征求:半导体照明(LED)生产技术

征求:半导体照明(LED)生产技术,第1张

1、生产方法

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(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 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 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。(制作白光TOP-LED 需要金线焊机)

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(白光LED)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。

g.包装:将成品按要求包装、入库。

2、工艺流程

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。

工艺流程及说明:

a. 芯片检验

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 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 *** 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。

c. 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。)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

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。

e. 手工刺片

将扩张后LED芯片(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 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 *** 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。

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 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。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。

i. 点胶封装LED 的封装

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)TOP-LED 和Side-LED 适用点胶封装。手动点胶封装对 *** 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。

j. 灌胶封装Lamp-LED 的封装

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。

k. 模压封装

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。

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。

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。

m. 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。

n. 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。

o. 包装

将成品进行计数包装。超高亮LED 需要防静电包装。

3、工艺技术来源

(1)点胶,难点在于点胶量的控制,采用华中科技大学TOP-LED 和Side-LED的点胶技术。

(2)封装,采用国际普遍的封装形式:Lamp-LED、TOP-LED、Side-LED、SMD-LED、High-Power-LED 等。

(3)其余工艺技术,由公司自主研发。

4、LED白光源的生产工艺(生产装置)流程图

我是学光电子的,据我所知,目前国内led因为国家大力支持,投资很火,所以竞争也非常激烈,地区在珠三角和长三角;但是大多都集中在中低端,高亮度led发光等技术要求较高,国内部分核心技术尚处在后研发阶段,国内技术较好的比如中科院半导体研究所,有半导体照明研发中心,光电实验室等,可以去他网上看看,其他还有西安光机所,南开光电子所等很多单位

专业知识大概需要三方面:半导体物理和器件、半导体工艺、封装等知识;光电子知识;材料物理及化学等

现在用的材料一般都是化合物半导体,比如砷化镓、磷化铟等

技术可以找研究机构合作,当然还要大力引进人才

市场有路灯等基础公用设施照明、家用半导体照明、汽车照明等,国内要打开市场尤其是家用一块还是有难度的,主要是电费不高,节能动力不足,但潜力巨大;此时混沌初开,尚不明朗,要谨慎切入,像楼上建议的做下游也就是做产品也是一种不错的定位;总之,技术每个人都能得到,公司却不是每个人都做得好,市场也不是每个人都能打开

一点浅见,见笑了

荧光灯,称为省电灯泡、电子灯泡、紧凑型荧光灯及一体式荧光灯,是指将荧光灯与镇流器(安定器)组合成一个整体的照明设备。荧光灯的尺寸与白炽灯相近,与灯座的接口也和白炽灯相同,所以可以直接替换白炽灯。荧光灯的光效比白炽灯高得多,同样照明条件下,前者所消耗的电能要少得多,所以被称为荧光灯。

LED是一种节省能源新型发光照明灯具,和荧光灯不一样。LED很可能成为普遍采用家庭照明,节能环保也可能成为照明灯的一次革命。

LED的特点 1、 一是节能。每只照明灯具的工作电流DC在0.5-1.3A以下,耗市电在6W-12.6W左右,并且没有太多的热量产生,它比荧光灯更省电,一只节能日光灯管要耗电36W-45W(加镇流器),而此种LED照明灯仅耗电6-12W。二是环保。它的光源无紫外光、红外光等辐射,且能避免荧光灯管破裂溢出汞的二次污染和无法再利用的浪费。三是寿命长。发光二极管制成的灯使用寿命为3万-5万小时,以每天8小时计算,可使用10年以上。用它制造的照明灯具,使用寿命远远高于普通白炽灯和荧光灯。


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