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1LED封装技术2LED器件封装将芯片与相关功能器件和电路等,封入一特制的管壳内,使芯片和电路与外界环境隔绝，避免外界有害气氛的侵蚀，满足各种恶劣环境的应用要求，提高器件的可靠性，为器件提供一个合适的外引线，提高器件的电、光性能。芯片器件3LED:What’sinside?电极LED芯片透明环氧树脂圆顶金线有反射碗的阴极杆设计生长加工封装检测封装好的LEDLED的组成部分工艺流程:4LED的基本结构5LED封装目的-保护内部线路(晶片、金线)-连接外部线路-提供SolderJoint-提供散热途径-光学控制，提高出光效率，优化光束分布;ICChipHumidity___ESD6•LED封装是一个涉及到多学科（如光学、热学、机械、电学、力学、材料、半导体等）的研究课题。需对光、热、电、结构等性能统一考虑。不但材料（散热基板、荧光粉、灌封胶）的选择很重要，封装结构（如热学界面、光学界面）对LED光效和可靠性影响也是非常大的。LED封装重要性！7LED封装物料芯片支架银胶金线环氧树脂荧光粉8现阶段常用芯片分类芯片单电极芯片：大部分为红光，黄光。双电极芯片：大部分为蓝光，绿光。24mil（609μmx609μm）40mil（1000μmx1000μm）9支架•支架是LED最主要的原物料之一，是LED的中负责导电与散热部件，并且与晶片金线相连，在LED工艺中起重要作用。•支架的作用：用来导电和支撑晶片。•支架的组成：一般来说是由支架素材经过电镀而形成，由里到外是素材、铜、镍、铜、银这五层所组成。10银胶•作为无铅材料的一种，导电银胶广泛应用于电子元器件的封装，如用于固晶。LEDchipmountedtoreflectorwithelectrically-conductive,silver-filledadhesive11padLead金线CABDE金线对LED产品可谓是极为重要的物料，其性能严重影响产品的性能，所以对金线的评估工作也尤为重要。一般的评估方法：焊线实验、跌落实验、冷热冲击实验12环氧树脂A/B胶A胶一般为淡蓝色液状，B胶呈淡黄色或透明液状以透明无色、杂质含量低、粘度低为原则。13硅树脂•硅树脂是具有高度交联结构的热固性聚硅氧烷聚合物。•硅树脂分子侧基主要是甲基，引入苯基可以提高热弹性及黏接性，改善与有机聚合物及颜料的兼容性，引入乙基、丙基或长链烷基可以提高对有机物的亲和性，并改善憎水性；引入乙烯基及氢基，可以使用铂催化加成反应及过氧化物引发交联反应；引入碳官能基则可以与更多有机化合物反应，改善对基材的黏接性。14荧光粉硅胶荧光粉蓝光芯片左图为用不同波长的蓝光芯片激发某一款荧光粉后得到的出光谱线。15增亮剂1.具有光触媒作用,活化激发荧光粉,以提高亮度.2.与荧光粉和环氧树脂混合,具有提高环氧树脂在加热硬化过程之热稳定性.3.用于LED封装时,可产生较好白光之均匀性,产生高亮度的白光.16染色剂•一般以20%的透明油容性染料添加80%的主体环氧树脂后，加温搅拌混溶即可小量添加，可消除树脂及其他材料添加造成的微黄色，并可保证固化后颜色的纯正。注意透明油容性染料的选择，需具备至少150-180度的耐温条件，以防止加温固化时变色。17•引脚式封装•平面式封装•表贴封装•食人鱼封装•功率型封装常用的LED芯片封装方式18封装发展历史垂直LED、侧发光LED、顶部发光LED、表面贴装LED、高功率LED、覆晶LED19小功率LED封装•引脚式封装；•平面式封装；•表面贴装式SMDLED；•食人鱼PiranhaLED；20LED封装举例保护管芯控制光的发散角提高光出射效率2122LED封装形式1.直插式□Lamp-LED2.贴片型(SMD)□Chip-LED□TOP-LED□Side-LED3.功率型□Power-LED根据不同的应用场合、不同的外形尺寸、散热方案和发光效果，LED封装形式多种多样。23LEDLamp发光颜色类型：红外，红，黄，绿，蓝，白，全彩，etc.直径：Φ3，Φ5，Φ8，Φ10，etc.封胶类型：无色透明，无色扩散，有色透明，有色扩散出光面外观类型：圆头，平头，草帽型，钢盔型，etc.SMDTopChipSideviewPowerLED功率：1W，2W，3W，5W，7W，10W，12W，etc.颜色：红外，红，黄，绿，蓝，白，etc.结构：倒装芯片、布拉格反射层等LED封装形式24LED封装生产工艺流程装片工段键合工段灌封工段绝缘胶；银胶（导电胶）；芯片金线环氧树脂；硅胶；透镜；铝基板；荧光粉；扩散剂；25装片是指把芯片粘接到引线框架上的指定位置，为丝状引线的连接提供条件的工序。装片质量的好坏直接影响到后道键合工序的质量，并对产品的性能和可靠性产生影响。装片工艺描述26键合工艺描述键合是引线焊接的一种方式，是在热压的基础上增加超声波能量来实现芯片和引线框架之间连接的过程。27键合工艺描述•键合的过程，先在LED芯片电极上压上第一点，再将金丝拉到相应的支架上方，压上第二点后扯断金丝。•键合是LED封装技术中的关键环节，工艺上主要需要监控的是金丝弧度，焊点形状，拉力。对键合工艺的深入研究涉及到多方面的问题，如金丝材料、超声功率、键合压力、劈刀选用、劈刀运动轨迹等等。28灌封工段•LAMPLED自动灌胶机•大功率白光灌封流程29Lamp封装工艺流程扩晶固晶烘烤焊线灌胶配胶短烤长烤切一(上Bar)电镀切一(负极)排测&外观切二分光点荧光胶烤荧光胶配粉白光包装30Lamp-LED（垂直LED）•LED引脚式封装(直插式)采用引线架作各种封装外型的引脚，是最先研发成功投放市场的封装结构.标准LED被大多数客户认为是目前显示行业中最方便、最经济的解决方案典型的传统LED安置在能承受0.1W输入功率的包封内，其90％的热量是由正负极的引脚架散发至PCB板，再散发到空气中，31LEDlamp结构32Lamp-LED封装1.扩晶由于LED芯片在切割后依然排列紧密间距很小(约0.1mm)，不利于固晶工序的操作。故采用扩晶机对粘结芯片的膜进行扩张，使LED芯片的间距拉伸到约0.6mm。GOODReject撕蓝膜正确手法33Lamp-LED封装2.固晶固晶其实是结合了点胶和固晶两大步骤，先用点胶Pin在LED支架上点上银胶/绝缘胶，然后用真空吸嘴将LED晶片吸起移动位置，再安置在相应的支架位置上。2.1原物料支架晶片银胶/绝缘胶支架晶片银胶34Lamp-LED封装2.2管制要点固晶位置点胶位置银胶量(1/3-1/2晶片高度)支架、晶片放置方向固晶后及时烘烤银胶/绝缘胶储存条件：-15℃~-40℃回温条件：60min搅拌时间：15-30min使用期限：24hrs胶盘清洗：1次/24hrs90°蓝膜晶片方向固晶后晶片方向35Lamp-LED封装3.烘烤烘烤的目的是使银胶固化，使晶片固着于支架上，利于后续工艺作业。银胶烘烤的温度一般控制在150℃，2小时。正在烘烤银胶的烤箱必须按工艺要求作业，中间不得随意打开。烘烤银胶的烤箱不得再其他用途，防止污染。3.1管制要点烘烤温度烘烤时间晶片推力≥60g，且可接受的破坏模式为C、DA.晶片与银胶被推掉，且支架上无残胶。B.晶片与银胶脱离，且晶片上无残胶D.晶片被推断C.银胶被推断，且支架上有残胶36Lamp-LED封装4.焊线利用热及超声波,使用金线焊接于晶片上焊垫及支架上连接内外部线路，使晶片得以与外界沟通。金线4.1原物料金线37Lamp-LED封装4.2管制要点焊线外观金线拉力金球推力线弧高度晶片/Die支架/L/F魚尾/Stitch线颈/Neck峰端/Peak金球/Ball支架/L/F焊垫/BondPad金线/Wire线颈/NeckDCBAE项目线径规格可接受之破坏模式金线拉力Wirepull0.9mil≥5gB、C、D1.0mil≥6g1.2mil≥8g金球推力Ballshear0.9mil≥25gD、E1.0mil≥30g1.2mil≥40g金线焊接定义金球推力破坏模式38Lamp-LED封装4.3打线方式(1)SingleBond(2)DoubleBondBBOSBSOBForwardbonding(正打)Reversebonding(反打)SingleBondBBOSBSOB-正打BSOB-反打39Lamp-LED封装BBOSBSOS-正打BSOS-反打SingleBond二焊侧面BBOS二焊侧面BSOB二焊侧面40Lamp-LED封装5.封装利LED的封装主要有点胶、灌封、模压三种。目的是保护内部的电路免受外部电路的破坏或不受影响。Lamp-LED的封装采用灌封的形式。灌封的过程是先在LED成型模粒内注入液态环氧树脂，然后插入焊好线的LED支架，放入烤箱让环氧树脂固化后，将LED从模粒中脱出即成型。5.1原物料A/B胶色素(C)扩散剂(DF)耗材：模条41Lamp-LED封装5.2管制要点(1)配胶•A胶/色素/扩散剂预热:70℃,1hr•配胶比:A:B、A:B:C/A:B:DF、A:B:C:DF•配胶顺序:色素→扩散剂→A胶→B胶•搅拌:5~10min•制样:4pcs•抽真空:50±5℃,15min(2)灌胶•上料方向•粘胶量•灌胶量•胶的使用时间:1.5hrs•外观(3)模条•使用次数:50次•卡点•导柱42Lamp-LED封装6.短烤灌胶后环氧树脂固化，一般环氧固化条件在120℃，1hr。6.1管制要点(1)箱式烤箱温度时间摆放(2)隧道烤箱阶梯温度43Lamp-LED封装7.长烤长烤是为了让环氧树脂充分固化，同时对LED进行热老化。长烤对于提高环氧树脂与支架的粘接强度非常重要。一般长烤条件为130℃，8hrs。7.1管制要点温度时间摆放44Lamp-LED封装8.切一(上Bar)切上Bar是用模具将连接Lamp-LED支架的横筋切除，利于后续电镀作业，此工序多用于半镀支架。8.1管制要点切面偏移毛刺歪头压伤45Lamp-LED封装9.电镀(镀锡)电镀的目的是在基材上镀上金属镀层，改变基材表面性质或尺寸。Lmap-LED半镀支架半成品主要进行镀锡作业。9.1管制要点密着性:指镀层与基材间的结合力，密着性不佳则镀层会有脱离现象。致密性:指镀层金属本身之间结合力，晶粒细小无杂质则有很好的致密性，若是致密性不佳则会导致电镀表层粗糙。均一性:指电镀浴能使镀件表面沉积均匀厚度的镀层之能力。好的均一性可在凹处难镀到的地方也能镀上，对美观、耐腐蚀性很重要。美观性:镀件要具有美感，必须无斑点、起泡脱皮缺陷，表面需保持光泽、光滑。46Lamp-LED封装10.切一(负极)切负极是用模具将Lamp-LED半成品负极切出来，利于后续排测外观作业。10.1管制要点切脚方向短脚尺寸外观47Lamp-LED封装11.排测&外观区分良品与不良品(包括制程不良、电性不良、电镀不良）11.1管制要点参见外观规格(部分不良图未)48Lamp-LED封装12.切二切二是Lamp-LED支架下Bar切除，得到单颗Lamp-LED成品。12.1管制要点短脚尺寸外观49Lamp-LED封装13.分光测试LED的光电参数，根据客户要求对LED产品进行分选。13.1管制要点校机光电参数(1)VF:电压V(2)IV:光强mcd(3)WD:波长nm(4)CIEx/y:光色50Lamp-LED封装14.包装将成品进行计数包装。白管、蓝管和翠绿管等产品用防静电袋包装。14.1管制要点称重封口标签装箱51平面式封装1）原理平面式封装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”字管、矩阵管等。52（2）结构平面式封装53SMDLED（表面贴片LED）•SMD：它是SurfaceMountedDevices的缩写，意为：表面贴装器件.•它是SMT(SurfaceMountTechnology中文:表面黏著技术）元器件中的一种。•表面贴片LED（SMD）是一种新型的