一、LED封裝概述

一般來說，封裝的功能在于提供芯片足夠的保護(hù)，防止芯片在空氣中長期暴露或機(jī)械損傷而失效，以提高芯片的穩(wěn)定性；對于LED封裝，還需要具有良好光取出效率和良好的散熱性，好的封裝可以讓LED具備更好的發(fā)光效率和散熱環(huán)境，進(jìn)而提升LED的壽命。

就LED器件的封裝結(jié)構(gòu)來看，當(dāng)前主要的封裝形式包括直插式封裝(LampLED)、表面貼裝封裝(SMDLED)、功率型封裝(HighPowerLED)，板上芯片封裝(cob)等類型。就目前和未來的市場需求來看，背光和照明將成為最為主要應(yīng)用，對LED器件的需求將以SMDLED、HighPowerLED和COB為主。就LED器件的品質(zhì)來看，對LED可靠性、光效、壽命等的要求越來越高，小規(guī)模、低水平的封裝企業(yè)已經(jīng)不能滿足應(yīng)用領(lǐng)域?qū)ED的品質(zhì)需求，大陸的LED封裝產(chǎn)能呈現(xiàn)出集中的趨勢，大陸封裝領(lǐng)域的領(lǐng)先企業(yè)產(chǎn)能和自動化水平也在快速提升。

二、LED封裝工藝流程

1.芯片檢驗(yàn)

鏡檢：材料表面是否有機(jī)械損傷及麻點(diǎn)麻坑(lockhill)

芯片尺寸及電極大小是否符合工藝要求

電極圖案是否完整

2.擴(kuò)片

由于LED芯片在劃片后依然排列緊密間距很小(約0.1mm)，不利于后工序的操作。我們采用擴(kuò)片機(jī)對黏結(jié)芯片的膜進(jìn)行擴(kuò)張，使LED芯片的間距拉伸到約0.6mm。也可以采用手工擴(kuò)張，但很容易造成芯片掉落浪費(fèi)等不良問題。

3.點(diǎn)膠

在led支架的相應(yīng)位置點(diǎn)上銀膠或絕緣膠。(對于GaAs、SiC導(dǎo)電襯底，具有背面電極的紅光、黃光、黃綠芯片，采用銀膠。對于藍(lán)寶石絕緣襯底的藍(lán)光、綠光led芯片，采用絕緣膠來固定芯片。)

工藝難點(diǎn)在于點(diǎn)膠量的控制，在膠體高度、點(diǎn)膠位置均有詳細(xì)的工藝要求。

由于銀膠和絕緣膠在貯存和使用均有嚴(yán)格的要求，銀膠的醒料、攪拌、使用時間都是工藝上必須注意的事項(xiàng)。

4.備膠

和點(diǎn)膠相反，備膠是用備膠機(jī)先把銀膠涂在led背面電極上，然后把背部帶銀膠的led安裝在led支架上。備膠的效率遠(yuǎn)高于點(diǎn)膠，但不是所有產(chǎn)品均適用備膠工藝。

5.手工刺片

將擴(kuò)張后LED芯片(備膠或未備膠)安置在刺片臺的夾具上，LED支架放在夾具底下，在顯微鏡下用針將LED芯片一個一個刺到相應(yīng)的位置上。手工刺片和自動裝架相比有一個好處，便于隨時更換不同的芯片，適用于需要安裝多種芯片的產(chǎn)品.

6.自動裝架

自動裝架其實(shí)是結(jié)合了沾膠(點(diǎn)膠)和安裝芯片兩大步驟，先在led支架上點(diǎn)上銀膠(絕緣膠)，然后用真空吸嘴將led芯片吸起移動位置，再安置在相應(yīng)的支架位置上。

自動裝架在工藝上主要要熟悉設(shè)備操作編程，同時對設(shè)備的沾膠及安裝精度進(jìn)行調(diào)整。在吸嘴的選用上盡量選用膠木吸嘴，防止對led芯片表面的損傷，特別是蘭、綠色芯片必須用膠木的。因?yàn)殇撟鞎潅酒砻娴碾娏鲾U(kuò)散層。

7.燒結(jié)

燒結(jié)的目的是使銀膠固化，燒結(jié)要求對溫度進(jìn)行監(jiān)控，防止批次性不良。

銀膠燒結(jié)的溫度一般控制在150℃，燒結(jié)時間2小時。根據(jù)實(shí)際情況可以調(diào)整到170℃，1小時。

絕緣膠一般150℃，1小時。

銀膠燒結(jié)烘箱的必須按工藝要求隔2小時(或1小時)打開更換燒結(jié)的產(chǎn)品，中間不得隨意打開。燒結(jié)烘箱不得再用于其他用途，防止污染。

8.壓焊

壓焊的目的將電極引到led芯片上，完成產(chǎn)品內(nèi)外引線的連接工作。

LED的壓焊工藝有金絲球焊和鋁絲壓焊兩種。右圖是鋁絲壓焊的過程，先在LED芯片電極上壓上第一點(diǎn)，再將鋁絲拉到相應(yīng)的支架上方，壓上第二點(diǎn)后扯斷鋁絲。金絲球焊過程則在壓第一點(diǎn)前先燒個球，其余過程類似。

壓焊是LED封裝技術(shù)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，工藝上主要需要監(jiān)控的是壓焊金絲(鋁絲)拱絲形狀，焊點(diǎn)形狀，拉力。

對壓焊工藝的深入研究涉及到多方面的問題，如金(鋁)絲材料、超聲功率、壓焊壓力、劈刀(鋼嘴)選用、劈刀(鋼嘴)運(yùn)動軌跡等等。

9.點(diǎn)膠封裝

LED的封裝主要有點(diǎn)膠、灌封、模壓三種。基本上工藝控制的難點(diǎn)是氣泡、多缺料、黑點(diǎn)。設(shè)計(jì)上主要是對材料的選型，選用結(jié)合良好的環(huán)氧和支架。手動點(diǎn)膠封裝對操作水平要求很高(特別是白光LED)，主要難點(diǎn)是對點(diǎn)膠量的控制，因?yàn)榄h(huán)氧在使用過程中會變稠。白光LED的點(diǎn)膠還存在熒光粉沉淀導(dǎo)致出光色差的問題。

10.灌膠封裝

Lamp-led的封裝采用灌封的形式。灌封的過程是先在led成型模腔內(nèi)注入液態(tài)環(huán)氧，然后插入壓焊好的led支架，放入烘箱讓環(huán)氧固化后，將led從模腔中脫出即成型。

11.模壓封裝

將壓焊好的led支架放入模具中，將上下兩副模具用液壓機(jī)合模并抽真空，將固態(tài)環(huán)氧放入注膠道的入口加熱用液壓頂桿壓入模具膠道中，環(huán)氧順著膠道進(jìn)入各個led成型槽中并固化。

12.固化與后固化

固化是指封裝環(huán)氧的固化，一般環(huán)氧固化條件在135℃，1小時。模壓封裝一般在150℃，4分鐘。

13.后固化

后固化是為了讓環(huán)氧充分固化，同時對led進(jìn)行熱老化。后固化對于提高環(huán)氧與支架(PCB)的粘接強(qiáng)度非常重要。一般條件為120℃，4小時。

14.切筋和劃片

由于led在生產(chǎn)中是連在一起的(不是單個)，Lamp封裝led采用切筋切斷l(xiāng)ed支架的連筋。SMD-led則是在一片PCB板上，需要劃片機(jī)來完成分離工作。

15.測試

測試led的光電參數(shù)、檢驗(yàn)外形尺寸，同時根據(jù)客戶要求對LED產(chǎn)品進(jìn)行分選。

16.包裝

將成品進(jìn)行計(jì)數(shù)包裝。超高亮LED需要防靜電包裝。

三、Mini LED芯片清洗：

Led芯片倒裝工藝制程應(yīng)用在led芯片封裝上，以期獲得更高的生產(chǎn)效率，更小更輕薄的產(chǎn)品特征，大幅提高led產(chǎn)品的產(chǎn)能，降低生產(chǎn)制造成本，提高市場競爭力，倒裝必然是led芯片封裝的方向。技術(shù)及工藝制成的升級換代，同時也給實(shí)際生產(chǎn)操作帶來了挑戰(zhàn)。倒裝芯片使用錫膏鋼網(wǎng)印刷錫膏的方式，與傳統(tǒng)的SMT鋼網(wǎng)印刷的錫膏方式有很大的不同，由于焊點(diǎn)微小，通常以7號粉、8號粉錫膏為代表性，鋼網(wǎng)印刷孔尺寸往往只有50至100微米之間，為了保障錫膏的印刷品質(zhì)和最終焊接的可靠性，錫膏鋼網(wǎng)的干凈度、印刷可靠性必然成為關(guān)鍵技術(shù)的關(guān)注點(diǎn)和保障點(diǎn)。