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LED硅膠封裝知識簡介
閱讀次數：次 發布人：中祥商貿 添加時間：2011-2-18
LED硅膠封裝知識簡介
一 導電膠、導電銀膠
導電膠是IED生產封裝中不可或缺的一種膠水,
其對導電銀漿要求導電、導熱性能要好,剪切強度一定要大,且粘結力要強。
二 LED封裝工藝
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,
并且起到提高光輸出效率的作用。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,
LED按封裝形式分類有Lamp-LED、TOP-LED、Side-LED、SMD-LED、High-Power-LED等。
三LED封裝工藝流程
1）LED芯片檢驗
鏡檢：材料表面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，電極圖案是否完整等等
2）擴片
由于LED芯片在劃片后依然排列緊密間距很小(約0.1mm),不利于后工序的操作。
我們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。(對于GaAs、SiC導電襯底,具有背面電極的紅光、
黃光、黃綠芯片,采用銀膠。對于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。)
工藝難點在于點膠量的控制,在膠體高度、點膠位置均有詳細的工藝要求。
由于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涂在LED背面電極上,
然后把背部帶銀膠的LED安裝在LED支架上。
備膠的效率遠高于點膠,但不是所有產品均適用備膠工藝。
5）手工刺片
將擴張后LED芯片(備膠或未備膠)安置在刺片臺的夾具上,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,便于隨時更換不同的芯片,適用于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),
然后用真空吸嘴將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芯片表面的損傷,
特別是蘭、綠色芯片必須用膠木的。因為鋼嘴會劃傷芯片表面的電流擴散層。
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制在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,防止污染。
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,壓上第二點后扯斷鋁絲。金絲球焊過程則在壓第一點前先燒個球,其余過程類似。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面的問題,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。)我們在這里不再累述。
9）點膠封裝
LED的封裝主要有點膠、灌封、模壓三種。基本上工藝控制的難點是氣泡、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制,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淀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,然后插入壓焊好的LED支架,放入烘箱讓環氧固化后,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并抽真空,將固態環氧放入注膠道的入口加熱用液壓頂桿壓入模具膠道中,環氧順著膠道進入各個LED成型槽中并固化。
12）固化與后固化
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分鐘。
13）后固化
后固化是為了讓環氧充分固化,同時對LED進行熱老化。后固化對于提高環氧與支架(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
由于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產品進行分眩
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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