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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 uEP*iPLD@  
    j#x6  
      a) 清洗.采用超声波清洗PCB或LED支架,并烘干。 A#<?4&  
    IGQFtO/x  
      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。 7`Ak) F:V  
    rJT a  
      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) 6ex/TySM  
    eA?RK.e  
     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。 eHZws`W  
    FUb\e-Q=  
     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。 ~P,lz!he_  
    X-Kh(Z  
     f)切膜.用冲床模切背光源所需的各种扩散膜、反光膜等。 MYvY]Jx3  
    <w9JRpFY  
     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。 9YyLf;  
    (gU!=F?#m  
     h)测试.检查背光源光电参数及出光均匀性是否良好。 S Lj!v&'  
    $6 9&O  
     I)包装.将成品按要求包装、入库。 y9GoPC`z  
    hEH?[>9  
    二、封装工艺 [kB7@o  
    !hy-L_wL]  
     1.LED的封装的任务 _Y4` xv0/  
    pa3{8x{9m  
      是将外引线连接到LED芯片的电极上,同时保护好LED芯片,并且起到提高光取出效率的作用。关键工序有装架、压焊、封装。 H@>` F  
    P>D)7 V9Hh  
     2.LED封装形式 *#|&JIEsi  
    AKfDXy  
      LED封装形式可以说是五花八门,主要根据不同的应用场合采用相应的外形尺寸,散热对策和出光效果。LED按封装形式分类有Lamp-LED、TOP-LED、Side-LED、SMD-LED、High-Power-LED等。 v$v-2y'%  
    C2I_%nU Z1  
     3.LED封装工艺流程 ~jk|4`I?T  
    ie95rZp  
     4.封装工艺说明 m dg8,n  
    ZJJY8k `  
      1.芯片检验 ..5CC;B  
    f~R(D0@  
      镜检.材料表面是否有机械损伤及麻点麻坑(lockhill) 8/cX]J  
    F~W6Bp^W  
      芯片尺寸及电极大小是否符合工艺要求 fU}ub2_in  
    [ l??A3G  
      电极图案是否完整 B dfwa  
    MJO-q $)c  
      2.扩片 ,w4(kcg%iQ  
    yx[/|nZDC4  
      由于LED芯片在划片后依然排列紧密间距很小(约0.1mm),不利于后工序的操作。我们采用扩片机对黏结芯片的膜进行扩张,是LED芯片的间距拉伸到约0.6mm。也可以采用手工扩张,但很容易造成芯片掉落浪费等不良问题。 |syR6(U}  
    vn8aFA  
      3.点胶 U '_Q>k  
    Pmx -8w  
      在LED支架的相应位置点上银胶或绝缘胶。(对于GaAs、SiC导电衬底,具有背面电极的红光、黄光、黄绿芯片,采用银胶。对于蓝宝石绝缘衬底的蓝光、绿光LED芯片,采用绝缘胶来固定芯片。) v!-pSa)3  
    4F:\-O  
      工艺难点在于点胶量的控制,在胶体高度、点胶位置均有详细的工艺要求。 t!l&iVWs  
    iWkWR"ys y  
      由于银胶和绝缘胶在贮存和使用均有严格的要求,银胶的醒料、搅拌、使用时间都是工艺上必须注意的事项。 V=l0(03j~  
    G~a ZJ,  
      4.备胶 ;JT-kw6l5K  
    u&vf+6=9Dd  
      和点胶相反,备胶是用备胶机先把银胶涂在LED背面电极上,然后把背部带银胶的LED安装在LED支架上。备胶的效率远高于点胶,但不是所有产品均适用备胶工艺。 i&fuSk EP  
    +Kc  
      5.手工刺片 0Mm)`!TLSW  
     K5h  
      将扩张后LED芯片(备胶或未备胶)安置在刺片台的夹具上,LED支架放在夹具底下,在显微镜下用针将LED芯片一个一个刺到相应的位置上。手工刺片和自动装架相比有一个好处,便于随时更换不同的芯片,适用于需要安装多种芯片的产品. FD #8mg  
    ^{`exCwM x  
      6.自动装架 >]TWXmx/w  
    Sz`,X0a  
      自动装架其实是结合了沾胶(点胶)和安装芯片两大步骤,先在LED支架上点上银胶(绝缘胶),然后用真空吸嘴将LED芯片吸起移动位置,再安置在相应的支架位置上。 4p F*"B  
    2F.;;Ab  
      自动装架在工艺上主要要熟悉设备操作编程,同时对设备的沾胶及安装精度进行调整。在吸嘴的选用上尽量选用胶木吸嘴,防止对LED芯片表面的损伤,特别是兰、绿色芯片必须用胶木的。因为钢嘴会划伤芯片表面的电流扩散层。 <'oQ \eB  
    Wn2NMXK  
      7.烧结 hn@08t G  
    uGGt\.$]s  
      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。 h438`  
    h[Y1?ln&h  
      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。 vvMT}-!  
    {JT&w6Jz  
      绝缘胶一般150℃,1小时。 (w3YvG.  
    wwZ,;\  
      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。 b8UO,fY q  
    <%eG:n,#  
    8.压焊 4+8@`f>s  
    1GcE) 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。 g! |kp?  
    8GUX{K  
      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。 va@Lz&sAE%  
    =; Ff4aF  
      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。 vk^xT  
    SqpaFWr  
      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。 ZY+qA  
    v!5 `|\  
      9.点胶封装 CA~-rv  
    m:2^= l4  
      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。 Y:[u1~a  
    chX"O 0?"  
      10.灌胶封装 L="}E rmK  
    :"c*s4  
      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。 ~f98#43  
    rV#ch(  
      11.模压封装 onzxx4bax  
    3s#N2X;Bc  
      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。 ;e*!S}C,  
    q_58;Bv  
      12.固化与后固化 q/,O\,  
     =7eV/3  
      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。 O\ r0bUPE  
    YOO+R{4(  
      13.后固化 S,he6zS  
    b ]KBgZ  
      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。 4V`G,W4^J  
    /\n- P'}  
      14.切筋和划片 3!]rmZ-W  
    %.|@]!C  
      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。 ' `Hr}  
    <LiPEo.R  
      15.测试 WNtW|I V  
    dy[X3jQB  
      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。 -iZ`Y?  
    8":Q)9;%  
      16.包装 Q=$2c[Uk  
    0g8NHkM:2a  
      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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