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LED是可直接将电能转化为可见光和辐射能的发光器件,具有工作电压低、耗电量小、发光效率高,发光响应时间极短、光色纯,结构牢固、抗冲击、耐振动,性能稳定可靠,重量轻、体积小、成本低等一系列特性,发展突飞猛进,现已能批量生产整个可见光谱段各种颜色的高亮度、高性能产品。国产红、绿、橙、黄的LED产量约占世界总量的12%,“十五”期间的产业目标是年产300亿只的能力,实现超高亮度AiGslnP的LED外延片和芯片的大生产,年产10亿只以上红、橙、黄超高亮度LED管芯,突破GaN材料的关键技术。2005年国际上LED的市场需求量约为2000亿只,销售额达800亿美元。

在LED产业链接中,上游是LED衬底晶片及衬底生产,中游的产业化为LED芯片设计及制造生产,下游归LED封装与测试,研发低热阻、优异光学特性、高可靠的封装技术是新型LED走向实用、走向市场的产业化必经之路。据中国环氧树脂行业协会(www.epoxy-e.cn)专家介绍,从某种意义上讲是链接产业与市场的纽带,只有封装好的才能成为终端产品,才能投入实际应用,才能为顾客提供服务,使产业链环环相扣、无缝畅通。
(7)烧结 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。 银胶烧结烘箱的必须按工艺要求隔2小时或1小时打开更换烧结的产品,中间不得随意打开。中国环氧树脂行业协会(www.epoxy-e.cn)专家介绍说,烧结烘箱不得再其他用途,防止污染。
(8)压焊 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(铝丝)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(铝)丝材料、超声功率、压焊压力、劈刀(钢嘴)选用、劈刀(钢嘴)运动轨迹等等。同等条件下,2种不同的劈刀压出的焊点微观照片上,可以发现2者在微观结构上存在差别,从而影响着产品质量。这里不再累述。
(9)点胶封装 LED的封装主要有点胶、灌封、模压3种。 基本上工艺控制的难点是气泡、多缺料、黑点。中国环氧树脂行业协会(www.epoxy-e.cn)专家介绍说,设计上主要是对材料的选型,选用结合良好的环氧和支架。一般的LED无法通过气密性试验。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(特别是白光LED),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。
(10)灌胶封装 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。 (11)模压封装 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。 (12)固化与后固化 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。
(13)后固化 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(PCB)的粘接强度非常重要。一般条件为120℃,4小时。 (14)切筋和划片 由于LED在生产中是连在一起的(中国环氧树脂行业协会(www.epoxy-e.cn)专家强调,不是单个),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。 (15)测试 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。 (16)包装 将成品进行计数包装。超高亮LED需要防静电包装。
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