led特點
(1)四元芯片,采用MOVPE工藝制備,亮度相對于常規(guī)芯片要亮。
(2)信賴性優(yōu)良。
(3)應用廣泛。
(4)安全性高。
(5)壽命長。
如何評判
led芯片的價格:一般情況系下方片的價格要高于圓片的價格,大功率led芯片肯定要高于小功率led芯片,進口的要高于國產(chǎn)的,進口的來源價格從日本、美國、***依次減低。
led芯片的質(zhì)量:評價led芯片的質(zhì)量主要從裸晶亮度、衰減度兩個主要標準來衡量,在封裝過程中主要從led芯片封裝的成品率來計算。
日常使用
紅燈:9mil正規(guī)方片,(純紅)波長:620-625nm,上下60°、左右120°,亮度高達1000-1200mcd;
綠燈:12mil正規(guī)方片,(純綠)波長:520-525nm,上下60°、左右120°,亮度高達2000-3000mcd;
性能:具有亮度高、抗靜電能力強、抗衰減能力強、一致性好等特點,是制作led招牌、led發(fā)光字的最佳選擇。
制造流程
總的來說,LED制作流程分為兩大部分:
首先在襯底上制作氮化鎵(GaN)基的外延片,這個過程主要是在金屬有機化學氣相沉積外延片爐(MOCVD)中完成的。準備好制作GaN基外延片所需的材料源和各種高純的氣體之后,按照工藝的要求就可以逐步把外延片做好。常用的襯底主要有藍寶石、碳化硅和硅襯底,還有GaAs、AlN、ZnO等材料。
MOCVD是利用氣相反應物(前驅(qū)物)及Ⅲ族的有機金屬和Ⅴ族的NH3在襯底表面進行反應,將所需的產(chǎn)物沉積在襯底表面。通過控制溫度、壓力、反應物濃度和種類比例,從而控制鍍膜成分、晶相等品質(zhì)。MOCVD外延爐是制作LED外延片最常用的設備。
然后是對LEDPN結(jié)的兩個電極進行加工,電極加工也是制作LED芯片的關鍵工序,包括清洗、蒸鍍、黃光、化學蝕刻、熔合、研磨;然后對LED毛片進行劃片、測試和分選,就可以得到所需的LED芯片。如果芯片清洗不夠乾凈,蒸鍍系統(tǒng)不正常,會導致蒸鍍出來的金屬層(指蝕刻后的電極)會有脫落,金屬層外觀變色,金泡等異常。
蒸鍍過程中有時需用彈簧夾固定芯片,因此會產(chǎn)生夾痕(在目檢必須挑除)。黃光作業(yè)內(nèi)容包括烘烤、上光阻、照相曝光、顯影等,若顯影不完全及光罩有破洞會有發(fā)光區(qū)殘多出金屬。
芯片在前段工藝中,各項工藝如清洗、蒸鍍、黃光、化學蝕刻、熔合、研磨等作業(yè)都必須使用鑷子及花籃、載具等,因此會有芯片電極刮傷情形發(fā)生。
制作工藝
1.LED芯片檢驗
鏡檢:材料表面是否有機械損傷及麻點麻坑lockhill芯片尺寸及電極大小是否符合工藝要求電極圖案是否完整。
2.LED擴片
由于LED芯片在劃片后依然排列緊密間距很小(約0.1mm),不利于后工序的操作。采用擴片機對黏結(jié)芯片的膜進行擴張,使LED芯片的間距拉伸到約0.6mm。也可以采用手工擴張,但很容易造成芯片掉落浪費等不良問題。
3.LED點膠
在LED支架的相應位置點上銀膠或絕緣膠。對于GaAs、SiC導電襯底,具有背面電極的紅光、黃光、黃綠芯片,采用銀膠。對于藍寶石絕緣襯底的藍光、綠光LED芯片,采用絕緣膠來固定芯片。
工藝難點在于點膠量的控制,在膠體高度、點膠位置均有詳細的工藝要求。由于銀膠和絕緣膠在貯存和使用均有嚴格的要求,銀膠的醒料、攪拌、使用時間都是工藝上必須注意的事項。
4.LED備膠
和點膠相反,備膠是用備膠機先把銀膠涂在LED背面電極上,然后把背部帶銀膠的LED安裝在LED支架上。備膠的效率遠高于點膠,但不是所有產(chǎn)品均適用備膠工藝。
5.LED手工刺片
將擴張后LED芯片(備膠或未備膠)安置在刺片臺的夾具上,LED支架放在夾具底下,在顯微鏡下用針將LED芯片一個一個刺到相應的位置上。手工刺片和自動裝架相比有一個好處,便于隨時更換不同的芯片,適用于需要安裝多種芯片的產(chǎn)品。
6.LED自動裝架
自動裝架其實是結(jié)合了沾膠(點膠)和安裝芯片兩大步驟,先在LED支架上點上銀膠(絕緣膠),然后用真空吸嘴將LED芯片吸起移動位置,再安置在相應的支架位置上。自動裝架在工藝上主要要熟悉設備操作編程,同時對設備的沾膠及安裝精度進行調(diào)整。在吸嘴的選用上盡量選用膠木吸嘴,防止對LED芯片表面的損傷,特別是藍、綠色芯片必須用膠木的。因為鋼嘴會劃傷芯片表面的電流擴散層。
7.LED燒結(jié)
燒結(jié)的目的是使銀膠固化,燒結(jié)要求對溫度進行監(jiān)控,防止批次性不良。銀膠燒結(jié)的溫度一般控制在150℃,燒結(jié)時間2小時。根據(jù)實際情況可以調(diào)整到170℃,1小時。絕緣膠一般150℃,1小時。
銀膠燒結(jié)烘箱的必須按工藝要求隔2小時(或1小時)打開更換燒結(jié)的產(chǎn)品,中間不得隨意打開。燒結(jié)烘箱不得再其他用途,防止污染。
8.LED壓焊
壓焊的目的是將電極引到LED芯片上,完成產(chǎn)品內(nèi)外引線的連接工作。
LED的壓焊工藝有金絲球焊和鋁絲壓焊兩種。鋁絲壓焊的過程為先在LED芯片電極上壓上第一點,再將鋁絲拉到相應的支架上方,壓上第二點后扯斷鋁絲。金絲球焊過程則在壓第一點前先燒個球,其余過程類似。
壓焊是LED封裝技術中的關鍵環(huán)節(jié),工藝上主要需要監(jiān)控的是壓焊金絲(鋁絲)拱絲形狀,焊點形狀,拉力。
9.LED封膠
LED的封裝主要有點膠、灌封、模壓三種。基本上工藝控制的難點是氣泡、多缺料、黑點。設計上主要是對材料的選型,選用結(jié)合良好的環(huán)氧和支架。(一般的LED無法通過氣密性試驗)
LED點膠TOP-LED和Side-LED適用點膠封裝。手動點膠封裝對操作水平要求很高(特別是白光LED),主要難點是對點膠量的控制,因為環(huán)氧在使用過程中會變稠。白光LED的點膠還存在熒光粉沉淀導致出光色差的問題。
LED灌膠封裝Lamp-LED的封裝采用灌封的形式。灌封的過程是先在LED成型模腔內(nèi)注入液態(tài)環(huán)氧,然后插入壓焊好的LED支架,放入烘箱讓環(huán)氧固化后,將LED從模腔中脫出即成型。
LED模壓封裝將壓焊好的LED支架放入模具中,將上下兩副模具用液壓機合模并抽真空,將固態(tài)環(huán)氧放入注膠道的入口加熱用液壓頂桿壓入模具膠道中,環(huán)氧順著膠道進入各個LED成型槽中并固化。
10.LED固化與后固化
固化是指封裝環(huán)氧的固化,一般環(huán)氧固化條件在135℃,1小時。模壓封裝一般在150℃,4分鐘。后固化是為了讓環(huán)氧充分固化,同時對LED進行熱老化。后固化對于提高環(huán)氧與支架(PCB)的粘接強度非常重要。一般條件為120℃,4小時。
11.LED切筋和劃片
由于LED在生產(chǎn)中是連在一起的(不是單個),Lamp封裝LED采用切筋切斷LED支架的連筋。SMD-LED則是在一片PCB板上,需要劃片機來完成分離工作。
12.LED測試
測試LED的光電參數(shù)、檢驗外形尺寸,同時根據(jù)客戶要求對LED產(chǎn)品進行分選。
計數(shù)方法
LED芯片因為大小一般都在大小:小功率的芯片一般分為8mil、9mil、12mil、14mil等,跟頭發(fā)細一樣細,以前人工計數(shù)時候非常辛苦,而且準確率極底,2012年廈門好景科技有開發(fā)一套專門針對LED芯片計數(shù)的軟件,儀器整合了高清晰度數(shù)字技術來鑒別最困難的計數(shù)問題,LED芯片專用計數(shù)儀設備是由百萬象素工業(yè)專用的CCD和百萬象素鏡頭的硬件,整合了高清晰度圖像數(shù)字技術的軟件組成的,主要用來計算出LED芯片的數(shù)量。該LED芯片專用計數(shù)儀通過高速的圖像獲取及視覺識別處理,準確、快速地計數(shù)LED芯片,操作簡單,使用方便。
該設備裝有新型的照明配置,因照明上的均勻一致性及應用百萬象素的CCD及鏡頭,確保了LED芯片成像的清晰度,配合高技術的計數(shù)軟件,從而保證了計數(shù)的準確度。同時軟件會將每次計數(shù)的結(jié)果儲存在數(shù)據(jù)庫中,方便打印與追溯對比分析。
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