LED生产工艺流程及多种封装技术详解 - 广州国际照明展

生产工艺详解

清洗与烘干：采用超声波技术对PCB或LED支架进行彻底清洗，随后进行烘干处理，以确保生产过程的洁净度。

装架与烧结：在LED管芯底部电极上涂抹银胶后进行扩张，借助刺晶台和显微镜，用刺晶笔将管芯逐个精准地安装在PCB或LED支架的相应焊盘上。完成后，通过烧结使银胶固化，确保连接的稳固性。

压焊与引线：使用铝丝或金丝焊机将电极与LED管芯相连，以实现电流的有效注入。对于直接安装在PCB上的LED，通常采用铝丝焊机进行连接；若需制作白光TOP-LED，则需使用金线焊机以确保更高的工艺要求。

封装与保护：通过精确点胶，使用环氧树脂将LED管芯和焊线全面保护起来。这一步骤不仅涉及到对PCB板上胶体形状的严格把控，还承担着点荧光粉（对于白光LED而言）的重要任务。

焊接与装配：若背光源采用SMD-LED或其他已封装的LED，则需在装配前将LED焊接到PCB板上。随后，根据图纸要求，手工将背光源的各种材料安装到正确位置，完成装配工艺。

测试与包装：对完成装配的背光源进行光电参数及出光均匀性的严格测试，确保产品质量。最后，按照要求对合格产品进行包装和入库，以便后续销售或使用。

封装工艺详解

LED封装任务：将外引线与LED芯片的电极相连接，同时确保LED芯片得到妥善保护，并致力于提升光取出效率。这一过程涉及装架、压焊及封装等关键步骤。

LED封装形式：针对不同的应用场合，LED封装形式呈现出多样化特点，包括Lamp-LED、TOP-LED、Side-LED、SMD-LED以及High-Power-LED等，它们各自具有特定的外形尺寸、散热策略和出光效果。

LED封装工艺流程：接下来，我们将深入探讨LED的封装工艺流程。

封装工艺详细说明

芯片检验：这一步骤涉及对LED芯片的全面检查。通过镜检，我们仔细评估芯片表面是否有机械损伤或麻点麻坑，同时确保芯片尺寸及电极大小均符合工艺要求，并且电极图案完整无误。

扩片：由于LED芯片在划片后间距紧密，不利于后续操作，因此需要采用扩片机将黏结芯片的膜进行扩张，将间距拉伸至约6mm。虽然手工扩张也是一种选择，但可能会造成芯片掉落等不良后果。

点胶：在LED支架的指定位置上，需要精确地涂上适量的银胶或绝缘胶。对于不同的芯片类型，如GaAs、SiC导电衬底的红光、黄光、黄绿芯片，我们选用银胶进行固定；而对于蓝宝石绝缘衬底的蓝光、绿光LED芯片，则采用绝缘胶进行固定。这一步骤的难点在于对点胶量的精准控制，同时还需要注意胶体高度和点胶位置的细节。此外，银胶和绝缘胶的贮存和使用也有严格的要求，包括醒料、搅拌以及使用时间等。

备胶：与点胶相对，备胶工艺是先将银胶涂在LED背面电极上，然后将带银胶的LED芯片安装在LED支架上。这种方法的效率较高，但并非适用于所有产品。

手工刺片：在显微镜下，操作人员使用针将扩张后的LED芯片（无论是备胶还是未备胶）逐个刺到相应的位置上。这种方法的优点是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。

自动装架：自动装架结合了沾胶和安装芯片两大步骤。首先在LED支架上点上适量的银胶（或绝缘胶），然后利用真空吸嘴将LED芯片吸起并移动到指定位置进行安装。这一步骤需要熟悉设备操作编程，并调整设备的沾胶及安装精度。同时，在吸嘴的选择上应尽量使用胶木吸嘴，以避免对LED芯片表面的损伤。特别是对于兰、绿色芯片，必须选用胶木吸嘴，因为钢嘴可能会划伤芯片表面的电流扩散层。

烧结工艺：烧结的核心理在于使银胶得以固化。在烧结过程中，必须严密监控温度，以防止出现批次性不良。通常，银胶的烧结温度设定为150℃，并持续烧结2小时。若实际情况需要，也可调整至170℃烧结1小时。对于绝缘胶，烧结温度则设定为150℃，持续1小时。需特别注意的是，在烧结过程中，烘箱必须按照工艺要求定时打开，更换烧结的产品，且中间不得随意打开。此外，烧结烘箱应专为烧结之用，以防止交叉污染。

压焊工艺：压焊的目的是将电极引至LED芯片，从而完成产品内外引线的连接。此工艺包含金丝球焊和铝丝压焊两种方法。以铝丝压焊为例，其过程为：首先在LED芯片电极上压上第一点，接着将铝丝拉至相应支架上方，压上第二点后扯断铝丝。金丝球焊的过程则类似，但在压第一点前需先烧个球。在压焊过程中，需要监控的工艺参数包括金丝（铝丝）拱丝形状、焊点形状以及拉力。同时，对压焊工艺的深入研究还涉及金（铝）丝材料选择、超声功率控制、压焊压力调整、劈刀（钢嘴）选用等多个方面。这些因素都会对产品质量产生直接影响。

点胶封装：LED的封装方式之一是点胶，它涉及到气泡、多缺料和黑点等工艺难题。在材料选型上，需要选用结合良好的环氧和支架。点胶封装适用于TOP-LED和Side-LED，但手动操作对点胶量的控制要求极高，特别是对于白光LED，因为环氧会随使用而变稠，还存在荧光粉沉淀导致出光色差的问题。

灌胶封装：Lamp-LED则采用灌封方式，即先在LED成型模腔内注入液态环氧，再插入压焊好的LED支架，经过烘箱固化后脱模。

模压封装：此方式涉及将压焊好的LED支架放入模具中，通过液压机合模并抽真空，将固态环氧加热后压入模具胶道，环氧在模具中固化成型。

固化与后固化：固化是封装环氧的关键步骤，通常在135℃下进行1小时。后固化则旨在让环氧充分固化并提高与支架（PCB）的粘接强度，条件为120℃下持续4小时。

切筋和划片：由于LED在生产中往往是连在一起的，因此需要切筋或划片来分离单个LED。Lamp封装LED采用切筋方式，而SMD-LED则通过划片机完成分离。

测试与包装：最后，对成品进行光电参数测试、外形尺寸检验，并根据客户要求进行分选和包装。对于超高亮LED，还需要进行防静电包装以确保产品质量。