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LED封装制造流程及相关注意事项

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发表于 2020-7-6 13:31 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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一.我们可以将LED封装的具体制造流程分为以下几个步骤:0 f) J7 z! q/ r# M
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1.清洗步骤:采用超声波清洗PCB或LED支架,并且烘干。
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2.装架步骤:在LED管芯底部电极备上银胶后进行扩张,将扩张后的管芯安置在刺晶台上,在显微镜下用刺晶笔将管芯一个一个安装在PCB或LED相应的焊盘上,随后进行烧结使银胶固化。0 D' l: W. U; c7 C! _& o+ ^

( e/ Y7 q3 z- R0 M1 Z  Z3.压焊步骤:用铝丝或金丝焊机将电极连接到LED管芯上,以作电流注入的引线。LED直接安装在PCB上的,一般采用铝丝焊机。" g9 D3 `" u' @2 y* e( f7 y4 T

" `# h& Z( q( T- Z9 }4.封装步骤:通过点胶,用环氧将LED管芯和焊线保护起来。在PCB板上点胶,对固化后胶体形状有严格要求,这直接关系到背光源成品的出光亮度。这道工序还将承担点荧光粉的任务。
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! H9 W! x+ Q+ }0 C5.焊接步骤:如果背光源是采用SMD-LED或其它已封装的LED,则在装配工艺之前,需要将LED焊接到PCB板上。+ @5 g" X9 y; k) _; J9 h( \9 u% X
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6.切膜步骤:用冲床模切背光源所需的各种扩散膜、反光膜等。
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7.装配步骤:根据图纸要求,将背光源的各种材料手工安装正确的位置。
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8.测试步骤:检查背光源光电参数及出光均匀性是否良好。# D2 y; k8 }3 R1 w
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9.包装步骤:将成品按要求包装、入库。- o& v4 r7 V; R* W3 C7 R; e2 H

0 ?6 d# a1 v: u. h; B# U二.下面是LED灯珠封装的具体流程图:
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+ k1 F% _) k+ x0 X+ b3 Q在做LED灯珠封装的制作流程中每个细节都必须严格控制,下面对上面的流程图进行具体详细的详解:/ I8 b4 c5 U/ |* r( h0 G

1 M% W) i7 p3 u" K; G1、首先是LED芯片检验
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(1)镜检:材料表面是否有机械损伤及麻点麻坑,LED芯片电极大小及尺寸是否符合工艺要求;电极图案是否完整1 G1 B) p# E3 N. T) O" A" l6 r* M

4 c4 ~. U" M" L2、扩片机对其扩片- ^- B5 O9 ]2 ^

! B: f9 I: z" z! J( \) e# t由于LED芯片在划片后依然排列紧密间距很小,不利于后工序的操作。我们采用扩片机对黏结芯片的膜进行扩张,是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。
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3、点胶* O/ ^, M) q) n" `2 v

" U' c4 Q, V, R/ \; X在LED支架的相应位置点上银胶或绝缘胶。工艺难点在于点胶量的控制,在胶体高度、点胶位置均有详细的工艺要求。由于银胶和绝缘胶在贮存和使用均有严格的要求,银胶的醒料、搅拌、使用时间都是工艺上必须注意的事项。1 K' u% x& u- ?0 l" I- |
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4、备胶
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% y+ J: A' W7 H5 A5 Y1 \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。( l: D; ]1 g! j' E! i1 Z

# C; e8 b+ q  {% T5、手工刺片
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8 Y6 g# G- @' w2 I& X! T将扩张后LED芯片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。
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6、自动装架
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. |+ m( I; v- Q4 V& b" A自动装架其实是结合了沾胶和安装芯片两大步骤,先在LED支架上点上银胶,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。自动装架在工艺上主要要熟悉设备操作编程,同时对设备的沾胶及安装精度进行调整。在吸嘴的选用上尽量选用胶木吸嘴,防止对LED芯片表面的损伤,特别是兰、绿色芯片必须用胶木的。因为钢嘴会划伤芯片表面的电流扩散层。
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7、烧结
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2 f- ?! `0 @. M$ C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。
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银胶烧结烘箱的必须按工艺要求隔2小时打开更换烧结的产品,中间不得随意打开。烧结烘箱不得再其他用途,防止污染。
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8、压焊3 a$ d' F- |, H
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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的压焊工艺有金丝球焊和铝丝压焊两种。右图是铝丝压焊的过程,先在LED芯片电极上压上第一点,再将铝丝拉到相应的支架上方,压上第二点后扯断铝丝。金丝球焊过程则在压第一点前先烧个球,其余过程类似。压焊是LED封装技术中的关键环节,工艺上主要需要监控的是压焊金丝拱丝形状,焊点形状,拉力。对压焊工艺的深入研究涉及到多方面的问题,如金丝材料、超声功率、压焊压力、劈刀选用、劈刀运动轨迹等等。
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9、点胶封装9 R' E$ |! z( j+ f

: [8 D4 L0 O9 q2 W+ w0 ELED的封装主要有点胶、灌封、模压三种。基本上工艺控制的难点是气泡、多缺料、黑点。设计上主要是对材料的选型,选用结合良好的环氧和支架。一般情况下TOP-LED和Side-LED适用点胶封装。手动点胶封装对操作水平要求很高,主要难点是对点胶量的控制,因为环氧在使用过程中会变稠。白光LED的点胶还存在荧光粉沉淀导致出光色差的问题。
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* r2 g# F1 L7 J. Q8 W- \0 ]10、灌胶封装: z9 T$ _. G5 J, q* I# G( \3 C
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Lamp-LED的封装采用灌封的形式。灌封的过程是先在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。
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  _# ]6 I" k9 j" m11、模压封装, _& x' y! ]- c8 D' _; P  W$ t. Q

8 h5 Q; u$ e7 C) S2 A/ Z+ J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。# P, D, ]# s6 u0 d
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12、固化与后固化
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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。
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13、后固化
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: F( z8 r9 J8 P3 ~3 b后固化是为了让环氧充分固化,同时对LED进行热老化。后固化对于提高环氧与支架的粘接强度非常重要。一般条件为120℃,4小时。
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14、切筋和划片& j) }1 m6 R9 |$ _9 z5 b6 ^! A
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由于LED在生产中是连在一起的,Lamp封装LED采用切筋切断LED支架的连筋。SMD-LED则是在一片PCB板上,需要划片机来完成分离工作。1 r) m) Q/ f: A
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15、测试; G! g0 i8 n* f# C, J

$ I/ _* K3 N3 ?( [9 N% o( c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。
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% I3 s* M- g, t6 J' W' F16、包装
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把成品进行计数包装。其中超高亮LED需要防静电包装。7 R7 o# _" E$ t+ i8 B8 V
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以上将LED灯珠到灯具的一系列制造步骤表示的很清楚,而任何事情都没有这么简单,需要我们自己亲自动手实现,因为LED灯珠的制作是一个非常精细的工作,需要外界环境没有静电,不然会将金线击毁。最后的出厂检验也很重要。下面简单从一下几个方面介绍一下在LED封装生产中如何做静电防护:
9 s  ?3 R: c& C2 {5 m# n
9 c; P6 w  ?- o( q' B静电防护:LED属半导体器件,对静电较为敏感,尤其对于白、绿、蓝、紫色LED要做好预防静电产生和消除静电工作。* i. s; M1 P' S5 ~! A% y+ w
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1.静电的主要有三种产生:8 E* ]9 b( C* X7 B1 K+ X
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(1)摩擦起电:在日常生活中,任何两个不同材质的物体接触后再分离,即可产生静电,而产生静电的最常见的方法,就是摩擦生电。材料的尽缘性越好,越轻易摩擦生电。另外,任何两种不同物质的物体接触后再分离,也能产生静电.& A& h7 `# o3 |% }- J9 I. w8 e
% Z# s0 U3 z- }% `# }7 g
(2)感应起电:针对导电材料而言,因电子能在它的表面自由活动,如将其置于一电场中,由于同性相斥,异性相吸,正负离子就会转移,在其表面就会产生电荷。7 T6 |) Q- B. @& E* G

( D; M& s$ A8 G/ z$ m& o5 j(3)传导:针对导电材料而言,因电子能在它的表面自由活动,如与带电物体接]触,将发生电荷转移。
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( r/ Y0 g+ P6 S9 a2,静电对LED的危害:% K6 w+ ^3 k* o/ B/ j6 e$ _; L5 C
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特别要注意静电对LED封装本身也存在着很大的危害。
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% u/ V2 o  `1 _+ b7 e4 |0 r(1)因为瞬间的电场或电流产生的热,使LED局部受伤,表现为漏电流迅速增加,仍能工作,但亮度降低(白光将会变色),寿命受损。$ ~$ {: h9 J$ f) n
* ~7 c$ j4 y: O) {
(2)因为电场或电流破坏LED的尽缘层,使器件无法工作(完全破坏),表现为死灯,既是不亮。
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: o; p. u( A1 J, K6 K$ t5 B( F3.消除措施:; E2 B- n- R* V) k& E

$ G8 }2 s, ~  n: F: I$ m在整个工序(生产,测试、包装等)所有与LED直接接触的员工都要做好防止和消除静电措施。
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% J, M7 e, `$ |9 ~1 R; _主要有:(1)工作台为防静电工作台,生产机台接地良好。9 P" ]" [  P6 E3 y! l7 u) w
/ M2 z' P6 X% @! r7 r
(2)车间展设防静电地板并做好接地。
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(3)操纵员穿防静电服、带防静电手环、手套或脚环。
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(4)包装采用防静电材料。
( x# f& I$ G- F; T- Q6 v! W6 q
! h$ o# P5 Q) {7 V; R(5)应用离子风机,焊接电烙铁做好接地措施。4 X$ C$ M; e2 U6 }
, k+ V- }, ^1 G0 ~: ?2 M
以上信息只是本人简单对LED封装制作流程及注意事项的大致介绍,希望能过帮到大家。) f# l$ F! h2 B+ L  F

$ t$ k$ W- V% m3 P

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发表于 2020-7-6 14:12 | 只看该作者
很好的LED封装制造流程及相关注意事项 ,对我很有用,谢谢。
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