专题1 LED Lamp封装工艺及技术

专题一

LEDLamp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●LEDLamp支架的介绍说明：20pcs一排，有上下Bar.阴极杆碗杯阳极杆长脚上Bar下Bar●支架示意图阴极发射碗阳极面电极ＬＥＤ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，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(半镀及全镀银规格)

半镀：电镀支架上BAR下约2mm以上区域，可节省支架成本，目前使用的2002系列支架大部分为半镀支架。全镀：整个支架电镀支架的材质：

a.铁支架：镀镍层厚度要求20-30μm再镀-二层薄铜，厚度要求50μm.最后上BAR镀一层银厚度要求80μm.碗杯内

镀层银厚度要求60μm以上.。b.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.例如户外产品电镀层要求上BAR镀一层银厚度要求120μm以上.碗杯内镀银层厚度要求1000μm以上。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φ5以上的Lamp，外露pin长为+29mm、-27mm.间距为2.54mm.C、2004杯/平头:用来做φ3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（SilverEpoxy）/绝缘胶（insulstionepoxy）：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/m°K29W/m°K0.2W/m°K粘度18000cps2200~3200cps24000~33000cpsTG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)Breakingload，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.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-6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℃4500~6500CPS80~120cps

◆密度g/m31.138±0.0051.26±0.005

◆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℃800~960cps

◆凝胶时间：130℃×12~15分钟

◆可使用时间：25℃~30℃×5小时

◆固化条件：初烤120℃×1小时，长烤130℃×8小时固化后特性：

◆表面电阻25℃Ohm2.8×1015

◆耐电压25℃KV/mm25

◆硬度SHORED87

◆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/℃6.0×10-5

◆WL-800A/B-6对扩散剂及色膏建议用量：2～5%胶水B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TOPSMD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

B硅胶KER-2500A/B参数KER-2500AKER-2500B

◆颜色无色透明液体无色透明液体

◆粘度25℃83002700mPa.s

◆密度g/m31.061.06

◆混合比例：100∶100（重量比）

◆混合物粘度：4300mPa.S

◆固化条件：初烤100℃×1小时，长烤150℃×5小时固化后特性：

◆弹性率4.6Mpa

◆表面电阻25℃160TΩ

◆耐电压25℃25KV/mm

◆硬度SHOREA70

◆玻璃转移温度℃123（Tg点)

◆线膨胀系数cm/cm/℃272ppm胶水使用时的注意事项：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1模粒的作用

LampLED在封装不同的外形时，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。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

点胶机图片：（来源：華勝科技股份有限公司.tw）○固晶左图为扩晶机右图为LED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:①晶片投入生产前,需要对晶片参数进行挑选:亮度\波长\电压;②点胶的检查:多胶,少胶,偏点,碗边沾胶等③固晶的检查:固偏,固反,漏固,掉晶,爬丝(晶片沾胶),电极脱落,裂晶(晶片损坏),多晶,少晶.●银胶与烘烤银胶的成份:①75-85%的银颗粒②环氧树脂③催化剂等银胶的作用:①固定②导热③导电说明:

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,时间过长,则:晶片坏死等温度过低,时间过短,则:银胶未烘干(二)焊线阴极发射碗阳极ＬＥＤ芯片银胶单电极示意图焊双线阴极发射碗阳极ＬＥＤ芯片银胶／绝缘胶双电极示意图焊线机焊线机作用

用金线将芯片电极和阳极杆相连。UB863型半自动金丝球焊机

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:(1)金线:纯度99.99%(2)拉力测试:1.0mil拉力5.0g1.25mil8.0g

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----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:A胶主剂B胶硬化剂C胶色剂D胶扩散剂其他成分: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℃)配胶的说明:沾胶沾胶的作用：

防止胶体中有气泡。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

ABCDEDCBAABCDE4.502.004.502.004.40胶体长度：3.80±0.1胶体外径：4.80±0.1帽沿高度：0.60±0.1帽沿外径：5.80±0.1BCR-037-C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(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：

１、切去上Bar，以便排测。

２、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

IR

VF

闪烁

引脚粘胶

混料二切（全切）二切的作用：

切去下Bar.

分光机分光机作用：

亮度

波长

电压

色温

LED光强度的测试杭州远方LED622LED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CIEpub.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测试仪用途：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）固晶工序简介目的:使晶片固定于碗杯內（二）焊线工序简介材料:金线固晶后产品灯仔剖面图:流程简介:

固晶后产品

焊线

焊线后半成品

1.固晶后产品2.焊线后产品

焊线目的:连接阴阳极金球焊线机实物图全自动焊线机封胶目的:

用胶水封裝支架的顶端和金线,起到保护灯仔的发光部分.

裝模粒裝好的模粒

配胶水配好的胶水

封胶后灯仔离模

烘烤

插支架

模粒注胶

白灯点胶量最少适中最多白灯配荧光胶配A,B胶配荧光粉搅拌荧光胶荧光胶脱泡（三）封胶工序简介白光LEDlamp点荧光粉实物图封胶后产品

第一次切脚

一切后产品

排测

第二次切脚二切后产品封口

装袋

机如点数

分级分bin

分级测试

分级机振子

包装（四）切脚、包装工序简介目的:此工站主要是将灯仔从整条支架上切成单颗灯,然后进行单颗灯的电性测试,并根据其电性参数分成不同的级别,将分级后的灯仔按客户要求进行相关包装。自动分光机工艺流程简图LEDlamp制程--固晶銲線利用銀膠將晶片固定在支架上，然後銲上導線(金線)支架(LeadFrame)LEDlamp制程--固晶銲線框晶將晶片膠帶繃緊於框晶環上，以利固晶擴晶框晶晶片LEDlamp制程--固晶銲線固晶(點銀膠)銀膠解凍攪拌點銀膠支架LEDlamp制程--固晶銲線固晶固晶烘烤固檢推力檢查晶片LEDlamp制程--固晶銲線銲線(BallBond)利用溫度、壓力，超音波，將金線銲接於晶片銲墊與支架上銲線拉力檢查金線LEDlamp制程—封膠沾膠利用沾膠，將可能於灌膠時易產生之杯內氣泡，預先去除膠攪拌抽氣沾膠配膠