1、LED導電膠的應用



LED導電膠合用于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、半導體分立器件等各種電子元件和組件的封裝以及粘結等。應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、射頻識別、電子標簽等領域。



2、LED導電膠的市場現(xiàn)狀



目前海內(nèi)市場上一些高尖真?zhèn)€領域使用的LED導電膠主要以入口為主：美國的Ablistick公司、3M公司幾乎占領了全部的IC和LED領域,日本的住友和臺灣翌華也有涉及這些領域.日本的Three-Bond公司則控制了整個的石英晶體諧振器方面導電銀膠的應用.海內(nèi)的導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)正大量引進和開發(fā)SMT出產(chǎn)線,導電銀膠在我國必定有廣闊的應用遠景.但我國在這方面的研究起步較晚,目前所需用的高機能導電銀膠主要依靠入口,因此必需鼎力加強粘接溫度和固化時間、粘接壓力、粒子含量等因素導電銀膠可靠性的影響的研究和應用開發(fā),制備出新型的導電銀膠,以進步我國電子產(chǎn)品封裝業(yè)的國際競爭力.



3、LED導電膠的工藝



LED導電膠點膠工藝



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行擴張，將擴張后的管芯（大圓片）安頓在刺晶臺上，在顯微鏡下用刺晶筆將管芯一個一個安裝在PCB或LED支架相應的焊盤上，隨后進行燒結使銀膠固化。



c)壓焊：用鋁絲或金絲焊機將電極連接到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。（制作白光TOP-LED需要金線焊機）



d)封裝：通過點膠，用環(huán)氧將LED管芯和焊線保護起來。在PCB板上點膠，對固化后膠體外形有嚴格要求，這直接關系到背光源成品的出光亮度。這道工序還將承擔點熒光粉（白光LED）的任務。



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導電膠封裝工藝



A.LED的封裝的任務



是將外引線連接到led芯片的電極上，同時保護好LED芯片，并且起到進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)不同的應用場合采用相應的形狀尺寸，散熱對策和出光效果。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：材料表面是否有機械損傷及麻點麻坑（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.擴片



因為LED芯片在劃片后依然排列緊密間距很?。s0.1mm），不利于后工序的操縱。我們采用擴片機對黏結芯片的膜進行擴張，是LED芯片的間距拉伸到約0.6mm。也可以采用手工擴張，但很輕易造成芯片掉落鋪張等不良題目。



c.點膠



在led支架的相應位置點上銀膠或絕緣膠。（對于GaAs、SiC導電襯底，具有背面電極的紅光、黃光、黃綠芯片，采用銀膠。對于藍寶石絕緣襯底的藍光、綠光LED芯片，采用絕緣膠來固定芯片。）



工藝難點在于點膠量的控制，在膠體高度、點膠位置均有具體的工藝要求。



因為銀膠和絕緣膠在貯存和使用均有嚴格的要求，銀膠的醒料、攪拌、使用時間都是工藝上必需留意的事項。



d.備膠



和點膠相反，備膠是用備膠機先把銀膠涂在LED背面電極上，然后把背部帶銀膠的LED安裝在LED支架上。備膠的效率遠高于點膠，但不是所有產(chǎn)品均合用備膠工藝。



e.手工刺片



將擴張后LED芯片（備膠或未備膠）安頓在刺片臺的夾具上，LED支架放在夾具底下，在顯微鏡下用針將LED芯片一個一個刺到相應的位置上。



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



f.自動裝架



自動裝架實在是結合了沾膠（點膠）和安裝芯片兩大步驟，先在LED支架上點上銀膠（絕緣膠），然后用真空吸嘴將LED芯片吸起移動位置，再安頓在相應的支架位置上。



自動裝架在工藝上主要要認識設備操縱編程，同時對設備的沾膠及安裝精度進行調整。在吸嘴的選用上盡量選用膠木吸嘴，防止對LED芯片表面的損傷，特別是蘭、綠色芯片必需用膠木的。由于鋼嘴會劃傷芯片表面的電流擴散層。



h.燒結



燒結的目的是使銀膠固化，燒結要求對溫度進行監(jiān)控，防止批次性不良。



銀膠燒結的溫度一般控制在150℃，燒結時間2小時。根據(jù)實際情況可以調整到170℃，1小時。



絕緣膠一般150℃，1小時。



銀膠燒結烘箱的必需按工藝要求隔2小時（或1小時）打開更換燒結的產(chǎn)品，中間不得隨意打開。燒結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，再將鋁絲拉到相應的支架上方，壓上第二點后扯斷鋁絲。金絲球焊過程則在壓第一點前先燒個球，其余過程類似。



壓焊是LED封裝技術中的樞紐環(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，焊點外形，拉力。



對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）運動軌跡等等。（下圖是平等前提下，兩種不同的劈刀壓出的焊點微觀照片，兩者在微觀結構上存在差別，從而影響著產(chǎn)品質量。）我們在這里不再累述。



j.點膠封裝



LED的封裝主要有點膠、灌封、模壓三種?；旧瞎に嚳刂频碾y點是氣泡、多缺料、斑點。設計上主要是對材料的選型，選用結合良好的環(huán)氧和支架。（一般的LED無法通過氣密性試驗）如右圖所示的TOP-LED和Side-LED合用點膠封裝。手動點膠封裝對操縱水平要求很高（特別是白光led），主要難點是對點膠量的控制，由于環(huán)氧在使用過程中會變稠。白光LED的點膠還存在熒光粉沉淀導致出光色差的題目。



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合模并抽真空，將固態(tài)環(huán)氧放入注膠道的進口加熱用液壓頂桿壓入模具膠道中，環(huán)氧順著膠道進入各個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。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，同時對LED進行熱老化。后固化對于進步環(huán)氧與支架（PCB）的粘接強度非常重要。一般前提為120℃，4小時。



o.切筋和劃片



因為LED在出產(chǎn)中是連在一起的（不是單個），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，需要劃片機來完成分離工作。



p.測試



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



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：固化時間短，環(huán)氧樹脂固化不完全或不平均。AB膠超出可使用時間。



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、烘烤溫度太高或時間過長;



2、配膠比例分歧錯誤，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度或長時間烘烤會黃變。



2、做大型燈頭8、10時，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)生毛細現(xiàn)象。



2、AB膠中含有易揮發(fā)材料。



解決：請與供給商聯(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，透風不良。



2、烘箱局部溫渡過高。



3、烘箱中存在其他色污染物質。



解決：改善透風。去除色污，確認烘箱內(nèi)實際溫度。



五、不易脫模。



原因：AB膠題目或膠未達固化硬度。



解決：與供給商聯(lián)系，確認固化溫度和時間。



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



原因：攪拌不充分。



解決：充分攪拌平均，尤其是容器的邊角處要留意。



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AB膠混合攪拌，1、并準確控制固化及老化溫度，AB膠固化完全。