led封裝工藝流程(編輯修改稿)
2025-09-17 12:30 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 D結(jié)溫產(chǎn)生的原因及降低結(jié)溫的途徑什么是LED的結(jié)溫？LED的基本結(jié)構(gòu)是一個(gè)半導(dǎo)體的P—N結(jié)。實(shí)驗(yàn)指出，當(dāng)電流流過(guò)LED元件時(shí)，P—N結(jié)的溫度將上升，嚴(yán)格意義上說(shuō)，就把P—N結(jié)區(qū)的溫度定義為L(zhǎng)ED的結(jié)溫。通常由于元件芯片均具有很小的尺寸，因此我們也可把LED芯片的溫度視之為結(jié)溫。產(chǎn)生LED結(jié)溫的原因有哪些？在LED工作時(shí)，可存在以下五種情況促使結(jié)溫不同程度的上升：A、元件不良的電極結(jié)構(gòu)，視窗層襯底或結(jié)區(qū)的材料以及導(dǎo)電銀膠等均存在一定的電阻值，這些電阻相互壘加，構(gòu)成LED元件的串聯(lián)電阻。當(dāng)電流流過(guò)P—N結(jié)時(shí)，同時(shí)也會(huì)流過(guò)這些電阻，從而產(chǎn)生焦耳熱，引致芯片溫度或結(jié)溫的升高。B、由于P—N結(jié)不可能極端完美，元件的注人效率不會(huì)達(dá)到100％，也即是說(shuō)，在LED工作時(shí)除P區(qū)向N區(qū)注入電荷(空穴)外，N區(qū)也會(huì)向P區(qū)注人電荷 (電子)，一般情況下，后一類(lèi)的電荷注人不會(huì)產(chǎn)生光電效應(yīng)，而以發(fā)熱的形式消耗掉了。即使有用的那部分注入電荷，也不會(huì)全部變成光，有一部分與結(jié)區(qū)的雜質(zhì)或缺陷相結(jié)合，最終也會(huì)變成熱。C、實(shí)踐證明，出光效率的限制是導(dǎo)致LED結(jié)溫升高的主要原因。目前，先進(jìn)的材料生長(zhǎng)與元件制造工藝已能使LED極大多數(shù)輸入電能轉(zhuǎn)換成光輻射能，然而由于LED芯片材料與周?chē)橘|(zhì)相比，具有大得多的折射系數(shù)，致使芯片內(nèi)部產(chǎn)生的極大部分光子(90％)無(wú)法順利地溢出介面，而在芯片與介質(zhì)介面產(chǎn)生全反射，返回芯片內(nèi)部并通過(guò)多次內(nèi)部反射最終被芯片材料或襯底吸收，并以晶格振動(dòng)的形式變成熱，促使結(jié)溫升高。D、顯然，LED元件的熱散失能力是決定結(jié)溫高低的又一個(gè)關(guān)鍵條件。散熱能力強(qiáng)時(shí)，結(jié)溫下降，反之，散熱能力差時(shí)結(jié)溫將上升。由于環(huán)氧膠是低熱導(dǎo)材料，因此P—N結(jié)處產(chǎn)生的熱量很難通過(guò)透明環(huán)氧向上散發(fā)到環(huán)境中去，大部分熱量通過(guò)襯底、銀漿、管殼、環(huán)氧粘接層， PCB與熱沉向下發(fā)散。顯然，相關(guān)材料的導(dǎo)熱能力將直接影響元件的熱散失效率。一個(gè)普通型的LED，從P—N結(jié)區(qū)到環(huán)境溫度的總熱阻在300到 600℃／w之間，對(duì)于一個(gè)具有良好結(jié)構(gòu)的功率型LED元件，其總熱阻約為15到30℃ ／W。巨大的熱阻差異表明普通型LED元件只能在很小的輸入功率條件下，才能正常地工作，而功率型元件的耗散功率可大到瓦級(jí)甚至更高。降低LED結(jié)溫的途徑有哪些？A、減少LED本身的熱阻；B、良好的二次散熱機(jī)構(gòu)；C、減少LED與二次散熱機(jī)構(gòu)安裝介面之間的熱阻；D、控制額定輸入功率。E、降低環(huán)境溫度LED的輸入功率是元件熱效應(yīng)的唯一來(lái)源，能量的一部分變成了輻射光能，其余部分最終均變成了熱，從而抬升了元件的溫度。顯然，減小LED溫升效應(yīng)的主要方法，一是設(shè)法提高元件的電光轉(zhuǎn)換效率（又稱(chēng)外量子效率），使盡可能多的輸入功率轉(zhuǎn)變成光能，另一個(gè)重要的途徑是設(shè)法提高元件的熱散失能力，使結(jié)溫產(chǎn)生的熱，通過(guò)各種途徑散發(fā)到周?chē)h(huán)境中去。LED產(chǎn)品的封裝有很多的步驟，下文將具體介紹各個(gè)步驟。 一、生產(chǎn)工藝 ： a)清洗：采用超聲波清洗PCB或LED產(chǎn)品支架，并烘干。 b)裝架：在LED產(chǎn)品管芯（大圓片）底部電極備上銀膠后進(jìn)行擴(kuò)張，將擴(kuò)張后的管芯（大圓片）安置在刺晶臺(tái)上，在顯微鏡下用刺晶筆將管芯一個(gè)一個(gè)安裝在PCB或LED產(chǎn)品支架相應(yīng)的焊盤(pán)上，隨后進(jìn)行燒結(jié)使銀膠固化。 c)壓焊：用鋁絲或金絲焊機(jī)將電極連接到LED產(chǎn)品管芯上，以作電流注入的引線。LED產(chǎn)品直接安裝在PCB上的，一般采用鋁絲焊機(jī)。（制作白光TOPLED產(chǎn)品需要金線焊機(jī)） d)封裝：通過(guò)點(diǎn)膠，用環(huán)氧將LED產(chǎn)品管芯和焊線保護(hù)起來(lái)。在PCB板上點(diǎn)膠，對(duì)固化后膠體形狀有嚴(yán)格要求，這直接關(guān)系到背光源成品的出光亮度。這道工序還將承擔(dān)點(diǎn)熒光粉（白光LED產(chǎn)品）的任務(wù)。 e)焊接：如果背光源是采用SMDLED產(chǎn)品或其它已封裝的LED產(chǎn)品，則在裝配工藝之前，需要將LED產(chǎn)品焊接到PCB板上。 f)切膜：用沖床模切背光源所需的各種擴(kuò)散膜、反光膜等。 g)裝配：根據(jù)圖紙要求，將背光源的各種材料手工安裝正確的位置。 h)測(cè)試：檢查背光源光電參數(shù)及出光均勻性是否良好。 ：將成品按要求包裝、入庫(kù)。 二、封裝工藝 1. LED產(chǎn)品的封裝的任務(wù) 是將外引線連接到LED產(chǎn)品芯片的電極上，同時(shí)保護(hù)好LED產(chǎn)品芯片，并且起到提高光取出效率的作用。關(guān)鍵工序有裝架、壓焊、封裝。 2. LED產(chǎn)品封裝形式 LED產(chǎn)品封裝形式可以說(shuō)是五花八門(mén)，主要根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)合采用相應(yīng)的外形尺寸，散熱對(duì)策和出光效果。LED產(chǎn)品按封裝形式分類(lèi)有LampLED產(chǎn)品、TOPLED產(chǎn)品、SideLED產(chǎn)品、SMDLED產(chǎn)品、HighPowerLED產(chǎn)品等。 3. LED產(chǎn)品封裝工藝流程 a)芯片檢驗(yàn) 鏡檢：材料表面是否有機(jī)械損傷及麻點(diǎn)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
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