LED封裝步驟、壽命預(yù)測、參數(shù)講解

　　一、生產(chǎn)工藝

1.生產(chǎn)：
a) 清洗：采用超聲波清洗PCB或LED支架，并烘干。
b) 裝架：在led管芯（大圓片）底部電極備上銀膠后進行擴張，將擴張后的管芯（大圓片）安置在刺晶臺上，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(yīng)的焊盤上，隨后進行燒結(jié)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。（制作白光TOP-LED需要金線焊機）
d)封裝：通過點膠，用環(huán)氧將LED管芯和焊線保護起來。在PCB板上點膠，對固化后膠體形狀有嚴格要求，這直接關(guān)系到背光源成品的出光亮度。這道工序還將承擔(dān)點熒光粉（白光LED）的任務(wù)。
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：用沖床模切背光源所需的各種擴散膜、反光膜等。
g)裝配：根據(jù)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(shù)及出光均勻性是否良好。

2.包裝：將成品按要求包裝、入庫。

二、封裝工藝

1. LED的封裝的任務(wù)
是將外引線連接到LED芯片的電極上，同時保護好led芯片，并且起到提高光取出效率的作用。關(guān)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(jù)不同的應(yīng)用場合采用相應(yīng)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

a)芯片檢驗

鏡檢：1、材料表面是否有機械損傷及麻點麻坑（lockhill）；
2、芯片尺寸及電極大小是否符合工藝要求；
3、電極圖案是否完整。

b)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(jié)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。

c)點膠

在led支架的相應(yīng)位置點上銀膠或絕緣膠。（對于GaAs、SiC導(dǎo)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。

d)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(chǎn)品均適用備膠工藝。

e)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(yīng)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(chǎn)品.

f)自動裝架

自動裝架其實是結(jié)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(yīng)的支架位置上。

自動裝架在工藝上主要要熟悉設(shè)備操作編程，同時對設(shè)備的沾膠及安裝精度進行調(diào)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。

g)燒結(jié)

燒結(jié)的目的是使銀膠固化，燒結(jié)要求對溫度進行監(jiān)控，防止批次性不良。
銀膠燒結(jié)的溫度一般控制在150℃，燒結(jié)時間2小時。根據(jù)實際情況可以調(diào)整到170℃，1小時。
絕緣膠一般150℃，1小時。
銀膠燒結(jié)烘箱的必須按工藝要求隔2小時（或1小時）打開更換燒結(jié)的產(chǎn)品，中間不得隨意打開。燒結(jié)烘箱不得再其他用途，防止污染。

h)壓焊

壓焊的目的將電極引到led芯片上，完成產(chǎn)品內(nèi)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(yīng)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(shù)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，工藝上主要需要監(jiān)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(jié)構(gòu)上存在差別，從而影響著產(chǎn)品質(zhì)量。）我們在這里不再累述。

i)點膠封裝

LED的封裝主要有點膠、灌封、模壓三種?；旧瞎に嚳刂频碾y點是氣泡、多缺料、黑點。設(shè)計上主要是對材料的選型，選用結(jié)合良好的環(huán)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(huán)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(dǎo)致出光色差的問題。

j)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(nèi)注入液態(tài)環(huán)氧，然后插入壓焊好的led支架，放入烘箱讓環(huán)氧固化后，將led從模腔中脫出即成型。

k)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(tài)環(huán)氧放入注膠道的入口加熱用液壓頂桿壓入模具膠道中，環(huán)氧順著膠道進入各個led成型槽中并固化。

l)固化與后固化

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