1、LED導(dǎo)電膠的應(yīng)用



LED導(dǎo)電膠合用于LED、大功率LED、LED數(shù)碼管、LCD、TR、IC、COB、PCBA、FPC、FC、LCD、EL冷光片、顯示屏、壓電晶體、晶振、諧振器、太陽能電池、光伏電池、蜂鳴器、半導(dǎo)體分立器件等各種電子元件和組件的封裝以及粘結(jié)等。應(yīng)用范圍涉及電子元器件、電子組件、電路板組裝、顯示及照明產(chǎn)業(yè)、通信、汽車電子、智能卡、射頻識(shí)別、電子標(biāo)簽等領(lǐng)域。



2、LED導(dǎo)電膠的市場現(xiàn)狀



目前海內(nèi)市場上一些高尖真?zhèn)€領(lǐng)域使用的LED導(dǎo)電膠主要以入口為主：美國的Ablistick公司、3M公司幾乎占領(lǐng)了全部的IC和LED領(lǐng)域,日本的住友和臺(tái)灣翌華也有涉及這些領(lǐng)域.日本的Three-Bond公司則控制了整個(gè)的石英晶體諧振器方面導(dǎo)電銀膠的應(yīng)用.海內(nèi)的導(dǎo)電銀膠主要使用在一些中、低檔的產(chǎn)品上,這方面的市場主要由金屬研究所據(jù)有.



目前我國電子工業(yè)正大量引進(jìn)和開發(fā)SMT出產(chǎn)線,導(dǎo)電銀膠在我國必定有廣闊的應(yīng)用遠(yuǎn)景.但我國在這方面的研究起步較晚,目前所需用的高機(jī)能導(dǎo)電銀膠主要依靠入口,因此必需鼎力加強(qiáng)粘接溫度和固化時(shí)間、粘接壓力、粒子含量等因素導(dǎo)電銀膠可靠性的影響的研究和應(yīng)用開發(fā),制備出新型的導(dǎo)電銀膠,以進(jìn)步我國電子產(chǎn)品封裝業(yè)的國際競爭力.



3、LED導(dǎo)電膠的工藝



LED導(dǎo)電膠點(diǎn)膠工藝



a)清洗：采用超聲波清洗PCB或LED支架，并烘干。



b)裝架：在LED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）安頓在刺晶臺(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支架相應(yīng)的焊盤上，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管芯上，以作電流注入的引線。LED直接安裝在PCB上的，一般采用鋁絲焊機(jī)。（制作白光TOP-LED需要金線焊機(jī)）



d)封裝：通過點(diǎn)膠，用環(huán)氧將LED管芯和焊線保護(hù)起來。在PCB板上點(diǎn)膠，對(duì)固化后膠體外形有嚴(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）的任務(wù)。



e)焊接：假如背光源是采用SMD-LED或其它已封裝的LED，則在裝配工藝之前，需要將LED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準(zhǔn)確的位置。



h)測試：檢查背光源光電參數(shù)及出光平均性是否良好。



LED導(dǎo)電膠封裝工藝



A.LED的封裝的任務(wù)



是將外引線連接到led芯片的電極上，同時(shí)保護(hù)好LED芯片，并且起到進(jìn)步光掏出效率的作用。樞紐工序有裝架、壓焊、封裝。



B.LED封裝形式



LED封裝形式可以說是五花八門，主要根據(jù)不同的應(yīng)用場合采用相應(yīng)的形狀尺寸，散熱對(duì)策和出光效果。LED按封裝形式分類有Lamp-LED、TOP-LED、Side-LED、SMD-LED、High-Power-LED等。



C.LED封裝工藝流程



D．封裝工藝說明



a.芯片檢修



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來源:www.tede.cn



電極圖案是否完整



b.擴(kuò)片



因?yàn)長ED芯片在劃片后依然排列緊密間距很小（約0.1mm），不利于后工序的操縱。我們采用擴(kuò)片機(jī)對(duì)黏結(jié)芯片的膜進(jìn)行擴(kuò)張，是LED芯片的間距拉伸到約0.6mm。也可以采用手工擴(kuò)張，但很輕易造成芯片掉落鋪張等不良題目。



c.點(diǎn)膠



在led支架的相應(yīng)位置點(diǎn)上銀膠或絕緣膠。（對(duì)于GaAs、SiC導(dǎo)電襯底，具有背面電極的紅光、黃光、黃綠芯片，采用銀膠。對(duì)于藍(lán)寶石絕緣襯底的藍(lán)光、綠光LED芯片，采用絕緣膠來固定芯片。）



工藝難點(diǎn)在于點(diǎn)膠量的控制，在膠體高度、點(diǎn)膠位置均有具體的工藝要求。



因?yàn)殂y膠和絕緣膠在貯存和使用均有嚴(yán)格的要求，銀膠的醒料、攪拌、使用時(shí)間都是工藝上必需留意的事項(xiàng)。



d.備膠



和點(diǎn)膠相反，備膠是用備膠機(jī)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(yuǎn)高于點(diǎn)膠，但不是所有產(chǎn)品均合用備膠工藝。



e.手工刺片



將擴(kuò)張后LED芯片（備膠或未備膠）安頓在刺片臺(tái)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(gè)一個(gè)刺到相應(yīng)的位置上。



手工刺片和自動(dòng)裝架比擬有一個(gè)好處，便于隨時(shí)更換不同的芯片，合用于需要安裝多種芯片的產(chǎn)品.



f.自動(dòng)裝架



自動(dòng)裝架實(shí)在是結(jié)合了沾膠（點(diǎn)膠）和安裝芯片兩大步驟，先在LED支架上點(diǎn)上銀膠（絕緣膠），然后用真空吸嘴將LED芯片吸起移動(dòng)位置，再安頓在相應(yīng)的支架位置上。



自動(dòng)裝架在工藝上主要要認(rèn)識(shí)設(shè)備操縱編程，同時(shí)對(duì)設(shè)備的沾膠及安裝精度進(jìn)行調(diào)整。在吸嘴的選用上盡量選用膠木吸嘴，防止對(duì)LED芯片表面的損傷，特別是蘭、綠色芯片必需用膠木的。由于鋼嘴會(huì)劃傷芯片表面的電流擴(kuò)散層。



h.燒結(jié)



燒結(jié)的目的是使銀膠固化，燒結(jié)要求對(duì)溫度進(jìn)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(shí)間2小時(shí)。根據(jù)實(shí)際情況可以調(diào)整到170℃，1小時(shí)。



絕緣膠一般150℃，1小時(shí)。



銀膠燒結(jié)烘箱的必需按工藝要求隔2小時(shí)（或1小時(shí)）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。



i.壓焊



壓焊的目的將電極引到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。右圖是鋁絲壓焊的過程，先在LED芯片電極上壓上第一點(diǎn)，再將鋁絲拉到相應(yīng)的支架上方，壓上第二點(diǎn)后扯斷鋁絲。金絲球焊過程則在壓第一點(diǎn)前先燒個(gè)球，其余過程類似。



壓焊是LED封裝技術(shù)中的樞紐環(huán)節(jié)，工藝上主要需要監(jiān)控的是壓焊金絲（鋁絲）拱絲外形，焊點(diǎn)外形，拉力。



對(duì)壓焊工藝的深入研究涉及到多方面的題目，如金（鋁）絲材料、超聲功率、壓焊壓力、劈刀（鋼嘴）選用、劈刀（鋼嘴）運(yùn)動(dòng)軌跡等等。（下圖是平等前提下，兩種不同的劈刀壓出的焊點(diǎn)微觀照片，兩者在微觀結(jié)構(gòu)上存在差別，從而影響著產(chǎn)品質(zhì)量。）我們?cè)谶@里不再累述。



j.點(diǎn)膠封裝



LED的封裝主要有點(diǎn)膠、灌封、模壓三種。基本上工藝控制的難點(diǎn)是氣泡、多缺料、斑點(diǎn)。設(shè)計(jì)上主要是對(duì)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(yàn)）如右圖所示的TOP-LED和Side-LED合用點(diǎn)膠封裝。手動(dòng)點(diǎn)膠封裝對(duì)操縱水平要求很高（特別是白光led），主要難點(diǎn)是對(duì)點(diǎn)膠量的控制，由于環(huán)氧在使用過程中會(huì)變稠。白光LED的點(diǎn)膠還存在熒光粉沉淀導(dǎo)致出光色差的題目。



k.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。



l.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(jī)合模并抽真空，將固態(tài)環(huán)氧放入注膠道的進(jìn)口加熱用液壓頂桿壓入模具膠道中，環(huán)氧順著膠道進(jìn)入各個(gè)LED成型槽中并固化。來源:http://tede.cn



m.固化與后固化



固化是指封裝環(huán)氧的固化，一般環(huán)氧固化前提在135℃，1小時(shí)。模壓封裝一般在150℃，4分鐘。



n.后固化



后固化是為了讓環(huán)氧充分固化，同時(shí)對(duì)LED進(jìn)行熱老化。后固化對(duì)于進(jìn)步環(huán)氧與支架（PCB）的粘接強(qiáng)度非常重要。一般前提為120℃，4小時(shí)。



o.切筋和劃片



因?yàn)長ED在出產(chǎn)中是連在一起的（不是單個(gè)），Lamp封裝LED采用切筋堵截LED支架的連筋。SMD-LED則是在一片pcb板上，需要?jiǎng)澠瑱C(jī)來完成分離工作。



p.測試



測試LED的光電參數(shù)、檢修形狀尺寸，同時(shí)根據(jù)客戶要求對(duì)led產(chǎn)品進(jìn)行分選。



q.包裝



LED燈泡膠封工藝的常見題目解決



一、LED氣泡題目。



原因：



1.碗內(nèi)氣泡：支架蘸膠不良。



2.支架氣泡：固化溫度太高，環(huán)氧固化過于激烈。



3.裂膠、爆頂：固化時(shí)間短，環(huán)氧樹脂固化不完全或不平均。AB膠超出可使用時(shí)間。



4.燈頭表面氣泡:環(huán)氧膠存在脫泡難題或用戶使用真空度不夠，配膠時(shí)間過長。



解決：根據(jù)使用情況，改善工藝或與環(huán)氧供給商聯(lián)系。



二、LED黃變。



原因：



1、烘烤溫度太高或時(shí)間過長;



2、配膠比例分歧錯(cuò)誤，A膠多輕易黃。



解決：



1、A/B膠在120-130度/30-40分鐘固化脫模，超過150度或長時(shí)間烘烤會(huì)黃變。



2、做大型燈頭8、10時(shí)，要降低固化溫度。



三、LED支架爬膠。



原因：



1、支架表面凹凸不平產(chǎn)生毛細(xì)現(xiàn)象。



2、AB膠中含有易揮發(fā)材料。



解決：請(qǐng)與供給商聯(lián)系。



四、LED封裝短烤離模后長烤變色。



原因：



1、烘箱內(nèi)堆放太密集，透風(fēng)不良。



2、烘箱局部溫渡過高。



3、烘箱中存在其他色污染物質(zhì)。



解決：改善透風(fēng)。去除色污，確認(rèn)烘箱內(nèi)實(shí)際溫度。



五、不易脫模。



原因：AB膠題目或膠未達(dá)固化硬度。



解決：與供給商聯(lián)系，確認(rèn)固化溫度和時(shí)間。



六、統(tǒng)一排支架上的燈，部門有著色現(xiàn)象或膠化時(shí)間不一，品質(zhì)不均。



原因：攪拌不充分。



解決：充分?jǐn)嚢杵骄?，尤其是容器的邊角處要留意?br/>


七、加統(tǒng)一批次統(tǒng)一劑量的色劑，但做出的產(chǎn)品顏色不一樣。



原因：色劑濃度不均；或色劑沉淀。



解決：色劑加溫，攪拌平均后再使用。



九、紅墨水失效



原因：AB膠固化不完全，密封性不良。



解決：加強(qiáng)AB膠混合攪拌，1、并準(zhǔn)確控制固化及老化溫度，AB膠固化完全。