LED封装基础知识(精)
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LED封装物料培训尊敬的各位员工:大家好!今天我将为大家介绍一下LED封装物料的相关知识,希望能够帮助大家更好地了解LED封装,并提高工作效率。
首先,我们先来了解一下什么是LED封装。
LED封装是指将LED芯片粘在导电或非导电基板上,并通过引线与外部电子线路连接起来,然后再用封装胶或封装树脂进行封装,以保护LED芯片和引线,同时起到增强光线集中度和防潮防尘的作用。
LED封装物料通常包括以下几种主要材料:1. LED芯片:LED封装中最核心的部分,是产生光的关键元件,也是决定LED灯光性能的关键因素。
2. 基板:用于固定LED芯片的载体,可以是金属基板、陶瓷基板、玻璃基板等,根据不同的应用需求选择相应的材料。
3. 导线:用于连接LED芯片与外部电子线路的导电线,通常采用金属导线,如金丝、银丝等。
4. 封装胶或封装树脂:用于将LED芯片和引线进行封装,保护LED芯片和引线不受外界环境的影响,并起到增强光线集中度的作用。
常见的封装胶有环氧树脂、有机硅封装胶等。
在使用LED封装物料时,需要注意以下几点:1. 物料的选择:根据LED产品的具体要求,选择合适的LED 芯片、基板和封装胶等物料,确保LED产品的性能和质量。
2. 封装工艺控制:LED封装过程中要注意控制温度、压力和时间等参数,确保封装胶能够完全固化,避免出现胶水流动或发黏的情况。
3. 质量检测:对封装好的LED产品进行质量检测,包括外观检查、发光效果检测、电气性能测试等,确保LED产品的质量达到要求。
LED封装物料的正确选择和使用对LED产品的性能和质量有着重要影响,希望大家在工作中能够加强对LED封装物料相关知识的学习和理解,提高工作效率,更好地为公司发展贡献力量。
感谢大家的聆听!谢谢!【续写】5. 环境因素:LED封装物料的使用应该避免在潮湿的环境中进行,以免影响封装胶的固化效果。
此外,温度也是需要注意的因素。
在封装过程中,应确保温度适宜,不要过高或过低,以免对LED芯片产生热应力或影响封装胶的质量。
一支架:⏹常用铜柱2.6—2.9mm,杯深0.2—0.5mm。
⏹支架上常用塑胶料有PP和PPA两种。
⏹PP耐热性好,其热变形温度为80-100℃,能在沸水中煮。
耐应力开裂性好,有很高的弯曲疲劳寿命,品质轻、韧性好、耐化学性好。
缺点:尺寸精度低、刚性不足、耐候性差、易产生“铜害”,它具有后收缩现象,脱模后,易老化、变脆、易变形。
⏹PPA塑料的热变形温度高达300°C以上,连续使用温度可达170°C,耐热性能好,强度好、硬度高。
一般用的是PPA朔料。
二.Led透镜⏹透镜在LED的应用中有一次透镜,二次透镜,三次透镜之分,在光源上的透镜为一次透镜。
一次透镜是直接封装在LED芯片支架上,与LED成为一个整体,LED芯片理论上时360°,实际上芯片放置于LED支架上得以固定及封装,所以芯片最大发光角度是180°,另外芯片还会有一些杂散光线,通过一次透镜可以有效汇聚chip的所有光线并可得如180°,160°,140°,120°,90°,60°等不同出光角度(角度越大出光率越高)。
⏹LED透镜有4种:硅胶透镜,PMMA透镜,PC透镜,玻璃透镜。
⏹硅胶透镜:耐温高,体积小,直径3-10mm。
⏹PMMA透镜(亚克力透镜):光学级PMMA,塑料类材料,透光率93%,缺点:温度不超过80°。
⏹PC透镜:光学级材料,又称聚碳酸酯,透光率高89%,温度不能超过110°,热变形温度135°。
⏹玻璃透镜:光学玻璃材料,透光率97%,耐温高,缺点:形状单一,易碎,批量生产不易实现,效率低,成本高。
三.Led硅胶⏹LED硅胶是一种LED封装的辅料,具有高折射率和高透光率,在工艺中主要是应用于填充,主要起保护芯片和增加出光率的作用。
一般硅胶有几种类型一种是填充胶,一种是和荧光粉混合的硅胶,我们现在用的混合硅胶是天宝1521ABA/B。
LED封装材料基础知识
封装材料是LED(发光二极管)的基础知识,是LED的发光驱动能量
和散热解决方案。
它的主要任务是用来固定LED,提供耦合和遮蔽,以满
足要求的电学特性;另外,它还可以用来改变LED光学特性。
它是用环氧
树脂电镀封装技术将LED的封装体封装在LED主体上的。
它的具体材料可
以分为塑料和金属,它们的特点分别为:
塑料:主要由PPS、PC、PP等材料制成,具有较强的耐热性能,但有
一定的热膨胀率,可以依赖热熔材料将LED封装体封装在LED主体上。
同时,塑料封装技术对电阻温度的控制特别重要,其中使用的材料热导率很
低(热导率0.2w/m-k),能够有效降低LED因热而引起的温度升高。
金属:金属封装技术主要是采用铝合金材料包裹LED,由于铝合金具
有良好的散热性能和电磁屏蔽性能,故而能够有效地降低LED半导体温度,同时具有良好的发光特性。
此外,由于金属封装体的电磁屏蔽性能优良,
故而在高讯号密度的地方和高速应用方面很有利。
总之,LED封装材料对于LED性能起到至关重要的作用,塑料和金属
都有它们自己的特点,在使用上应该根据适当地环境和应用条件进行选择。
大功率LED封装工艺系列之固晶篇一、基础知识1.目的:用银胶将芯片固定在支架的载片区上,使芯片和支架形成良好的接触。
2.技术要求2.1 胶量要求:芯片必须四面包胶,银胶高度不得超过芯片高度的1/3,如图12.2 芯片的表观要求:芯片要求放置平整、无缺胶、粘胶、装反(电极)、芯片无损伤,沾污。
3.工艺要求3.1 材料使用保存条件材料名称温度湿度贮存时间银胶20℃~25℃ 45%-75% 48小时0℃ 45%-75% 3个月-15℃ 45%-75% 6个月支架密封储存于恒温干燥箱内两年芯片密封储存于恒温干燥箱内两年注:恒温干燥箱条件为温度:20-30℃,相对湿度:小于45%。
银胶从冰箱中取出后,需在室温下醒胶30分钟。
从胶瓶中取出适量银胶,搅拌均匀,然后才能使用,常温使用寿命不超过48小时。
4.操作方法(省略,由于具体的操作比较繁琐,不好用文字全部表述清楚,如果有什么问题可以提出来一起探讨)5.装架后银胶烧结要求5.1 烧结后银胶外观要求:还原固化后的银胶呈银白色,粘接牢固且无裂缝。
5.2 注意事项(1)注意烧结时间、温度是否为设定值。
(2)烧结烘箱勿用于其他产品,避免污染。
(3)注意料盒开口是否置于烘箱出风口,以便热风循环,使成品平均匀受热。
(4)烧结时,传递盒必须盖上盖子,以免粉尘污染产品。
二、装架设备:自动装架机台如图2、图3烘箱(银胶烧结)如图4还有一些手动装架机台,我这里就不提了。
其实装架机台的操作还是比较简单了,主要是要掌握好银胶胶量的控制,这个关系到后面产品的性能,胶量控制不好容易出现的问题有短路、反向电流偏大、热阻偏大等等,这些都会影响产品寿命。
所以胶量一定要控制好。
另外还要注意的就芯片位置的一致性,不要装出来的芯片一个往左一个往右偏的,这将大大影响后面的键合工序的质量和速度,所以装架时机台中心点的调试和芯片的放置也装架机台的操作还有两个方面要比较注意的,那就是吸嘴和点胶头的选择。
不同规格的芯片要注意选择不同大小的吸嘴和不同材质的吸嘴,一般来说吸嘴的内径应该为芯片大小的3/4左右即可,大芯片一般用软吸嘴如橡胶或者胶木等,而小芯片一般用钨钢吸嘴。
白光LED封装的基础知识白光LED (Light-Emitting Diode) 是一种能够发射出白光的半导体光源。
它是一种高效能、长寿命、无污染、低电压操作和小尺寸的光源,因此在照明、显示、室内和室外装饰等领域得到了广泛应用。
下面是关于白光LED封装的基础知识。
1.白光LED的构成:2.LED芯片:3.封装材料:封装材料是保护LED芯片并对光进行聚焦和散射的重要组成部分。
通常使用的材料有环氧树脂、硅胶、聚合物等,其中环氧树脂是最常见的一种。
封装材料的选择可以影响到LED的耐热性、耐湿性和耐光性等特性。
4.封装类型:常见的白光LED封装类型包括:二氧化硅模制封装(DIP)、瓷制封装、表面贴装(SMT)封装等。
每种封装类型都有不同的优缺点,适用于不同的应用场景。
5.色温和色彩指数:白光LED的发光颜色可以通过不同的荧光或磷光材料来调节,以满足不同的照明需求。
色温是用来描述白光颜色的参数,单位为开尔文(K)。
常见的色温有暖白色(2700-3500K)、自然白色(4000-5000K)、冷白色(5500-6000K)等。
色彩指数(CRI)则用来评估光源显示颜色的准确程度,数值越大代表颜色越自然。
6.光通量和光效:光通量是描述光源总发光量的参数,单位为流明 (lm)。
光效是指光源单位功率所产生的光输出效果,单位为流明/瓦特 (lm/W)。
光通量和光效是评价白光LED性能的重要指标,对于照明应用来说尤为重要。
7.热管理:由于LED的工作过程会产生热量,良好的热管理是确保LED长寿命和稳定性能的关键。
常用的热管理方式包括散热片、散热胶和金属基板等。
8.应用领域:白光LED在照明、显示、室内和室外装饰等领域有广泛应用。
在照明方面,它可以代替传统的白炽灯、荧光灯等光源,用于家庭照明、商业照明、道路照明等;在显示方面,它被广泛应用于电视、显示屏、手机、平板电脑等产品;在室内和室外装饰方面,它被用于灯带、灯泡、车辆装饰等。
深圳市永而佳电子有限公司LED基本知识培训资料1)LED: Light Emitting Diode 发光二极管LED封装方式封装方式: 1、引脚式(Lamp)LED封装, 2、表面组装(贴片)式(SMT-LED)封装, 3、板上芯片直装式(COB)LED封装, 4、系统封装式(SiP)LED封装 5. 晶片键合和芯片键合.LED分类方法1.按发光管发光颜色分按发光管发光颜色分,可分成红色、橙色、绿色(又细分黄绿、标准绿和纯绿)、蓝光等.另外,有的发光二极管中包含二种或三种颜色的芯片.根据发光二极管出光处掺或不掺散射剂、有色还是无色,上述各种颜色的发光二极管还可分成有色透明、无色透明、有色散射和无色散射四种类型。
散射型发光二极管做指示灯用.2.按发光管出光面特征分按发光管出光面特征分圆灯、方灯、矩形、面发光管、侧向管、表面安装用微型管等。
圆形灯按直径分为φ2mm、φ4.4mm、φ5mm、φ8mm、φ10mm及φ20mm等.国外通常把φ3mm的发光二极管记作T-1;把φ5mm的记作T-1(3/4);把φ4.4mm的记作T-1(1/4).由半值角大小可以估计圆形发光强度角分布情况.从发光强度角分布图来分有三类:(1)高指向性.一般为尖头环氧封装,或是带金属反射腔封装,且不加散射剂。
半值角为5°~20°或更小,具有很高的指向性,可作局部照明光源用,或与光检出器联用以组成自动检测系统.(2)标准型.通常作指示灯用,其半值角为20°~45°.(3)散射型.这是视角较大的指示灯,半值角为45°~90°或更大,散射剂的量较大.3.按发光二极管的结构分按发光二极管的结构分有全环氧包封、金属底座环氧封装、陶瓷底座环氧封装及玻璃封装等结构. 4.按发光强度和工作电流分按发光强度和工作电流分有普通亮度的LED(发光强度<10mcd);超高亮度的LED(发光强度>100mcd);把发光强度在10~100mcd间的叫高亮度发光二极管.一般LED的工作电流在十几mA至几十mA,而低电流LED的工作电流在2mA以下(亮度与普通发光管相同).除上述分类方法外,还有按芯片材料分类及按功能分类的方法.工作电压:一般只有白光,翠绿光和兰光的工作电压在3V以上,其它颜色的工作电压一般在1.8V-2.0V2)波长: 是指不同颜色LED发光的光波的波长,单位nm(纳米),比如各种颜色的波长分别如下:可见光红光:630nm以上纯绿光:520-530黄绿光:530-590黄光:590-600橙光:610-630蓝光:460-490不可见光:850以上为红外光390以下为紫色光上面列举的是一定的发光效率里的波长范围,总之有一个规则:棕红橙黄绿蓝紫:波长越来越短。
LED 封装材料基础知识LED 封装材料主要有环氧树脂,聚碳酸脂,聚甲基丙烯酸甲脂,玻璃,有机硅材料等高透明材料。
其中聚碳酸脂,聚甲基丙烯酸甲脂,玻璃等用作外层透镜材料;环氧树脂,改性环氧树脂,有机硅材料等,主要作为封装材料,亦可作为透镜材料。
而高性能有机硅材料将成为高端LED 封装材料的封装方向之一。
下面将主要介绍有机硅封装材料。
提高LED 封装材料折射率可有效减少折射率物理屏障带来的光子损失,提高光量子效率,封装材料的折射率是一个重要指标,越高越好。
提高折射率可采用向封装材料中引入硫元素,引入形式多为硫醚键、硫脂键等,以环硫形式将硫元素引入聚合物单体,并以环硫基团为反应基团进行聚合则是一种较新的方法。
最新的研发动态,也有将纳米无机材料与聚合物体系复合制备封装材料,还有将金属络合物引入到封装材料,折射率可以达到1.6-1.8,甚至2.0,这样不仅可以提高折射率与耐紫外辐射性,还可提高封装材料的综合性能。
一、胶水基础特性1.1有机硅化合物--聚硅氧烷简介有机硅封装材料主要成分是有机硅化合物。
有机硅化合物是指含有Si-O 键、且至少有一个有机基是直接与硅原子相连的化合物,习惯上也常把那些通过氧、硫、氮等使有机基与硅原子相连接的化合物也当作有机硅化合物。
其中,以硅氧键(-Si-0-Si-)为骨架组成的聚硅氧烷,是有机硅化合物中为数最多,研究最深、应用最广的一类,约占总用量的90%以上。
1.1.1结构其结构是一类以重复的Si-O 键为主链,硅原子上直接连接有机基团的聚合物,其通式为R ’---(Si R R ’ ---O)n --- R ”,其中,R 、R ’、R ”代表基团,如甲基,苯基,羟基,H ,乙烯基等;n为重复的Si-O 键个数(n 不小于2)。
有机硅材料结构的独特性:(1) Si原子上充足的基团将高能量的聚硅氧烷主链屏蔽起来;(2) C-H无极性,使分子间相互作用力十分微弱;(3) Si-O键长较长,Si-O-Si 键键角大。
LED封装的一些介绍如下:
一导电胶、导电银胶
导电胶是IED生产封装中不可或缺的一种胶水,
其对导电银浆要求导电、导热性能要好,剪切强度一定要大,且粘结力要强。
二LED封装工艺
1. LED的封装的任务
是将外引线连接到LED芯片的电极上,同时保护好LED芯片,
并且起到提高光输出效率的作用。
关键工序有装架、压焊、封装。
2. LED封装形式
LED封装形式可以说是五花八门,主要根据不同的应用场合采用相应的外形尺寸,
LED按封装形式分类有Lamp-LED、TOP-LED、Side-LED、SMD-LED、High-Power-LED 等。
三LED封装工艺流程
1LED芯片检验•
镜检:材料表面是否有机械损伤及麻点麻坑
芯片尺寸及电极大小是否符合工艺要求,电极图案是否完整等等
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。
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。
(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(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。
(下图是同等条件下,两种不同的劈刀压出的焊点微观照片,
两者在微观结构上存在差别,从而影响着产品质量。
我们在这里不再累述。
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。
(一般的LED无法通过气密性试验
如右图所示的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(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。
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(PCB的粘接强度非常重要。
•
一般条件为120℃,4小时。
14.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。
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产品进行分眩16包装将成品进行计数包装。
超高亮LED需要防静电包装。