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led灯珠封装的流程及注意事项,LED灯珠封装基本知识

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一、led灯珠封装的流程及注意事项

  随着科技的不断发展啊,现在什么时代都变了,以前的很多东西都不适用了,现在有了很多新兴的东西,所以说把各种东西都淘汰了,就连灯也是,现在的LED灯你敢说它不是最流行的灯种吗?led灯可是有很多好处,它不仅仅省电,而且还很亮,那么LED灯珠的封装问题呢?今天小编就为大家介绍一下LED灯珠的封装问题,大家可要认真听好了!

  

  LED灯珠封装流程及注意事项

  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。

  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。

  

  好了,上文的这些就是小编为大家介绍的关于LED灯珠的封装问题的,LED灯的好处相信大家都知道,就是因为它很多很多好处,所以说现在很多人都选择用LED灯,那么通过小编为大家介绍的LED灯珠的封装问题之后,很多人都会对这种LED灯珠的封装问题有一定的了解,好了,这些就是小编为大家介绍的关于LED灯珠的封装问题了。

二、LED灯珠的封装工艺有哪些?

一,常规现有的封装方法及应用领域

  支架排封装是最早采用,用来生产单个LED灯珠器件,这就是我们常见的引线型发光二

极管(包括食人鱼封装),它适合做仪器指示灯、城市亮化工程,广告屏,护拦管,交通指示

灯,及目前我国应用比较普遍的一些产品和领域。

  贴片封装(SMD)是一种无引线封装,体积小、薄,很适合做手机的键盘显示照明,电视

机的背光照明,以及需要照明或指示的电子产品,近年来贴片封装有向大尺寸和高功率的方

向发展,一个贴片内封装三、四个Led芯片,可用于组装照明产品。模组封装也是一种多芯

片封装,在氧化铝或氮化铝基板上以较小的尺寸、高的封装密度封装几十个或几百个LED灯

珠芯片,内部的联线是混联型式,即有多个芯片的串联、又有好几路的并联。这种封装主要

是扩大功率,用做照明产品。模组封装由于封装的密度较高,应用时产生的热量大,散热是

解决应用的首要问题。采用以上的封装方法生产的器件,用于生产照明灯具都有一个共同特

点:热阻的道数较多,难以生产出高质量的照明灯具,且模组本身与散热器的连接处理要求

比较高。目前所有的封装方法都是将黄色荧光粉(YAG)和环氧树脂按不同比列混合均匀,直

接点到发蓝光的LED芯片上,再加热固化。这种常见的做法优点是节约材料,缺点是不利于

散热、荧光粉也会老化。因为环氧树脂和荧光粉都不是导热好的材料,且包裹整个芯片就会

影响散热。对于制造LED照明灯具采用这种方法显然不是最好的方案。

  目前国外生产的大功率芯片,0.5瓦以上的白光芯片都是在蓝光芯片上涂敷一层均匀的

YAG荧光粉浆,外表看去是一粒黄色的立方体,(除用于焊接的二个金垫没有荧光粉,这种方

法比前面常用的方法可提高光效,因此在国外普遍使用。)在封装时只要将这种白光芯片焊

接在设计好的电路板上就可以,省去了涂敷荧光粉的工序。给灯具生产企业带来了方便,但

目前国内生产芯片的供应商还不能大批量生产此类LED白光芯片。

  我国是较早开发LED灯珠路灯的国家,目前在国内使用也不错,原因是国家重视“低碳

经济”,2009年我国推行十城万盏LED路灯,很多城市都有实验路段,以检验LED路灯的可行

性,我国是以路灯应用为突破,而国外(欧司朗、日亚、三星等公司)则是以室内照明为突破

口,这二种路线究竟谁更具有优势,目前还未见分晓。就我国而言先从LED路灯照明为应用

方向,是国情所致,原因是我国国民收入较低,而LED室内照明灯的成本较高,老百姓接受

不了。而LED路灯的使用是政府出银子,大功率LED灯珠路灯生产企业正是看中了这一点。其

实LED路灯的工作条件比室内LED灯珠照明灯具更苛刻,要求更高,如能做到质量过关(散热

、使用寿命、显色性、可靠性等),那么再来做室内的LED照明灯就比较容易了。目前国外的

LED巨头都在大量推出几百款甚至上千款的LED室内照明灯具,价格在20—75美元之间,功

率从几瓦到二十瓦。但它们采用的封装方法都是前面提及的,唯一飞利浦公司,使荧光粉涂

敷在LED灯罩上,被评为2009年最有创意的LED照明产品之一。

  笔者认为:凡是LED照明灯具其制造都应采用多芯片封装和模组封装(模组封装是一种高

密度的多芯片封装),而且最好是LED芯片直接封装在灯具主体上,这样热阻的道数最少,可

以取得较好的散热效果。或者在灯具主体上制成敷有铜箔的线路体,其热阻也较低,LED照

明的功率至少也要几瓦以上,所以都是多芯片使用,以往的封装工艺就不适用,必须采用新

的方法和工艺。采用多个封装好的LED器件来组装LED灯具,很难造出高质量和高可靠的LED

灯具的,希望从事LED灯具制造的技术人员能明白这一点。

  二,荧光粉涂敷工艺的创新

  模组封装的荧光粉涂敷,目前所见到的还是将荧光粉浆直接涂敷在芯片上面,同一块模

组的荧光粉还是较一致,但对大批量生产就可能会出现不同的模组用眼睛看出色差来,较好

的办法是使用LED荧光粉薄膜或膜片,薄膜和膜片可以规模化生产,一致性好,LED灯都是多

芯片封装,发出的光互相混合,经过荧光粉膜或膜片转换为白光,其色差可以消除。对薄膜

和膜片的要求是:

  1能透过光线,厚度在0.1----0.5mm之间,荧光粉均匀,外观平整。

  2光转化效率要高,稳定性要好,寿命长,抗老化性好。

  3可做成有片基的和无片基的,做成薄片也可,看实施条件和成本。对片基要求是无色

透明抗老化好。

  4加工成型方便,尺寸任意裁剪,成本低。

  还有一种方法是将荧光粉和透明塑料按比例混合,通过注塑机和模具,直接生产出带荧

光粉的灯罩来,由灯罩将蓝光转换成白光。这样就更省事和更方便,由于灯罩转换的是混合

的蓝光,故输出的白光是没有色差,而且光线比较柔和不会产生眩光。

  三,为了较好解决LED散热的难题,应该将灯具设计和封装一并考虑,将封装和LED散热

的散热片做成一个整体,有效减少热阻的道数,这是一种很有效和提高灯具散热的办法。

  目前市面上的LED灯珠日光灯都不带散热片,这样的灯具是无法做到高功率和高质量以

及长寿命。正确的产品设计应该将散热片一并考虑,工业化生产是将LED灯珠日光灯的散热

器,用模具挤压出半圆带翅片的铝型材,再根据功率的大小裁切出需要的长度,然后制出铝

基铜箔线路,将芯片固定在铜箔上,打金线连接或用帮定机帮定。这样的灯具散热效果好,

只有二道热阻,比常用的封装方法少一到二道热阻,有效降低芯片的温度,对提高LED日光

灯质量和寿命都能起到作用。

  另外一种方法是在铝型材上设计出突条,根据需要铣出许多长方形,在用普通(0.8—

1.0mm厚)PCB线路板按照铝型材的长方形开长方孔,将PCB线路板粘贴或铆合在铝型材上,

LED芯片则固定在铝型材上的长方形突台上,再用金线将PCB板上的线路和芯片相连。这种生

产工艺最好,热阻只有一道,散热效果最好,生产LED灯具的厂家应优先采用这种方案,其

次是再铝型材上做铜箔线路的方法。只有这样的创新,才能有效的解决LED长条形灯具的散

LED灯珠封装基本知识

2018-01-0900:12·LED节能灯行业专版

LED灯珠是LED应用的最基本的形态,LED封装的各种技术,方法,流程,设备,和封装的外形,直接关系到后续下游LED的应用方式和应用的范围,往往LED的封装技术的革新,都会使得LED行业带来深刻的变化。

下面分别从,流程,方式,设备和外形尺寸来初步讲解一下。

一,LED封装技术

其实这是一个比较泛的论题,它可包含多方面的关于LED封装方面的知识,这里只是粗略讲一下相关的。

LED封装技术的基本内容和追求的目标:提高出光效率、高光色性能及器件可靠性

  • led灯珠封装基础知识

    提高出光效率

    LED封装的出光效率一般可达80~90%。

    ①选用透明度更好的封装材料:透明度≥95%(1mm厚度),折射率大于1.5等。

    ②选用高激发效率、高显性的荧光粉,颗粒大小适当。

    ③装片基板(反射杯)要有高反射率,出光率高的光学设计外形。

    ④选用合适的封装工艺,特别是涂覆工艺。

  • 高光色性能

    LED主要的光色技术参数有:高度、眩光、色温、显色性、色容差、光闪烁等。

    显色指数CRI≥70(室外)、≥80(室外)、≥90(美术馆等)。

    色容差≤3SDCM≤5SDCM(全寿命期间)

    封装上要采用多基色组合来实现,重点改善LED辐射的光谱量分布SPD,向太阳光的光谱量分布靠近。要重视量子点荧光粉的开发和应用,来实现更好的光色质量。

  • 器件可靠性

    LED可靠性包含在不同条件下LED器件性能变化及各种失效模式机理(LED封装材料退化、综合应力的影响等),这是主要提到可靠性的表征值—寿命,目前LED器件寿命一般为3~5小时,可达5~10万小时。

    ①选用合适的封装材料:结合力要大、应力小、匹配好、气密性好、耐温、耐湿(低吸水性)、抗紫外光等。

    ②封装散热材料:高导热率和高导电率的基板,高导热率、高导电率和高强度的固晶材料,应力要小。

    ③合适的封装工艺:装片、压焊、封装等结合力强,应力要小,结合要匹配。

  • 网上这个资源,对LED封装方面的知识较全面,大家有时间可去看看。LED封装技术-中国LED在线

    结构剖图

    二,LED封装工艺流程

    LED封装,概括来说就是将外引线连接到LED芯片的电极上,同时保护好LED芯片,并且起到提高光取出效率的作用。关键工序有装架、压焊、封装。

    工艺流程如下:

    1、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

    2、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。

    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℃,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。

    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,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产品进行分选。

    16、包装

    将成品进行计数包装。超高亮LED需要防静电包装。

    LED封装步骤

    三,LED封装方式,结构

    LED光集成封装结构现有30多种类型,正逐步走向系统集成封装,是未来封装技术的发展方向。

    (1)COB集成封装

    COB集成封装现有MCOB、COMB、MOFB、MLCOB等30多种封装结构形式,COB封装技术日趋成熟,其优点是成本低。COB封装现占LED光源约40%左右市场,光效达160~178lm/w,热阻可达2℃/w,COB封装是近期LED封装发展的趋势。

    COB

    (2)晶圆级封装

    晶圆级封装从外延做成LED器件只要一次划片,是LED照明光源需求的多系统集成封装形式,一般衬底采用硅材料,无需固晶和压焊,并点胶成型,形成系统集成封装,其优点是可靠性好、成本低,是封装技术发展方向之一。

    (3)COF集成封装

    COF集成封装是在柔性基板上大面积组装中功率LED芯片,它具有高导热、薄层柔性、成本低、出光均匀、高光效、可弯曲的面光源等优点,可提供线光源、面光源和三维光源的各种LED产品,也可满足LED现代照明、个性化照明要求,也可作为通用型的封装组件,市场前景看好。

    COF

    (4)LED模块化集成封装

    模块化集成封装一般指将LED芯片、驱动电源、控制部分(含IP地址)、零件等进行系统集成封装,统称为LED模块,具有节约材料、降低成本、可进行标准化生产、维护方便等很多优点,是LED封装技术发展的方向。

    (5)覆晶封装技术

    覆晶封装技术是由芯片、衬底、凸块形成了一个空间,这样封装出来的芯片具有体积小、性能高、连线短等优点,采用陶瓷基板、覆晶芯片、共晶工艺、直接压合等来达到高功率照明性能要求。

    用金锡合金将芯片压合在基板上,替代以往的银胶工艺,“直接压合”替代过去“回流焊”,具有优良的导电效果和导热面积。该封装技术是大功率LED封装的重要发展趋势。

    (6)免封装芯片技术

    免封装技术是一个技术的整合,采用倒装芯片,不用固晶胶、金线和支架是半导体封装技术70种工艺形成中的一种。

    PFC免封装芯片产品的光效可提升至200lm/w,发光角度大于300度的超广角全周光设计,不要使用二次光学透镜,将减少光效的耗损与降低成本,但要投入昂贵的设备。

    PFC新产品主打LED照明市场,特别是应用在蜡烛灯上,不仅可以模拟钨丝灯的造型,同时可以突破散热体积的限制。

    (7)LED其他封装结构形式

    ①EMC封装结构:是嵌入式集成封装形式(EmbeddedLEDChip)不会直接看到LED光源。

    ②EMC封装技术:(EpoxyMoldingCompound)以环氧塑封料为支架的封装技术,具有高耐热、高集成度、抗UV、体积小等优点,但气密性差些,现已批量生产。

    ③COG封装:(ChipOnGlass)将LED芯片放在玻璃基板上进行封装。

    ④QFN封装技术:小间距显示屏象素单元小于或等于P.1时,所采用的封装形式,将替代PLCC结构,市场前景看好。

    ⑤3D封装技术:以三维立体形式进行封装的技术,正在研发中。

    ⑥功率框架封装技术:(Chip-in-FramePackage)在小框架上封装功率LED芯片,产业化光效已达160~170lm/w,可达200lm/w以上。

    四,LED封装尺寸(形状)

    分为表贴式(SMD)和直插式(DIP),表贴就是大家常说的贴片,也成为贴片式,本文主要介绍贴片灯珠的规格尺寸和命名。

    单颗LED封装后通常以其尺寸命名,比如:3528、5050、0603、0805、3020、335、020、3535、3014等,这些简称也就成为具体的规格型号,但需要注意的是:有的是英制的,有的是公制的,单位并不完全统一。

    注:1英寸=2.539999918厘米(公分),通常的取法是:1inch=25.4mm

    结合上表做一些简单的说明,举例说明LED贴片常见的规格型号及其含义:0603、0805、3528,5050是指表贴型SMDLED的尺寸大小,也就是对应的规格。

    例如:0603指的是长度为0.06英寸,宽度为0.03英寸。对应公制是1608,即表示LED元件的长度是1.6mm,宽度是0.8mm。公制叫法1608,英制叫法是0603。

    0805对应公制是2012,即表示LED元件的长度是2.0mm,宽度是1.2mm。公制叫法2012,英制叫法是0805。但是要注意3528和5050单位是公制。

    1210:换算为公制是3528,即表示LED元件的长度是3.5mm,宽度是2.8mm。行业简称3528,英制叫法是1210。

    3528:这是公制叫法,即表封装后LED元件的长度是3.5mm,宽度是2.8mm。行业简称3528。

    5050:这是公制叫法,即表封装后LED元件的长度是5.0mm,宽度是5.0mm。行业简称5050。

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    led灯珠封装基础知识
    发布人:wei7612 发布时间:2024-10-26