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2008-08-23 15:52 |
LED导电银胶、导电胶及其封装工艺
LED导电银胶、导电胶及其封装工艺介绍如下，供相关专业技术人员参考： <5j%!6zo
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一、导电胶、导电银胶 2^`k6V!
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导电胶是IED生产封装中不可或缺的一种胶水，其对导电银浆的要求是导电、导热性能要号，剪切强度要大，并且粘结力要强。 h P W P6;Z
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UNINWELL国际的导电胶和导电银胶导电性好、剪切力强、流变性也很好、并且吸潮性低。特别适合大功率高高亮度LED的封装。 4zhh **]B
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特别是UNINWELL的6886系列导电银胶，其导热系数为：25.8剪切强度为：14.7，堪称行业之最。 q'y< UyT6
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二、封装工艺 A:y^9+Da
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1.LED的封装的任务 }BT0dKx
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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。 (U$;0`
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2.LED封装形式 |%|Vl u
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LED封装形式可以说是五花八门，主要根据不同的应用场合采用相应的外形尺寸，散热对策和出光效果。LED按封装形式分类有Lamp-LED、TOP-LED、Side-LED、SMD-LED、High-Power-LED等。 tN)t`1_j
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3.LED封装工艺流程 \Ezcr=0z{j
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4．封装工艺说明 -CFy
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1.芯片检验 -\B*reC
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镜检：材料表面是否有机械损伤及麻点麻坑（lockhill） *CQZ6&^
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芯片尺寸及电极大小是否符合工艺要求 ojm IEzsz
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电极图案是否完整 IaO R%B g
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2.扩片 .w{Y3,dd>
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由于LED芯片在划片后依然排列紧密间距很小（约0.1mm），不利于后工序的操作。我们采用扩片机对黏结芯片的膜进行扩张，是LED芯片的间距拉伸到约0.6mm。也可以采用手工扩张，但很容易造成芯片掉落浪费等不良问题。 :r
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3.点胶 w?8\9\ ;?
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在LED支架的相应位置点上银胶或绝缘胶。（对于GaAs、SiC导电衬底，具有背面电极的红光、黄光、黄绿芯片，采用银胶。对于蓝宝石绝缘衬底的蓝光、绿光LED芯片，采用绝缘胶来固定芯片。） +`1~zcu
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工艺难点在于点胶量的控制，在胶体高度、点胶位置均有详细的工艺要求。 R:Ih#2R
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由于银胶和绝缘胶在贮存和使用均有严格的要求，银胶的醒料、搅拌、使用时间都是工艺上必须注意的事项。 YjL'GmL<
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4.备胶 h* 1T3U$
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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。 |dqESl,2
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5.手工刺片 o6~JAvw
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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。 A X1!<K
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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. z'1%%.r;FM
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6.自动装架 aMHC+R1X
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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。 B@dCCKc%/
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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。 LCj3{>{/=
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7.烧结 nsVLgTbx
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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。 ;; Z'd@
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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。 /)K;XtcN
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绝缘胶一般150℃，1小时。 |xg#Q`O
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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。 -gt ?5H h
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8.压焊 XSK<hr0m
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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。 &?1^/]'"r
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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。 uCuB>x&
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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。 oUN\tOiS+
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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。 ZS]Z0iZv9
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9.点胶封装 qAbmQ{|w
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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。 5}]+|d;
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10.灌胶封装 k_1@?&3
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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。 5%fW X'mS
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11.模压封装 f> ktv76
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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。 =VZ_';b h
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12.固化与后固化 Q#qfuwz
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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。 9"gu >
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13.后固化 em0 Y' J
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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。 ?v AhDD5
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14.切筋和划片 /w5*R5B{
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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。 iJ8Z^=>
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15.测试 H7;, Kr
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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。 CyYr5 Dz
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16.包装 L)F4)VL
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将成品进行计数包装。超高亮LED需要防静电包装。
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