LED封装宝典:不可不知的LED封装工艺知识
LED屏网报道
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我在这里发布一下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
1LED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
2LED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-LEDTOP-LEDSide-LEDSMD-LEDHigh-Power-LED等
3LED封装工艺流程
a芯片检验
镜检
1材料表面是否有机械损伤及麻点麻坑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GaAsSiC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必须注意的事项
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高于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必须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
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
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
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超高亮LED需要防静电包装
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