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常识

LED 封装工艺流程

来源:互联网2020年09月10日

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  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。
  
  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。
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