LED工艺细节.pdf

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1、电子制程方案-浅谈LED 制造工艺流程及细节 首页封面专题资讯中心制程解决方案技术园地每月议题展望与分析新品推荐交流与对话经营管理纵横商海首页-技术园地-正文 浅谈LED制造工艺流程及细节 作者：深圳市新亚电子制程股份有限公司李毅责任编辑：发布日期：2 0 0 7 年0 9月2 8 日h t t p:/w w w.e s m a g.c n/c o n t e n t.a s p?i d=46 3（第 16 页）2 0 0 8-4-2 3 13:0 8:2 3电子制程方案-浅谈LED 制造工艺流程及细节 搜 索:随着2 0 世纪90 年代，人类对氮化物LED 的发明、LED 的效率有了非常快的

2、发展。随着相关技术的发展，在不久的未来LED 会代替现有的照明灯泡。近几年人们制造LED 芯片过程中首先在衬底上制作氮化镓（G a N）基的外延片，外延片所需的材料源(碳化硅Si C)和各种高纯的气体如氢气H 2 或氩气A r 等惰性气体作为载体之后，按照工艺的要求就可以逐步把外延片做好。接下来是对LED-PN结的两个电极进行加工，并对LED 毛片进行减薄，划片。然后对毛片进行测试和分选，就可以得到所需的LED 芯片。由于制作LED 芯片设备的造价都比较昂贵，同时也是生产的一个投资重点，具体的工艺做法，不作详细的说明。下面简单介绍一下LED 生产流程图，如下：LED 生产流程图 （流程工艺）（

3、使用设备）测试芯片 芯片分选机 排支架 （把芯片固定在支架座）芯片扩张机 点 胶 点胶机 显微镜 Q C 固 晶 倒膜机 扩晶机 显微镜 固晶座 Q C (*白光)固晶烘烤 烘箱 150 C2 H 配荧光粉 焊 线 (芯片焊两个电极)自动焊线机 超声波焊线机 点荧光粉 *二焊加固锒胶 点胶机 显微镜 (Q C白光)烘烤150 C1H -*锒胶烘烤 烘箱 电子称 抽真空机 点胶机 显微镜h t t p:/w w w.e s m a g.c n/c o n t e n t.a s p?i d=46 3（第 2 6 页）2 0 0 8-4-2 3 13:0 8:2 3电子制程方案-浅谈LED 制造工

4、艺流程及细节 *支架沾胶 (支架沾胶)点胶机 烤箱 12 0 C2 0 m i n (下面说明植入工艺)植入支架 -灌胶机-自动灌胶机短 烤 -烘 箱离 模 -脱模机 长 烤 烘箱 130 C6 H 切 一切模具(冲床)测试点数 LED 电脑测试机 Q C 全切 冲压机及全切模 Q C 分光分色 LED 分选机 Q C 封口包装 封口机入库 一、工艺说明(植入支架)h t t p:/w w w.e s m a g.c n/c o n t e n t.a s p?i d=46 3（第 36 页）2 0 0 8-4-2 3 13:0 8:2 3电子制程方案-浅谈LED 制造工艺流程及细节 LED

5、外型环氧树脂封装主要有以下几步：模条预热-吹尘-树脂预热-配胶-搅拌-抽真空-灌胶入支架。所用物料：支架、LED 芯片、锒胶绝缘胶(解冻,搅拌)、晶片(倒膜，扩晶)、金线、锒胶、荧光粉、胶带包装、模条(铝条，合金)、导热硅脂、焊接材料、树脂(A B胶或有机硅胶)、各种手动工具、各种测试材料（如万用表、示波器、电源等）。二、LED 封装技术 LED 芯片只是一块很小的固体，它的两个电极要在显微镜下才能看见，加入电流后它才会发光，在制作工艺上除了要对LED 芯片的两个电极进行焊接。从而引出正负电极之外。同时还要对LED 芯片和两个电极进行保护，因此这就需要对LED 芯片封装。如：常见直径5m m

6、的圆柱型引脚式封装LED.这种技术就是将LED 芯片粘结在引线架上(一般称为支架)。芯片的正极用金丝键合连到另一引线架上，负极用银浆粘结在支架反射杯内或用金丝和反射杯引脚相连，然后顶部用环氧树脂包封。做成直径为5m m 的圆形外形。这种封装技术的作用是保护芯片，焊线金丝不受外界侵蚀。固化后的环氧树脂，可以形成不同形状而起到透镜的功能。选用透明的环氧树脂作为过渡。可以提高芯片的出光效率。环氧树脂构成的管壳具有很好的耐湿性，绝缘性和高机械强度，对芯片发出的光的折射率和透光率都很高。但对于大功率LED 而言，在通电后会产生较大的热量。并且如果用于封装的环氧和金丝的膨胀系数不一样，那么膨胀时就会使金丝

7、拉断或造成焊点接触电阻较大，从而影响了发光器件的质量。特别应注意的是，封装胶会因温度过高而出现胶体变黄，因此降低了透光度并影响光的输出。所以我们更应该考虑到LED 的长久使用效果。从而应该用有机硅胶材料来封装。如：M O M ENT I VE中的XE14B3445，XE14B57 7 8 型硅胶就有良好的透光率。不会随时间而恶化，热膨胀系数非常好，在紫外线照射下稳定性很理想。这里要注意的问题是，LED 使用散热问题。目前散热也是选用铝或铜为散热器，但要特别注意热沉与散热器之间的粘接材料一般应采用导热胶。如果是两个物体的表面接触。中间会有空气，而且空气的导热系数很差。所以在界面之间应有一层导热胶

8、来让它们紧密接触。这样导热效果才会好。如G E的T SE-30 8 1或M O M ENT IVE品牌中的硅脂等都有很好的散热紧密连接的作用.三、案例说明 1、在LED 引脚式封装白光过程中,因为器件的体积较小，点荧光粉是一个难题。有的厂家先把荧光粉与环氧树脂配好，做成一个模子,然后把配好荧光粉的环氧树脂做成一个胶饼，将胶饼贴在芯片上，周围再灌满环氧树脂。但是要注意的是点荧光粉胶时在周围有气泡，而在抽真空时，没有把气泡处理干净。结果在焊接时。将热量传给芯片，使芯片周围的气膨胀，从而把荧光粉胶涨裂；或A、B、胶没有充分混合胶调配不均。因此，使荧光粉胶自己开裂。从而使很多厂家在制造LED 白光过程

9、中，大都利用自动化机器进行固晶和焊接线，所做出来的产品质量好，一致性好，非常适合大规模生产。2、大功率LED 封装过程中，由于点亮时发热量比较大，可以在LED 芯片上盖一层硅凝胶，而不可用环氧树脂。这样做一方面可防止金丝热胀冷缩与环氧树脂不一致而被拉断。另一方面防止因温度高而使环氧树脂变黄变污。环氧树脂在紫外光照射下易分解老化，结果透光性能不好，所以在制作功率LED 白光（绿+红+蓝=白光）应用硅凝胶调和荧光粉，而LED 芯片底层用硅胶导热，从而大大提高使用寿命。h t t p:/w w w.e s m a g.c n/c o n t e n t.a s p?i d=46 3（第 46 页）2

10、 0 0 8-4-2 3 13:0 8:2 3电子制程方案-浅谈LED 制造工艺流程及细节 3、提高白光LED 光效作法。目前对蓝光（或紫外光）片芯涂覆荧光粉制作白光LED,这要从材料上,工艺方面进行深入研究,我们提出使用硅胶拌荧光粉涂覆在蓝光芯片上，虽然开始会出现光衰，但是随着点亮时间的延长，又会慢慢提升光通量。从而达到延长使用寿命的目的，另一方面就是人们常说的三基色LED。这是让芯片直接点亮。（不用荧光粉）混合成白光。例如使用红、绿、蓝三种芯片组合成白光（三基色）。四、LED 的生产环境 制作LED 的生产环境要有一万级到十万级的净化车间，并且温度和湿度都可调控的。LED 的生产环境中要有

11、防静电措施，车间内的地板、墙壁、桌、椅等都要有防静电功能，特别是操作人员要穿上防静电服并戴上防静电手套。为了尽量降低静电效应给器件带来的破坏和影响，对生产LED 的洁净车间、整机装配调试车间、精密电子仪器生产车间都有严格的环境要求：(1)地面、墙壁、工作台带静电情况：光刻车间塑料板地面的静电电位约为50 0 10 0 0 V扩散间的塑料墙地面为7 0 0 V，塑料顶棚为0 10 0 0 V。(2)工作台面为50 0 2 0 0 0 V，最高可达5K V。(3)风口、扩散间铝孔板的送风口为50 0 7 0 0 V。(4)人和服装可为30 K V，非接地操作人员一般可带3 5K V，高时可达10

12、K V。(5)喷射清洗液的高压纯水为2 K V，聚四氟乙烯支架有8 12 K V，蕊片托盘为6 K V，硅片间的隔纸可达2 K V。五、防静电措施。静电击穿器件使其失效是在不知不觉中发生的，被静电损坏的LED 不能用筛选方法排除，所以只有做好预防措施，建立一套防静电（ESD）生产工艺和测试流程规范。这对提高LED 产品质量及成品率是十分关键的。主要的措施包括：各环节要尽量减少接触这类LED 器件的人数,限制人员不必要的走动，搬推椅子。使用导电率好的包装袋来包装LED。应戴上手套接触LED 器件（但不能戴尼龙和橡皮手套）。取出备用的LED 器件后不要堆叠在一起，器件尽量不要互相接触。从包装袋中取

13、出而暂时不用的器件，应用防静电袋包装起来。必须用手接触LED 的器件时，应接触管壳而避免接触LED 器件的引出端。要接触LED 器件前，应将手或身体接“地”一下，把静电释放干净。电烙铁要求永久接地。h t t p:/w w w.e s m a g.c n/c o n t e n t.a s p?i d=46 3（第 56 页）2 0 0 8-4-2 3 13:0 8:2 3电子制程方案-浅谈LED 制造工艺流程及细节 工作环境的相对湿度应保持在50%左右，不穿容易产生静电的工作服。车间地面应采用含碳塑料，含碳橡胶或导电乙烯做成，电阻率105欧.c m 或用静电耗散性材料，电阻率应在105欧.c

14、 m 109欧.c m 之间。椅子和工作台上应附加一层静电耗散材料，椅子的电阻率应是105欧.c m 108欧.c m 之间。工作服，棉制工作服有一定的导电性，最好使用防静电服。工作鞋要用静电耗散型材料做成，电阻率在105欧.c m 108欧.c m 之间，也要有防静电鞋。带上防静电手镯实际上是手镯与手接触，再把手镯接“地”，这样手与地就成为同电位，可将人身上的静电释放。在工作区域使用离子风扇防止静电积累，因为离子风扇送出的负离子能与静电中和，不会使静电积累成很高电压。车间里所用的设备都要有良好的接地，接地电阻不能大于10 欧。车间入口处一定要有接地金属球，人进入时先摸金属球，以释放身上的静电。发给好友 我要报错 投稿给我们 加入收藏 返回顶部 站内导航|总编在线|杂志简介|读者构成|免费订阅|广告咨询|联系我们|在线投稿 版权所有(C)2 0 0 6 电子制程方案杂志网站 粤ICP备0 7 0 18 57 1号 h t t p:/w w w.e s m a g.c n/c o n t e n t.a s p?i d=46 3（第 6 6 页）2 0 0 8-4-2 3 13:0 8:2 3