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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 XzlIW&"uC  
    HcDyD0;L.  
      a) 清洗.采用超声波清洗PCB或LED支架,并烘干。 3P3:F2S R  
    kYmo7  
      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。 b3P9Yoj-  
    &,_?>.\[<  
      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) B5 tx f.  
    #Ul4&QVeg  
     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。 1riBvBT  
    g8rp|MOH  
     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。 KWtu,~O_u  
    ;*"!:GR%h  
     f)切膜.用冲床模切背光源所需的各种扩散膜、反光膜等。 nh?9R&  
    J]$er0`LY  
     g)装配.根据图纸要求,将背光源的各种材料手工安装正确的位置。 zL6 \p)y  
    Gmqs`{tc  
     h)测试.检查背光源光电参数及出光均匀性是否良好。 BQ5_s,VM  
    .Kg|f~InO  
     I)包装.将成品按要求包装、入库。 3^j~~ "2,w  
    8H&_,;  
    二、封装工艺 ]VzqQ=U%  
    ,^n-L&  
     1.LED的封装的任务 g"TPII$  
    `WP@ZSC6  
      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。 %_]=i@Y~  
    g?w2J6Z.`J  
     2.LED封装形式 j{-mQTSD  
    AlA h S<  
      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。 |E"Xavi>  
    (ra:?B  
     3.LED封装工艺流程 C+X)">/+L  
    U)SM),bE[  
     4.封装工艺说明 y|FBYcn#F  
    k'6<jEbk  
      1.芯片检验 r'Hy}HWuF  
    E \ K  
      镜检.材料表面是否有机械损伤及麻点麻坑(lockhill) HVtr,jg  
    deR$  
      芯片尺寸及电极大小是否符合工艺要求 ;"d?_{>7  
    bbE bf !E  
      电极图案是否完整 g5lmUKlQ$0  
    ?ZSXoy-kr  
      2.扩片 [K"U_b}w  
    bd@*vu}?}  
      由于LED芯片在划片后依然排列紧密间距很小(约0.1mm),不利于后工序的操作。我们采用扩片机对黏结芯片的膜进行扩张,是LED芯片的间距拉伸到约0.6mm。也可以采用手工扩张,但很容易造成芯片掉落浪费等不良问题。 ?/o2#iJx  
    KK&<Vw|O\  
      3.点胶 EX+={U|ua$  
    Vy?R/ Uu  
      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。) q[PD  
    s_S<gR  
      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。 {^PO3I  
    A^}i^  
      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。 0A) Vtj$  
    &4w\6IR  
      4.备胶 Verbmeg&n  
    m;;0 Cl  
      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。 *F26}q  
    ` <l/GwtAJ  
      5.手工刺片 icKg7-$N  
    <3i4NXnL2  
      将扩张后LED芯片(备胶或未备胶)安置在刺片台的夹具上,LED支架放在夹具底下,在显微镜下用针将LED芯片一个一个刺到相应的位置上。手工刺片和自动装架相比有一个好处,便于随时更换不同的芯片,适用于需要安装多种芯片的产品. aB$y+`f)@  
    &cv@Kihq(  
      6.自动装架 iBGSBSeL&  
    >z fq*_  
      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。 u7<qaOzs?  
    Q:-%3)g<<  
      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。 xA[Wb'  
    kT Z?+hx  
      7.烧结 y V 9]_k  
    ,ZzB#\  
      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。 STFQ";z$  
    + d+hvwEM  
      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。 =!pu+&I 9  
    l0:e=q2Ax  
      绝缘胶一般150℃,1小时。 Z1)jRE2dl  
    QK``tWLIg7  
      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。 #Lhj0M;a  
    L&!g33J&  
    8.压焊 uFm(R/V  
    .pB8=_e:  
      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。 6)uPM"cO  
    }rj C_q  
      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。 > hDsm;,/  
    Oet#wp/I  
      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。 !TV_dKa  
    sT[av  
      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。 r {/ G\  
    }ZM*[j  
      9.点胶封装 'Ec:l(2Ec  
    7T|J[W O  
      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。 0]h8)EW  
    OUIUgej  
      10.灌胶封装 (g iTp@Tp  
     s>*Q  
      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。 d0H  
    Wd^F%)(  
      11.模压封装 bCE7hutl  
    mD^qx0o<  
      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。 #iR yjD  
    8f{}ce'E*  
      12.固化与后固化 fbzKO^Ub  
    O%fp;Y{`  
      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。 v0hfY   
    z[KN^2YS  
      13.后固化 ulPrb>i  
    },Y; (n'  
      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。 HM$`z"p5jg  
    z|DA _dG  
      14.切筋和划片 SILvqm  
    aaqd:N)  
      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。 qm'C^ X?  
    jL7MmR#y5"  
      15.测试 bWQORjnd8  
    \yX !P1  
      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。 ExOB P  
    O)RzNfI^`N  
      16.包装 w /W Cj4`  
    e`Zg7CaDd  
      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