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#LED常見的100個問題 (9)

9.LED的生產工藝步驟有哪些?  

答:1.工藝:

a)清洗:采用超聲波清洗PCB或LED支架,並烘幹.

b)裝架:在LED管芯(大圓片)底部電極備上銀膠後進行擴張,將擴張後的管芯(大圓片)安置在刺晶台上,在顯微鏡下用刺晶筆將管芯一個一個安裝在PCB或LED支架相應的焊盤上,隨後進行燒結使銀膠固化.

c)壓焊:用鋁絲或金絲焊機將電極連接到LED管芯上,以作電流注入的引線。LED直接安裝在PCB上的,一般采用鋁絲焊機.(製作白光TOP-LED需要金線焊機)

d)封裝:通過點膠,用環氧將LED管芯和焊線保護起來.在PCB板上點膠,對固化後膠體形狀有嚴格要求,這直接關係到背光源成品的出光亮度。這道工序還將承擔點熒光粉(白光LED)的任務.

e)焊接:如果背光源是采用SMD-LED或其它已封裝的LED,則在裝配工藝之前,需要將LED焊接到PCB板上.

f)切膜:用衝床模切背光源所需的各種擴散膜、反光膜等.

g)裝配:根據圖紙要求,將背光源的各種材料手工安裝正確的位置.
h)測試:檢查背光源光電參數及出光均勻性是否良好.

1.LED的封裝的任務  
是將外引線連接到led芯片的電極上,同時保護好LED芯片,並且起到提高光取出效率的作用.關鍵工序有裝架、壓焊、封裝.

2.LED封裝形式 
LED封裝形式可以說是五花八門,主要根據不同的應用場合采用相應的外形尺寸,散熱對策和出光效果.LED按封裝形式分類有Lamp-LED、TOP-LED、Side-LED、SMD-LED、High-Power-LED等.

3.LED封裝工藝流程   

4.封裝工藝說明 

1.芯片檢驗  
鏡檢:材料表麵是否有機械損傷及麻點麻坑(lockhill)芯片尺寸及電極大小是否符合工藝要求電極圖案是否完整.

2.擴片 
由於LED芯片在劃片後依然排列緊密間距很小(約0.1mm),不利於後工序的操作。AG8亚游采用擴片機對黏結芯片的膜進行擴張,是LED芯片的間距拉伸到約0.6mm.也可以采用手工擴張,但很容易造成芯片掉落浪費等不良問題.

3.點膠  
在LED支架的相應位置點上銀膠或絕緣膠.(對於GaAs、SiC導電襯底,具有背麵電極的紅光、黃光、黃綠芯片,采用銀膠。對於藍寶石絕緣襯底的藍光、綠光LED芯片,采用絕緣膠來固定芯片.)

工藝難點在於點膠量的控製,在膠體高度、點膠位置均有詳細的工藝要求.

由於銀膠和絕緣膠在貯存和使用均有嚴格的要求,銀膠的醒料、攪拌、使用時間都是工藝上必須注意的事項.

4.備膠  
和點膠相反,備膠是用備膠機先把銀膠塗在LED背麵電極上,然後把背部帶銀膠的LED安裝在LED支架上.備膠的效率遠高於點膠,但不是所有產品均適用備膠工藝.

5.手工刺片  
將擴張後LED芯片(備膠或未備膠)安置在刺片台的夾具上,LED支架放在夾具底下,在顯微鏡下用針將LED芯片一個一個刺到相應的位置上.手工刺片和自動裝架相比有一個好處,便於隨時更換不同的芯片,適用於需要安裝多種芯片的產品.

6.自動裝架  
自動裝架其實是結合了沾膠(點膠)和安裝芯片兩大步驟,先在LED支架上點上銀膠(絕緣膠),然後用真空吸嘴將LED芯片吸起移動位置,再安置在相應的支架位置上.

自動裝架在工藝上主要要熟悉設備操作編程,同時對設備的沾膠及安裝精度進行調整.在吸嘴的選用上盡量選用膠木吸嘴,防止對LED芯片表麵的損傷,特別是蘭、綠色芯片必須用膠木的。因為鋼嘴會劃傷芯片表麵的電流擴散層.

7.燒結
燒結的目的是使銀膠固化,燒結要求對溫度進行監控,防止批次性不良.銀膠燒結的溫度一般控製在150℃,燒結時間2小時.根據實際情況可以調整到170℃,1小時.絕緣膠一般150℃,1小時,銀膠燒結烘箱的必須按工藝要求隔2小時(或1小時)打開更換燒結的產品,中間不得隨意打開.燒結烘箱不得再其他用途,防止汙染.

8.壓焊 
壓焊的目的將電極引到LED芯片上,完成產品內外引線的連接工作.
LED的壓焊工藝有金絲球焊和鋁絲壓焊兩種。右圖是鋁絲壓焊的過程,先在LED芯片電極上壓上第一點,再將鋁絲拉到相應的支架上方,壓上第二點後扯斷鋁絲。金絲球焊過程則在壓第一點前先燒個球,其餘過程類似.
壓焊是LED封裝技術中的關鍵環節,工藝上主要需要監控的是壓焊金絲(鋁絲)拱絲形狀,焊點形狀,拉力.
對壓焊工藝的深入研究涉及到多方麵的問題,如金(鋁)絲材料、超聲功率、壓焊壓力、劈刀(鋼嘴)選用、劈刀(鋼嘴)運動軌跡等等.(下圖是同等條件下,兩種不同的劈刀壓出的焊點微觀照片,兩者在微觀結構上存在差別,從而影響著產品質量.)AG8亚游在這裏不再累述.

9.點膠封裝

LED的封裝主要有點膠、灌封、模壓三種.基本上工藝控製的難點是氣泡、多缺料、黑點.設計上主要是對材料的選型,選用結合良好的環氧和支架.(一般的LED無法通過氣密性試驗)如右圖所示的TOP-LED和Side-LED適用點膠封裝。手動點膠封裝對操作水平要求很高(特別是白光LED),主要難點是對點膠量的控製,因為環氧在使用過程中會變稠.白光LED的點膠還存在熒光粉沉澱導致出光色差的問題.

10.灌膠封裝
Lamp-LED的封裝采用灌封的形式.灌封的過程是先在LED成型模腔內注入液態環氧,然後插入壓焊好的LED支架,放入烘箱讓環氧固化後,將LED從模腔中脫出即成型.

11.模壓封裝  
將壓焊好的LED支架放入模具中,將上下兩副模具用液壓機合模並抽真空,將固態環氧放入注膠道的入口加熱用液壓頂杆壓入模具膠道中,環氧順著膠道進入各個LED成型槽中並固化.

12.固化與後固化  
固化是指封裝環氧的固化,一般環氧固化條件在135℃,1小時.模壓封裝一般在150℃,4分鍾.

13.後固化

固化是為了讓環氧充分固化,同時對LED進行熱老化.後固化對於提高環氧與支架(PCB)的粘接強度非常重要。一般條件為120℃,4小時.

14.切筋和劃片  
由於LED在生產中是連在一起的(不是單個),Lamp封裝LED采用切筋切斷LED支架的連筋。SMD-LED則是在一片PCB板上,需要劃片機來完成分離工作.
15.測試
測試LED的光電參數、檢驗外形尺寸,同時根據客戶要求對LED產品進行分選.

16.包裝
將成品進行計數包裝.超高亮LED需要防靜電包裝.

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