片电极上压上第一点,再将铝丝拉到相应的支架上方,压上第二点后扯断铝丝。金丝球焊过程则在压第一点前先烧个球,其余过程类似。 QC}CRkp  
    NgP&.39U  
      压焊是LED封装技术中的关键环节,工艺上主要需要监控的是压焊金丝(铝丝)拱丝形状,焊点形状,拉力。 z?R|Ok  
    `u&Rsz&^  
      对压焊工艺的深入研究涉及到多方面的问题,如金(铝)丝材料、超声功率、压焊压力、劈刀(钢嘴)选用、劈刀(钢嘴)运动轨迹等等。(下图是同等条件下,两种不同的劈刀压出的焊点微观照片,两者在微观结构上存在差别,从而影响着产品质量。)我们在这里不再累述。 RO'7\xvn  
    62ws/8d6f  
      9.点胶封装 <h:x=  
    X:nN0p #  
      LED的封装主要有点胶、灌封、模压三种。基本上工艺控制的难点是气泡、多缺料、黑点。设计上主要是对材料的选型,选用结合良好的环氧和支架。(一般的LED无法通过气密性试验) 如右图所示的TOP-LED和Side-LED适用点胶封装。手动点胶封装对操作水平要求很高(特别是白光LED),主要难点是对点胶量的控制,因为环氧在使用过程中会变稠。白光LED的点胶还存在荧光粉沉淀导致出光色差的问题。 ]1#e#M]#  
    D$I5z.a  
      10.灌胶封装 JehrDC2N  
    HMh"}I2n  
      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。 ',JinE95  
    rrik,qyv6  
      11.模压封装 f Sa"%8%  
    hG12ZZD  
      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。 4R1<nZ"e~  
    w"Gm;B4  
      12.固化与后固化 -z)n?(pftm  
    $QN"w L||  
      固化是指封装环氧的固化,一般环氧固化条件在135℃,1小时。模压封装一般在150℃,4分钟。 8 Hg+H=?  
    &m)6J'q3k  
      13.后固化 I 8`VNA&b  
    [\v}Ul  
      后固化是为了让环氧充分固化,同时对LED进行热老化。后固化对于提高环氧与支架(PCB)的粘接强度非常重要。一般条件为120℃,4小时。 K8GP@yD]M  
    M_/7D|xl/T  
      14.切筋和划片 Y)*#)f  
    \/zq7j  
      由于LED在生产中是连在一起的(不是单个),Lamp封装LED采用切筋切断LED支架的连筋。SMD-LED则是在一片PCB板上,需要划片机来完成分离工作。 su{poQ}K  
    d928~y W  
      15.测试 oAODp!_c  
    hKL4cpK4  
      测试LED的光电参数、检验外形尺寸,同时根据客户要求对LED产品进行分选。 yerg=,$_i  
    5\:^ y'g[  
      16.包装 sBvzAVBL  
    r!_-"~`7E  
      将成品进行计数包装。超高亮LED需要防静电包装。
     
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    只看该作者 1楼 发表于: 2012-10-22
    看看、學學