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LED灯珠封装原因及步骤详解

文章出处:本站 作者:powide 人气: 34 发表时间:2018/7/13 18:07:33

封装,在电子器件方面,就是指把硅片上的电路管脚,用导线接引到外部接头处,以便与其它器件连接[封装]LED灯珠作为电子元件的一员,也会涉及到封装技术的运用,下面就来介绍下LED灯珠封装以及封装的流程。

直插式LED灯珠

一、LED灯珠封装的原因

1、LED灯珠封装的作用

关于LED灯珠的封装技术,大部分都是由半导体分离器件封装技术基础上加以改进和发展而来的,也可以说是由半导体分离器件封装技术演变成今天的LED封装,通俗来讲,就是把普通的二极管管芯密封在封装容器里面,主要的作用是保护芯片和完成电气结构的互连,除此之外还可以保护光源不会受到周围环境的影响,比如周边的空气湿度和温度。

2、LED灯珠封装的目的

LED灯珠封装的目的主要有四点:

(1)是可以防止受到湿气等外部因素影响;
(2)能够有效的进行热量排出;
(3)可以以机械的方式进行导线连接;
(4)能提供手持等样式的特殊形体。

3、LED封装的必要性

相信在这个行业中的朋友都应该知道,LED芯片是一种体积很小的固体,尤其是它的两个电极,需要在显微镜下才能看的清楚,在加入电流后芯片就会发出亮光,在制作过程中,需要对LED芯片和两个电极进行重要保护,还要进行精密的两个电极焊接操作,在整个制作生产过程中,都是需要经过严格检查和规范操作的,只有这样才能生产出客户需要的产品质量。

大功率LED灯珠

二、LED灯珠封装的步骤

1、首先是LED芯片检验

镜检:材料表面是否有机械损伤及麻点麻坑,LED芯片电极大小及尺 寸是否符合工艺要求;电极图案是否完整

2、扩片机对其扩片

由于LED芯片在划片后依然排列紧密间距很小,不利于后工序的操作。我 们采用扩片机对黏结芯片的膜进行扩张,是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。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。

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6、自动装架

自动装架其实是结合了沾胶和安装芯片两大步骤,先在LED支架上点上银 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°C,烧结时间2小时。根据实际情况可以调整到170°C,1小时。绝缘胶一般150C,1小时。
银胶烧结烘箱的必须按工艺要求隔2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 的压焊工艺有金丝球焊和铝丝压焊两种。右图是铝丝压焊的过程,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。 金丝球焊过程则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,如金丝材料、超声功率、压焊压力、 劈刀选用、劈刀运动轨迹等等。

9、点胶封装

LED的封装主要有点胶、灌封、模压三种。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 情况下TOP-LED和Side-LED适用点胶封装。手动点胶封装对操作水平要求很 高,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。

贴片LED灯珠

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°C,1小时。模压封装 一般在150 C,4分钟。

13、后固化

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 环氧与支架的粘接强度非常重要。一般条件为120C,4小时。

14、切筋和划片

由于LED在生产中是连在一起的,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。

贴片LED灯珠

15、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。

16、包装

把成品进行计数包装。其中超高亮LED需要防静电包装。

上面就介绍了LED灯珠封装的作用以及必要性,同时也详细介绍了LED灯珠封装的步骤,可以看出LED灯珠的封装制作是一个非常精细的工作,需要有较好的技术积累和先进设备的配合,才能制造出高品质的LED灯珠。



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