LED封装工艺简介

• 金丝球焊
• 铝丝压焊
一、引脚式封装工艺 2. 主要工艺说明
（8）压焊
1）铝丝压焊过程：
• 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。
2）金丝球焊过程：
在压第一点前先烧个球，其余过程类似。
一、引脚式封装工艺 2. 主要工艺说明 （8）压焊 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。
一、引脚式封装工艺
2. 主要工艺说明
（4） 备胶
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。
一、引脚式封装工艺 2. 主要工艺说明 （5）手工刺片 将扩张后LED芯片（备胶或未备胶）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。
LED引脚式封装采用引线架作为各种封装外型的引脚，常见的 是直径为5mm的圆柱型（简称Φ 5mm）封装。
（2）、平面式封装
平面式封装LED器件是由多个LED芯片组合而成的结构
型器件。
通过LED的适当连接（包括串联和并联）和合适的光学
结构，可构成发光显示器的发光段和发光点，然后由这些
发光段和发光点组成各种发光显示器，如数码管、“米”
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。
2. 主要工艺说明 （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。
一、引脚式封装工艺
2. 主要工艺说明
（9）点胶封装 ：TOP-LED和Side-LED适用点胶封装。
一、引脚式封装工艺
2. 主要工艺说明
（9）点胶封装
点胶封装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。（一般的LED无法通过气密性试验）
一、引脚式封装工艺 2. 主要工艺说明 （9）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。
食人鱼支架中冲凹下去的碗的形状大小及深浅。
4、食人鱼LED封装工艺
（2）. 清洗支架
（3）. 将LED芯片固定在支架碗中
（4）. 经烘干后把LED芯片两极焊好
（5）. 根据芯片的多少和出光角度的大小，选用相应的模粒。
食人鱼LED封装模粒的形状是多种多样的，有Φ 3mm圆头
和Φ 5mm圆头，也有凹型形状和平头形状，根据出光角度的


固晶胶使用过程注意点 （1） 胶保存：固晶胶为单液型，需保存在低温冷冻状态下 （-20至-30℃）。 （2） 胶解冻方式：解冻时应放于防潮干燥箱中，且应密封 解冻，有助于避免潮气或凝结水滴的可能。解冻时间 30min使胶解冻完全。 （3）已固晶支架进行烘烤时应直接放在烘箱的网层上加热， 以便固晶支架受热均匀；且烘烤时应尽量减少开启烘箱的 次数。 （4）每批烘烤出的固晶产品应进行焊线抽检，确认胶是否 还可继续使用 （5）每周应对烘箱进行清洁，避免烘箱内部污染造成胶的 污染。
一、引脚式封装工艺
2. 主要工艺说明
（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。
2. 主要工艺说明
（11）模压封装
① 将压焊好的LED支架放入模具中， ② 将上下两副模具用液压机合模并抽真空， ③ 将固态环氧放入注胶道的入口加热， ④ 用液压顶杆压入模具胶道中， ⑤ 环氧顺着胶道进入各个LED成型槽中并固化。
2. 数码管LED的封装工艺流程
扩晶
备胶
固晶
PCB板清洗
焊线
前期测试
异常返工处理 包装 光电测试 灌胶
二、 封装工艺介绍
2、Display LED封装工艺
2、Display LED封装工艺
4、食人鱼LED封装工艺
（1）. 选定食人鱼LED的支架
根据每一个食人鱼管子要放几个LED芯片，需要确定
要求可选择相应的封装模粒。
4、食人鱼LED封装工艺 （6）. 在模粒中灌满胶，把焊好LED芯片的食人鱼支架对准 模粒倒插在模粒中。 （7）. 待胶干后（用烘箱烘干），脱模即可 （8）. 然后放到切筋模上把它切下来 （9）. 接着进行测试和分选。
2.2 固晶和焊线 在LED的封装工艺中，固晶和焊线是两个关 键性的工艺，直接影响着封装的品质和产品 的成品率。
2. 主要工艺说明
（6）自动装架
自动装架其实是结合了沾胶（点胶）和安装芯片两大步
骤：
• 先在LED支架上点上银胶（绝缘胶），
• 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。
一、引脚式封装工艺
2. 主要工艺说明
（6） 自动装架
自动装架在工艺上主要要熟悉设备操作编程，同时对
一、引脚式封装工艺 2. 主要工艺说明 （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。
一、引脚式封装工艺 2. 主要工艺说明 （12）固化与后固化 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。
一、引脚式封装工艺 2. 主要工艺说明 （7）烧结 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。 烧结烘箱不得再其他用途，防止污染。
一、引脚式封装工艺 2. 主要工艺说明
（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的压焊工艺有两种：
高端产品 /大功率 白光LED
以塑料为封装 基板
气密性、导热 性以及稳定性 都较差，但成 本低
低端产品 如灯饰照 明等
2.LED产品封装结构类型
平面式LED (Display)
普通LED (P2)
食人鱼 (P4)
贴片 (SMD)
大功率 (High Power Led)
（1）引脚式封装（DIP直插式封装）
2.2 固晶和焊线

芯片类型
单电极芯片一般为红、黄、橙、黄绿；双电极芯片一般为蓝，蓝绿、 紫外或者特殊的超高亮红、黄芯片。
二、 封装工艺介绍
2.2 固晶和焊线


固晶胶—导电银胶和绝缘胶
银胶的作用：固定晶片和导电的作用，用于单电极晶片的粘接。 银胶的主要成份：银粉占75-80%、EPOXY（环氧树脂）占10-15%、添加剂 占5-10%。 银胶的使用：冷藏，使用前需解冻并充分搅拌均匀，因银胶放置长时间后， 银粉会沉淀，如不搅拌均匀将影响银胶的使用性能 绝缘胶的作用：固定晶片和导热的作用，用于双电极晶片的绝缘粘接。 绝缘胶的主要成份：① EPOXY；②Silicone 绝缘胶的使用：冷藏，使用前需解冻


数码管（Display) LED的封装工艺流程
贴片式（SMD）LED的封装工艺流程 食人鱼LED封装工艺流程


引脚式封装过程（Φ5mm引脚式封装）
① 将边长0.25mm的正方形芯片粘结或烧结在支架上；
② 芯片的正极用金属丝键合连到另一引线架上；
③ 负极用银浆粘结在支架反射杯内或用金丝和反射杯引脚相连
• 大的耗散功率，
• 大的发热量， • 以及较高的出光效率，
• 长寿命。
（5）、功率型封装 大功率LED的封装不能简单地套用传统的小功率L 选用材料；
• 选用设备
等方面重新考虑，研究新的封装方法。
2.1 各类典型LED封装流程介绍 直插式lamp-LED灯的封装工艺流程
(4) 提供能够手持的形体。
发光二极管（LED）的制造过程大体可分 为三个阶段：前段、中段、后段(也称为上 游、中游、下游)。 前段工序主要完成晶圆制造和外延生长， 中段工序主要包括研磨、蒸镀、光刻、切 割等过程，后段工序则是根据不同的需要 把LED封装成各种形式。
以陶瓷、金属 为封装基板
气密性、导热 性以及稳定性 都较好，但成 本高
2. 主要工艺说明 （3）点胶 在LED支架的相应位置点上银胶或绝缘胶。
• 对于GaAs、SiC导电衬底，具有背面电极的红光、黄光、
黄绿芯片，采用银胶。
• 对于蓝宝石绝缘衬底的蓝光、绿光LED芯片，采用绝缘胶
来固定芯片。
一、引脚式封装工艺 2. 主要工艺说明 （3）点胶 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。
为什么把着这种LED称为食人鱼，因为它的形状很像亚马
孙河中的食人鱼Piranha 。
食人鱼LED产品有很多优点，由于食人鱼LED所用的支
架是铜制的，面积较大，因此传热和散热快。
LED点亮后， pn结产生的热量很快就可以由支架的四个
支脚导出到PCB的铜带上。
（5）、功率型封装
功率型LED是未来半导体照明的核心，大功率LED有
一、引脚式封装工艺 2. 主要工艺说明 （13）切筋和划片
接负极
接正极
由于LED在生产中是连在一起的（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。
一、引脚式封装工艺 2. 主要工艺说明 （14）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。 （15）包装 将成品进行计数包装。超高亮LED需要防静电包装。
给芯片穿衣戴帽，并且提供接线
封装的目的： LED的封装是为了维护本身的气密性，并保护不受周 围环境中湿度与温度的影响，以及防止组件受到机械 振动、冲击产生破损而造成组件特性的变化。因此， 封装的目的有下列几点：
(1) 防止湿气等由外部侵入；
(2) 以机械方式支持导线；
(3) 有效地将内部产生的热排出；
主讲：罗坚义 博士 五邑大学 应用物理与材料学院 Email： luojiany@ 短号: 645104

概述 封装工艺介绍 产品性能测试和分光
封装的必要性 LED芯片只是一块很小的固体，它的两个电极要在显 微镜下才能看见，加入电流之后它才会发光。 在制作工艺上，除了要对LED芯片的两个电极进行焊 接，从而引出正极、负极之外，同时还需要对LED芯片和 两个电极进行保护。
字管、矩阵管等。
（2）、平面式封装
（3）、表贴式封装
表面贴片LED（SMD）是一种新型的表面贴装式半导
体发光器件，具有体积小、散射角大、发光均匀性好、可
靠性高等优点。
其发光颜色可以是白光在内的各种颜色，可以满足表
面贴装结构的各种电子产品的需要，特别是手机、笔记本
电脑。
（4）食人鱼式封装
（4）、食人鱼式封装
④ 然后顶部用环氧树脂包封，做成直径5mm的圆形外形
一、引脚式封装工艺 2. 主要工艺说明 （1）芯片检验 用显微镜检查材料表面
• 是否有机械损伤及麻点； • 芯片尺寸及电极大小是否符合工艺要求； • 电极图案是否完整。
（2）扩片 由于LED芯片在划片后依然排列紧密间距很小（约0.1mm），不 利于后工序的操作。 采用扩片机对黏结芯片的膜进行扩张，使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。
封装的作用
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.

LED技术大都是在半导体分离器件封装技术基础上发展与 演变而来的。

将普通二极管的管芯密封在封装体内，起作用是保护芯片 和完成电气互连。
1. 封装的定义：LED（发光二极管）封装就是将芯 片与电极引线、管座和透镜等组件通过一定的工艺技 术结合在一起，使之成为可直接使用的发光器件的过 程。它相比集成电路封装有较大不同。LED的封装不 仅要求能够保护灯芯，而且还要求能够透光，所以对 封装材料有着特殊的要求。