led工業(yè)工藝流程

1、LED工業(yè)工藝流程一、導(dǎo)電膠、導(dǎo)電銀膠導(dǎo)電膠是IED生產(chǎn)封裝中不可或缺的一種膠水，其對導(dǎo)電銀漿的要求是導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能要好，剪切強度要大，并且粘結(jié)力要強。UNINWELL國際的導(dǎo)電膠和導(dǎo)電銀膠導(dǎo)電性好、剪切力強、流變性也很好、并且吸潮性低。特別適合大功率高高亮度LED的封裝。特別是UNINWELL的6886系列導(dǎo)電銀膠，其導(dǎo)熱系數(shù)為：25.8 剪切強度為：14.7，堪稱行業(yè)之最。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)

2、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4封裝工藝說明1.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2.擴片由于LED芯片在劃片后依然排列緊密間距很?。s0.1mm），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。3.點膠在LED支架的相應(yīng)位置點上銀膠或絕緣膠。（對于

3、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。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(chǎn)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(yīng)的位置

4、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.6.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。7.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)

5、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)烘箱不得再其它用途，防止污染。8.壓焊壓焊的目的將電極引到LED芯片上，完成產(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

6、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。9.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。 10.灌膠封裝 Lamp-

7、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。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(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。12.固化與后固化固化是指封裝環(huán)氧的固化，一般環(huán)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(huán)氧充分固化，同時對LED進行熱老化。后固化對于提高環(huán)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

8、于LED在生產(chǎn)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(shù)、檢驗外形尺寸，同時根據(jù)客戶要求對LED產(chǎn)品進行分選。16.包裝將成品進行計數(shù)包裝。超高亮LED需要防靜電包裝LED行業(yè)塑料導(dǎo)熱材料與鋁材料對比報告LED結(jié)溫升高時，發(fā)光材料的禁帶寬度將減小，導(dǎo)致LED發(fā)生波長變長，顏色向紅色偏移。當LED結(jié)溫不超過其臨界溫度時，正向壓降隨溫度的變化是可逆的。一旦LED的結(jié)溫超過器件所能承受的最高臨界溫度時，LED的光輸出特性將會永久性的衰減。  LED是繼白熾

9、燈、熒光燈和HID燈之后的第四代新型光源。LED光源的出現(xiàn)和發(fā)展，將引發(fā)照明領(lǐng)域的一次革命，具有劃時代的意義。概括的講，LED具有以下幾方面的優(yōu)點: LED是環(huán)保性能最好的光源。LED的眩光少，光譜中沒有多余的紫外線和紅外線，不含汞等有害物質(zhì)，在運輸、安裝和使用中不會破碎，廢棄物可回收，沒有污染。 LED為固態(tài)冷光源，十分堅固耐用壽命非常長。 單色性好，色彩鮮艷豐富，燈光清晰柔和，并且可任意混合，從而使光色變幻多端。   體積小，重量輕，應(yīng)用靈活。 響應(yīng)速度快。白熾燈加電后需140-200ms的時間才能達到設(shè)定亮度，而LED通電后無需熱啟動時間，燈亮時間僅約60ns。 發(fā)光

10、效率高，能量消耗低，較同樣發(fā)光效率的白熾燈可節(jié)電80%。 基于以上優(yōu)點，LED燈具將會是照明行業(yè)的一大發(fā)展趨勢，用于室內(nèi)照明的大功率LED燈具在數(shù)量上也將有很大的發(fā)展。 一、LED燈具散熱系統(tǒng)的作用 當電流通過LED時，其PN結(jié)的溫度將升高。結(jié)溫的變化勢必引起內(nèi)部電子和空穴濃度、禁帶寬度和電子遷移率等微觀參數(shù)的變化，從而使LED的光輸出、發(fā)光波長以及正向電壓等宏觀參數(shù)發(fā)生相應(yīng)的變化。（禁帶寬度是指一個能帶寬度(單位是電子伏特(ev).固體中電子的能量是不可以連續(xù)取值的，而是一些不連續(xù)的能帶。要導(dǎo)電就要有自由電子存在。自由電子存在的能帶稱為導(dǎo)帶（能導(dǎo)電）。被束縛的電子要成為自由電子，就必須獲得足

11、夠能量從而躍遷到導(dǎo)帶，這個能量的最小值就是禁帶寬度。） 實驗發(fā)現(xiàn)，當LED結(jié)溫升高時，發(fā)光材料的禁帶寬度將減小，導(dǎo)致LED發(fā)生波長變長，顏色向紅色偏移。當LED結(jié)溫不超過其臨界溫度時，正向壓降隨溫度的變化是可逆的。一旦LED的結(jié)溫超過器件所能承受的最高臨界溫度時，LED的光輸出特性將會永久性的衰減。 下圖為結(jié)溫不同時，光輸出與時間的關(guān)系，其中，紅色為結(jié)溫74，藍色為結(jié)溫為63。 由圖可見，當結(jié)溫為74時，光輸出衰減到50%所需時間為2年，而結(jié)溫為63時，這一時間即增加到6年，可見結(jié)溫對LED使用壽命的影響是非常巨大的。 綜上所述，在LED燈具中，散熱系統(tǒng)的作用就變的尤其重要。目前市場上大功率L

12、ED室內(nèi)照明燈具的散熱外殼基本全部為鋁，塑料導(dǎo)熱材料還處于初期起步階段。飛利浦MASTER LED MR16 新式燈具成為了全球首例大功率LED 應(yīng)用，其鋁制外殼被Stanyl TC導(dǎo)熱塑料   所取代，同樣達到了散熱的目的。 下面兩張圖片中的鋁件雖然造型不同，起到的全部為散熱作用，圖一中燈具為大功率射燈，外殼為鋁材料外表鍍鎳的散熱系統(tǒng)，圖二為蠟燭燈，中間部分為二次加工后用于散熱的鋁材料。下面圖片中為飛利浦公司推出的MASTER LED MR16，其散熱外殼材料為帝斯曼公司開發(fā)的Stanyl&#

13、160;TC導(dǎo)熱塑料。二、導(dǎo)熱塑料作為散熱系統(tǒng)材料的可行性在散熱系統(tǒng)方面，一直以來都是以鋁作為材料。塑料由于其導(dǎo)熱系數(shù)很小，不能滿足散熱要求，所從未用在LED散熱領(lǐng)域。目前帝斯曼公司推出的新型導(dǎo)熱塑料在保持一般塑料材料的優(yōu)點基礎(chǔ)上，增加了它的導(dǎo)熱系數(shù)，使其導(dǎo)熱系數(shù)達到一般塑料的10-50倍。鋁材料的導(dǎo)熱系數(shù)在200W/(m·K)，關(guān)于材料導(dǎo)熱系數(shù)與溫度增加量的關(guān)系如下圖所示： 由圖可見，在導(dǎo)熱系數(shù)小于5時，屬于熱傳導(dǎo)受限的情況，這種情況下導(dǎo)熱系數(shù)很小的變化都會造溫度差很大的變化，一般的塑料導(dǎo)熱系數(shù)都在1以下，所以如果用于散熱系統(tǒng)將導(dǎo)致結(jié)溫的迅速上升，必然會降低LED燈具的使

14、用壽命。在導(dǎo)熱系數(shù)大于5時，屬于對流受限情況，由圖可見當材料厚度在5mm及以下的情況下，導(dǎo)熱系數(shù)對溫度差的影響都是趨近于0，所以此時導(dǎo)熱系數(shù)是5W/mK或者200W/mK對結(jié)溫的影響已經(jīng)相差不大了。為了滿足不同情況下對材料導(dǎo)熱系數(shù)的要求，帝斯曼公司此次研發(fā)的新型導(dǎo)熱塑料中材料的導(dǎo)熱系數(shù)分不同等級，其中白色導(dǎo)熱塑料的導(dǎo)熱系數(shù)分別為2，4，6，8，而黑色的導(dǎo)熱塑料的導(dǎo)熱系數(shù)分別為10，15，最高可達18W/mK，可以滿足一般大功率LED燈具對散熱效果的要求。 三、塑料導(dǎo)熱材料與鋁材優(yōu)劣對比 鋁材料雖然作為散熱系統(tǒng)技術(shù)方面已經(jīng)比較成熟，但仍有一些不足，同樣塑料導(dǎo)熱材料也不是完全沒有缺點，以下就是兩者

15、的優(yōu)劣比較。首先是塑料導(dǎo)熱材料相對鋁來說存在的優(yōu)點： （1）質(zhì)量輕    在室內(nèi)照明中，燈具的重量對多方面都有影響，比如重量增加會加大燈具的安裝、運輸難度，也會對人身安全造成隱患等。純鋁的密度為2700kg/m3 ，鋁合金的密度將會更大，而導(dǎo)熱塑料的密度為1420 kg/m3 左右，約為鋁合金的一半，所以在外形相同的情況下，重量也僅為鋁合金的一半左右。 （2）更加環(huán)保和安全    在塑料外殼的生產(chǎn)過程中，幾乎不會產(chǎn)生什么有毒污染，而鋁殼在生產(chǎn)中經(jīng)常會有電鍍的工序，而電鍍產(chǎn)生的廢液中的金

16、屬會對水源和土壤造成嚴重的污染。安全方面塑料為絕緣材質(zhì)，不用擔心因為燈的外殼導(dǎo)電而產(chǎn)生的安全隱患。在耐高壓測試方面，塑料具有絕對的優(yōu)勢。 （3）提高設(shè)計自由度    塑料的流動性很好，所以可以生產(chǎn)很薄的部件，以及設(shè)計更加復(fù)雜的形狀。鋁殼的主要生產(chǎn)方法是壓鑄或拉伸成型，在生產(chǎn)過程中無法進行較復(fù)雜形狀的加工。另外在表觀效果來說，注塑產(chǎn)品會更加漂亮，還可以加上與其它企業(yè)不同的自身標志。 （4）加工方便，效率更高    塑料導(dǎo)熱材料與其他塑料件一樣，可以一次成型，無需后加工，而且在注塑成型時，模具可設(shè)計為一出四，所以工作效

17、率很高。鋁材料在擠出成型后往往還要有去毛邊的程序，如果對外形的要求比較高的話，鋁材料還要進行鍍鎳等工序，加工周期還將增長。 （5）啟動系統(tǒng)簡化    在外殼為鋁合金時，由于外殼導(dǎo)電，內(nèi)部必須采用隔離啟動系統(tǒng)，塑料本身絕緣，沒所以用作散熱系統(tǒng)時可以采用非隔離啟動系統(tǒng)，由于非隔離系統(tǒng)相對于隔離系統(tǒng)來說不僅成本較低而且體積較小，這樣不僅可以降低成本而且所占空間會更小。 （6）降低系統(tǒng)成本    就單價來說，單位質(zhì)量的導(dǎo)熱塑料價格必然是高于鋁的，但系統(tǒng)成本卻持平或較低，且數(shù)量越大，塑料的成本優(yōu)勢越明顯。另外，塑料導(dǎo)熱材料目前處于一個初級階段，將來的價格隨產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和產(chǎn)品量的增加一定會降低，而鋁作為有色金屬的價格卻不太可能有明顯的降低。塑料降低成本主要體現(xiàn)在加工費用方面。 但是塑料導(dǎo)熱材料與鋁相比也會有劣勢： （1）導(dǎo)熱系數(shù)較低    塑料的散熱系數(shù)始終比鋁低很多，