LED封裝行業(yè)細則

實習提綱（一）1?LED常見的封裝形式有哪些？各有什么特點？答：封裝形式有：Lamp（引腳）式封裝，其特點是：可彎曲成所需形狀，體積??；SMD（貼片）式封裝，其特點是：體積小、耗電量低、使用壽命長、高亮度、環(huán)保、堅固耐用牢靠、適合量產(chǎn)、反應快，防震、節(jié)能、高解析度、可設(shè)計等；High-Power（大功率）式封裝，這種封裝采用常規(guī)管芯高密度組合封裝,發(fā)光效率高，熱阻低，在大電流下有較高的光輸出功率；FlipChip-LED（覆晶LED）。其特點：高光功率，高光效，散熱快，尺寸小，需回流焊。白光LED的實現(xiàn)方式主要有哪些？最常用的產(chǎn)業(yè)化方式是哪種？答：白光LED的實現(xiàn)方式主要有：通過LED紅、藍、黃的三基色多芯片組合發(fā)光合成白光；藍光LED芯片激發(fā)黃色熒光粉，由LED藍光和熒光粉發(fā)出的黃綠光合成白光；近紫外光LED芯片激發(fā)熒光粉發(fā)出三基色合成白光；藍光LED芯片激發(fā)紅、綠色熒光粉，由LED藍光和熒光粉發(fā)出的紅、綠光合成白光。目前最常用的產(chǎn)業(yè)方式是藍光LED芯片激發(fā)黃色熒光粉和通過LED紅、藍、黃的三基色多芯片組合發(fā)光合成白光兩種方式。什么是色溫和顯色指數(shù)？什么是視覺效能函數(shù)？答：色溫：光源發(fā)射光的顏色與黑體在某一溫度下輻射光色相同時，黑體的溫度稱為該光源的色溫；顯色指數(shù)：某光源顯示物體顏色與陽光下的該物體顏色相比較之數(shù)值，是表明光源發(fā)射的光對被照物顏色正確反映的量。視覺效能函數(shù)：有明視覺函數(shù)和暗視覺函數(shù)，代表光譜不同，波長的能量對人眼產(chǎn)生光感覺的效率。用來表示人眼對不同波長的光的響應度（歸一化）。什么是CIE色品圖，如何根據(jù)CIE圖來調(diào)配白光？答：以不同位置的點表示各種色品的平面圖。1931年由國際照明委員會（CIE）制定，故稱CIE色品圖。描述顏色品質(zhì)的綜合指標稱為色品。CIE色品圖是由國際照明委員會制定的以不同位置的點表示各種色品的平面圖，主要包含CIE-RGB和CIE-XYZ兩種表色系統(tǒng)，前者采用客觀的光譜色作為三原色，后者采用假想的三原色；調(diào)配白光：首先確定要調(diào)配的白光色坐標，比如（0.32,0.34）。需要知道選用的芯片波長，比如選用藍光芯片450nm。這時候在CIE圖上確定該芯片所發(fā)光顏色對應的色坐標點，連結(jié)該點與白光坐標點，并延長至交光譜軌跡一點，則改點就是另外一種光的波長，通常是被激發(fā)熒光粉發(fā)光波長。則選擇這一類型的熒光粉。環(huán)氧樹脂和有機硅封裝材料各有什么優(yōu)缺點？答：（1）環(huán)氧樹脂封裝材料的優(yōu)點是：密封性好、抗震性強、防護能力好、成本低；缺點是：散熱效果不佳、易發(fā)黃、應力大、抗紫外能力弱、焊接溫度過高容易裂開。（2） 有機硅封裝材料：硅樹脂封裝材料的優(yōu)點是：高折射率、高透光率、密封性能優(yōu)于硅膠，散熱能力介于環(huán)氧樹脂和硅膠之間，具有樹脂和硅膠的部分特性；其缺點是：應力比硅膠大，防潮和焊接不當易出現(xiàn)膠裂和分層。硅膠的優(yōu)點是：熱膨脹系數(shù)小、散熱性能好、應力較小、抗紫外能力強、回流焊時不容易膠裂、耐黃變能力強；其缺點是：密封性不佳、防護能力弱、抗震性差、具有透氧透濕特性，用于戶外時需對燈體結(jié)構(gòu)進行二次防護處理。什么是LED靜電擊穿及其ESD能力？靜電擊穿有什么現(xiàn)象？正向反向漏電又是什么？答：（1）LED靜電擊穿：LED內(nèi)部的PN結(jié)在應用到電子產(chǎn)品的制造、組裝、封裝、測試、包裝、運輸及安裝使用等環(huán)節(jié)，難免不受靜電感應影響而產(chǎn)生靜電荷。若靜電荷得不到及時釋放，將在兩個電極上形成較高電位差，在極短的瞬間進行放電產(chǎn)生局部高溫，將兩極之間的材料層熔成一個小洞，從而造成各類漏電、死燈、變暗的異常現(xiàn)象。（2） ESD能力：是指LED芯片對靜電的防護能力。（3） 靜電擊穿的現(xiàn)象：出現(xiàn)漏電流加大，測試壓降變小，亮度變低，壽命受損，低電流下不發(fā)光等；如果擊穿情況嚴重芯片表面出現(xiàn)黑色斑點，造成LED失效。（4） 正向漏電是當器件在比較低的正向偏壓驅(qū)動時，由于器件中存在位錯和缺陷能級，載流子與這些能級復合所形成的電流。反向漏電是器件在反向偏壓驅(qū)動下工作的微小電流，包括體內(nèi)擴散電流、空間電荷區(qū)產(chǎn)生的電流和表面漏電流。通常所說的藍光、白光芯片有什么區(qū)別？各種顏色的芯片主要的材料和襯底是什么？答：藍光芯片主要有GaN、GainN。襯底主要是藍寶石襯底、硅襯底、碳化硅襯底。白光都是組合光，如藍光+黃色熒光粉、紫外光+三基色熒光粉、無熒光粉三基色白光等，沒有單一的白光。發(fā)光顏色使用材料普通紅、綠磷化鎵(GaP/GaP)普通紅、黃、橙磷砷鎵(GaAsP/GaP)咼亮紅鎵鋁砷(AlGaAs/GaAs、AlGaAs/AlGaAs)超咼亮紅、黃、橙鎵銦鋁磷(AlGalnP)咼亮綠鎵銦鋁磷(AlGalnP)超咼亮綠氮化鎵(GaN)藍氮化鎵(GaN)紫氮化鎵(GaN)白氮化鎵+熒光粉紅外砷化鎵(GaAlAs、GaAs)

目前LED熒光粉從材料上分主要分幾大類？用得最多的是哪些？各有什么優(yōu)缺點？大功率LED的熒光粉和普通LED用的熒光粉有什么不同？答：從材料上分主要有YAG鋁酸鹽熒光粉、硅酸鹽熒光粉、氮化物熒光粉和硫化物熒光粉。目前用得最多就是釔鋁石榴石熒光粉、硅酸鹽熒光粉、氮化物熒、”山八光粉。（1） YAG鋁酸鹽熒光粉的優(yōu)點是：亮度高，發(fā)射峰寬，成本低，應用廣泛，黃粉較好；缺點是：激發(fā)波段窄，光譜中缺乏紅光的成分，顯色指數(shù)不高很難超過85。（2） 硅酸鹽熒光粉的優(yōu)點是：激發(fā)波段寬，綠粉和橙粉較好；缺點是：發(fā)射峰窄，對溫度較敏感，缺乏好的紅粉，不太耐高溫，不適合做大功率LED,適合用在小功率LED上。（3） 氮化物熒光粉的優(yōu)點是：激發(fā)波段寬，溫度穩(wěn)定性好，紅粉、綠粉較好；缺點是：制造成本較高，發(fā)射峰較窄。（4） 硫化熒光粉的優(yōu)點是：激發(fā)波段寬，紅粉、綠粉較好；缺點是：溫度敏感，制造過程中會產(chǎn)生污染，對人有害，有很強的臭味，會腐蝕支架（屬于淘汰產(chǎn)品）。什么是發(fā)光強度、照度、亮度、光功率、光通量、輻射通量？答：（1）發(fā)光強度I：光源在指定方向上的立體角Q之內(nèi)所發(fā)現(xiàn)的光能量，I=0/Q，單位：cd（坎德拉） led二1lm/sr（2） 照度E：光源照到某一物體表面上的光通量?與該表面面積S之商，E=0/S，單位：lux（勒克斯） llux=llm/m2（3） 亮度L：垂直于給定方向的平面上所得到的發(fā)光強度與該正投影面積之商，L=I/Scos0，單位：nt（尼特） lnt=led/m2（4） 光功率P：光在單位時間內(nèi)所做的功，單位：mw毫瓦（5） 光通量0：流明光源發(fā)射并被人的眼睛接收的能量之總和，在一個所有方向上光強Iv=led的電光源，其輻射的光通量為4兀流明。單位：lm流明（6） 輻射通量：單位時間內(nèi)能某一截面的輻射能，單位：W瓦。LED的伏安特性是什么？溫度升高后伏安特性曲線如何變化？答:LED的伏安特性：流過LED的PN結(jié)的電流與加在其兩端電壓之間的關(guān)系。其關(guān)系式為：J=J[exp(■qV)-1]skToqDnqDP其中，J=嚴0+ ^-n0為反向飽和電流。TOC\o"1-5"\h\zsL Ln PqDnDJunp0=q(—qDnDJunp0=q(—n

sLTnn\o"CurrentDocument"—厭T2exp(- 4)，N kTAo由上式可知，當溫度T升高時，正向曲線向左移；反向曲線向下移。請列出3個與研發(fā)流程相關(guān)的文件，并按照自己的理解對其中一個文件進行分析。答：1）FGHBD-0045-12C材料試驗報告書（通用）；2） FGHBD-0047-11B新產(chǎn)品開發(fā)計劃表；3） FGHBD-0018-10B樣品試制單（新版）。該文件與研發(fā)人員是最為相關(guān)的，每個研發(fā)人員都用得到該文件，它是這個研發(fā)過程中必不可少的文件，在我們試制樣品之前，務必要申請試制。其中的每一項都是有必要的。是整個研發(fā)試驗的重要數(shù)據(jù)和實驗條件。明確、完整的填寫該文件，可以使研發(fā)人員和試制人員工作順暢。包含有：管芯安放，金線鍵合，封裝，劃片，測試，編帶等各個流程。每個流程都包含需要實驗的要求，和需要測試的項目。實習提綱（二）LED封裝詳細制程是什么？各個制程需要關(guān)注的重點參數(shù)或要點有哪些？ESD防護在各階段均有哪些措施？能否執(zhí)行到位？防ESD的機理是什么？各階段均有哪些防潮或去潮措施？能否執(zhí)行到位？防潮的目的是什么？答：（1）a.組裝：空支架打加強線一空支架預熱一管芯安放一粘合劑硬化一測管芯推力f金線鍵合f測金線拉力和金球推力。粘合劑份量按以下標準：1/4H〈漿的厚度<1/2個H,漿的最小面積要求四周都有份量均勻的漿;漿的最大面積要求D<W/4。管芯推力要求：銀漿±130cN膠漿±200cN；金線拉力要求：30口m金線±7cN,25口m金線±7cN,20口m金線±5cN；金球推力要求±30cN。封裝:等離子清洗一烘干一點膠一硬化一全檢一沖切。關(guān)鍵要點在于樹脂、硅脂和熒光粉的配比，對點膠膠量的控制，防止膠多或膠少、溢膠等異?，F(xiàn)象。測試編帶：測試分檔一編帶一包裝。（2） 各工序員工必須配帶防靜電腕帶，并使防靜電腕帶和操作臺設(shè)置良好的防靜電接地系統(tǒng)，使用離子風機等設(shè)備，器件必須保存在防靜電袋中。單電極的LED在封狀時并連齊納二極管保護LED。防ESD的機理是將任何與器件接觸的工件和物品都通過與地連接將所積累的靜電導入地面，防止過多電荷的積累而產(chǎn)生高壓。（3） 在點DIE前，對空支架進行預熱，目的是為了將支架上的水份去除；放芯片時提高導軌上的溫度，也是為了防潮；在點封裝膠前也同樣對支架進行預熱而防潮。水份的存在將會影響到點DIE時粘合劑的粘力，在注封裝膠時會產(chǎn)生氣泡并影響封裝膠的濃度，同時也會影響的各部件的使用壽命等，因此必須對產(chǎn)品進行防潮。產(chǎn)線各種主要機臺的產(chǎn)能如何計算？不同器件型號的產(chǎn)能如何計算？根據(jù)產(chǎn)能如何計算設(shè)備的匹配？答：產(chǎn)量的計算，往往通過一個小時內(nèi)完成的數(shù)量來統(tǒng)計，最后再轉(zhuǎn)換為一個月的統(tǒng)計量，僅從機臺上標有的產(chǎn)能不準確。比如客戶要求1一個月內(nèi)需要100萬顆期間，可以根據(jù)每臺機臺的產(chǎn)能來安排生產(chǎn)，產(chǎn)能大的機臺優(yōu)先選擇，然后產(chǎn)能較大的機臺，最后是產(chǎn)能小的機臺。

3.芯片安放與金線鍵合的操作有什么規(guī)定？需要測哪些參數(shù)？有什么參考標準？請查找國際國內(nèi)相關(guān)的標準.答：(1)安放芯片時，確認管芯上機臺號和管芯型號都正確后，將管芯放在管芯盤上，確認管芯方向與型號牌上的管芯方向一致；粘合劑份量按以下標準：1/4H<圖3.芯片安放與金線鍵合的操作有什么規(guī)定？需要測哪些參數(shù)？有什么參考標準？請查找國際國內(nèi)相關(guān)的標準.答：(1)安放芯片時，確認管芯上機臺號和管芯型號都正確后，將管芯放在管芯盤上，確認管芯方向與型號牌上的管芯方向一致；粘合劑份量按以下標準：1/4H<管芯安放硬化后需要測量其管芯推力，測管芯推力的標準是：銀漿±130cN 膠漿±200cN。表二.3.1管芯推力測試剝離狀態(tài)(2)金線鍵合的要求：①金線鍵合位置是否正確，一般圓形電極為正極，要求正極過河；②金線鍵合打線模式有普通正打、普通反打、BSOB正打、BSOB反打等模式，操作是應按規(guī)定選擇打線模式；③弧度的高度是否符合要求，弧度過高會造成金線外漏，弧度過低可能會影響斷點的位置，存在隱患；④防止種雙線、漏種線、管芯脫落等現(xiàn)象。金線鍵合后需要測量其金線拉力和金球推力。金球推力要求±30cN：殘金量要求：殘金量示圖判定處理記錄/250%殘金合格產(chǎn)品正常流出V10%到50%殘金1合格正常流出/修機O<10%殘金不合格產(chǎn)品報廢/修機X金線拉力要求：30口m金線±7cN,25口m金線±7cN,20口m金線±5cN固晶膠、封裝膠、熒光粉材料分別有哪些類別？他們之間有什么性能、成分差異？操作上有何異同？答：（1）固晶膠有銀膠、絕緣膠（樹脂）、絕緣膠（硅膠）三類。銀膠作為單電極芯片（如紅管）的粘合劑，起到導電、導熱和粘合作用，其主要成分為銀粉65%~70%、環(huán)氧樹脂10%~15%、硬化劑5%~10%；絕緣膠是用來作為雙電極芯片（如藍管和綠管）的粘合劑，主要起到粘合和絕緣的作用，絕緣膠（樹脂）的主要成分是環(huán)氧樹脂，絕緣膠（硅膠）的主要成分是硅膠。（2）封裝膠分有環(huán)氧樹脂、硅樹脂和硅膠三類。環(huán)氧樹脂的價格相對比較低，但是耐熱性和機械強度好，主要作為普光LED封裝。硅膠的成本比較高主要作為對壽命有較高要求的LED外封裝。主要用于TOP白光LED、大功率LED的封裝。（3）熒光粉從材料上分主要有YAG鋁酸鹽熒光粉、硅酸鹽熒光粉、氮化物熒光粉和硫化物熒光粉。YAG鋁酸鹽熒光粉亮度高，發(fā)射峰寬，成本低，應用廣泛，黃粉較好；硅酸鹽熒光粉激發(fā)波段寬，綠粉和橙粉較好；氮化物熒光粉激發(fā)波段寬，溫度穩(wěn)定性好，紅粉、綠粉較好；硫化熒光粉激發(fā)波段寬，紅粉、綠粉較好。測試分選有何標準？測試分選的原理是什么？答：（1）對于單色管產(chǎn)品和三色管產(chǎn)品，按照對應的型號產(chǎn)品將光強Iv、波長入D和正向壓降VF分別分為若干個檔；通過測試器件的光強、波長和壓降等確定該產(chǎn)品所在的檔次進行分選。（2）對于白管，按照美國固態(tài)照明標準所規(guī)定的白色區(qū)域分檔圖，以及其光強Iv、波長入D和正向壓降V分別分為若干個檔；通過測試器件CIE色坐標、光強、波長和壓降等來確定該產(chǎn)品所在的檔次進行分選。在測試Iv、入D、VF的同時，也測量IP、IR等，以剔除不良品。常見芯片的種類有哪些？各有什么區(qū)別？其結(jié)構(gòu)、尺寸、圖形如何？答：（1）按發(fā)光顏色分有紅光芯片（GaP）、黃光芯片（GaAsP）、藍光芯片（GaN）綠光芯片（InGaN）和紅外芯片（AlGaAs）等；它們因材料的禁帶寬度的不同而發(fā)出不同波長的光，它們的壓降也因此而不同。（2）按按組成元素分為二元芯片、三元晶片、四元晶片等四種；氮化鎵的藍光LED、GaP的綠光LED和砷化鎵的紅外光芯片等為二元芯片；三元晶片制造中采用鎵（Ga）、砷（As）、磷（P）三元素，所以俗稱三元素芯片；而目前最新的工藝使用混合鋁、鎵、銦和氮四種元素的AlGaInN的四元素材料制造的晶片，可以涵蓋所有可見光以及部分紫外光的光譜范圍。（3） 按電極極性分類：單電極和雙電極；單電極是芯片的兩極在上下不同的表面，是垂直結(jié)構(gòu)，而雙電極的兩極都在同一面上。（4） 按不同的襯底分為藍寶石襯底芯片、硅襯底芯片、碳化硅襯底芯片等。芯片的結(jié)構(gòu)如下圖所示：其結(jié)構(gòu)按上到下分別為：電極、P區(qū)、PN結(jié)、N區(qū)、襯底；常見的芯片尺寸有：9mil*9mil，20mil*20mil，22mil*22mil，40mil*40mil,60mil*