2.1_引脚式封装
温度、湿度可控。
相对湿度:可以表示为在相同温度下样品空气的水 蒸气压和饱和的蒸气压的比率(百分率)。
有效防静电:电脑里面的显卡(第五章详细介 绍)
LED点亮时的热量导出
引脚封装的LED中,90%的热量是由负极引 脚散发到印制电路板上的。 封装角度:引脚有铜支架和铁支架(我们平时 使用的一般是铁支架) 使用角度:印制电路板上的薄铜板面积留大, 以便于散热。较大功率加风扇,再大功率,如 大屏幕显示加空调。
5.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。
6.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的压焊工艺有两种:
小结
封装解决的是光学、电学、热学方面的问题。 对于引脚式封装,一次光学设计可以获得大于 80%的聚光效率,pn电极得到保护,但散热仅 靠支架导出,散热性能不理想。 尽管如此,这种LED的寿命有的可以达到数万 小时以上。
引脚式封装工艺
五大物料 五大制程
晶片 支架 银胶 固晶
金线
焊线
环氧树脂
封胶
切脚
测试
引脚式封装工艺
主要工艺
LED封装工艺
主要工艺
1.芯片检验 用显微镜检查材料表面
是否有机械损伤及麻点; 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。
2.扩片 由于LED芯片在划片后依然排列
电学:电极连接保护
光学:光束整形
热学:散热
LED封装的电学问题
封装的对象是芯片,芯片的尺寸小从 200×200µ m到1.666×1.666mm,其上的电极 更小,要将内部电极引到外部电极,同时要对 电极进行保护。
LED封装的光学问题
LED的pn结电子和空穴的复合产生可见、紫 外、红外光。 pn结发出的光向各个方向的几率相同。 为了使光尽可能发射到感兴趣的方向上,LED 封装要考虑封装结构对光的变换作用,即一次 光学设计。
第二章 LED封装
LED的封装 属LED的中游产业 靠设备
封装的必要性
LED芯片只是一块很小的固体,它的两个 电极要在显微镜下才能看见,加入电流之后他
才会发光。
在制作工艺上,除了要对LED芯片的两
个电极进行焊接,从而引出正极、负极之外,
同时还需要对LED芯片和两个电极进行保护。
LED封装解决的问题
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。
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。
4.手工刺片/自动装架 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。 自动装架: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。
管理机制
物料:
现场物料一定要标识清楚。 存放位置固定,不能随意乱放。 防止物料混杂。 严禁物料取错、配错、过期、受潮。 任何的小错误都会使整批产品报废。
设备:定期检修、核对。 工艺:制定工艺合理,不能随意改变工艺。
LED封装环境
净化厂房:整体10万级,局部1万级。
10万级的洁净度是指(按照美国联邦标准209E)在一 立方英尺的空间内颗粒尺寸大于等于0.5微米的粒 子数为10万个。 1英尺(ft)=0.3048米(m) 1英寸(in)=25.4毫 米(mm) 1英尺=12英寸
金丝球焊 铝丝压焊
7.点胶封装 /灌胶封装/模压封装 点胶封装基本上工艺控制的难点是气泡、多缺料、黑点。 灌胶封装: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。
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
常用的LED芯片封装方式包括:
引脚式封装
平面式封装 表贴封装 食人鱼封装 功率型封装
引脚式封装
引脚式封装
引脚式LED封装方式是最普通、最常用的一种 封装形式。
引脚式封装结构
LED引脚式封装采用引线架作为各种封装外型的引脚,
常见的是直径为5mm的圆柱型(简称Φ 5mm)封装。
紧密间距很小(约 0.1mm ),不利
于后工序的操作。 采用扩片机对黏结芯片的膜进 行扩张,使 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。
3.点胶/背胶 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。
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。
8.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。
9.切筋和划片 由于LED在生产中是连在一起的(不是单个),LED 采用切筋切断LED支架的连筋。
1光学设计概念:将LED芯片封装成LED器 件,必须进行光学设计,这种设计在业内称为 一次光学设计。 决定出光角度、光通量大小(光强大小)光强 分布、色温范围(色温分布)。 二次光学设计概念:使用LED器件时,整个系 统的出光效果、光强、色温的分布等光学参数 也需要设计,称为二次光绪设计
LED封装的方式的选择
LED pn结区发出的光子是非定向的,即向各个方向 发射有相同的几率,因此并不是芯片产生的所有光都可以 发射出来。 能发射多少光,取决于半导体材料的质量、芯片结构、 几何形状、封装内部材料与包装材料。 因此,对LED封装,要根据LED芯片的大小、功率大 小来选择合适的封装方式。
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。 11.包装 将成品进行计数包装。超高亮LED需要防静电包装。
管理机制和生产环境
做好LED的四大重要因素 人、物、设备、生产环境 说明:
只是从生产的角度 公司企业:物料采购、生产、销售、人事、财务、 信息——企业六管