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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 ;h-G3>Il  
    m{lRFKx>s  
      a) 清洗.采用超声波清洗PCB或LED支架,并烘干。 @0UwI%.  
    RM^?&PM85  
      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。 lYZ@a4TA  
    + <!)k?  
      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) `! ,\kc1  
    N}+B:l]Qy  
     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。 3\p]esse  
    n$hqNsM  
     e)焊接.如果背光源是采用SMD-LED或其它已封装的LED,则在装配工艺之前,需要将LED焊接到PCB板上。 D)*_{   
    h2/dhp  
     f)切膜.用冲床模切背光源所需的各种扩散膜、反光膜等。 9Nag%o{*S>  
    &Qtp"#{  
     g)装配.根据图纸要求,将背光源的各种材料手工安装正确的位置。 5gc:Y`7t  
    MOp=9d+N~  
     h)测试.检查背光源光电参数及出光均匀性是否良好。 Nn,vdu{^2  
    z6FbM^;;  
     I)包装.将成品按要求包装、入库。 8V=HyF#  
    f>s#Ngvc  
    二、封装工艺 cy&  
    rY[3_NG%  
     1.LED的封装的任务 sxN>+v11z  
    m0BG9~p|  
      是将外引线连接到LED芯片的电极上,同时保护好LED芯片,并且起到提高光取出效率的作用。关键工序有装架、压焊、封装。 ,<;l"v(  
    %;=IMMK  
     2.LED封装形式 9{9#AI.G  
    5S|}:~7T  
      LED封装形式可以说是五花八门,主要根据不同的应用场合采用相应的外形尺寸,散热对策和出光效果。LED按封装形式分类有Lamp-LED、TOP-LED、Side-LED、SMD-LED、High-Power-LED等。 u-%r~ }  
    bG5^h  
     3.LED封装工艺流程 d6t)gG*5  
    F;d%@E_Bc  
     4.封装工艺说明 fw:7Q7 qo  
    q(ZB.  
      1.芯片检验 e-%7F]e  
    Eo7 _v  
      镜检.材料表面是否有机械损伤及麻点麻坑(lockhill) M73VeV3DL  
    -+ ]T77r  
      芯片尺寸及电极大小是否符合工艺要求 8`AcS|k  
    %2@ Tj}xa  
      电极图案是否完整 ?;:9 W  
    `eMrP`  
      2.扩片 KD,^*FkkL  
    Ks49$w<  
      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。 /@9-!cL  
    r+[#%%}ea  
      3.点胶 -(/2_&"  
    ]b0zkoD9<  
      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。) g33<qYxP  
    eEWro 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。 a<57(Sf  
    QoW ( tM  
      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。 #[k~RYS3  
    ~4MtDf  
      4.备胶 (B>yaM#5  
    $n=W2WJ6f  
      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。 Vr&el  
    h"VpQhi  
      5.手工刺片 T=eT^?v  
    S 0R8'Y  
      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. mC*W2#1pF  
    %K&+~CJE  
      6.自动装架 7.7Cluh5,  
    SE-!|WR  
      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。 lF; ziF  
    Ur_ S [I  
      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。 "J]f0m=  
    " jl1.Ah  
      7.烧结 8_^'(]  
    U7nsMD  
      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。 ~=`f]IL  
    T!m42EvIvE  
      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。 E@5zd@[  
    o-\ok|,)#j  
      绝缘胶一般150℃,1小时。 ,X9hl J  
     _/8_,9H  
      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。 g2[K<  
    XsAY4WTS  
    8.压焊 ?Ia4H   
    lEO?kn.:z  
      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。 ;el]LnV!O  
    iyA*J CD  
      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。 ~hS .\h  
    w"fCI 13  
      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。 [=XZza.z  
    pj!k|F9  
      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。 ,3wI~ j=  
    q1N4X7<_  
      9.点胶封装 Nb gp_:{  
    H "Q(2I  
      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。 jG+T.  
    DWF >b  
      10.灌胶封装 c_~XL^B@  
    PRMZfYc  
      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。 fs wZM\@  
    kA1RfSS  
      11.模压封装 z `\# $  
    ,3G$`  
      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。 -6u H.  
    PfVEv *  
      12.固化与后固化 w0#% AK  
    =L:[cIRrT;  
      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。 |C~Sr#6)7  
    &(lMm)  
      13.后固化 *}+R{  
    +ckMT3  
      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。 z VnIr<!8_  
    y' 2<qj  
      14.切筋和划片 G!AICcP^  
    3wV86tH%  
      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。 "EJ\]S]$X  
    $`E4m8fX  
      15.测试 Z$Z`@&U=  
    -sP9E|/:'3  
      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。 +nU',E  
    ^%-NPo<  
      16.包装 )URwIe{  
    (&q@~ dJ  
      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