LED封装步骤 http://bbs.ledwn.com/thread-687-1-2.htmlLED的封装有很多的步骤,下文将具体介绍各个步骤。
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:材料表面是否有机械损伤及麻点麻坑(lockhill)
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
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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LED生产流程:
一般要求:1、目的 2、使用范围 3、使用设备 4、相关文件 5、作业规范 6、注意事项 7、品质要求
一.排支架
前站:扩晶
1.温度:调整50-60摄氏度 预热十分种 扩晶时温度设为65-75摄氏度
二.点胶
1.调节点胶机时间:0.2-0.4秒.气压表旋纽 0.05-0.52mPa .要调节点胶旋纽使出胶标准.
2.冰箱取出胶,解冻三十分钟,安全解冻后搅拌均匀(20-30分钟)
3.银胶高度在晶片高度后1/3以下,1/4以上,偏心距离小于晶片直径的1/3.
三.固晶
1.固晶笔与固晶平面保持30-45摄氏度.食指压到笔尖顶部
2.固晶顺序从上到下,从左到右.
3.用固晶笔将晶黏固到支架,腕部绝缘胶中心
四.固晶烘烤
1.烤 温度定 150摄氏度
2.1.5小时后出烤
五.一般固晶不良品为:
固骗 固漏 固斜 少胶 多晶 芯片破损 短垫(电极脱落) 芯片翻转 银胶高度超过芯片的1/3(多胶) 晶片粘胶
焊点粘胶
六.焊线
1.机太温度为170-220摄氏度
单线:220度 双线:180度
2.焊线拉力715g
3.焊线弧度高于晶片高度小于晶片3倍高度
4.焊点全球直径为全线直径的2-3倍.焊点应用2/3以上电极上
注:一般焊线不良品: 晶片破损 掉晶 掉晶电极 交晶 晶片翻转 电极粘胶 银胶过多超过晶片 银胶过少(几乎没有) 塌线 虚焊 死线 焊反线 漏焊 弧度高和低 断线 全球过大或小
首先,制造led灯珠的话,这几种原材料是必备的:LED支架;LED芯片;LED固晶胶;焊接线;LED封装胶水;LED荧光粉;接下来就是生产需要的设备,也就是工厂需要具备的生产工具:自动固晶机;电浆清洗机;自动焊线机;自动点胶机;胶水搅拌机;烤箱;分切机;自动分选机;自动包装机;而且生产环境也一欧讲究的,一般来说LED封装厂是要做到十万级防尘要求;在点胶房可能需要防护更高,要做到万级防尘;后端的测试分选要求低一些,百万级防尘即可。但全程都需要进行良好的静电防护,因为LED芯片怕静电击穿。
那么接下来就是十一步骤的生产流程
第一步:LED支架检验。主要测试项目:外观尺寸、电镀层厚度、是否有氧化现象。建议使用工具:二次元测量仪、膜厚测试仪,金相显微镜。
第二步:LED支架烘烤。使用设备将LED支架进行烘烤,主要为了将支架在注塑过程中残留的水汽进行去除。
第三步:LED支架电浆清洗。电浆清洗主要是在设备内部由氢气和氧气形成电弧,将LED支架表面残留的有机物进行去除,提高固晶的粘接力。
第四步:固晶。将LED芯片通过自动固晶机用LED固晶胶粘接在LED支架上。
第五步:烘烤。将固晶胶烘烤干,让LED芯片和LED支架形成良好的粘接。等烘烤完后,要进行固晶推力测试,使用的设备很贵哦,推拉力测试仪。
第六步:焊线。将LED芯片上的焊盘和LED支架上的导电区域使用金属线进行焊接。焊接分为几种:金丝球形焊接、楔形焊接,使用的金属丝有:金线、铝线、合金线、铜线等,led灯珠主要使用金线、合金线和铜线。焊接完成后要测量焊接点的大小、焊接拉力。这是很关键的一步,大部分LED死灯是由于焊接问题所造成。
第七步:封胶。在LED支架所形成的杯状区域使用LED封装胶水进行填充,如果是制作白光LED灯珠的话,胶水里面需要添加适量的荧光粉。这个步骤是产生白光的步骤,也是决定色温、显指、和各色块的步骤,生产白光灯珠的公司都会有专门的人调配荧光粉。
第八步:烘烤。将LED封装胶水通过烤箱进行固化。
第九步:分切。将LED支架从很多个连接在一起的片状,切割成LED灯珠的独立小单元。
第十步:分选。将切开的各个小灯珠通过设置各类参数:电压、色温、光通量等进行分选。
第十一步:包装。将具有相同参数的灯珠进行编带包装。
1.扩晶,把排列的密密麻麻的晶片弄开一点便于固晶。 2.固晶,在支架底部点上导电/不导电的胶水(导电与否视晶片是上下型PN结还是左右型PN结而定)然后把晶片放入支架里面。 3.短烤,让胶水固化焊线时晶片不移动。 4.焊线,用金线把晶片和支架导通。 5.前测,初步测试能不能亮。 6.灌胶,用胶水把芯片和支架包裹起来。 7.长烤,让胶水固化。 8.后测,测试能亮与否以及电性参数是否达标。 9。分光分色,把颜色和电压大致上一致的产品分出来。 10,包装。