LED_Lamp封装工艺与技术

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• 模粒 • 主要决定LED产品的外形,并对其起到一个聚光效 果的作用。 • 1 按尺寸分：有￠3， ￠4，￠5， ￠8, ￠10, ￠12，￠20等; • 2 按形状分：有圆形,塔形,方形,子弹头形，草帽 形,笔帽形,墓碑形,食人鱼等; • 3 模条决定封装出的成品的亮度及角度。一般来 讲，亮度越高，其角度就越小，这主要是模条头 部的设计依据的是光学成像原理。
LED各角度的光强值及 电性能，内置恒流源，并 可以根据用户设定的限值 进行光强分级。操作方便、 显示直观，符合CIE pub.No.127条件A或B， 适合LED光强快速测试、 筛选分级和质量控制 。
LED光通量的测试
积分球
测试仪 用途： LED光度、色度、 辐射度及电性能的分析 测试。
工序简介图形说明
说明：20pcs一排，有上下Bar.
下 Bar
●支架示意图
面电极
ＬＥＤ芯片
银胶／绝缘胶 阴极 发射碗 阳极
碗杯结构示意图
支架：（用以盛装晶片及二极管引脚之用） 1.支架的素材： 铁和铜两种，常用的为铁材，铜材的成本很高
2.支架的结构：素材――铜――镍――银 铁/铜（导电性好，散热快）/镍（防氧化） /银（反光性好，易焊线） 3.型号分类： 支架有 02号，03号，04号，06号，07号，09号，食人鱼724系列… 4. 支架的碗杯深度，碗杯形状及张角非常重要，它直接影响成品，灯的 发光角度，支架的镀银层也十分重要，碗杯的镀银层厚度及均匀度不 仅决定支架本身抗热，抗中击性能及使用寿命，也决定碗杯反射度， 进而影响到光线的吸收与射出，一般的固焊区银层厚度在2.0um以上， 非功能区在1.2um以上。 5.支架的碗杯越深做出的二极管发光角越小，反之越大。
(二) 焊线
单电极示意图 ＬＥＤ芯片
银胶 阴极 发射碗 阳极
焊双线
双电极示意图
ＬＥＤ芯片
银胶／绝缘胶 阴极 发射碗 阳极
焊线机
焊线机作用 用金线将 芯片电极和阳 极杆相连。
UB863型半自动金丝球焊机
焊线的四要素
（1）功率 越大越好焊，太大易滑球，损坏晶片，电极焊点，形 状太烂 （2）压力 越大越好焊，太大则焊点太偏 （3）温度 越高越好焊，太高则使支架变黄，银浆软化，损坏晶 片 （4）时间 越长越好焊，焊线品质越好，太长影响产量（经验）
LED Lamp封装工艺与技术
LED的基本概念
LED 是发光二极管（ Light Emitting Diode）的 简称。顾名思义，发光二极管是一种可以将电能转化 成光能并具有二极管特性的电子器件。
单体LED
(a)椭圆LED
(b)普通LED
(c)食人鱼LED
贴片式（SMD）LED
（a）全彩LED
焊线的要求
说明: (1)金线:纯度99.99% (2)拉力测试: 1.0 mil 拉力 5.0g 1.25 mil 8.0g
操作导致不良项目: 漏焊,偏焊,错焊,塌线,虚焊,断线,重焊,掉晶, 无电极,粹晶,弧线过高/低,晶片翻倒
(四)封(灌)胶
• 具体流程: (配胶水)----粘胶----灌胶----插支架----短烤---离模----长烤
沾胶
沾胶的作用： 防止胶体中有气泡。
灌胶
• 灌胶的作用 1、在模粒中灌注环 氧树脂。 2、配胶是其关键， 并要保证在罐胶过 程中不产生气泡， 以免影响发光效果。
模粒
A
B
C
D
E
D
C
B
A
BCR-037-C 模粒参数
A B C D E 4.50 2.00 4.50 2.00 4.40 胶体长度：3.80±0.1 胶体外径： 4.80±0.1 帽沿高度：0.60±0.1 帽沿外径： 5.80±0.1
烘烤（短烤—离模—长烤）
• 短烤（60min） 作用：固化LED胶体 • 长烤（8h） 作用：消除内应力
离模
离模机的作用： 使LED胶 体经烘烤后固 化并脱离模粒。
离模机
(五)检测包装车间
■ LED 的几个指标 ■车间流程：
一切----排测----全切----分光----包装
一切
切脚模的作用： １、切去上Bar， 以便排测。 ２、对于长短脚， 所需切脚模不同。
LED制造技术及应用
（a）GaN基蓝绿光LED芯片
（b）GaN基高亮度蓝光LED芯片
（c）红光芯片外观
LED光源的优点
1．节能
表1.6三种亮度相同的光源
25W白炽灯 灯泡单价（元） 平均寿命（小时） 使用5万小时所需灯 泡数 5万小时耗电量 （KWh） 2 1500
5W节能灯 12 6000
3W白光 LED 50 50000
34
1250
9
350
1
250
5万小时总花费（元）
813.8
311
195
2. 发光效率高
表1.7几种光源的光效比较
灯的种类 白炽灯、卤 钨灯
光效
电源 光照 灯具 效率 效率 效率 — 60% 60%
实际光效
12~24lm/W
7.2lm/W
荧光灯
高压钠灯 LED
50~80 lm/W
90~140 lm/W 70~80 lm/W
支架：款式可分无导柱和有导柱(半镀及全镀银规格)
• 半镀：电镀支架上BAR下约2mm以上区域，可节省支架成 本，目前使用的2002系列支架大部分为半镀支架。 • 全镀：整个支架电镀 • 支架的材质： • a.铁支架：镀镍层厚度要求20-30μm再镀-二层薄铜，厚 度要求50μm.最后上BAR镀一层银厚度要求80μm.碗杯 内 镀层银厚度要求60μm以上.。 • b. 铜支架：先镀一层镍再镀二层薄铜，再镀一层银要求 厚度依据客户应用要求.例如户外产品电镀层要求上 BAR 镀一层银厚度要求 120μm 以上 . 碗杯内镀银层厚度要求 1000μm以上。
多胶，少胶 深插，浅插 支架变形 胶体气泡，碗杯气泡 异物 刮伤 模糊 死灯 IR VF 闪烁 UB835型 LED电脑检测仪 引脚粘胶 混料
排测
排测项目：
二切（全切）
二切的作用： 切去下Bar.
分光机
分光机作用： 亮度 波长 电压 色温
LED光强度的测试
杭州远方 LED622 LED光强测试仪
（一）固晶工序简介
目的:使晶片固定于碗杯內
使用材料:銀胶
支架
晶片
灯仔剖面圖
流程简介:
支架烘烤 点银胶入碗杯 晶片放入碗杯银胶烘烤 1.空支架碗杯 3.点了银胶的碗杯 5.固晶完成后
(b) 白光LED
LED点阵模块
（a）半户外点阵模块
（b）LED室内点阵模块 （c）单色LED点阵模块
数码管
b） ）三位数码管 （（ c）管数字点阵模块 a 8字型数码管
像素管
（a）圆形像素灯
（b）方形像素灯
（a）大功率贴片式灯珠
（ b ）LED 球灯泡 （e ） LED 手电筒 （ a ） LED 幕墙屏 （ d）LED 护栏管 （ d ）户外 LED 显示屏 （c）LED 显示屏（室内全彩） （ b（ ） LED 路灯 LED灯 （g ） LED 射灯 （ c ） LED 草地灯 （ a ） LED 台灯 （ f ） LED 软条彩灯 i ）声光控 （h）LED闪光灯 （b）LED条屏 2） LED照明产品示例 显示屏示例 （3 1 封装器件示例
常用支架有：
• A 、 2002 杯 /平头：此种支架一般做对角度、亮度要求不是很高的材 料，其Pin长比其他支架要短10mm左右.Pin间距为2.28mm. • B、2003杯/平头：一般用来做φ5以上的Lamp，外露pin长为+29mm、 -27mm.间距为2.54mm. • C、2004杯/平头:用来做φ3左右的Lamp。Pin长及间距同2003支架 • D、2004LD/DD：用来做蓝、白、纯绿、紫色的 Lamp，可焊双线， 杯较深. • E、2006：两极均为平头型，用来做闪烁Lamp，固IC，焊多条线。 • F、2009：用来做双色的Lamp，杯内可固两颗晶片，三支pin脚控制 极性. • G 、 2009-8/3009 ：用来做三色的 Lamp ，杯内可固三颗晶片，四支 pin脚. • H、724-B/724-C：用来做食人鱼的支架。
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金线 1 尺寸：LED所用到的金线有φ1.0mil、 φ1.2mil 2 材质： LED用金线的材质一般含金量为99.9％ 3用途： 利用其含金量高材质较软、易变形且导电性好、 散热性好的特性，让晶片与支架间形成一闭合电 路。
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胶水
5.1组成：A、B两组份剂: A胶：是主剂，由环氧树脂＋消泡剂＋耐热剂＋稀释剂 B胶：是固化剂，由酸酐 ＋离模剂＋促进剂 C 胶：是色剂，色素＋环氧树脂 DP 胶：是扩散剂，扩散粉＋环氧树脂 5.2使用条件： 混合比：A/B＝100/100（重量比） 胶化时间：120 ℃*12分钟或110 ℃ *18分钟 可使用条件：室温25 ℃约6小时。一般根据产线的生产需要，我们将 它的使用条件定为2小时。 硬化条件:初期硬化110 ℃ -130 ℃ 40 - 60分钟 后期硬化120 ℃ -135 ℃ *4-10小时(可视实际需要做机动性调整)
●银胶与烘烤
银胶的成份: ①75-85%的银颗粒 ②环氧树脂 ③催化剂等 银胶的作用: ①固定 ②导热 ③导电
说明: 银胶在使用前需要解冻30分钟.待完全解冻后, 顺时针搅拌15分钟,不能产生气泡.
烘烤设备与温度控制
⊙设备:数显鼓风干燥箱 GZX-9030MBE (上海博讯实业有限公司医疗设备厂) ⊙温度与时间: 温度:150℃ 时间:0.5H+1.5H=2H ⊙说明: 温度过高,时间过长,则:晶片坏死等 温度过低,时间过短,则:银胶未烘干
• 设备: 沾胶机,灌胶机,烤箱,真空烤箱,自动搅拌机
配胶
• 环氧树脂成分: A胶 主剂 B胶 硬化剂 C胶 色剂 D胶 扩散剂 • 其他成分: 脱模剂,光增强剂,增白剂
配胶的说明:
• 按一定配比: 如: A:B:C:D=10:10:0.12:0.13 • 必须先搅拌,后抽真空. 搅拌:15min 抽真空:5-10min(无气泡) 欲热温度:50-80℃ (60℃)
（c）LED像素灯
(a) LED穿孔字
(b) LED霓虹灯
(c) LED发光字
（ 手机背光源示例 （7 9 5 4） ） LED LED笔记本 车尾灯 交通信号标志示例
（10） LED电视
LED制造技术及应用
（ b）高亮度白光 LED (c) 高亮度红色 LED （d）高亮度 LED芯片 （a）各色高亮度 LED
65% 60% 60% 18.72lm/W
50% 55% 51% 14lm/W
95% 85% 90% 58.14lm/W
3.寿命长
表1-8 LED与几种常见照明方式比较 名 称 光通量 流明 （lm） 光效 流明每瓦 （lm/W） 起动 特性 频 闪 严 重 电磁 使用寿命 易损性 干扰 小时/h 玻璃材质 无 1000 易损 玻璃材质 易损
课程内容
封装工艺流程图 固晶站 焊线站 白光站 灌胶站 分光站 包装站
LED的封装工艺流程
点胶 烘烤 检测 固晶 灌胶 分光 银胶烘烤 荧光胶烘烤 焊线 点荧光胶
车间流程：
点胶固晶 焊线 (白光)荧光胶
ห้องสมุดไป่ตู้
入库
检测包装站
封胶站
●LED Lamp支架的介绍
阳极杆 长脚 阴极杆 碗杯 上 Bar
（一）点胶、固晶
○点胶
点胶机图片
○固晶
左图为扩晶机
右图为LED手工固晶的工作台。
自动固晶机
自动固晶机近景
★点胶\固晶 详细步骤
点胶----点胶检查----固晶----固晶检查----烘烤 要点: ①晶片投入生产前,需要对晶片参数进行挑选: 亮度\波长\电压; ②点胶的检查:多胶,少胶,偏点,碗边沾胶等 ③固晶的检查:固偏,固反,漏固,掉晶,爬丝(晶片 沾胶),电极脱落,裂晶(晶片损坏),多晶,少晶.
白炽灯
荧光灯 φ =26mm (T8) 节能灯 （紧凑型）
480
12~24
快
2000
30~70
慢
重
大
5000
500~540
60
慢
轻
大
6000 10000
玻璃材质 易损
全固体 不易损坏
LED
50~200
50~200
极快
无
小
4. 环保：发光颜色纯正，无紫外和红外辐射， 是一种清洁的光源。不含汞等有害物质。废 弃物可回收，无污染，是一种绿色光源。 5. 结构牢固：环氧树脂封装，防水，耐恶劣环 境使用。 6. 体积小、重量轻：易于封装，便于设计灯具。 7. 响应时间快：一般为微秒-纳秒级别，是交通 信号灯最好的光源。 8. 多色显示：可实现全彩显示，可做显示屏。