led封裝詳解,led封裝工藝流程圖分享-KIA MOS管

led封裝

LED(Light Emitting Diode，發光二極管)是一種常見的半導體器件，其具有高效節能、長壽命和環保等優點，在照明、顯示以及通信等領域得到廣泛應用。

LED封裝是指將發光二極管芯片與支持電路、散熱結構等元件進行組裝，并通過封裝材料進行密封，以提供保護和散熱的過程。LED的封裝不僅要求能夠保護燈芯，而且還要能夠透光。

封裝不僅影響LED的外觀和光學性能，還直接影響其使用壽命和可靠性。根據封裝形式和材料的不同，LED封裝可以分為多種類型，如球形封裝、貼片封裝、模塊封裝等。同時，封裝材料的選擇也是非常重要的，常見的封裝材料有有機材料、無機材料和復合材料等。

大功率LED封裝由于結構和工藝復雜，并直接影響到LED的使用性能和壽命，特別是大功率白光LED封裝更是研究熱點中的熱點。

LED封裝的功能主要包括：

1.機械保護，以提高可靠性；

2.加強散熱，以降低芯片結溫，提高LED性能；

3.光學控制，提高出光效率，優化光束分布；

4.供電管理，包括交流/直流轉變，以及電源控制等。

led封裝工藝流程圖

LED封裝工藝主要分為正裝和倒裝，其中正裝為工藝流程為固晶機固晶、焊線、封膠、烘烤、切割、分BIN、包裝；倒裝工藝流程為固晶機固晶、回流焊焊接、點膠機底部填充、固化、包裝。

LED封裝流程

固晶--焊線--灌膠（模壓）--切割（分離）--分光--包裝

固晶：通俗的說是用固晶膠（銀膠，絕緣膠）把芯片粘在支架上，然后把膠水烤干后，進入下工序。

焊線：是用金線把芯片上的正負極與支架連接起來。

灌膠：又叫點膠，是用膠水（環氧膠、硅膠）點進杯口，然后烘烤。模壓，主要是針對PCB板材。

切割：（分離） 是把材料分成一顆一顆的。

分光：根據客戶需要，分出客戶所要的色溫。

包裝：分卷帶包裝，和散裝（包裝錢材料除濕）。

LED封裝工藝說明

1.芯片的檢驗--鏡檢：

材料表面是否有機械損傷及麻點麻坑

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。

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產品進行分光。

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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