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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 pz|'l:v^  
    Pbu{'y3J  
      a) 清洗.采用超声波清洗PCB或LED支架,并烘干。 d 8o53a]  
    ?KE$r~dn  
      b) 装架.在LED管芯(大圆片)底部电极备上银胶后进行扩张,将扩张后的管芯(大圆片)安置在刺晶台上,在显微镜下用刺晶笔将管芯一个一个安装在PCB或LED支架相应的焊盘上,随后进行烧结使银胶固化。 V@vU"  
    x/fX`y|(}*  
      c)压焊.用铝丝或金丝焊机将电极连接到LED管芯上,以作电流注入的引线。LED直接安装在PCB上的,一般采用铝丝焊机。(制作白光TOP-LED需要金线焊机) ZKpvDH'  
    X/0v'N  
     d)封装.通过点胶,用环氧将LED管芯和焊线保护起来。在PCB板上点胶,对固化后胶体形状有严格要求,这直接关系到背光源成品的出光亮度。这道工序还将承担点荧光粉(白光LED)的任务。 ,!#ccv+Vm%  
    /JJw 6[ N  
     e)焊接.如果背光源是采用SMD-LED或其它已封装的LED,则在装配工艺之前,需要将LED焊接到PCB板上。 kv{}C)kt3  
    &^".2)zU  
     f)切膜.用冲床模切背光源所需的各种扩散膜、反光膜等。 K>/%X!RW  
    EbY,N:LK  
     g)装配.根据图纸要求,将背光源的各种材料手工安装正确的位置。 Ms^dRe)  
    O9M{  ).  
     h)测试.检查背光源光电参数及出光均匀性是否良好。 5F"|E-;  
    9~\kF5Q"  
     I)包装.将成品按要求包装、入库。 f3MRD4+-  
    s)J(/  
    二、封装工艺 b1#dz]  
    XMIbUbU k-  
     1.LED的封装的任务 'jg3  
    v`PY>c6~  
      是将外引线连接到LED芯片的电极上,同时保护好LED芯片,并且起到提高光取出效率的作用。关键工序有装架、压焊、封装。 Me5{_n  
    K=::)/{P  
     2.LED封装形式 AyKMhac  
    uQ1@b-e`5  
      LED封装形式可以说是五花八门,主要根据不同的应用场合采用相应的外形尺寸,散热对策和出光效果。LED按封装形式分类有Lamp-LED、TOP-LED、Side-LED、SMD-LED、High-Power-LED等。 O[^%{'  
    wK_]/Q-L  
     3.LED封装工艺流程 u+m,b76  
    fxcc<h4  
     4.封装工艺说明 fV>CZ^=G  
    xw5d|20b  
      1.芯片检验 !^oV #  
    tRb] 7 z  
      镜检.材料表面是否有机械损伤及麻点麻坑(lockhill) C4$:mJ>y  
    k%c{ETdE  
      芯片尺寸及电极大小是否符合工艺要求 N2r/ho}8  
    b}^S.;vNj  
      电极图案是否完整 BR`ygrfe  
    xM>W2  
      2.扩片 HSUI${<  
    2&mGT&HAVA  
      由于LED芯片在划片后依然排列紧密间距很小(约0.1mm),不利于后工序的操作。我们采用扩片机对黏结芯片的膜进行扩张,是LED芯片的间距拉伸到约0.6mm。也可以采用手工扩张,但很容易造成芯片掉落浪费等不良问题。 /1=4"|q>h'  
    Q#I"_G&{  
      3.点胶 `>Tu|3%\  
    Kb#4ILA  
      在LED支架的相应位置点上银胶或绝缘胶。(对于GaAs、SiC导电衬底,具有背面电极的红光、黄光、黄绿芯片,采用银胶。对于蓝宝石绝缘衬底的蓝光、绿光LED芯片,采用绝缘胶来固定芯片。) !LMN[3M_  
    jl.p'$Fbn  
      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。 q%n6K  
    VZr>U*J[:  
      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。 #AkV/1Y  
    ^ 2GHe<Y  
      4.备胶 jdZ~z#`(!:  
    -&x2&WE'  
      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。 }U~6^2 .,  
    ,_aM`%q?Fj  
      5.手工刺片 <#=N m0S$  
    NL=|z=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. zLs|tJOVp  
    +CH},@j  
      6.自动装架 EKEjv|_)  
    `+'rib5  
      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。 oBQ#eW aY  
    h!~3Dw>,N  
      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。 +y7;81ND  
    }VS3L_ ;}/  
      7.烧结 s^0/"j|7  
    [yl sz?  
      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。 n~"$^Vr  
    Ee)[\Qjn  
      银胶烧结的温度一般控制在150℃,烧结时间2小时。根据实际情况可以调整到170℃,1小时。  B[=(#W  
    fH`P[^N  
      绝缘胶一般150℃,1小时。 Wt)Drv{@ {  
    'j^xbikr  
      银胶烧结烘箱的必须按工艺要求隔2小时(或1小时)打开更换烧结的产品,中间不得随意打开。烧结烘箱不得再其他用途,防止污染。 +;$oJJ  
    W>r#RXmh  
    8.压焊 3 &u_A?;  
    iLP7!j  
      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。 H9h@sSg  
    1c3TN#|)W  
      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。 I}e 3zf>  
    U~h'*nV&  
      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。 UNijFGi  
    GRb*EeT  
      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。 gmIqT f  
    Zfk*HV#\  
      9.点胶封装 .)}@J5 P)  
    sw A+f   
      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。 `U+l?S^$  
    8^Hn"v  
      10.灌胶封装 >AoK/(yL.  
    f|^dD`  
      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。 IG(?xf\C  
    t+5E#!y  
      11.模压封装 o7mZzzP  
    6x"Q  
      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。 7.DtdyM  
    $0bjKy  
      12.固化与后固化 ^TMJ8` e  
    S3L~~X/=  
      固化是指封装环氧的固化,一般环氧固化条件在135℃,1小时。模压封装一般在150℃,4分钟。 ;a-$D]Db  
    V"p!B f  
      13.后固化 4}`  
    z0|&W&&D  
      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。 GN KF&M  
    "ZTTg>r  
      14.切筋和划片 .(pN5JI*  
    /C/id)h>  
      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。 pO8ePc@=D  
    jTLSdul+  
      15.测试 D:Q 21Ch  
    83;NIE;  
      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。 SQeRSz8bK4  
    nW;g28  
      16.包装 G^q3Z#P  
    nXjP x@  
      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
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