貼片式LED封裝工藝中死燈現(xiàn)象影響因素及對(duì)策分析

高宏屹

摘 要：貼片式LED由于體積小、散射角大、發(fā)光均勻性好等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用較為廣泛。在貼片式LED封裝工藝中死燈現(xiàn)象是影響產(chǎn)品品良的重要因素。如何降低或者杜絕死燈現(xiàn)象，是當(dāng)前LED封裝行業(yè)的一個(gè)重要研究課題。本文分析了貼片式LED封裝工藝中死燈現(xiàn)象主要的影響因素，并提出了控制對(duì)策。

關(guān)鍵詞：LED；封裝；死燈；影響因素；控制

LED封裝技術(shù)大都是在分立器件封裝技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展與演變而來(lái)的，但卻有很大的特殊性。一般情況下，分立器件的管芯被密封在封裝體內(nèi)，封裝的作用主要是保護(hù)管芯和完成電氣互連。而LED封裝則是完成輸出電信號(hào)，保護(hù)管芯正常工作，輸出可見(jiàn)光，既有電參數(shù)，又有光參數(shù)的設(shè)計(jì)及技術(shù)要求，無(wú)法簡(jiǎn)單地將分立器件的封裝用于LED。貼片式LED由于體積小、散射角大、發(fā)光均勻性好等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于建筑物輪廓燈、娛樂(lè)場(chǎng)所裝飾照明、廣告裝飾燈光照明領(lǐng)域等。

1 研究意義

什么是死燈現(xiàn)象？在貼片式LED封裝工藝中，封裝后遇到LED燈不亮，這種情況通常被業(yè)界稱為死燈現(xiàn)象或死燈問(wèn)題。

當(dāng)前，電子產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，價(jià)格戰(zhàn)已經(jīng)迫使企業(yè)不得不將工作重點(diǎn)放在成產(chǎn)成本控制方面。對(duì)各個(gè)貼片式LED封裝企業(yè)來(lái)說(shuō)，為追求利潤(rùn)最大化，要想生存與發(fā)展，必須控制生產(chǎn)成本，則必須在控制死燈率方面采取有效措施。部分貼片式LED封裝企業(yè)的死燈率控制在超過(guò)20%，與貼片式LED封裝工藝發(fā)達(dá)企業(yè)差距較大，因此研究貼片式LED封裝工藝中死燈現(xiàn)象影響因素及對(duì)策分析具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 貼片式LED封裝工藝中死燈現(xiàn)象影響因素及對(duì)策分析

本文講到的貼片式LED封裝的主要工藝流程為：固晶——通過(guò)在支架上點(diǎn)絕緣膠或銀膠，把LED芯片固晶到支架的碗杯中央；焊線——用導(dǎo)線將芯片表面電極和支架連接起來(lái)，當(dāng)導(dǎo)通電流時(shí)，芯片發(fā)光；點(diǎn)粉——由于LED芯片為單色光，通過(guò)LED芯片激發(fā)不同的熒光粉，從而實(shí)現(xiàn)白光輸出，此外也起到保護(hù)芯片和提高出光率的作用；分光分色——對(duì)LED光源色溫、亮度、電壓、波長(zhǎng)、漏電等光電性能進(jìn)行測(cè)試，按照客戶要求將不同參數(shù)等級(jí)材料分BIN級(jí)；包裝——采用防靜電材料包裝。

2.1 固晶不良引起的死燈

⑴影響因素分析：固晶中，點(diǎn)膠量的多少直接影響LED燈珠死燈。點(diǎn)得多了，膠會(huì)返到芯片金墊上，造成短路；點(diǎn)得少了，芯片又粘不牢，散熱變差，長(zhǎng)時(shí)間點(diǎn)亮后很容易死燈。

⑵對(duì)策建議：點(diǎn)膠必須恰到好處，在生產(chǎn)工藝中，點(diǎn)膠量的多少與芯片大小、型號(hào)等有關(guān)，既不能多也不能少。因此，嚴(yán)格控制點(diǎn)膠量成為本工藝站質(zhì)檢的重要工作。

2.2 焊線不良引起的死燈

⑴影響因素分析：有些企業(yè)采用手工焊接，使用40瓦普通烙鐵，焊接溫度無(wú)法控制，烙鐵溫度在300-400℃以上，過(guò)高的焊接溫度也會(huì)造成死燈，LED引線在高溫下膨脹系數(shù)比在150℃左右的膨脹系數(shù)高好幾倍，內(nèi)部的金絲焊點(diǎn)會(huì)因?yàn)檫^(guò)大的熱脹冷縮將焊接點(diǎn)拉開(kāi)，造成死燈現(xiàn)象。此外，鍍銀層太薄附著力不強(qiáng)，焊點(diǎn)與支架脫離，也很容易造成死燈現(xiàn)象。

⑵對(duì)策建議：對(duì)于焊線工藝中各參數(shù)的控制很關(guān)鍵，金絲球焊機(jī)的壓力、時(shí)間、溫度、功率四個(gè)參數(shù)要配合得恰到好處，還要注重對(duì)焊接質(zhì)量的監(jiān)測(cè)檢查。在電鍍前的處理應(yīng)嚴(yán)格按操作規(guī)程進(jìn)行，除銹、除油、磷化等工序應(yīng)一絲不茍，電鍍時(shí)要控制好電流，鍍銀層厚度要控制好，鍍層太厚成本高，太薄影響品質(zhì)。因?yàn)橐话愕腖ED封裝企業(yè)都不具備檢驗(yàn)支架排電鍍品質(zhì)的能力，這就給了一些電鍍企業(yè)有機(jī)可乘，使電鍍的支架排鍍銀層減薄，減少成本支出，一般封裝企業(yè)IQC對(duì)支架排檢驗(yàn)手段欠缺，沒(méi)有檢測(cè)支架排鍍層厚度和牢度的儀器，所以較容易蒙混過(guò)關(guān)。

2.3 點(diǎn)粉工藝引起的死燈

⑴影響因素分析：點(diǎn)粉工藝中死燈主要由于對(duì)膠體烘烤條件的控制不佳引起，如果膠體硬化速度過(guò)快或者烘烤度溫度不均，會(huì)導(dǎo)致膠體中有裂化發(fā)生，且膠體與支架間蓄積過(guò)大的應(yīng)力，燈珠經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間點(diǎn)亮或高溫焊接后，由于膠體膨脹對(duì)金線的拉動(dòng)引起死燈。

⑵對(duì)策建議：點(diǎn)膠工藝環(huán)節(jié)要注意：測(cè)定所用膠是否有硬化不良之現(xiàn)象；確認(rèn)烤箱內(nèi)部的實(shí)際溫度，確認(rèn)烤箱內(nèi)部溫度是否均勻，并做好記錄；降低初烤溫度，延長(zhǎng)初烤時(shí)間。

2.4 靜電引起的死燈

⑴影響因素分析：靜電對(duì)LED燈來(lái)說(shuō)是一種危害極大的魔鬼，全世界因?yàn)殪o電損壞的電子元器件不計(jì)其數(shù)，所以防止靜電損壞電子元器件，是電子行業(yè)一項(xiàng)很重要的工作。人體（ESD）靜電可以達(dá)到三千伏左右，足可以將LED芯片擊穿損壞，在LED封裝生產(chǎn)線，各類(lèi)設(shè)備的接地電阻是否符合要求，這也是很重要的，一般要求接地電阻為4歐姆，有些要求高的場(chǎng)合其接地電阻甚至要達(dá)到≤2歐姆。

⑵對(duì)策建議：在LED封裝生產(chǎn)線，工作時(shí)應(yīng)穿防靜電服裝，配帶靜電環(huán)，靜電環(huán)應(yīng)接地良好，有一種不須要接地的靜電環(huán)防靜電的效果不好，建議不使用配帶該種產(chǎn)品，如果工作人員違反操作規(guī)程，則應(yīng)接受相應(yīng)的警示教育，同時(shí)也起到告示他人的作用。