led封裝詳解,led封裝工藝流程圖分享-KIA MOS管

led封裝

LED(Light Emitting Diode，發(fā)光二極管)是一種常見(jiàn)的半導(dǎo)體器件，其具有高效節(jié)能、長(zhǎng)壽命和環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，在照明、顯示以及通信等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

LED封裝是指將發(fā)光二極管芯片與支持電路、散熱結(jié)構(gòu)等元件進(jìn)行組裝，并通過(guò)封裝材料進(jìn)行密封，以提供保護(hù)和散熱的過(guò)程。LED的封裝不僅要求能夠保護(hù)燈芯，而且還要能夠透光。

封裝不僅影響LED的外觀和光學(xué)性能，還直接影響其使用壽命和可靠性。根據(jù)封裝形式和材料的不同，LED封裝可以分為多種類型，如球形封裝、貼片封裝、模塊封裝等。同時(shí)，封裝材料的選擇也是非常重要的，常見(jiàn)的封裝材料有有機(jī)材料、無(wú)機(jī)材料和復(fù)合材料等。

大功率LED封裝由于結(jié)構(gòu)和工藝復(fù)雜，并直接影響到LED的使用性能和壽命，特別是大功率白光LED封裝更是研究熱點(diǎn)中的熱點(diǎn)。

LED封裝的功能主要包括：

1.機(jī)械保護(hù)，以提高可靠性；

2.加強(qiáng)散熱，以降低芯片結(jié)溫，提高LED性能；

3.光學(xué)控制，提高出光效率，優(yōu)化光束分布；

4.供電管理，包括交流/直流轉(zhuǎn)變，以及電源控制等。

led封裝工藝流程圖

LED封裝工藝主要分為正裝和倒裝，其中正裝為工藝流程為固晶機(jī)固晶、焊線、封膠、烘烤、切割、分BIN、包裝；倒裝工藝流程為固晶機(jī)固晶、回流焊焊接、點(diǎn)膠機(jī)底部填充、固化、包裝。

LED封裝流程

固晶--焊線--灌膠（模壓）--切割（分離）--分光--包裝

固晶：通俗的說(shuō)是用固晶膠（銀膠，絕緣膠）把芯片粘在支架上，然后把膠水烤干后，進(jìn)入下工序。

焊線：是用金線把芯片上的正負(fù)極與支架連接起來(lái)。

灌膠：又叫點(diǎn)膠，是用膠水（環(huán)氧膠、硅膠）點(diǎn)進(jìn)杯口，然后烘烤。模壓，主要是針對(duì)PCB板材。

切割：（分離） 是把材料分成一顆一顆的。

分光：根據(jù)客戶需要，分出客戶所要的色溫。

包裝：分卷帶包裝，和散裝（包裝錢材料除濕）。

LED封裝工藝說(shuō)明

1.芯片的檢驗(yàn)--鏡檢：

材料表面是否有機(jī)械損傷及麻點(diǎn)麻坑

芯片尺寸及電極大小是否符合工藝要求

電極圖案是否完整

2.擴(kuò)片

由于LED芯片在劃片后依然排列緊密間距很小(約0.1mm),不利于后工序的操作。我們采用擴(kuò)片機(jī)對(duì)黏結(jié)芯片的膜進(jìn)行擴(kuò)張,是LED芯片的間距拉伸到約0.6mm。也可以采用手工擴(kuò)張,但很容易造成芯片掉落浪費(fèi)等不良問(wèn)題。

3.點(diǎn)膠

在LED支架的相應(yīng)位置點(diǎn)上銀膠或絕緣膠。

(對(duì)于GaAs、SiC導(dǎo)電襯底,具有背面電極的紅光、黃光、黃綠芯片,采用銀膠。對(duì)于藍(lán)寶石絕緣襯底的藍(lán)光、綠光LED芯片,采用絕緣膠來(lái)固定芯片。)

工藝難點(diǎn)在于點(diǎn)膠量的控制,在膠體高度、點(diǎn)膠位置均有詳細(xì)的工藝要求。

由于銀膠和絕緣膠在貯存和使用均有嚴(yán)格的要求,銀膠的醒料、攪拌、使用時(shí)間都是工藝上必須注意的事項(xiàng)。

4.備膠

和點(diǎn)膠相反,備膠是用備膠機(jī)先把銀膠涂在LED背面電極上,然后把背部帶銀膠的LED安裝在LED支架上。備膠的效率遠(yuǎn)高于點(diǎn)膠,但不是所有產(chǎn)品均適用備膠工藝。

5.手工刺片

將擴(kuò)張后LED芯片(備膠或未備膠)安置在刺片臺(tái)的夾具上,LED支架放在夾具底下,在顯微鏡下用針將LED芯片一個(gè)一個(gè)刺到相應(yīng)的位置上。手工刺片和自動(dòng)裝架相比有一個(gè)好處,便于隨時(shí)更換不同的芯片,適用于需要安裝多種芯片的產(chǎn)品。

6.自動(dòng)裝架

自動(dòng)裝架其實(shí)是結(jié)合了沾膠(點(diǎn)膠)和安裝芯片兩大步驟,先在LED支架上點(diǎn)上銀膠(絕緣膠),然后用真空吸嘴將LED芯片吸起移動(dòng)位置,再安置在相應(yīng)的支架位置上。

自動(dòng)裝架在工藝上主要要熟悉設(shè)備操作編程,同時(shí)對(duì)設(shè)備的沾膠及安裝精度進(jìn)行調(diào)整。在吸嘴的選用上盡量選用膠木吸嘴,防止對(duì)LED芯片表面的損傷,特別是蘭、綠色芯片必須用膠木的。因?yàn)殇撟鞎?huì)劃傷芯片表面的電流擴(kuò)散層。

7.燒結(jié)

燒結(jié)的目的是使銀膠固化,燒結(jié)要求對(duì)溫度進(jìn)行監(jiān)控,防止批次性不良。

銀膠燒結(jié)的溫度一般控制在150℃,燒結(jié)時(shí)間2小時(shí)。根據(jù)實(shí)際情況可以調(diào)整到絕緣膠一般150℃,1小時(shí)。

銀膠燒結(jié)烘箱的必須按工藝要求隔2小時(shí)(或1小時(shí))打開(kāi)更換燒結(jié)的產(chǎn)品,中間不得隨意打開(kāi)。燒結(jié)烘箱不得再其他用途,防止污染。

8.壓焊

壓焊的目的將電極引到LED芯片上,完成產(chǎn)品內(nèi)外引線的連接工作。

LED的壓焊工藝有金絲球焊和鋁絲壓焊兩種。右圖是鋁絲壓焊的過(guò)程,先在LED芯片電極上壓上第一點(diǎn),再將鋁絲拉到相應(yīng)的支架上方,壓上第二點(diǎn)后扯斷鋁絲。金絲球焊過(guò)程則在壓第一點(diǎn)前先燒個(gè)球,其余過(guò)程類似。

壓焊是LED封裝技術(shù)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),工藝上主要需要監(jiān)控的是壓焊金絲(鋁絲)拱絲形狀,焊點(diǎn)形狀,拉力。

對(duì)壓焊工藝的深入研究涉及到多方面的問(wèn)題,如金(鋁)絲材料、超聲功率、壓焊壓力、劈刀(鋼嘴)選用、劈刀(鋼嘴)運(yùn)動(dòng)軌跡等等。

9.點(diǎn)膠封裝

LED的封裝主要有點(diǎn)膠、灌封、模壓三種。

基本上工藝控制的難點(diǎn)是氣泡、多缺料、黑點(diǎn)。設(shè)計(jì)上主要是對(duì)材料的選型,選用結(jié)合良好的環(huán)氧和支架。(一般的LED無(wú)法通過(guò)氣密性試驗(yàn))如右圖所示的TOP-LED和Side-LED適用點(diǎn)膠封裝。

手動(dòng)點(diǎn)膠封裝對(duì)操作水平要求很高(特別是白光LED),主要難點(diǎn)是對(duì)點(diǎn)膠量的控制,因?yàn)榄h(huán)氧在使用過(guò)程中會(huì)變稠。白光LED的點(diǎn)膠還存在熒光粉沉淀導(dǎo)致出光色差的問(wèn)題。

10.灌膠封裝

Lamp-LED的封裝采用灌封的形式。灌封的過(guò)程是先在LED成型模腔內(nèi)注入液態(tài)環(huán)氧,然后插入壓焊好的LED支架,放入烘箱讓環(huán)氧固化后,將LED從模腔中脫出即成型。

11.模壓封裝

將壓焊好的LED支架放入模具中,將上下兩副模具用液壓機(jī)合模并抽真空,將固態(tài)環(huán)氧放入注膠道的入口加熱用液壓頂桿壓入模具膠道中,環(huán)氧順著膠道進(jìn)入各個(gè)LED成型槽中并固化。

12.固化與后固化

固化是指封裝環(huán)氧的固化,一般環(huán)氧固化條件在135℃,1小時(shí)。模壓封裝一般在150℃,4分鐘。

13.后固化

后固化是為了讓環(huán)氧充分固化,同時(shí)對(duì)LED進(jìn)行熱老化。后固化對(duì)于提高環(huán)氧與支架(PCB)的粘接強(qiáng)度非常重要。一般條件為120℃,4小時(shí)。

14.切筋和劃片

由于LED在生產(chǎn)中是連在一起的(不是單個(gè)),Lamp封裝LED采用切筋切斷LED支架的連筋。SMD-LED則是在一片PCB板上,需要?jiǎng)澠瑱C(jī)來(lái)完成分離工作。

15.測(cè)試

測(cè)試LED的光電參數(shù)、檢驗(yàn)外形尺寸,同時(shí)根據(jù)客戶要求對(duì)LED產(chǎn)品進(jìn)行分光。

16.包裝

將成品進(jìn)行計(jì)數(shù)包裝。超高亮LED需要防靜電包裝。

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