LED封装宝典：不可不知的LED封装工艺知识

时间：2020-01-05

	LED灯具的封装工艺 LED是个高科技含量的东西，在这个圈子里面，有很多所谓的商业机密，由于这些东西关系到一个企业的生死存亡，所以，有些东西是不被大家公开的，包括一些流程或者工艺。这些东西直接决议企业能否有中心竞争力，今天在这里发布一下LED行业的封装技术的学问，希望能给各位有所协助。


	 一、生产工艺


	1、生产：


	a)清洗：采用超声波清洗PCB或LED支架，并烘干。


	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。


	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)


	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。


	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。


	f)切膜：用冲床模切背光源所需的各种扩散膜、反光膜等。


	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。


	h)测试：检查背光源光电参数及出光均匀性是否良好。


	2、包装：将成品按要求包装、入库。


	二、封装工艺


	1、LED的封装的任务


	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。


	2、LED封装形式


	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。


	3、LED封装工艺流程


	a)芯片检验


	镜检：


	1、材料表面是否**械损伤及麻点麻坑(lockhill);


	2、芯片尺寸及电极大小是否符合工艺要求;


	3、电极图案是否完整。


	b)扩片


	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。


	c)点胶


	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。)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。 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**注意的事项。


	d)备胶


	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**点胶，但不是所有产品均适用备胶工艺。


	e)手工刺片


	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。


	f)自动装架


	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。


	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**用胶木的。因为钢嘴会划伤芯片表面的电流扩散层。


	g)烧结


	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。


	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。绝缘胶一般150℃，1小时。 银胶烧结烘箱的**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。


	h)压焊


	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。 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**点，再将铝丝拉到相应的支架上方，压上*二点后扯断铝丝。金丝球焊过程则在压**点前先烧个球，其余过程类似。


	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。 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。


	i)点胶封装


	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。


	j)灌胶封装


	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。


	k)模压封装


	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**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。


	l)固化与后固化


	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。


	m)后固化


	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。


	n)切筋和划片


	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。


	o)测试


	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。


	p)包装


	将成品进行计数包装。**高亮LED需要防静电包装。

词条
词条说明
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