LED封装流程.doc

LED封装工艺流程（详细）详细的LED封装工艺，大家一起学习2 ; ?2 Q$ d: n1 I4 ?. x! b/ I c: # p5 E) ?: F/ T3 q生产工艺 W5 b4 a4 . I( T3 ?% l+ T; v4 E4 p _! m1 ( F C2 |% 8 f h$ Y$ ! ) t1.工艺：9 I9 . G$ G) P( p) c$ E. |% k: q) A* s/ v* B( ) p! ya) 清洗：采用超声波清洗PCB或LED支架，并烘干。! 7 _ | f& 8 z# ?- n* a+ Y/ c/ V- e! Pb) 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。+ M; n% ci/ z% F6 U8 b2 K3 x; u: Ic) 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）: aq) S/ q% u: H0 s, Q; 0 S( Z7 V+ 1 G$ kd) 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。5 Q/ / W% Go6 3 s3 k9 y$ T) S. j; j8 R6 oe) 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。3 _5 M: F: N! U4 p$ a/ W1 X0 C/ x: o0 H. m/ Gf) 切膜：用冲床模切背光源所需的各种扩散膜、反光膜等。8 n8 G; z4 n U7 d! . X% 1 L* x9 M! J* dg) 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。/ % S q5 k1 Kq2 a6 e2 O+ i( Mh) 测试：检查背光源光电参数及出光均匀性是否良好。 v6 r0 i: y$ $ A0 n5 l5 C5 2 M! X! Y0 M, 包装：将成品按要求包装、入库。1 4 / T6 V: I3 , MU + o0 X P r( W二、封装工艺; b$ Q: w* % N/ W1 p# _, b1 r$ s1 |8 f, a1. LED的封装的任务- 9 w. K Q9 p0 y! ?9 l% j8 Y; + ?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。: 0 4 3 Z- : Ld2 M7 a% $ k: d# |! K+ b8 3 ; i2. LED封装形式+ g1 V, g+ : G% X( + . d9 C o, G9 yLED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。 c- w4 |# v& Q2 G3 l! R: N, D3 b, F* K, U8 G& ) 6 h$ M; P3 t) W3. LED封装工艺流程5 A O& e0 e# ?6 j& e/ F% z8 K- S1 i0 C+ K7 : l ( K! s, P L9 G$ 9 M2 ! 2 G% x3 s4封装工艺说明; a6 K) w% l5 L& h8 s0 D$ d i/ g1.芯片检验; Q/ a7 E) a. v- x2 b2 S! K+ T% K* U0 j& i/ P镜检：材料表面是否有机械损伤及麻点麻坑（lockhill）, V, . B) 2 S/ M! k9 _# h& X4 P U: T, N% x0 x 芯片尺寸及电极大小是否符合工艺要求 P0 G2 g Y9 D; N3 I! F3 c# D2 4 R7 e3 ( n 电极图案是否完整 O5 W& ; T; C6 & a O f W: q4 s: y2.扩片6 F. V! 8 A1 B/ X, i1 B: v x# V! H& |3 G7 & 3 x7 S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。( i- K+ e* j7 W$ y* t# Q& n$ k/ k- j4 X& N: q 3.点胶& S1 m% O8 g- D5 R9 l! h3 e r8 S# I5 o1 w% R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。）+ M) e4 s& Q 9 v5 B- g. J% oI U& q% D$ H U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。. T: R4 E5 W: . H & c m$ L ; w8 O& O. T& |0 j: q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。8 O( d. p8 7 Q8 B7 6 d VY* x# Q9 q0 i( U* c4.备胶9 ! l9 B0 r% q9 f- N! , ! i* o9 w1 H$ o A5 s 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。 C* g5 i4 o- y# p+ q; s5 P ; |8 D8 V/ J6 x: o5.手工刺片, i2 Eq+ 1 R, 2 w5 c0 r, J! 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。9 W6 E9 Z2 L, V : 7 o. p0 7 ; v3 S9 x; V b6 A7 V/ G4 f5 |0 H 6.自动装架0 w! u) l0 A1 Z9 |9 f6 ?% h2 F: a# x0 |7 Z 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。/ t1 I& z! T! V+ U2 b+ 7 k9 n E, - N3 r2 7 ?9 N 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。, r9 ; ?; J* $ |1 m P6 S y7 B9 ?) P& U3 a5 H$ X7.烧结- b. K, k! C% h+ r- G9 F/ K; ) y- , P1 o8 t. s. ?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。- w/ , g% q7 3 b0 ( t9 V9 J; z: y2 I0 l2 K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。 I8 z7 _+ Z0 V4 R; b( T6 Z- r) I7 xF0 ?& S* U绝缘胶一般150，1小时。& f L( : e# U G/ r5 Tb, W; N/ 9 z& - K8 _3 2 u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。+ w! e$ g5 x* z g. Y4 G9 _0 y# l# x4 k& y8.压焊6 V3 k; k( 8 z+ V7 6 t2 O% R8 b1 c5 ?, V& g2 s; V7 N. 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。# g* O7 Z, H* i9 x/ r, j/ B- E9 O. U, t* H+ z2 n) C6 U$ D 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。# x! Y7 1 Z5 * 3 u, sJ. 2 M) Y% N2 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。- B# R( ) f5 I9 Z* S- 3 j6 j; G# L 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。- y! K9 U( c# g( V) L A9.点胶封装 & j+ g8 $ H b+ g( D. T5 N# 5 N* p8 B 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）$ D: - N0 v7 U$ # F0 t4 a- u( E! V, o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。1 P# x$ m1 K1 z* j Y: h! I4 j X$ L1 ?b: g! R& C- y: T 10.灌胶封装4 o/ E6 B: F* U# L$ h7 r9 n; ) Z0 z* p5 k 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。% 8 ( o b5 B+ Q5 r / H x( . p6 V * U5 K- A9 : Y; V* V2 M( k! i7 H/ l$ C9 T4 E 11.模压封装- o( D# B/ H3 f) Q; L, |! 7 ) c3 P! k 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。, d2 3 S) p) d4 L: % U 0 R8 7 D U! U* J$ h- q* Z7 P+ b 12.固化与后固化$ H, S5 P9 Q6 |7 C# Z) 7 T6 F& jt$ u 3 G5 ! |; 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。3 H W1 w. N) yM2 6 H+ B/ ) M: g7 E+ 7 _- C* Q- V) o8 C, _ Y$ O. o+ T) P13.后固化( b. ) q1 H3 v) D+ 9 a2 m5 i3 S8 l! Z4 |# S% f) L: ) p7 W 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。5 j$ Q. V- ?# # x F8 F2 H% C+ z4 B$ V% D4 U, h! i; 8 U$ d e 14.切筋和划片; q( Wy1 q. H! ) k) k, t 8 N! R 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P