《LED封装工艺及生产步骤》由会员分享，可在线阅读，更多相关《LED封装工艺及生产步骤（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)亦稱 MOVPE, OMVPE, OMCVDLED磊晶上游磊晶方式液相磊晶(LPE)有機金屬氣相磊晶(MOCVD)分子束磊晶(MBE)MOCVD ( Metal Organic Chemical Vapor Deposition ) 亦稱 MOVPE , OMVPE , OMCVDMOCVD為LED業界主流機台；其優點為磊晶速度快：45 hr量產能力佳：90片(紅), 121片(藍)應用領域廣：LED,LD,HBT設備：MOCVD攜帶氣體(Carrier Gas)：H2清管路或反應腔氣體(Purge G
2、as)： N2原料：基板(Substrate)：GaAs,Sapphire,InP有機金屬氣體(MO)如TMA, TMG, TMI其它反應氣體：NH3氫化物(Hydride)如PH3, AsH3摻質如CP2Mg, DMZn, SiH4磊晶環境高溫(750C1100C)低壓(10100 Torr)磊晶(Epitaxy)：於單晶基板上沿特定方向成長單晶晶体，並控制其厚度及摻質濃度。基板(Substrate)：支撐成長之單晶薄膜，厚度約300350mm。摻質(Doping) ：摻入P型(N型)材料改變磊晶層中主要導電載子電洞(電子)濃度。發光層(Active layer) ：發光區，電子與電洞結合。
3、緩衝層(Buffer layer) ：緩衝磊晶層與基板間因晶格差異而造成缺陷。 LED生产工艺及封装技术（生产步骤） 1.工艺： a) 清洗：采用超声波清洗PCB或LED支架，并烘干。 b) 装架：在LED管芯（大圆片）底部电极备上银胶后进行扩张，将扩张后的管芯（大圆片）安置在刺晶台上，在显微镜下用刺晶笔将管芯一个一个安装在PCB或LED支架相应的焊盘上，随后进行烧结使银胶固化。 c)压焊：用铝丝或金丝焊机将电极连接到LED管芯上，以作电流注入的引线。LED直接安装在PCB上的，一般采用铝丝焊机。（制作白光TOP-LED需要金线焊机） d)封装：通过点胶，用环氧将LED管芯和焊线保护起来。在P
4、CB板上点胶，对固化后胶体形状有严格要求，这直接关系到背光源成品的出光亮度。这道工序还将承担点荧光粉（白光LED）的任务。 e)焊接：如果背光源是采用SMD-LED或其它已封装的LED，则在装配工艺之前，需要将LED焊接到PCB板上。 f)切膜：用冲床模切背光源所需的各种扩散膜、反光膜等。 g)装配：根据图纸要求，将背光源的各种材料手工安装正确的位置。 h)测试：检查背光源光电参数及出光均匀性是否良好。 I)包装：将成品按要求包装、入库。 二、封装工艺 1. LED的封装的任务是将外引线连接到LED芯片的电极上，同时保护好LED芯片，并且起到提高光取出效率的作用。关键工序有装架、压焊、封装。
5、2. LED封装形式 LED封装形式可以说是五花八门，主要根据不同的应用场合采用相应的外形尺寸，散热对策和出光效果。LED按封装形式分类有Lamp-LED、TOP-LED、Side-LED、SMD-LED、High-Power-LED等。 3. LED封装工艺流程 4封装工艺说明 1.芯片检验 镜检：材料表面是否有机械损伤及麻点麻坑（lockhill） 芯片尺寸及电极大小是否符合工艺要求 电极图案是否完整 2.扩片 由于LED芯片在划片后依然排列紧密间距很小（约0.1mm），不利于后工序的操作。我们采用扩片机对黏结芯片的膜进行扩张，是LED芯片的间距拉伸到约0.6mm。也可以采用手工扩张，但很
6、容易造成芯片掉落浪费等不良问题。 3.点胶 在LED支架的相应位置点上银胶或绝缘胶。（对于GaAs、SiC导电衬底，具有背面电极的红光、黄光、黄绿芯片，采用银胶。对于蓝宝石绝缘衬底的蓝光、绿光LED芯片，采用绝缘胶来固定芯片。） 工艺难点在于点胶量的控制，在胶体高度、点胶位置均有详细的工艺要求。 由于银胶和绝缘胶在贮存和使用均有严格的要求，银胶的醒料、搅拌、使用时间都是工艺上必须注意的事项。 4.备胶 和点胶相反，备胶是用备胶机先把银胶涂在LED背面电极上，然后把背部带银胶的LED安装在LED支架上。备胶的效率远高于点胶，但不是所有产品均适用备胶工艺。 将扩张后LED芯片（备胶或未备胶）安置在
7、刺片台的夹具上，LED支架放在夹具底下，在显微镜下用针将LED芯片一个一个刺到相应的位置上。手工刺片和自动装架相比有一个好处，便于随时更换不同的芯片，适用于需要安装多种芯片的产品.6.自动装架 自动装架其实是结合了沾胶（点胶）和安装芯片两大步骤，先在LED支架上点上银胶（绝缘胶），然后用真空吸嘴将LED芯片吸起移动位置，再安置在相应的支架位置上。 自动装架在工艺上主要要熟悉设备操作编程，同时对设备的沾胶及安装精度进行调整。在吸嘴的选用上尽量选用胶木吸嘴，防止对LED芯片表面的损伤，特别是兰、绿色芯片必须用胶木的。因为钢嘴会划伤芯片表面的电流扩散层。 7.烧结 烧结的目的是使银胶固化，烧结要求对
8、温度进行监控，防止批次性不良。 银胶烧结的温度一般控制在150，烧结时间2小时。根据实际情况可以调整到170，1小时。绝缘胶一般150，1小时。银胶烧结烘箱的必须按工艺要求隔2小时（或1小时）打开更换烧结的产品，中间不得随意打开。烧结烘箱不得再其他用途，防止污染。 压焊的目的将电极引到LED芯片上，完成产品内外引线的连接工作。 LED的压焊工艺有金丝球焊和铝丝压焊两种。右图是铝丝压焊的过程，先在LED芯片电极上压上第一点，再将铝丝拉到相应的支架上方，压上第二点后扯断铝丝。金丝球焊过程则在压第一点前先烧个球，其余过程类似。 压焊是LED封装技术中的关键环节，工艺上主要需要监控的是压焊金丝（铝丝）
9、拱丝形状，焊点形状，拉力。 对压焊工艺的深入研究涉及到多方面的问题，如金（铝）丝材料、超声功率、压焊压力、劈刀（钢嘴）选用、劈刀（钢嘴）运动轨迹等等。（下图是同等条件下，两种不同的劈刀压出的焊点微观照片，两者在微观结构上存在差别，从而影响着产品质量。）我们在这里不再累述。 9.点胶封装 LED的封装主要有点胶、灌封、模压三种。基本上工艺控制的难点是气泡、多缺料、黑点。设计上主要是对材料的选型，选用结合良好的环氧和支架。（一般的LED无法通过气密性试验） 如右图所示的TOP-LED和Side-LED适用点胶封装。手动点胶封装对操作水平要求很高（特别是白光LED），主要难点是对点胶量的控制，因为环
10、氧在使用过程中会变稠。白光LED的点胶还存在荧光粉沉淀导致出光色差的问题。 Lamp-LED的封装采用灌封的形式。灌封的过程是先在LED成型模腔内注入液态环氧，然后插入压焊好的LED支架，放入烘箱让环氧固化后，将LED从模腔中脱出即成型。 11.模压封装 将压焊好的LED支架放入模具中，将上下两副模具用液压机合模并抽真空，将固态环氧放入注胶道的入口加热用液压顶杆压入模具胶道中，环氧顺着胶道进入各个LED成型槽中并固化。 12.固化与后固化 固化是指封装环氧的固化，一般环氧固化条件在135，1小时。模压封装一般在150，4分钟。 13.后固化 后固化是为了让环氧充分固化，同时对LED进行热老化。
11、后固化对于提高环氧与支架（PCB）的粘接强度非常重要。一般条件为120，4小时。 14.切筋和划片 由于LED在生产中是连在一起的（不是单个），Lamp封装LED采用切筋切断LED支架的连筋。SMD-LED则是在一片PCB板上，需要划片机来完成分离工作。 15.测试 测试LED的光电参数、检验外形尺寸，同时根据客户要求对LED产品进行分选。 16.包装 将成品进行计数包装。超高亮LED需要防静电包装。引用地址：浅析LED焊接技术及步骤 （1）烙铁焊接：烙铁（最高30W）尖端温度不超过300；焊接时间不超过3秒；焊接位置至少离胶体2毫米。 （2）波峰焊：浸焊最高温度260；浸焊时间不超过5秒；浸
12、焊位置至少离胶体2毫米。 LED焊接曲线 引脚成形方法 （1）必需离胶体2毫米才能折弯支架。 （2）支架成形必须用夹具或由专业人员来完成。 （3）支架成形必须在焊接前完成。 （4）支架成形需保证引脚和间距与线路板上一致。 清洗 当用化学品清洗胶体时必须特别小心，因为有些化学品对胶体表面有损伤并引起褪色如三氯乙烯、丙酮等。可用乙醇擦拭、浸渍，时间在常温下不超过3分钟。 静电防护 静电和电流的急剧升高将会对LED产生损害，InGaN系列产品使用时请使用防静电装置，如防护带和手套。防訓儲-高亮度發光二極體(LED) 磊晶與晶粒技術研發工程師高亮度發光二極體(LED)磊晶及晶粒技術研發. 國防訓儲-高
13、亮度發光二極體(LED)製程工程師InGaN LED製程研究及產品特性分析. LED前製程整合:乾蝕刻、溼蝕刻、蒸鍍、黃光及製程改善. LED後製程整合:研磨、切割、測試、分類改良及產品特性分析.國防訓儲-高亮度發光二極體(LED)磊晶工程師高亮度LED磊晶工程及產品開發。 AlGaInP / InGaN LED元件結構設計，MOCVD磊晶技術開發，磊晶片特性分析，元件特性分析。期間目標短期計畫開發以透明基板為素材的超高亮度LED製程技術，其發光亮度可達一般基板的兩倍，以符合照明市場之需求。開發適用於塑膠光纖通訊之高速LED，可適用於汽車內部各項資訊傳輸用，此外，計畫進行超高速LED之開發，應
14、用於室內塑膠光纖資料傳輸，以滿足寬頻網路時代之訊號傳輸需求。長期計畫建立用於CD/DVD讀寫頭及高速數據通訊用之雷射發光二極體(Laser Diode)晶片及晶粒生產技術，以爭取與國外大廠OEM之合作機會。建立高均勻性4英吋晶片之MOCVD光電元件磊晶技術，此種晶片平均每單位面積對有機金屬的耗用量較3英吋晶片少，可降低產品成本，強化市場競爭力。建立新世代超高亮度、高功率LED的量產關鍵技術。LED 市場主要產品及售價GaN Blue(藍光晶粒)尺寸:14X14mil波長:460475, 505,525 nm亮度:2050, 50 mcd以上售價:NT$36 /個，視亮度而訂AlGaInP(四元紅光高亮度晶粒)尺寸:8X8,9X9,12X12 mil波長:585, 610,625 nm亮度:2050, above 50 mcd售價:NT$200300/仟粒，視亮度而訂價格通常依其光電信賴特性決定台灣LED產值與預測1998年下游封裝產值為NT$158億元，較1997年成長約10%，主要是台灣與大陸需求上揚。1998年上中游晶粒產值為NT$57.42億元較1997年成長約29.6%，主要是下游需求量增大及台灣廠商投入四元高亮度量產。因台灣廠商持續投入上游四元高亮度磊晶片量產，於1999200
