首页 理论教育 LED封装工艺流程介绍

LED封装工艺流程介绍

时间:2023-06-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:LED的压焊工艺有金丝球焊和铝丝压焊两种。目前生产白光LED的厂家,大多数是采用人工点荧光粉,点荧光粉的工人要经过长期的培训,在掌握经验后才能很好地完成这项工艺。这样做出来的LED其色温会比较一致。

LED封装工艺流程介绍

1.芯片检验

镜检:材料表面是否有机械损伤及麻点麻坑(lock hill),芯片尺寸及电极大小是否符合工艺要求,电极图案是否完整。

2.扩片(扩晶)

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。应采用扩片机对黏结芯片的膜进行扩张,将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。

3.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、黄绿光芯片,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。)

点胶的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。

如果LED芯片是L型电极的,也就是说这种芯片是上、下各有一个电极,那么要求芯片粘合的胶既要能导电,又要能把LED芯片上的热量通过胶传导到支架或热沉上。所以,必须用导热性能好、导电性能也好的固晶胶。现在市场上有很多种可供选择的胶。

如果LED芯片是V型电极的,也就是说在上面有两个电极,下面没有电极,因此下面就不允许导电。但是仍然需要导热性能,所以必须使用绝缘导热性能较好的胶。

由于银胶和绝缘胶在贮存和使用上均有严格的要求,所以银胶的醒料、搅拌、使用时间都是工艺上必须注意的事项。

4.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。备胶的效率远高于点胶,但不是所有产品均适用备胶工艺。

5.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。

6.自动装架

自动装架其实是结合了点胶芯片和安装芯片两大步骤,先在LED支架上点上银胶或绝缘胶,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。

自动装架在工艺上要熟悉设备操作编程,同时对设备的点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,特别是蓝、绿色芯片必须用胶木的吸嘴,因为钢嘴会划伤芯片表面的电流扩散层。

7.烧结

烧结的目的是使银胶固化,烧结要求对温度进行监控,防止批次性不良产品的出现。

银胶烧结的温度一般控制在150℃,烧结时间2h。根据实际情况可以调整到170℃,1h。绝缘胶一般150℃,1h。

银胶烧结烘箱的必须按工艺要求隔2h(或1h)打开更换烧结的产品,中间不得随意打开。烧结烘箱不得再作其他用途,防止污染。

8.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。铝丝压焊是先在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制成球,其余过程则与铝丝压焊类似。

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、焊点形状及拉力。

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。(www.xing528.com)

特别需要注意的是,加在焊线上的压力不要太大,一般是30~40g之间,压力太大容易把电极打裂,而这种裂缝通过一般的显微镜都是看不见的。如果存在电极裂缝,那么在通电加热后,这个裂缝会逐步变大,相应的漏电流也会增大,这样LED在使用时会很快损坏。

9.涂覆荧光粉

此工艺流程要根据产品要求决定是否需要。

首先要把荧光粉和环氧树脂调配好,调配的浓度和数量都要根据以往的经验。这里要特别强调的是,胶和荧光粉一定要充分搅拌均匀,要让A、B胶充分混合。在点荧光粉(荧光粉和胶混合,即点胶)的过程中,荧光粉不能沉淀,浓度要始终保持一致。

点荧光粉所用的设备、装胶的容器和针头都要保持一定的温度并不断搅拌,防止胶凝固和荧光粉沉淀。点胶的针头最好使用不粘胶的针头,这种针头只需轻轻一吹就会干净。在点胶过程中要保证针头不会发生堵塞,并且出胶要均匀。这样做才能使白光的色温一致性较好。

目前生产白光LED的厂家,大多数是采用人工点荧光粉,点荧光粉的工人要经过长期的培训,在掌握经验后才能很好地完成这项工艺。点荧光粉所用的点胶机一般有两种:

粘胶机:即将荧光粉和胶配好后,均匀地分布在滚筒上,滚筒不断滚动,这样胶就可以均匀分布在滚筒的外壁上。把焊好金丝的蓝光芯片的整个支架(20粒)靠到滚筒上,滚筒上的荧光粉胶就会均匀地粘到20个芯片的支架“碗”内。

点胶机:另一种是用自动配好荧光粉的胶从针头滴到焊好LED的支架上,其工作原理就像灌胶机一样。灌胶机一次可灌20粒,点荧光粉胶一般一次为4~5粒。这种点胶机滴出来的胶量可以进行调节控制。装在点胶机容器内的胶要保持一定的温度,需要经常搅拌,这样不会产生沉淀。以上两种都适用于Φ3mm、Φ5mm等引脚式封装的LED管芯。

有些制造大功率白光LED的方法,是预先把荧光粉和胶调配好,然后开出一个模子,把荧光粉胶刷在模子上,让它干后成为一片胶饼。再把胶饼盖在焊好的大功率LED芯片上,并用适量的胶把胶饼固定在芯片上。这样做出来的LED其色温会比较一致。

10.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、多料缺料、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。

11.灌胶封装

直插型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。

12.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。

13.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℃,持续1h。模压封装一般在150℃,持续4min。

14.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℃,持续4h。

15.切筋和划片

由于LED在生产中是连在一起的(不是单个),直插型封装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。

16.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。

17.包装

将成品进行计数包装。超高亮LED需要防静电包装。

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈