LED封裝工程師的個人調(diào)研總結(jié)

LED封裝工程師的個人調(diào)研總結(jié)導(dǎo)讀：今天開始，小編要跟大家分享一位LED封裝工程師的調(diào)研個人總結(jié)，總結(jié)分為五個部分呈現(xiàn)：一.材料和配件；二.封裝結(jié)構(gòu)；三.失效模式；四.HV-AC芯片；五.COB，SIP。希望這個分享可以讓你有所收獲，下面請看第一部分。標(biāo)簽：LED封裝

LED支架

硅膠

LED熒光粉

失效模式

一.材料和配件封裝配件：透鏡，支架，鍵合線封裝材料：固晶膠，密封膠，熒光粉LED支架①PPA高溫尼龍，耐溫更高，吸濕更少,熱穩(wěn)定,光穩(wěn)定,熱變形溫度約在300度，可過回流焊肯定沒問題共晶焊制程，基本也能承受共晶焊②LCP塑膠支架，液晶樹脂，可滿足溫度高的共晶焊，有長期耐黃變性，但無法做到PPA能的白度，初始亮度較差而無法大量推廣。③陶瓷LED支架散熱性好，價格較為昂貴，約為PPA支架的10倍支架鍍銀：提高光反射率失效模式：銀層與空氣中硫化氫、氧化合物、酸、堿、鹽類反應(yīng)，或經(jīng)紫外線照射，發(fā)黃發(fā)黑，并導(dǎo)致密封膠和支架剝離。鍵合線金線：電導(dǎo)率大、耐腐蝕、韌性好，最大優(yōu)點(diǎn)是抗氧化，常用鍵合線金銀合金線：適用于LED直插和SMD產(chǎn)品封裝焊線鍍鈀銅線：適用于LED直插和集成電路封裝焊線銅線：高純銅,適用于功率器件封裝焊線，價格金線10%-30%,電導(dǎo)熱導(dǎo)機(jī)械性能，焊點(diǎn)可靠性大于金金線失效模式：①虛焊脫焊，工藝不當(dāng)，芯片表面氧化②和鋁的金屬間化合物：“紫斑”(AuAl2)和“白斑”(Au2Al)，Au和Al兩種元素的擴(kuò)散速率不同，導(dǎo)致界面處形成柯肯德爾孔洞以及裂紋。降低了焊點(diǎn)力學(xué)性能和電學(xué)性能銅線失效模式：①銅容易被氧化，鍵合工藝不穩(wěn)定②硬度、屈服強(qiáng)度等物理參數(shù)高于金和鋁，鍵合時需要更大的超聲能量和鍵合壓力，硅芯片造成損傷。透鏡1.硅膠透鏡：耐溫高(可過回流焊)，體積較小，直徑3-10mm。2.PMMA透鏡：光學(xué)級PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯，即亞克力)，塑膠類材料優(yōu)點(diǎn)：生產(chǎn)效率高(注塑);透光率高(3mm時93%);缺點(diǎn)：耐溫差(熱變形溫度90度，PMMA燈罩須增加光源和燈罩的距離，或降低光源功率)。3.PC透鏡：光學(xué)級尼龍料(PC)聚碳酸酯，塑膠類材料優(yōu)點(diǎn)：生產(chǎn)效率高(注塑);耐溫高(130度以上);缺點(diǎn)：透光率稍底(87%)。4.玻璃透鏡：光學(xué)玻璃材料，具有透光率高(97%)耐溫高等特點(diǎn)缺點(diǎn)：易碎、非球面精度不易實現(xiàn)、生產(chǎn)效率低、成本高等。一次透鏡：PMMA,硅膠二次透鏡：PMMA,玻璃灌封膠，固晶膠灌封膠作用：1.對芯片進(jìn)行機(jī)械保護(hù)，應(yīng)力釋放2.一種光導(dǎo)結(jié)構(gòu)3.折射率介于芯片和空氣之間，擴(kuò)大全反射角，減少光損失硅膠按分子鏈基團(tuán)的種類分：①甲基系有機(jī)硅膠(大部分，耐侯性更好)②苯基系有機(jī)硅膠(成本高，折射率更好)按使用領(lǐng)域分：①透鏡填充硅膠②LED固晶硅膠按硫化條件分：①高溫硫化型LED硅膠(聚硅氧烷，分子量40～80萬)②室溫硫化型LED硅膠(分子量3～6萬，雙組分和單組分包裝)硅膠優(yōu)點(diǎn)：1.耐溫Si-O鍵為主鏈結(jié)構(gòu)，鍵能121千卡/克分子，高于C-C82.6，熱穩(wěn)定性高，高溫或輻射化學(xué)鍵不斷裂，也耐低溫，化學(xué)，物理，機(jī)械性能，隨溫度的變化小。2.耐候性主鍵為Si-O，無雙鍵，不易被紫外光和臭氧分解。自然環(huán)境下可使用幾十年。3.電氣絕緣性能介電損耗、耐電壓、耐電弧、耐電暈、體積電阻系數(shù)和表面電阻系數(shù)好，電氣性能受溫度和頻率的影響很小。良好拒水性，在濕態(tài)條件下使用具有高可靠性。4.低表面張力和低表面能疏水、消泡、泡沫穩(wěn)定、防粘、潤滑、上光等性能優(yōu)異。在LED上的應(yīng)用(1)固晶：混合銀粉以提高導(dǎo)熱效果，稱為固晶銀膠。(2)混熒光粉硅膠(3)表面填充LED硅膠：保護(hù)LED芯片，大功率LED透鏡內(nèi)填充、透鏡模封、貼片式平面封裝、COB式大面積不規(guī)格封裝等。硅膠失效模式非法添加造成的硅膠失效：①添加環(huán)氧樹脂，對PPA的附著會提高，對固化，透光折射和MOD硬度沒影響，但會造成膠層的黃變，苯基類的硅膠也會引起變黃。②添加熒光粉，添加填充物達(dá)到要求的硬度，膠層在固化后發(fā)生黃邊，為了控制顏色的發(fā)黃，所以添加熒光粉，半年時間就會失效硅膠使用中遇到的各種問題：①固化后表面起皺，由收縮所引起膠中添加有溶劑型的硅樹脂造成。②出現(xiàn)界面層。采用同類物質(zhì)想近的原理，改變硅膠與其的親合力。③熒光粉發(fā)生沉淀，室溫固化型的膠，因為在硅膠中為了保持其透光性，折射率等，所以不能添加任何的懸浮劑進(jìn)去，換成升溫固化的產(chǎn)品，可以解決這個問題。④固化后表面不夠光滑，這是因為膠遇到S、P等中毒引起，需清洗下模具等系列工具環(huán)氧樹脂成形性、耐熱性、良好的機(jī)械強(qiáng)度及電器絕緣性。添加劑：為滿足各種要求，需添加硬化劑、促進(jìn)劑、抗燃劑、偶合劑、脫模劑、填充料、顏料、潤滑劑失效模式：①環(huán)氧樹脂在短波照射或者長時間高溫下會變黃。②過回流焊時，環(huán)氧耐高溫性能差導(dǎo)致環(huán)氧與襯底分離，產(chǎn)生光衰死燈等情況，所以應(yīng)用在大功率照明上時壽命很短。環(huán)氧樹脂因為價格低廉(和硅膠完全不是一個級別)，而且儲存、使用和可加工性也較硅膠優(yōu)越，所以低功率LED和一些光感元器件依然使用環(huán)氧樹脂封裝熒光粉白光的幾種實現(xiàn)形式1.藍(lán)色LED芯片上涂敷能被藍(lán)光激發(fā)的黃色熒光粉460nm波長的藍(lán)光芯片上涂一層YAG熒光粉，利用藍(lán)光LED激發(fā)熒光粉以產(chǎn)生與藍(lán)光互補(bǔ)的555nm波長黃光，并將互補(bǔ)的黃光、藍(lán)光混合得到白光。2.藍(lán)色LED芯片上涂覆綠色和紅色熒光粉芯片發(fā)出的藍(lán)光與熒光粉發(fā)出的綠光和紅光復(fù)合得到白光。3.紫光或紫外光LED芯片上涂敷三基色或多種顏色的熒光粉利用該芯片發(fā)射的長波紫外光(370nm-380nm)或紫光(380nm-410nm)來激發(fā)熒光粉而實現(xiàn)白光發(fā)射。失效模式：①熒光粉的材質(zhì)對白光LED的衰減影響很大。有加速老化白光LED的作用②不同廠商的熒光粉對光衰的影響程度也不相同，這與熒光粉的原材料成分關(guān)系密切。③選用最好材質(zhì)的白光熒光粉，才有利于衰減控制。幾種熒光粉的比較1.石榴石型氧化物：優(yōu)點(diǎn)：亮度高，發(fā)射峰寬，成本低，應(yīng)用廣泛缺點(diǎn)：只能做出黃粉，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專利：日亞化學(xué)壟斷2.硅酸鹽熒光粉：優(yōu)點(diǎn)：激發(fā)波段寬，綠粉和橙粉較好缺點(diǎn)：發(fā)射峰窄，對濕度較敏感，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專利：仍為豐田合成、日亞化學(xué)、歐司朗光電半