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引脚式封装工艺主要工艺说明

2017-11-13 10:51:08 【东智精密】   来源: xiexuhui     阅读

(1)芯片检验
用显微镜检查材料表面

  • 是否有机械损伤及麻点;

  • 芯片尺寸及电极大小是否符合工艺要求;

  • 电极图案是否完整。

(2)扩片
由于LED芯片在划片后依然排列紧密间距很小(约0.1mm),不利于后工序的操作。
采用扩片机对黏结芯片的膜进行扩张,使LED芯片的间距拉伸到约0.6mm。
也可以采用手工扩张,但很容易造成芯片掉落浪费等不良问题。

(3)点胶
在LED支架的相应位置点上银胶或绝缘胶。

  • 对于GaAs、SiC导电衬底,具有背面电极的红光、黄光、黄绿芯片,采用银胶。

  • 对于蓝宝石绝缘衬底的蓝光、绿光LED芯片,采用绝缘胶来固定芯片。

工艺难点在于点胶量的控制,在胶体高度、点胶位置均有详细的工艺要求。

由于银胶和绝缘胶在贮存和使用均有严格的要求,银胶的醒料、搅拌、使用时间都是工艺上必须注意的事项。

(4) 备胶
和点胶相反,备胶是用备胶机先把银胶涂在LED背面电极上,然后把背部带银胶的LED安装在LED支架上。备胶的效率远高于点胶,但不是所有产品均适用备胶工艺。

(5)手工刺片
将扩张后LED芯片(备胶或未备胶)安置在刺片台的夹具上,LED支架放在夹具底下,在显微镜下用针将LED芯片一个一个刺到相应的位置上。
手工刺片和自动装架相比有一个好处,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。

(6)自动装架
自动装架其实是结合了沾胶(点胶)和安装芯片两大步骤:

  • 先在LED支架上点上银胶(绝缘胶),

  • 然后用真空吸嘴将LED芯片吸起移动位置,

  • 再安置在相应的支架位置上。

自动装架在工艺上主要要熟悉设备操作编程,同时对设备的沾胶及安装精度进行调整。
在吸嘴的选用上尽量选用胶木吸嘴,防止对LED芯片表面的损伤,特别是兰、绿色芯片必须用胶木的。因为钢嘴会划伤芯片表面的电流扩散层。

(7)烧结
烧结的目的是使银胶固化,烧结要求对温度进行监控,防止批次性不良。
银胶烧结的温度一般控制在150℃,烧结时间2小时。根据实际情况可以调整到170℃,1小时。
绝缘胶一般150℃,1小时。

银胶烧结烘箱的必须按工艺要求隔2小时(或1小时)打开更换烧结的产品,中间不得随意打开。
烧结烘箱不得再其他用途,防止污染。

(8)压焊
压焊的目的将电极引到LED芯片上,完成产品内外引线的连接工作。
LED的压焊工艺有两种:

  • 金丝球焊

  • 铝丝压焊

1)铝丝压焊过程:

  • 先在LED芯片电极上压上第一点,

  • 再将铝丝拉到相应的支架上方,压上第二点后扯断铝丝。

2)金丝球焊过程:
在压第一点前先烧个球,其余过程类似。

压焊是LED封装技术中的关键环节,工艺上主要需要监控的是压焊金丝(铝丝)拱丝形状,焊点形状,拉力。
对压焊工艺的深入研究涉及到多方面的问题,如金(铝)丝材料、超声功率、压焊压力、劈刀(钢嘴)选用、劈刀(钢嘴)运动轨迹等等。

点胶封装 :TOP-LED和Side-LED适用点胶封装。

点胶封装基本上工艺控制的难点是气泡、多缺料、黑点。
设计上主要是对材料的选型,选用结合良好的环氧和支架。(一般的LED无法通过气密性试验)

手动点胶封装对操作水平要求很高(特别是白光LED),主要难点是对点胶量的控制,因为环氧在使用过程中会变稠。
白光LED的点胶还存在荧光粉沉淀导致出光色差的问题。

(10)灌胶封装
Lamp-LED的封装采用灌封的形式,灌封的过程是:

  • 先在LED成型模腔内注入液态环氧,

  • 然后插入压焊好的LED支架,放入烘箱让环氧固化后,

  • 将LED从模腔中脱出即成型。

(11)模压封装

  • 将压焊好的LED支架放入模具中,

  • 将上下两副模具用液压机合模并抽真空,

  • 将固态环氧放入注胶道的入口加热,

  • 用液压顶杆压入模具胶道中,

  • 环氧顺着胶道进入各个LED成型槽中并固化。

(12)固化与后固化
固化是指封装环氧的固化,一般环氧固化条件在135℃,1小时。
模压封装一般在150℃,4分钟。
后固化是为了让环氧充分固化,同时对LED进行热老化。
后固化对于提高环氧与支架(PCB)的粘接强度非常重要。
一般条件为120℃,4小时。

(13)切筋和划片
由于LED在生产中是连在一起的(不是单个),Lamp封装LED采用切筋切断LED支架的连筋。
SMD-LED则是在一片PCB板上,需要划片机来完成分离工作。

(14)测试
测试LED的光电参数、检验外形尺寸,同时根据客户要求对LED产品进行分选。
(15)包装
将成品进行计数包装。超高亮LED需要防静电包装。


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