LED封裝技術與應用(沈潔)1-2

1、第一篇 LED封裝技術天津輕工職業(yè)技術學院天津輕工職業(yè)技術學院光伏發(fā)電技術及應用專業(yè)，電子信息與自動化學院LEDLED制造技術與應用制造技術與應用 沈沈 潔潔 情境情境2 LED封裝的固晶環(huán)節(jié)封裝的固晶環(huán)節(jié) 固晶就是固定芯片，是Lamp-LED封裝的第一步，即將LED發(fā)光芯片通過銀膠或絕緣膠固定在LED支架的碗杯中。擴 晶 銀膠/絕緣膠排支架 反 膜回溫攪拌 點 膠 固 晶 固 化2.1 擴晶 擴晶也稱為繃片，是利用白膜或藍膜在擴晶時產生的張力帶動間隙較小的芯片運動，將原本緊密排列在一起的芯片分開，使得芯片和芯片之間的距離變大，適合刺晶操作。 擴晶需要用到的材料為：芯片、翻晶膜。 需要用到的工

2、具設備為：顯微鏡、擴晶機、擴晶環(huán)、挑晶筆、鑷子、剪刀、手指套、防靜電手環(huán)、離子吹風機。2.1.1 擴晶用物料芯片LED芯片也稱為LED發(fā)光芯片，是LED燈的核心組件，它主要由砷（AS）、鋁（AL）、鎵（Ga）、銦（IN）、磷（P）、氮（N）、鍶（Si）這幾種元素中的若干種組成。其主要功能是：把電能轉化為光能。1. 1. 常見芯片的種類常見芯片的種類根據用途分根據顏色分根據形狀分根據大小分2. 芯片的結構芯片的結構3. 常用芯片簡圖常用芯片簡圖 4. 芯片的襯底材料 一般LED芯片的襯底有三種材料：藍寶石（Al2O3）、硅（Si）、碳化硅（SiC）。三種襯底材料的綜合性能三種襯底材料的綜合性能5

3、. 芯片的標簽與檢驗 芯片主要用顯微鏡檢查，查看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。 6. 芯片的存儲與包裝 用于封裝的芯片尺寸較小，容易受到外界灰塵、震動、靜電等損傷，過高的溫度和過大的濕度都會使得金屬合金材料制成的金屬電極氧化、臟污、破裂、受損，因此芯片對其保存環(huán)境也很挑剔，不僅對溫度有要求，對濕度也有要求。 如果沒有干燥箱，芯片應該盡量存放在通風干燥的地方，以保證芯片本身的性質盡量少受到外界環(huán)境的影響。 芯片的包裝芯片的包裝2.1.2 擴晶用物料翻晶膜和擴晶環(huán)2.1.3 擴晶用設備擴晶機 擴晶機，也叫做芯片擴張機，廣泛應用于發(fā)光二極管、

4、中小型功率三極管、集成電路和一些特殊半導體器件生產企業(yè)內的晶粒擴張工序。01溫 控溫 度 設 定電 源下 氣 缸上 氣 缸保 險 座下上10H K D - 2 2 0 K J 型 晶 片 擴 張 機深 圳 市 科 信 超 聲 焊 接 設 備 有 限 公 司電 話：（ 0 7 5 5 ） 3 3 8 7 6 6 9 9 傳 真：（ 0 7 5 5 ） 3 3 8 7 6 6 9 7上 氣 缸鎖 扣上 壓 模固 定 氣 缸 面 板上 工 件下 工 件下 壓 模2.1.4 擴晶流程與工藝要求1. 準備工作準備工作2. 操作步驟操作步驟（1）撕膜（2）擴張（3）刮晶、反膜、再擴張（4）挑晶3. 工藝要

5、求藍寶石襯底撕膜應在離子風機下進行（撕膜時間應控制在1020秒）。擴晶時，芯片間隔擴散至原來的23倍。反完膜的晶粒間距應大致相同，大小適中。4. 注意事項擴張機每開一次機時，應先撥動幾次上下汽缸的開關，以通氣。擴張劑的下壓膜表面切勿用銳器敲擊、摩擦以免形成傷痕。氣缸工作時切勿將手接近或放入壓和面。切勿用水或溶劑的抹布擦拭機器，以免產生漏電或燃燒危險。放置芯片膜的部位必須是干凈，附著的油脂、灰塵會污染芯片造成不良品。手動作業(yè)藍膜的晶粒要反膜，白膜的不需要。自動作業(yè)白膜的晶粒要反膜，藍膜的不需要。2.2 排支架 排支架是點膠的前一道工序，目的是為了提高整體效率。 排支架需要用到的材料為：支架。 需

6、要用到的工具設備為：夾具、壓板、防靜電托盤、防靜電手環(huán)、手指套。2.2.1 排支架用物料支架 支架是LED最主要的原物料之一，與芯片金線相連，負責導電與散熱，在LED封裝中起到重要作用。1. 支架的簡介 支架的類型 支架的材質 支架的成型 支架的電鍍 支架的結構2. LED支架的分類3. 支架的檢驗 主要檢查支架是否出現(xiàn)數(shù)量短少、混料；支架有無刮傷、壓傷、毛邊；支架碗口是否變形；支架是否電鍍不均。4. 支架的保存支架的保存 當支架表面變色時，要停止使用。 5. 支架使用注意事項支架使用注意事項 鍍銀支架在使用前必須密封保存。 勿用手直接接觸支架。（汗液加速銀氧化變色） 封裝完畢的支架盡快鍍錫處

7、理。 2.2.2 排支架流程與工藝要求1. 準備工作準備工作2. 操作步驟操作步驟3.工藝要求 帶指套作業(yè) 確保支架方向一致 4. 注意事項 裝支架的夾具應足夠平整不能產生晃動。 若支架間高度相差半個晶粒應挑出重裝，以免影響固晶質量。 要在帶手指套的條件下操作。2.3 點膠 點膠是利用點膠機將銀膠或絕緣膠點入支架的碗杯中。 點膠需要用到的材料為：銀膠或絕緣膠、支架、脫脂棉。 需要用到的工具設備為：不銹鋼棒、夾具、壓板、手指套、防靜電手環(huán)、托盤、點膠機、顯微鏡。2.3.1 點膠用物料銀膠、絕緣膠 LED封裝中的作用是：固定芯片、連接芯片和支架以及導熱(導電)。 銀膠常用于需要芯片基底導電的封裝中

8、，而絕緣膠則用于無需導電的封裝中。1. 銀膠、絕緣膠的作業(yè)條件2. 銀膠和絕緣膠的操作標準及注意事項銀膠和絕緣膠的操作標準及注意事項 3.銀膠與絕緣膠的區(qū)別銀膠需攪拌，絕緣膠不需要攪拌。銀膠硬化速度比絕緣膠慢，銀膠推力比絕緣膠小。銀膠散熱性較好，絕緣膠散熱較差。銀膠較絕緣膠吸光性強、反光性弱，成形產品中銀膠亮度較絕緣膠低。銀膠推力較小，絕緣膠推力較大。絕緣膠可與熒光粉混合在一起配制成杯底絕緣膠做白光。4. 銀膠、絕緣膠固化溫度5. 銀膠、絕緣膠的檢驗2.3.2 點膠用設備點膠機2.3.3 點膠流程與工藝要求1. 準備工作準備工作2. 操作步驟操作步驟3.工藝要求（1） 因為點膠的位置對LED的

9、發(fā)光角度，發(fā)光品質會有影響，因此銀膠應點到支架碗杯中心。（2） 點銀膠量要適度，讓固晶時銀膠能包住芯片，銀膠高度在芯片高度后1/3以下，1/4以上，偏心距離小于芯片直徑的1/3。4.4.注意事項注意事項2.4 固晶 固晶是將芯片固定在支架的碗杯中。 固晶需要用到的材料為：擴張好的芯片、點好膠的支架。 需要用到的工具設備為：固晶筆、挑晶筆、砂紙、手指套、固晶座、防靜電手環(huán)、顯微鏡、鐵盤。2.4.1 固晶流程與工藝要求1. 準備工作準備工作2. 操作步驟操作步驟3.工藝要求 固晶操作的基本工藝要求為：晶粒四面包膠；晶粒要平，且在碗中央；杜絕斜片、晶粒固反；芯片不可懸浮在銀膠上，固到底，免掉芯片。4

10、. 注意事項 固晶首根應送檢，首批送檢，檢驗合格方可批量固晶。晶粒平穩(wěn)固在膠的中間，晶粒四面有銀膠，銀膠高度不應超過晶粒的1/3。固完后芯片要扶正，且不能讓晶粒沾膠而造成IR。固晶時必須戴上防靜電手腕以確保芯片不被靜電擊穿。2.5 固化 固化需要用到的材料為：固好芯片并通過檢驗的支架。 需要用到的工具設備為：托盤、夾具、烘烤箱。2.5.1 固化用設備烘烤箱 在LED封裝流程中，有多道工序需要用到烘烤箱，包括：固晶后的固化、AB膠預熱、模條預熱、短烤、長烤。2.5.2 固化流程與工藝要求1. 準備工作準備工作2. 操作步驟操作步驟3.工藝要求 烘烤時間要足夠；溫度要設定正確。4.注意事項勿混產品，隨工單與產品要跟隨對應。冷