LED封装工艺流程(精)

阐述LED 产品封装工艺流程

03、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。）

06、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。 07、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。烧结烘箱不得再其它用途，防止污染。

08、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。

09、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 产品进行分选。

16、包装

将成品进行计数包装，蓝/白/绿超高亮LED 需要防静电包装。

LED 结温产生的原因及降低结温的途径

1、什么是LED 的结温？

LED 的基本结构是一个半导体的P —N 结。实验指出，当电流流过LED 元件时，P —N 结的温度将上升，严格意义上说，就把P —N 结区的温度定义为LED 的结温。通常由于元件芯片均具有很小的尺寸，因此我们也可把LED 芯片的温度视之为结温。

2、产生LED 结温的原因有哪些？

在LED 工作时，可存在以下五种情况促使结温不同程度的上升：

A 、元件不良的电极结构，视窗层衬底或结区的材料以及导电银胶等均存在一定的电阻值，这些电阻相互垒加，构成LED 元件的串联电阻。当电流流过P —N 结时，同时也会流过这些电阻，从而产生焦耳热，引致芯片温度或结温的升高。

B 、由于P —N 结不可能极端完美，元件的注人效率不会达到100％，也即是说，在LED 工作时除P 区向N 区注入电荷(空穴外，N 区也会向P 区注人电荷 (电子，一般情况下，后一类的电荷注人不会产生光电效应，而以发热的形式消耗掉了。即使有用的那部分注入电荷，也不会全部变成光，有一部分与结区的杂质或缺陷相结合，最终也会变成热。

C 、实践证明，出光效率的限制是导致LE

D 结温升高的主要原因。目前，先进的材料生长与元件制造工艺已能使LED 极大多数输入电能转换成光辐射能，然而由于LED 芯片材料与周围介质相比，具有大得多的折射系数，致使芯片内部产生的极大部分光子(>90％无法顺利地溢出介面，而在芯片与介质介面产生全反射，返回芯片内部并通过多次内部反射最终被芯片材料或衬底吸收，并以晶格振动的形式变成热，促使结温升高。

D 、显然，LED 元件的热散失能力是决定结温高低的又一个关键条件。散热能力强时，结温下降，反之，散热能力差时结温将上升。由于环氧胶是低热导材料，因此P —N 结处产生的热量很难通过透明环氧向上散发到环境中去，大部分热量通过衬底、银浆、管壳、环氧粘接层， PCB 与热沉向下发散。显然，相关材料的导热能力将直接影响元件的热散失效率。一个普通型的LED ，从P —N 结区到环境温度的总热阻在300到 600℃／w 之间，对于一个具有良好结构的功率型LED 元件，其总热阻约为15到30℃／W 。巨大的热阻差异表明普通型LED 元件只能在很小的输入功率条件下，才能正常地工作，而功率型元件的耗散功率可大到瓦级甚至更高。

3、降低LED 结温的途径有哪些？

A 、减少LED 本身的热阻；

B 、良好的二次散热机构；

C 、减少LE

D 与二次散热机构安装介面之间的热阻；

D 、控制额定输入功率;

E 、降低环境温度

LED 的输入功率是元件热效应的唯一来源，能量的一部分变成了辐射光能，其余部分最终均变成了热，从而抬升了元件的温度。显然，减小LED 温升效应的主要方法，一是设法提高元件的电光转换效率（又称外量子效率），使尽可能多的输入功率转变成光能，另一个重要的途径是设法提高元件的热散失能力，使结温产生的热，通过各种途径散发到周围环境中去。

LED 产品的封装有很多的步骤，下文将具体介绍各个步骤。

一、生产工艺

1.生产：

a清洗：采用超声波清洗PCB 或LED 产品支架，并烘干。

b装架：在LED 产品管芯（大圆片）底部电极备上银胶后进行扩张，将扩张后的管芯（大圆片）安置在刺晶台上，在显微镜下用刺晶笔将管芯一个一个安装在PCB 或LED 产品支架相应的焊盘上，随后进行烧结使银胶固化。

c压焊：用铝丝或金丝焊机将电极连接到LED 产品管芯上，以作电流注入的

引线。LED 产品直接安装在PCB 上的，一般采用铝丝焊机。（制作白光TOP-LED 产品需要金线焊机）

d封装：通过点胶，用环氧将LED 产品管芯和焊线保护起来。在PCB 板上点胶，对固化后胶体形状有严格要求，这直接关系到背光源成品的出光亮度。这道工序还将承担点荧光粉（白光LED 产品）的任务。

e焊接：如果背光源是采用SMD-LED 产品或其它已封装的LED 产品，则在装配工艺之前，需要将LED 产品焊接到PCB 板上。

f切膜：用冲床模切背光源所需的各种扩散膜、反光膜等。

g装配：根据图纸要求，将背光源的各种材料手工安装正确的位置。

h测试：检查背光源光电参数及出光均匀性是否良好。

2.包装：将成品按要求包装、入库。

二、封装工艺

1. LED产品的封装的任务

是将外引线连接到LED 产品芯片的电极上，同时保护好LED 产品芯片，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。

2. LED产品封装形式

LED产品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，散热对策和出光效果。LED 产品按封装形式分类有Lamp-L ED 产品、TOP-LED 产品、Side-LED 产品、SMD-LED 产品、High-Power-LED 产品等。

3. LED产品封装工艺流程

a芯片检验

镜检：材料表面是否有机械损伤及麻点麻坑（lockhill ）

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

b扩片

由于LED 产品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 产品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。

c点胶

在LED 产品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 产品芯片，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。

d备胶

和点胶相反，备胶是用备胶机先把银胶涂在LED 产品背面电极上，然后把背部带银胶的LED 产品安装在LED 产品支架上。备胶的效率远高于点胶，但不是所有产品均适用备胶工艺。

e手工刺片

将扩张后LED 产品芯片（备胶或未备胶）安置在刺片台的夹具上，LED 产品支架放在夹具底下，在显微镜下用针将LED 产品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。

f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 产品支架上点上银胶（绝缘胶），然后用真空吸嘴将LED 产品芯片吸起移动位置，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 产品芯片表面的损伤，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。

g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。

h压焊

压焊的目的将电极引到LED 产品芯片上，完成产品内外引线的连接工作。

LED 产品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 产品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 产品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。

i点胶封装

LED产品的封装主要有点胶、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 产品无法通过气密性试验）如右图所示的TOP-LED 产品和Side-LED 产品适用点胶封装。手动点胶封装对操作水平要求很高（特别是白光LED 产品），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 产品的点胶还存在荧光粉沉淀导致出光色差的问题。

j灌胶封装

Lamp-LED产品的封装采用灌封的形式。灌封的过程是先在LED 产品成型模腔内注入液态环氧，然后插入压焊好的LED 产品支架，放入烘箱让环氧固化后，将LED 产品从模腔中脱出即成型。

k模压封装

将压焊好的LED 产品支架放入模具中，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 产品成型槽中并固化。

l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。

m后固化

后固化是为了让环氧充分固化，同时对LED 产品进行热老化。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。

n切筋和划片

由于LED 产品在生产中是连在一起的（不是单个），Lamp 封装LED 产品采用切筋切断L ED 产品支架的连筋。SMD-LED 产品则是在一片PCB 板上，需要划片机来完成分离工作。

o测试

测试LED 产品的光电参数、检验外形尺寸，同时根据客户要求对LED 产品产品进行分选。

p包装

将成品进行计数包装。超高亮LED 产品需要防静电包装。

一、LED 生产工艺

1、工艺：

a ）清洗：采用超声波清洗PCB 或LED 支架，并烘干。

b ）装架：在LED 管芯底部电极备上银胶后进行扩张，将扩张后的管芯安置在刺晶台上，在显微镜下用刺晶笔将管芯一个一个安装在PCB 或LED 相应的焊盘上，随后进行烧结使银胶固化。

c ）压焊：用铝丝或金丝焊机将电极连接到LED 管芯上，以作电流注入的引线。LED 直接安装在PCB 上的，一般采用铝丝焊机。

d ）封装：通过点胶，用环氧将LED 管芯和焊线保护起来。在PCB 板上点胶，对固化后胶体形状有严格要求，这直接关系到背光源成品的出光亮度。这道工序还将承担点荧光粉的任务。

e ）焊接：如果背光源是采用SMD-LED 或其它已封装的LED, 则在装配工艺之前，需要将LED 焊接到PCB 板上。

f ）切膜：用冲床模切背光源所需的各种扩散膜、反光膜等。

g ）装配：根据图纸要求，将背光源的各种材料手工安装正确的位置。

h ）测试：检查背光源光电参数及出光均匀性是否良好。

I ）包装：将成品按要求包装、入库。

二、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，并且起到提高光取出效率的作用。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，散热对

策和出光效果。LED 按封装形式分类有 Lamp-LED、TOP-LED、Side-LED、SMD-LED、 High-Power-LED 等。 3、LED 封装工艺流程三：封装工艺说明 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。