专题1 LED Lamp封装工艺及技术

1、专题一LED Lamp封装工艺与技术封装工艺与技术 课程内容封装工艺流程图固晶站焊线站白光站灌胶站分光站包装站LED的封装工艺流程点胶固晶焊线银胶烘烤点荧光胶荧光胶烘烤灌胶烘烤检测分光车间流程：点胶固晶焊线(白光)荧光胶封胶站检测包装站入库LED Lamp支架的介绍阴极杆阴极杆碗杯碗杯阳极杆阳极杆长脚长脚上上Bar下下Bar支架示意图阴极发射碗阳极面电极面电极芯片银胶绝缘胶碗杯结构示意图支架：（用以盛装晶片及二极管引脚之用）1.支架的素材：铁和铜两种，常用的为铁材，铜材的成本很高 2.支架的结构：铁(/铜)（导电性好，散热快）/镍（防氧化）/银（反光性好，易焊线）3.型号分类： 支架有 02号

2、，03号，04号，06号，07号，09号，食人鱼724系列4. 支架的碗杯深度，碗杯形状及张角非常重要，它直接影响成品，灯的发光角度，支架的镀银层也十分重要，碗杯的镀银层厚度及均匀度不仅决定支架本身抗热，抗冲击性能及使用寿命，也决定碗杯反射度，进而影响到光线的吸收与射出，一般的固焊区银层厚度在2.0um以上，非功能区在1.2um以上。 5.支架的碗杯越深做出的二极管发光角越小，反之越大。 支架：款式可分无导柱和有导柱支架：款式可分无导柱和有导柱(半镀及全镀银规格半镀及全镀银规格) 半镀：电镀支架上半镀：电镀支架上BARBAR下约下约2mm2mm以上区域，可节省支架成以上区域，可节省支架成本，目

3、前使用的本，目前使用的20022002系列支架大部分为半镀支架。系列支架大部分为半镀支架。 全镀：整个支架电镀全镀：整个支架电镀 支架的材质：支架的材质： a.铁支架：镀镍层厚度要求铁支架：镀镍层厚度要求20-30m再镀再镀-二层薄铜，厚二层薄铜，厚度要求度要求50m.最后上最后上BAR镀一层银厚度要求镀一层银厚度要求80m.碗杯碗杯内内 镀层银厚度要求镀层银厚度要求60m以上以上.。 b.铜支架：先镀一层镍再镀二层薄铜，再镀一层银要求铜支架：先镀一层镍再镀二层薄铜，再镀一层银要求厚度依据客户应用要求厚度依据客户应用要求.例如户外产品电镀层要求上例如户外产品电镀层要求上BAR镀一层银厚度要求镀

4、一层银厚度要求120m以上以上.碗杯内镀银层厚度要求碗杯内镀银层厚度要求1000m以上。以上。常用支架有：常用支架有： A、2002杯/平头：此种支架一般做对角度、亮度要求不是很高的材料，其Pin长比其他支架要短10mm左右.Pin间距为2.28mm.B、2003杯/平头：一般用来做5以上的Lamp，外露pin长为+29mm、-27mm.间距为2.54mm.C、2004杯/平头:用来做3左右的Lamp。Pin长及间距同2003支架D、2004LD/DD：用来做蓝、白、纯绿、紫色的Lamp，可焊双线，杯较深.E、2006：两极均为平头型，用来做闪烁Lamp，固IC，焊多条线。F、2009：用来做

5、双色的Lamp，杯内可固两颗晶片，三支pin脚控制极性.G、2009-8/3009：用来做三色的Lamp，杯内可固三颗晶片，四支pin脚.H、724-B/724-C：用来做食人鱼的支架。 银胶（银胶（Silver EpoxySilver Epoxy）/ /绝缘胶（绝缘胶（insulstion epoxyinsulstion epoxy）：）： 1.通过加热银胶/绝缘胶使之固化，达到把晶片粘固在支架上的目的，以 便于焊线作业。当前生产所用的银胶是图盟的826-1DS，一种含Ag/ Epoxy 氯/钠/钾导电胶体。绝缘胶是津鼎峰的QT-1000，它是一种不导电胶体。 在LED制程中，单电极晶片使用

6、银胶作业，双电极晶片使用绝缘胶作业。 银胶与绝缘胶均须冷藏保存，以维持其粘度及避免填充物沉淀。 2.判定银胶异常： 1）银胶粘度上升一倍以上，变色； 2）银胶烘烤干后推力过低； 3）银胶烘烤干后表面呈粉状（炭化）。 3.使用前银胶进行回温时要用碎布不停地擦拭针筒的目的： 1）使针筒内的空气与室温相同，避免产生水气留在里面； 2）水气、水分是银胶的天敌。 4.使用前银胶搅拌的原因： 1）银粉会沉淀，搅拌使之均匀，利用均匀之沾度产生紧密的粘着力； 2）搅拌速度要轻轻而缓慢，快速搅拌会因摩擦产生热量，造成银胶的 硬化加快，不利于作业或储存。银胶银胶项目普通银胶高导热银胶绝缘胶导电性可导电可导电绝缘适

7、用晶片单电极/双电极单电极/双电极双电极固化条件加热150/30min加热175/45sec或150/5min加热150/1H主要成分银粉、环氧树脂、固化剂、稀释剂银粉、环氧树脂、固化剂、稀释剂环氧树脂、固化剂、稀释剂、填充剂运输条件干冰保存运输常温运输干冰保存运输储存条件低温储存常温储存低温储存使用前须回温解冻搅拌须回温解冻热传导性2.0W/mK29W/mK0.2W/mK粘度18000cps22003200cps2400033000cpsTG约120大于80 约100 类别金线1 金线的作用 金线时将晶片表面电极与支架连接起来,起导通电流的作用,当支架上通入电流时,电流由金线传导到晶片上,使

8、晶片发光.2 金线的分类, 目前LED常用的金线直径有1.0mil与1.2mil规格.每卷500m.3 金线的材质 金线是由纯度99.99%以上的金属合金键拉丝而成.其加外含少量的Ag/Cu/Fe/Mg/Si4 金线的检验 1).外观检察:检察金丝是否的破损痕迹。 2).断裂负荷 (CN)Breaking load，检验金线承受拉力的能力。 一般1.0mil直径的金线拉力在10g以上为合格。 1.2mil直径的金线拉力在12g以上为合格。3).延伸率（%）Elongation 一般在2-10%为合格。胶水胶水胶水的作用胶水的注入模粒后高温固化成形,具有保护LED内部结构并对晶片发出的光透射与折

9、射以达到希望的外观与光学效果.胶水的分类（按成分不同可分为环氧树脂与硅胶） A.A.环氧树脂环氧树脂 主要成份为电子级、低粘度环氧树脂和助剂、酸无水物、高扩散性填料组成. 用于LED封装，具有高透光性,较好的水透性佳、的一定的Tg点、耐热黄变性及冷热冲击性能等特点。 目前工厂主要使用的是惠利 WL-800A/B-5 、 WL-800A/B-6 精密聚合:6671/H592 、 T-2024A/B 永固绝缘材料公司 短烤的作用：使胶体初步硬化 。 长烤的作用： 1）让化学反应完全，使胶体完全固化； 2）消除胶体的内应力，增强胶体的抗震性和耐环境温度的能力。 配胶比例不当时会出现： 1）A胶过多会

10、偏黄，导致烘烤不干； 2）B胶过多会使胶体变脆，易于破损. WL-800A/B-6WL-800A/B-6性能如下性能如下 主剂 WL-800A-6 固化剂WL-800B-6 颜 色 无色透明液体 无色透明液体 粘 度25 45006500CPS 80120cps 密 度g/m3 1.1380.005 1.260.005 保存期限 6个月 3个月 混合比例： 100 100（重量比） 混合物粘度： 25 800960cps 凝胶时间： 1301215分钟 可使用时间： 25305小时 固化条件： 初烤1201小时，长烤1308小时 固化后特性： 表面电阻25 Ohm 2.81015 耐 电 压2

11、5 KV/mm 25 硬 度 SHORE D 87 吸 水 率100 %1小时 0.2 玻璃转移温度 152（Tg点) 线膨胀系数 cm/cm/ 6.010-5 WL-800A/B-6对扩散剂及色膏建议用量： 25% 胶水胶水 B B 硅胶硅胶 硅胶与环氧树脂成分不同,其特性也不尽相同.它在碳氢氧化合物中加 入有机硅,可提高胶体的抗老化,耐高温等特点,一般用于保护晶片及大功 率产品上. 目前常用的硅胶有 信越的KER-2500A/B 主要用于TOP SMD产品. 道康宁 JCR6175 主要用于大功率LED封装. Q1-4939A/B 主要用于Lamp做白光及保护晶片用 胶水胶水 B B 硅胶

12、硅胶 KER-2500A/B参数 KER-2500A KER-2500B 颜 色 无色透明液体 无色透明液体 粘 度25 8300 2700mPa.s 密 度g/m3 1.06 1.06 混合比例： 100 100（重量比） 混合物粘度： 4300 mPa.S 固化条件： 初烤1001小时，长烤1505小时 固化后特性： 弹性率 4.6 Mpa 表面电阻25 160 T 耐 电 压25 25 KV/mm 硬 度 SHORE A 70 玻璃转移温度 123（Tg点) 线膨胀系数 cm/cm/ 272 ppm胶水胶水使用时的注意事项：使用时的注意事项： 1 主剂和硬化剂混合后即慢慢起化学反应，造成

13、粘度变高，因此须在 规定时间内用完，以免因粘度过高无法灌注或产生气泡。灌注后须 立即进烤箱，以免表面吸湿造成产品不良。 2 硬化剂属于酸酐类物质，易于吸收空气中的湿气，形成羧酸类沉淀 物，造成产品不良，使用完后须立即盖紧，以免变质无法使用。瓶 盖亦擦干净，以免打开不易。 3 配好的胶体暂时不用或倒如胶桶有剩余时，要用塑料袋封紧，以免 表面吸湿，产生产品不良。 4 沾到皮肤上要用肥皂水洗净，沾到眼睛要以大量清水冲洗并请医生 治疗，配胶时要戴手套作业。胶水胶水色剂与扩散剂色剂与扩散剂1 色剂与扩散剂作用 在LED胶水中加入适当的不同颜色的色剂可以改变LED外观颜色,同时可达到预期的发光效果,(如通

14、过扩散剂可扩散光),有利于在使用LED时辨别其颜色.2 常用剂与扩散剂 广州惠利 红色透明色剂PC-003 绿色透明色剂PC-04 蓝色透明色剂PC-05 扩散剂DF-090 宝和林 扩散剂D-20B 黄色Y-200S 朋诺(佛山)电子 橙色色剂FD-2 力上 红色R-100、黄色Y-200S、橙色O-300S、绿色G-400B 3 色胶长期放置或低温下，会因饱和而沉淀析出，使用前须预热溶解，并搅拌均匀后才可使用。使用时的注意事项：沾到皮肤上要用肥皂水洗净，沾到眼睛要以大量清水冲洗并请医生治疗。4 色剂与扩散剂与胶水的重量比以2-5%为宜.模粒模粒1 模粒的作用 Lamp LED在封装不同的外

15、形时，都需要用到不同的模粒（模条），模粒是LED成形的模腔。主要决定LED产品的外形,并对其起到一个聚光效果的作用。2 模粒的分类 每种LED的外形都对应相应的模粒。通常用到的模粒是维昌（WR系列与优点UP系列）。1）按尺寸分：有3， 4，5， 8, 10, 12，20等;2）按形状分：有圆形,塔形,方形,子弹头形，草帽形,笔帽形,墓碑形,食人鱼等 3 模粒的材质 模粒是由钢片经注塑TPX料而制成。卡点导柱珠体模粒模粒4 模粒的使用 模粒在使用时，根据不同的产品需求选择使用，在使用前要预热，并喷离模剂。使用时注意观察做出LED外观是否的不良。模粒在使用一定次数后要及时更换，一般使次数为50次。

16、模粒在便用时要与铝船一起使用.5 模粒的检验1).外观检查模粒内是否的杂物,气泡,变形等不良; 2).测量尺寸做出LED的尺寸与模粒卡点高度.3).使用寿命测试 反复使用模粒直到出现不良形象.此时的使用次数为模粒的寿命次数.（一）点胶、固晶点胶点胶点胶机图片：（来源：華勝科技股份有限公司http:/.tw）固晶 左图为扩晶机扩晶机 右图为LED手工手工固晶的工作台。自动固晶机自动固晶机近景点胶固晶 详细步骤点胶-点胶检查-固晶-固晶检查-烘烤要点:晶片投入生产前,需要对晶片参数进行挑选:亮度波长电压;点胶的检查:多胶,少胶,偏点,碗边沾胶等固晶的检查:固偏,固反,漏固,掉晶,爬丝(晶片沾胶),

17、电极脱落,裂晶(晶片损坏),多晶,少晶.银胶与烘烤银胶的成份:75-85%的银颗粒环氧树脂催化剂等银胶的作用:固定导热导电说明说明: 银胶在使用前需要解冻30分钟.待完全解冻后,顺时针搅拌15分钟,不能产生气泡.烘烤设备与温度控制 设备:数显鼓风干燥箱 GZX-9030MBE (上海博讯实业有限公司医疗设备厂) 温度与时间: 温度:150 时间:0.5H+1.5H=2H 说明: 温度过高高,时间过长长,则:晶片坏死等 温度过低低,时间过短短,则:银胶未烘干(二) 焊线阴极发射碗阳极芯片银胶银胶单电极示意图单电极示意图焊双线阴极发射碗阳极芯片银胶绝缘胶双电极示意图双电极示意图焊线机焊线机作用焊线

18、机作用 用金线将芯片电极和阳极杆相连。 焊线的四要素焊线的四要素（1）功率 越大越好焊，太大易滑球，损坏晶片，电极焊点，形状太烂（2）压力 越大越好焊，太大则焊点太偏（3）温度 越高越好焊，太高则使支架变黄，银浆软化，损坏晶片（4）时间 越长越好焊，焊线品质越好，太长影响产量（经验）焊线的要求说明说明:(1)金线:纯度99.99%(2)拉力测试:1.0 mil 拉力 5.0g1.25 mil 8.0g 操作导致不良项目操作导致不良项目: 漏焊,偏焊,错焊,塌线,虚焊,断线,重焊,掉晶,无电极,粹晶,弧线过高/低,晶片翻倒(四)封(灌)胶 具体流程: (配胶水)-粘胶-灌胶-插支架-短烤-离模-

19、长烤 设备: 沾胶机,灌胶机,烤箱,真空烤箱,自动搅拌机 配胶 环氧树脂成分环氧树脂成分: A胶 主剂 B胶 硬化剂 C胶 色剂 D胶 扩散剂 其他成分其他成分: 脱模剂,光增强剂,增白剂 按一定配比: 如: A:B:C:D=10:10:0.12:0.13 必须先搅拌,后抽真空. 搅拌:15min 抽真空:5-10min(无气泡) 欲热温度:50-80 (60)沾胶沾胶的作用沾胶的作用灌胶 灌胶的作用1、在模粒中灌注环氧树脂。2、配胶是其关键，并要保证在罐胶过程中不产生气泡，以免影响发光效果。模粒 A B C D E D C B AABCDE4.502.004.502.004.40胶体长度：3

20、.800.1 胶体外径： 4.800.1 帽沿高度：0.600.1 帽沿外径： 5.800.1 BCR-037-C 模粒参数模粒参数烘烤（短烤离模长烤） 短烤（60min）作用：固化LED胶体 长烤（8h）作用：消除内应力离模 离模机的作用： 使LED胶体经烘烤后固化并脱离模粒。离模机离模机(五)检测包装车间 LED 的几个指标 车间流程： 一切-排测-全切-分光-包装一切切脚模的作用：、切去上Bar，以便排测。、对于长短脚，所需切脚模不同。排测UB835型 LED电脑检测仪 排测项目：多胶，少胶深插，浅插支架变形胶体气泡，碗杯气泡异物刮伤模糊死灯 IRVF闪烁引脚粘胶混料二切（全切）分光机L

21、ED光强度的测试杭州远方LED622 LED光强测试仪光强测试仪 LED各角度的光强值及电性能，内置恒流源，并可以根据用户设定的限值进行光强分级。操作方便、显示直观，符合CIE pub.No.127条件A或B，适合LED光强快速测试、筛选分级和质量控制 。LED光通量的测试积分球积分球测试仪测试仪 用途用途： LED光度、色度、辐射度及电性能的分析测试。工序简介图形说明工序简介图形说明流程简介流程简介: 支架烘烤 点银胶入碗杯 晶片放入碗杯银胶烘烤 1.空支架碗杯 3.点了银胶的碗杯 5.固晶完成后 7.银胶烘烤完成后 2.点银胶 4.晶片放入碗杯 6.烘烤银胶 使用材料:銀胶 支架 晶片 灯仔剖面圖（一）固晶工序简介（一）固晶工序简介目的目的:使晶片固定于碗杯內（二）焊线工序简介