SMD贴片型LED的封装过程
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LED 表面贴装封装
在 2002 年,表面贴装封装的 LED(SMD LED)逐渐被市场所接受,并获得
一定的市场份额,从引脚式封装转向 SMD 符合整个电子行业发展大趋势,很
多生产厂商推出此类产品。
早期的 SMD LED 大多采用带透明塑料体的 SOT- 23 改进型,外形尺寸
3.04mm 乘以 1.11mm,卷盘式容器编带包装。在 SOT-23 基础上,研发出带透
镜的高亮度 SMD 的 SLM-125 系列和 SLM 245 系列 LED,前者为单色发光,
后者为双色或三色发光。近些年,SMD LED 成为一个发展热点,很好地解决
了亮度、视角、平整度、可靠性、一致眭等问题,采用更轻的 PCB 板和反射层
材料,在显示反射层需要填充的环氧树脂更少,并去除较重的碳钢材料引脚,
通过缩小尺寸,可轻易地将产品质量减轻 1/2,最终使应用更趋完美,尤其适
合户内、半户外全彩显示屏应用。
表给出了常见的 SMD LED 的几种尺寸,以及根据尺寸(加上必要的间隙)计
算出来的最佳观视距离。焊盘是其散热的重要渠道,厂商提供的 SMDLED 的
数据都是以 4.0mm 乘以 4.0mm 的焊盘为基础的,采用回流焊可设计成焊盘与
引脚相等。超高亮度 LED 产品可采用 PLCC(塑封带引线片式载体)-2 封装,外
形尺寸为 3.0mm 乘以 2.8mm,通过独特方法装配高亮度管芯,产品热阻为
400k/W,可按 CECC 方式焊接,其发光强度在 50mA 驱动电流下达 l250mcd。
七段式的一位、两位、三位和四位数码 slm LED 显示器件的字符高度为
5.08~12.7mm,显示尺寸选择范围宽。巴 C 封装避免了引脚七段数码显示器所
需的手工插人与引脚对齐工序,符合自动拾取、贴装设各的生产要求,应用设
计空间灵活,显示鲜艳清晰。多色 PLCC 封装带有一个外部反射器,可简便地
与发光管或光导相结合;用反射型替代目前的透射型光学设计,为大范围区域提
LED製程初步介绍
在LED工厂生產中主要步骤是:清洗-装架-压焊-封装-焊接-切膜-装配-测试-包装。其中封装工艺尤为重要,下面的过程提供给各位网友简单瞭解一下目前LED的製程情形。
一、晶片检验
镜检:材料表面是否有机械损伤及细微的坑洞。
二、扩片
由於LED晶片在划片后依然排列紧密间距很小(约0.1mm),不利於后工序的操作。我们採用扩片机对黏结晶片的膜进行扩张,是LED晶片的间距拉伸到约0.6mm。也可以採用手工扩张,但很容易造成晶片掉落浪费等不良问题。
三、点胶
在LED支架的相应位置点上银胶或绝缘胶。(对於GaAs、SiC导电衬底,具有背面电极的红光、黄光、黄绿晶片,採用银胶。对於蓝宝石绝缘衬底的蓝光、绿光LED晶片,採用绝缘胶来固定晶片。)製程难点在於点胶量的控制,在胶体高度、点胶位置均有详细的製程要求。
四、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。备胶的效率远高於点胶,但不是所有產品均适用备胶製程。
、手工刺片
将扩张后LED晶片(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晶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,便於随时更换不同的晶片,适用於需要安装多种晶片的產品。
、自动装架
自动装架其实是结合了沾胶(点胶)和安装晶片两大步骤,先在LED支架上点上银胶(绝缘胶),然后用真空吸嘴将LED晶片吸起移动位置,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。在吸嘴的选用上儘量选用胶木吸嘴,因为钢嘴会划伤晶片表面的电流扩散层。
、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)打开更换烧结的產品,中间不得随意打开。烧结烘箱不得再其他用途,防止污染。 八、压焊
led贴片工艺流程
LED贴片是将LED芯片粘贴或焊接到PCB板上的一种工艺。下面是一个典型的LED贴片工艺流程:
第一步:准备工作
首先,需要准备好LED芯片、PCB板、胶水、焊锡等材料。同时,还需要准备好贴片设备,如自动贴片机、检测仪等。
第二步:PCB板制备
将PCB板进行焊盘打孔和电镀处理,确保焊盘的质量和可靠性。
第三步:焊锡膏印刷
使用印刷机将焊锡膏均匀地涂刷在PCB板上,确保焊盘和LED芯片可以良好地连接。
第四步:LED芯片接收和检测
在自动贴片机上预先设置好LED芯片的参数和排列方式。然后,将LED芯片放入自动贴片机中,并进行检测,确保芯片的品质和正常工作。
第五步:贴片
在自动贴片机上,根据设定的参数和排列方式,自动将LED芯片贴到PCB板的焊盘上。贴片工艺过程中要注意芯片的标志方向和位置的准确性。
第六步:焊接 经过贴片后,需要进行焊接,将LED芯片与PCB板上的焊盘进行连接。这里可以使用波峰焊或热风烙铁焊接等方式。
第七步:检测
焊接完成后,需要对贴片的焊接质量进行检测。可以使用显微镜、X光检测仪等进行目视检测和显影检测,以确保焊接质量良好。
第八步:清洗和固化
对焊接好的LED贴片进行清洗,去除焊锡膏的残留物。然后,使用紫外线固化灯对胶水进行固化,增加贴片的可靠性和稳定性。
第九步:后续处理
经过固化后,对PCB板进行后续处理工艺,如热敏包胶、翻盖或封装等。这些工艺可以进一步保护LED贴片,提高其可靠性和寿命。
第十步:终检和包装
对完成后的LED贴片进行终检,确保其质量和功能良好。然后,进行包装和标识,以便运输和使用。
以上就是LED贴片的工艺流程。通过这些工艺步骤,可以使LED贴片的制作达到高质量和高效率的要求,同时,也能提高LED贴片的可靠性和稳定性。
LED(SMD封装模式)变色及剥离现象分析
目前市场上的SMD封装尺寸大多为3020、3528、5050,所选用的封装胶水基本都是硅胶,这主要是应为硅胶有良好的耐热性能(对应回流焊工艺及对应目前功率及发热量不断增加的晶片)。做好的产品在初期做点亮测试老化之后都有不错的表现,但是大多属封装客户都发现,随着时间的推移,明明在抽检都不错的产品,到了应用客户开始应用的时候或者不久之后,就发现有胶层和PPA支架剥离、LED变色(镀银层变黄发黑)的情况发生。那这到底是什么原因引起的呢?是我们在制程的过程中工艺把握不好导致封装胶固化不好吗?当然有可能,但是随着客户工艺的不断成熟,这种情况发生的机率会越来越少。
到底是什么呢?业界的客户及胶水供应商在一系列的跟踪试验后,有下面一些因素供大家参考;
1)PPA与支架剥离的原因是,PPA中所添加的二氧化钛因晶片所发出的蓝光造成其引起的光触媒作用、PPA本身慢慢老化所造成的,硅胶本身没老化的情况下,由于PPA老化也会导致剥离想象的发生;
光觸媒作用會衍生出《分解力》與《親水性》的活動、光照射到二氧化鈦所衍生出。特別是此分解力具有分解有機物的能力。二氧化鈦吸收太陽光或照明光中的紫外線後、空氣中的氧氣(O2)與e-(電子)、水(H2O)與h+各產生反應。二氧化鈦表面會產生O2。超氧陰離子Superoxide ion)與OH(氫氧自由基Hydroxyl Radical)的兩種具有《分解力》的活性氧素。親水性是構成二氧化鈦的鈦與水起反應、二氧化鈦表面會產生與水二氧化鈦的反射率高、一般在各種材料上作為白非常協調的-OH(親水基)。
2)以LED變色問題的實例來說、現階段大體分類為3類別。
硫磺造成鍍銀層發生硫化銀而變色
溴素造成鍍銀層發生溴化銀而變色
鍍銀層附近存在無機碳(Carbon)。
• 矽膠封裝材料、固晶材料並不含有S化合物、Br化合物, 硫化及溴化的發生取決於使用的環境。