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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 '.]e._T  
    A Z4|&iT  
      a) 清洗.采用超声波清洗PCB或LED支架,并烘干。 uo]Hi^r.l  
    xN e_qO  
      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。 #=`FM:WH  
    [SCw<<l<  
      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) _L?v6MTj  
    C<r(-qO{5  
     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。 j5PaSk&o=  
    %T`4!:vy  
     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。 ,:v.L}+Z  
    0 $n8b/%.  
     f)切膜.用冲床模切背光源所需的各种扩散膜、反光膜等。 cYZwWMzp  
    H @_eFlT t  
     g)装配.根据图纸要求,将背光源的各种材料手工安装正确的位置。 M,.b`1-w  
    "}S9`-Wd|  
     h)测试.检查背光源光电参数及出光均匀性是否良好。 3C> 2x(]M  
    66I|0_  
     I)包装.将成品按要求包装、入库。 i0,%}{`  
    Am>_4  
    二、封装工艺 :*mA,2s  
    80{#bb  
     1.LED的封装的任务 hknwis%y  
    ]NaMZ  
      是将外引线连接到LED芯片的电极上,同时保护好LED芯片,并且起到提高光取出效率的作用。关键工序有装架、压焊、封装。 ?R|fS*e2EB  
    X)`(nj  
     2.LED封装形式 |HaU3E*R  
    4 ?9soc  
      LED封装形式可以说是五花八门,主要根据不同的应用场合采用相应的外形尺寸,散热对策和出光效果。LED按封装形式分类有Lamp-LED、TOP-LED、Side-LED、SMD-LED、High-Power-LED等。 1$:{{%  
    2"pE&QNd  
     3.LED封装工艺流程 gGtep*k  
    y+K7WUwhq  
     4.封装工艺说明 #2_o[/&}x@  
    %00k1 *$  
      1.芯片检验 OSSd;ueur$  
    8C*6Fjb#  
      镜检.材料表面是否有机械损伤及麻点麻坑(lockhill) vDu0  
    /Nj:!! AN  
      芯片尺寸及电极大小是否符合工艺要求 PphR4 sIM  
    qT4I Y$h  
      电极图案是否完整 8gVxiFjo  
    J{nyo1A  
      2.扩片 s=H/b$v  
    , aRJ!AZ  
      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。 l%sp[uqcg  
    p?dGZ2` [I  
      3.点胶 8\qCj.>S  
    ka?IX9t\  
      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。) w\"n!^ms  
    QOkE\ro  
      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。 ,W)IVc   
    GW>7R6i  
      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。 xZ9}8*Q&:  
    bR>o!(M'Z\  
      4.备胶 '8r8 ^g[  
    4i+PiD:H  
      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。 }@ O|RkY  
    /(hP7_]`2  
      5.手工刺片 ]MqH13`)A  
    EzD -1sJ  
      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. ,? 0-=o  
    IyG = 7  
      6.自动装架 ooLnJ Y#  
    AiyvHt  
      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。 ^*cMry  
    Q.pEUDq/  
      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。 P`Hd*xh".j  
    Z30z<d,j  
      7.烧结 y~]I Vl"  
    Y^c,mK^  
      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。 G*vpf~q?  
    AhbT/  
      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。 0p:ClM 2O  
    j,|1y5f  
      绝缘胶一般150℃,1小时。 in=k:j,U0  
    E&iWtwkz  
      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。 (PsSE:r}+  
    eB<V%,%N#  
    8.压焊 BDRYip[Sa  
    |g?/~%7  
      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。 n3l"L|W^(<  
    +2;#9aa I  
      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。 $+lz<~R  
    L6[rvM|9_  
      压焊是LED封装技术中的关键环节,工艺上主要需要监控的是压焊金丝(铝丝)拱丝形状,焊点形状,拉力。 hVT=j ?~  
    sl^s9kx;C$  
      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。 \4\\575zp'  
    FfD ,cDs  
      9.点胶封装 AjL?Qh4  
    aiR|.opIb  
      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。 r7Q:l ?F2  
    o/  x5  
      10.灌胶封装 }GoOE=rhY  
    h87L8qh9  
      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。 Zeme`/aBb  
    ]df9'\  
      11.模压封装 {x&jh|f`g  
    !dbA (  
      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。 +]S;U&vQ  
    ArmL,  
      12.固化与后固化 (AM,4)lW,  
    _Y ><ih  
      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。 SVg@xu+  
    Z+``/Q]>+  
      13.后固化 g<hv7?"[  
    WnJLX ^;  
      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。  &aevR^f+  
    j quSR=  
      14.切筋和划片 zNsL^;uT  
    DX%8. @  
      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。 WfTdD.Xx  
    a_pCjG89  
      15.测试 F"m}mf  
    F;MT4*4  
      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。 'a-5 U TT  
    t0asW5f  
      16.包装 <SC|A|  
    !aW*dD61  
      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