試論LED封裝工藝的優(yōu)化及管控

王繼弘

摘 要：LED發(fā)光二極管作為新時(shí)期的照明光源，在市場上具有廣闊的發(fā)展前景，以及生命活力。LED封裝屬于LED生產(chǎn)的中間環(huán)節(jié)，涉及到了光學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、力學(xué)、機(jī)械學(xué)等多個學(xué)科。當(dāng)前，LED封裝面臨著較為嚴(yán)重的工藝質(zhì)量問題。為了探求最為可靠的封裝工藝技術(shù)，在本文中著重研究LED封裝工藝優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)對其質(zhì)量的控制。

關(guān)鍵詞：LED封裝工藝；優(yōu)化；管控

封裝工藝是LED產(chǎn)品生產(chǎn)的靈魂，決定著產(chǎn)品的性能、可靠性以及成本。在本文中針對LED封裝工藝進(jìn)行優(yōu)化，在焊線工藝、熒光粉涂覆工藝等方面進(jìn)行改進(jìn)，希望保障產(chǎn)品的性能和質(zhì)量。在LED封裝環(huán)節(jié)中，需要做好相應(yīng)的準(zhǔn)備工作，對原材料的品質(zhì)進(jìn)行嚴(yán)格的控制。以求從LED封裝工藝細(xì)節(jié)上提升質(zhì)量。

1 LED封裝工藝流程

在LED進(jìn)行封裝之前需要做好相應(yīng)的基礎(chǔ)準(zhǔn)本以提升封裝質(zhì)量。保障LED能夠順利封裝的原材料主要有：支架、藍(lán)光芯片、熒光粉。為了保障封裝質(zhì)量，需要對這些材料進(jìn)行抽樣的檢查，當(dāng)原材料的質(zhì)量過關(guān)之后才能夠進(jìn)入具體的封裝工藝。

1.1 固晶

LED封裝之前進(jìn)行固晶，固晶是指應(yīng)用膠將LED晶片固定在支架上，對于固晶的處理決定著固晶的穩(wěn)定性。固晶膠的溫度需要保持在零下40攝氏度，當(dāng)使用膠時(shí)，通過針筒將絕緣膠吸入到中，在常溫中靜置30分鐘，當(dāng)膠溫度適合的情況下，將其放置在固晶膠盤中進(jìn)行攪拌處理，實(shí)現(xiàn)擴(kuò)晶。

在擴(kuò)晶的過程中，將晶片膜放置在母環(huán)中，然后對其進(jìn)行固晶，應(yīng)用壓縮空氣對于LED支架進(jìn)行清潔。在固晶完成之后，需要對固晶膠進(jìn)行烘烤，將烘烤的溫度設(shè)置為135攝氏度。當(dāng)固晶膠被固化之后，需要對其推力進(jìn)行測試，保障固晶穩(wěn)定性[ 1 ]。

1.2 焊線

焊線是LED封裝過程中的重點(diǎn)內(nèi)容，該環(huán)節(jié)運(yùn)用熱壓和力超聲波，對LED 支架進(jìn)行處理，將支架上的鍵合與芯片電極實(shí)現(xiàn)對接。在產(chǎn)生的壓力的情況下，底板被加熱，支架引線金屬和鍍銀層兩者之間具有一定的塑性，最終導(dǎo)致程度的變形。在第二個焊點(diǎn)球完成之后，電極焊和金線之間進(jìn)行對接，施加壓力給進(jìn)線，從而產(chǎn)生線弧。

1.3 熒光粉涂覆和烘烤

在應(yīng)用熒光粉涂覆和烘烤時(shí)，常用的方法就是點(diǎn)膠涂覆法，該種方法在實(shí)際應(yīng)用過程中最大的優(yōu)點(diǎn)就是比較適合規(guī)?；纳a(chǎn)，生產(chǎn)操作比較簡單，但是目前該種方法在實(shí)際應(yīng)用過程中精確度不高，難以滿足LED封裝要求。在具體的應(yīng)用中點(diǎn)膠涂覆法重復(fù)性比較差，會產(chǎn)生沉淀從而影響涂覆質(zhì)量。

例如，熒光粉涂覆過程中，可能由于溫度、壓力等原因?qū)е鲁霈F(xiàn)大量的氣泡，當(dāng)LED燈珠受熱時(shí)會產(chǎn)生氣體膨脹?？諝馀c硅膠膨脹系數(shù)不一致的情況下，導(dǎo)致硅膠彈性體被撕裂。

1.4 儲存于靜電管理

對于LED 封裝環(huán)節(jié)需要對其進(jìn)行存儲，直接的目的就是對其進(jìn)行密封，避免LED支架被氧化導(dǎo)致其銀層的靈敏度降低。存儲在于能夠有效的保障LED質(zhì)量可靠。當(dāng)封裝存儲不當(dāng)?shù)那闆r下，LED支架中會進(jìn)入一種化學(xué)元素，導(dǎo)致銀層與元素S發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，最終在LED支架上產(chǎn)生Ag2S，該種化學(xué)產(chǎn)物將會降低支架的銀層反射能力，出現(xiàn)光衰現(xiàn)象。因此，在進(jìn)行LED封裝存儲環(huán)節(jié)中需要對其進(jìn)行真空封裝，存放在溫度在三十?dāng)z氏度以下的環(huán)境中。

2 LED封裝工藝優(yōu)化

為了提升LED封裝工藝質(zhì)量，需要從封裝的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行質(zhì)量控制，優(yōu)化封裝工藝。對于焊線工藝的優(yōu)化、熒光粉涂覆工藝的優(yōu)化，都是LED 封裝工藝中的重點(diǎn)內(nèi)容。

2.1 焊線工藝優(yōu)化

在LED 實(shí)際應(yīng)用環(huán)節(jié)中，焊接不良導(dǎo)致功能失效，因此需要提升焊線質(zhì)量。焊線環(huán)節(jié)的施工需要嚴(yán)格的控制焊線工藝實(shí)驗(yàn)參數(shù)，保障實(shí)驗(yàn)參數(shù)能穩(wěn)定在質(zhì)量可控的范圍內(nèi)。其中尋找高度為150μm，尋找速度為12μm/s，球徑為60μm，打火間隙為1300μm，送線量為520μm，打火時(shí)間為1200μs，打火功率為40mA。LED封裝焊接鍵合不良的原因有很多種，如空氣污染、人體凈化、儲存不良。

此外LED金絲保管不當(dāng)出現(xiàn)老化的情況，金絲延展度和硬度都會產(chǎn)生巨大的改變。保障LED金線鍵合穩(wěn)定性，技術(shù)人員可以在封裝之前對其進(jìn)行等離子清潔，經(jīng)過對比，清潔之后的芯片焊線和支架的拉伸韌性增加了20%以上。

2.2 熒光粉涂覆工藝優(yōu)化

通過熒光粉涂覆工藝優(yōu)化的方式來提升LED封裝質(zhì)量，以往的熒光粉涂覆方式為點(diǎn)膠涂覆法，該種方法作業(yè)簡單，但是使得LED的光強(qiáng)分布不均勻。如在支架的邊緣上所產(chǎn)生的藍(lán)光比較弱，藍(lán)光在穿透熒光粉的過程中，被大量的熒光粉所吸收，從而顯示出了黃光。在該種熒光涂覆之下，LED顏色不均勻情況比較嚴(yán)重。為了對該中情況進(jìn)行改進(jìn)，應(yīng)用自由點(diǎn)膠涂覆的方法，該種方法屬于反沉淀熒光粉涂覆工藝，支架結(jié)構(gòu)比較容易出光，避免熒光粉層出現(xiàn)散射損失。

優(yōu)化熒光粉層的涂覆需要注意以下幾個問題：

1）一次點(diǎn)膠以及烘烤，膠量以及濃度需要根據(jù)正常情況下的自由點(diǎn)膠涂覆法進(jìn)行計(jì)算，全自動點(diǎn)膠機(jī)需要采用機(jī)械部位進(jìn)行點(diǎn)膠。當(dāng)點(diǎn)膠完成之后，需要進(jìn)入到烤箱進(jìn)行預(yù)固化處理。點(diǎn)膠硅膠的黏性以及毛細(xì)作用使得熒光粉膠不會隨意的留下來，同時(shí)熒光粉在重力的作用下與芯片之間發(fā)生了隔離。

2）二次點(diǎn)膠以及烘烤。在上一步完成之后將支架內(nèi)部剩余的空間中，加入少量的熒光粉，消除界面應(yīng)力之后完成固化處理。在烘烤階段需要嚴(yán)格的控制其烘烤的時(shí)間，對烘烤環(huán)節(jié)進(jìn)行記錄。當(dāng)烘烤結(jié)束之后，隨爐冷卻至室溫，避免溫度突變造成其內(nèi)部應(yīng)力的產(chǎn)生。在本文中針對自由點(diǎn)膠涂覆法進(jìn)行改進(jìn)，該種改進(jìn)方試能夠有效的完善LED中間部分的光色產(chǎn)生，保障LED光色變得更加的均勻。

3 結(jié)論

綜上所述， 在LED進(jìn)行封裝之前需要做好相應(yīng)的基礎(chǔ)準(zhǔn)本以提升封裝質(zhì)量。保障LED能夠順利封裝的原材料主要有：支架、藍(lán)光芯片、熒光粉。為了保障封裝質(zhì)量，需要對這些材料進(jìn)行抽樣的檢查，當(dāng)原材料的質(zhì)量過關(guān)之后才能夠進(jìn)入具體的封裝工藝。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉勇求，嚴(yán)其艷.淺談大功率LED封裝工藝設(shè)計(jì)及優(yōu)化[J].工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新，2016，（03）：514-517.