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詳細說明
一、LED生產工藝
a)清洗：采用超聲波清洗PCB或LED支架,并烘干。
b)裝架：在LED管芯(大圓片)底部電極備上銀膠后進行擴張,將擴張后的管芯(大圓片)安置在刺晶臺上,在顯微鏡下用刺晶筆將管芯一個一個安裝在PCB或LED支架相應的焊盤上,隨后進行燒結使銀膠固化。
c)壓焊：用鋁絲或金絲焊機將電極連接到LED管芯上,以作電流注入的引線。LED直接安裝在PCB上的,一般采用鋁絲焊機。(制作白光TOP-LED需要金線焊機)
d)封裝：通過點膠,用環氧將LED管芯和焊線保護起來。在PCB板上點膠,對固化后膠體形狀有嚴格要求,這直接關系到背光源成品的出光亮度。這道工序還將承擔點熒光粉(白光LED)的任務。
e)焊接：如果背光源是采用SMD-LED或其它已封裝的LED,則在裝配工藝之前,需要將LED焊接到PCB板上。
f)切膜：用沖床模切背光源所需的各種擴散膜、反光膜等。
g)裝配：根據圖紙要求,將背光源的各種材料手工安裝正確的位置。
h)測試：檢查背光源光電參數及出光均勻性是否良好。
i)包裝：將成品按要求包裝、入庫。
二、LED封裝工藝
a)LED的封裝的任務
是將外引線連接到LED芯片的電極上,同時保護好LED芯片,并且起到提高光取出效率的作用。關鍵工序有裝架、壓焊、封裝。
b）LED封裝形式
LED封裝形式可以說是五花八門,主要根據不同的應用場合采用相應的外形尺寸,散熱對策和出光效果。LED按封裝形式分類有Lamp-LED、TOP-LED、Side-LED、SMD-LED、High-Power-LED等。
c)LED封裝工藝流程
d）封裝工藝說明
1.芯片的檢驗—鏡檢：
材料表面是否有機械損傷及麻點麻坑
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。我們采用擴片機對黏結芯片的膜進行擴張,是LED芯片的間距拉伸到約0.6mm。也可以采用手工擴張,但很容易造成芯片掉落浪費等不良問題。
3.點膠
在LED支架的相應位置點上銀膠或絕緣膠。
(對于GaAs、SiC導電襯底,具有背面電極的紅光、黃光、黃綠芯片,采用銀膠。對于藍寶石絕緣襯底的藍光、綠光LED芯片,采用絕緣膠來固定芯片。)
工藝難點在于點膠量的控制,在膠體高度、點膠位置均有詳細的工藝要求。
由于銀膠和絕緣膠在貯存和使用均有嚴格的要求,銀膠的醒料、攪拌、使用時間都是工藝上必須注意的事項。
4.備膠
和點膠相反,備膠是用備膠機先把銀膠涂在LED背面電極上,然后把背部帶銀膠的LED安裝在LED支架上。備膠的效率遠高于點膠,但不是所有產品均適用備膠工藝。
5.手工刺片
將擴張后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品.
6.自動裝架
自動裝架其實是結合了沾膠(點膠)和安裝芯片兩大步驟,先在LED支架上點上銀膠(絕緣膠),然后用真空吸嘴將LED芯片吸起移動位置,再安置在相應的支架位置上。
自動裝架在工藝上主要要熟悉設備操作編程,同時對設備的沾膠及安裝精度進行調整。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。因為鋼嘴會劃傷芯片表面的電流擴散層。
7.燒結
燒結的目的是使銀膠固化,燒結要求對溫度進行監控,防止批次性不良。
銀膠燒結的溫度一般控制在150℃,燒結時間2小時。根據實際情況可以調整到絕緣膠一般150℃,1小時。
銀膠燒結烘箱的必須按工藝要求隔2小時(或1小時)打開更換燒結的產品,中間不得隨意打開。燒結烘箱不得再其他用途,防止污染。
8.壓焊
壓焊的目的將電極引到LED芯片上,完成產品內外引線的連接工作。
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,再將鋁絲拉到相應的支架上方,壓上第二點后扯斷鋁絲。金絲球焊過程則在壓第一點前先燒個球,其余過程類似。
壓焊是LED封裝技術中的關鍵環節,工藝上主要需要監控的是壓焊金絲(鋁絲)拱絲形狀,焊點形狀,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)運動軌跡等等。(下圖是同等條件下,兩種不同的劈刀壓出的焊點微觀照片,兩者在微觀結構上存在差別,從而影響著產品質量。)我們在這里不再累述。
9.點膠封裝
LED的封裝主要有點膠、灌封、模壓三種。
基本上工藝控制的難點是氣泡、多缺料、黑點。設計上主要是對材料的選型,選用結合良好的環氧和支架。(一般的LED無法通過氣密性試驗)如右圖所示的TOP-LED和Side-LED適用點膠封裝。
手動點膠封裝對操作水平要求很高(特別是白光LED),主要難點是對點膠量的控制,因為環氧在使用過程中會變稠。白光LED的點膠還存在熒光粉沉淀導致出光色差的問題。
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成型模腔內注入液態環氧,然后插入壓焊好的LED支架,放入烘箱讓環氧固化后,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合模并抽真空,將固態環氧放入注膠道的入口加熱用液壓頂桿壓入模具膠道中,環氧順著膠道進入各個LED成型槽中并固化。
12.固化與后固化
固化是指封裝環氧的固化,一般環氧固化條件在135℃,1小時。模壓封裝一般在150℃,4分鐘。
13.后固化
管理預案措施平安防護措施施工現場設專職平安員巡視定期召開平安會進入施工現場必需戴平安帽禁止穿拖鞋或光腳在無防護設施的高空施工時必需系平安帶嚴禁酒后操作高空作業裝置時采用吊籃防護
措施操作人員的平安帶系在吊籃上施工時必需佩戴平安帶高空作業必需系平安帶臨時用電管理措施加強施工用電管理對施工人員進行平安用電教育現場各種電氣設備未經檢查合格不準使用使用中的電氣
設備應保持正常的工作狀態嚴禁故障運行配電箱必需堅固完整嚴密并加鎖箱門上涂紅色危險標志箱內不能有雜物并
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