单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,,SMD,(贴片型),LED,的封装,一、表面贴片二极管(,SMD,),具有体积小、散射角大、发光均匀性好、可靠性高等优点其发光颜色可以是白光在内的各种颜色,用于便携式设备到车载用途等的高亮度薄型封装的产品系列特别是、笔记本电脑等1,、表面贴片二极管(,SMD,),,2,、,SMD LED,外形,1,)早期:,带透明塑料体的,SOT-23,改进型,外形尺寸,3,041,11mm,,卷盘式容器编带包装2,)改进,SLM-125,系列(单色发光)、,SLM-245,系列(双色或三色发光)带透镜高亮度,3,)近些年,采用,PCB,板和反射层材料,填充的环氧树脂更,少,去除较重的碳钢材料,通过缩小尺寸,降低重量尤其适合户内,半户外全彩显示屏应用3,、常见的,SMD LED,的几种尺寸,封装形式,外形尺寸(,mm,),最小间距,(mm),最佳观视距离,(m),备注,PLCC-2,3.,2,3.0,10,17,单管芯有利于散热,1206,3.,1,1.7,8,13.6,侧光型、高亮度型,0805,2.,1,1.35,6,11.2,0603,1.,7,0.9,5,8.5,向,0402,发展,PLCC-4,3.,2,2.8,5,8.5,双色或三色组合封装,,,4,、,SMD,封装一般有两种结构,1,)金属,支架,片式,LED,:,(,1,)金属支架型:,0402,、,0603,、,0805,、,1206,、,3mm,、,5mm,、,6mm,、,8mm,、,10mm,等。
2,)金属支架(俗称小蝴蝶)型:,2mm,、,3mm,等3,),TOP LED,(白壳)型:,1208,(,30*20,)、,1311,(,35*28,)、,1312,(,35*32,)、,2220,(,55*50,)等,,(,4,)侧光,LED,:,0905,(,22*12,)、,1105,(,28*12,),1605,(,40*14,)等2,),PCB,片,LED,PCB,板型:,0402,、,0603,、,0805,、,1206,,3)SMDLED,内部结构,,主要流程,二、,SMD,贴片,LED,生产流程,固晶,焊线,压,出成型,切割,PCB,分光,帶裝,包裝,入,库,包裝料帶,(Carrier),,,成品原料,PCB,板,胶饼,金,线,晶片,银胶,成品,,,银胶,流程,概念,-,点银胶,点胶头,,流程概念,-,固晶,顶针,晶片,吸,嘴,,固晶,点银胶,固晶,放,PCB,PCB,于轨,道,内进,行,点银胶,、固晶,,种,球,流程概念,-,焊线,結金球,线,夾,瓷嘴,结,金球,,焊线,放,材料,于载,具,,进行,打,线,,流程概念,-Molding,模座,,压,出成型,Step1,:,放材料,于,模穴上,Step2,:,合模,并,放入,胶饼,,,转进挤入胶使胶,注入,胶,道成型,,Step3,:,于,烤箱,长,烤,长烤,,流程概念,-,切割,切割刀片,PCB,支架的切割需要经过高速的全自动水切割机来实现,,15000,转,/,秒的速度。
而,TOP,支架的则不用经过这道工序切割,PCB,放置材料,于,工作台,,对,切割,线开,始切割,主要是检查封胶后的,TOP,支架灯和经过切割后的,PCB,板支架的灯的外观是否有异物,气泡,碎晶等,,,Step1,:,将,材料放,于,震,动盘,分光,,Step2,:,材料,进,入,测试区进行测试,,Step3,:,测试后,材料,进,入分,BIN,盒,SMD,贴片,LED,这边的分光和包装的设备非常讲究一一对应,一个全自动机台只对应一个型号的产品,,帶裝,Step1,:,将,分,BIN,盒材料,倒入震,动盘,,Step2,:,材料入料帶,后,,用,烫头,使,胶,帶和料帶,结,合,,Step3,:,帶裝好材料帶裝成,卷轴,,包裝,根据不同的型号,每个包装的数量会有不同,一般,1608,的每个胶轮的包装包满有,4K,,,3508,的约有,2K,,,5060,的只有,1K,PCB,板:,低成本的,FR,4,材料(玻璃纤维增强的环氧树脂),高热导的金属基或陶瓷基复合材料(如铝基板或覆铜陶瓷基板等)COB,技术主要用于大功率多芯片阵列的,LED,封装,同,SMT,相比,不仅大大提高了封装功率密度,而且降低了封装热阻(一般为,6-12W/m.K,)。
COB,是,Chip On Board,(板上芯片直装)的英文缩写,工艺过程首先是在基底表面用导热环氧树脂,(,一般用掺银颗粒的环氧树脂,),覆盖,硅片,安放点,是一种通过粘胶剂或焊料将,LED,芯片直接粘贴到,PCB,板上,再通过引线键合实现芯片与,PCB,板间电互连的封装技术COB,)板上芯片封装焊接方法及封装流程,,COB,封装流程:,第一步:,扩晶采用扩张机将厂商提供的整张,LED,芯片薄膜均匀扩张,使附着在薄膜表面紧密排列的,LED,晶粒拉开,便于刺晶第二步:,背胶将扩好晶的扩晶环放在已刮好银浆层的背胶机面上,背上银浆,适用于散装,LED,芯片采用点胶机将适量的银浆点在,PC,印刷线路板上第三步:,将备好银浆的扩晶环放入刺晶架中,由操作员在,显微镜,下将,LED,芯片用刺晶笔刺在,PCB,印刷线路板上,第四步:,将刺好晶的,PCB,印刷线路板放入热循环烘箱中恒温静置一段时间,待银浆固化后取出,(,不可久置,不然,LED,芯片镀层会烤黄,即氧化,给邦定造成困难,),第五步:,粘芯片用点胶机在,PCB,印刷线路板的,IC,位置上适量的红胶,(,或黑胶,),,再用,防静电,设备,(,真空吸笔,),将,LED,芯片正确放在红胶,第六步:,烘干。
将粘好裸片放入热循环烘箱中放在大平面加热板上恒温静置一段时间,也可以自然固化,(,时间较长,),第七步:邦定,(,打线,),采用铝丝,焊线机,将芯片,(LED,晶粒或,IC,芯片,),与,PCB,板上对应的焊盘铝丝进行桥接,即,COB,的内引线焊接,,第八步:,前测使用专用检测工具,(,按不同用途的,COB,有不同的设备,简单的就是高精密度,稳压电源,),检测,COB,板,将不合格的板子重新返修第九步:,点胶采用点胶机将调配好的,AB,胶适量地点到邦定好的,LED,晶粒上,然后根据客户要求进行外观封装第十步:,固化将封好胶的,PCB,印刷线路板放入热循环烘箱中恒温静置,根据要求可设定不同的烘干时间第十一步:后测将封装好的,PCB,印刷线路板再用专用的检测工具进行电气性能测试,区分好坏优劣选择,PCB,与测试,LED,1,、片式,LED PCB,板结构选择,导通孔型结构:切割时需切割两个方向,单颗成品电极为半弧型挖槽孔型结构等:切割时只需切割一个方向根据单颗片式,LED,所用晶片数量分:单晶型、双晶型及三晶型没有提出特殊要求时,一般选择挖槽孔型结构设计,PCB,板PCB,基板为,BT,板。
2,、挖槽孔方向的选择,如果选择用挖槽孔型结构的方式设计,PCB,板,一般情况下挖槽孔是沿着,PCB,板宽度方向进行设计的,因为这样做可以使压模成型后,PCB,板产生的变形最小3,、,PCB,板外形尺寸选择,外形尺寸:要求每块,PCB,板上设计产品数量压模成型后,PCB,板形变程度是否在可接受的范围内厚度选择:根据用户使用的片式,LED,整体厚度要求进行确定的不能太厚,太厚会造成固晶后无法焊线;也不能太薄,太薄会造成压模成型后因为胶体收缩,,PCB,板形变过大综合各方面考虑,选取厚度为,0.30mm,、面积为,60mm130mm,的,PCB,作为基板,在板上设计,41,组封装结构,每组由,44,只片式,LED,连为一体测试用的,PCB,的单元示意图,每个单元的图示参见图,,4,、,PCB,板线路设计要求,1,)、,固晶区,:,大小设计是由晶片大小确定在满足能安全固好晶片的情况下,固晶区要尽可能的设计小一些粘着性会更好,不易产生胶体与,PCB,板剥离的现象,同时尽可能设计在单颗片式,LED,线路板中间位置2,)、,焊线区,:,要大于磁嘴底部尺寸3,)、,固晶区与焊线区距离,:,固晶区与焊线区距离要以焊线线弧来确定,距离大会造成线弧拉力不够,距离小会造成焊线时金线接触到晶片。
4,)、,电极宽度,:,电极宽度一般为,0.2mm,5,)、,电路线径,:,连接电极与固晶区的电路线径也要考虑大小的问题采用小的线径可以增加基板与胶体的粘着力6,)、,导通孔孔径,:,采用导通孔设计,PCB,板,孔径最小值一般为,0.2mm,7,)、,挖槽孔孔径,:,采用导通孔设计,PCB,板,宽度最小值一般为,1.0mm,8,)、,切割线宽度,:,在设计切割线宽度时要考虑到切割刀片的厚度,在,PCB,板设计上进行补偿,不然切割后成品的宽度就偏窄另外,还要考虑定位孔的孔径大小等问题一般一片,PCB,板可设计电路范围内的产品数量设计为双数5,、对,PCB,基板的质量要求,1,)、要求足够的精度:板厚不均匀度,0.03mm,),定位孔对电路板线路的偏差,0.05mm,2,)、镀金层的厚度和质量必须确保金线键合后拉力测试,8g,3,)、,PCB,板制成成品后,要求表面无粘污,压模后和胶体之间粘着性好SMDLED,产品使用须知,1,、为避免产品于运输及储存中吸湿,以铝袋包装防潮处理2,、储存条件,A,、经铝袋包装保存的产品存放条件温度,:528,湿度,:60%RH,以下)B,、开封后的处理,1),开封后,48hr,内于以下环境条件使用,(,焊锡,),温度,:528,湿度,:60%RH,以下,2),开封后长期不使用的场所,要用防潮箱保存,另外再使用有效的干燥剂放入铝袋内并加以封装,保存条件同,A,并于,14,天内使用。
3),超出,14,天期间,须做以下烘烤处理才可使用,(,请以限一次,),一个三维垂直结构红光,LED,芯片,/SMD,通电时的照片图,1,是秦皇岛鹏远公司与山东华光光电子合作研制的三维垂直结构红光,LED,芯片样品图,2,是没有通电时所照的照片,从中很明显的看出电极的形状,图,3,:,3-,维蓝光,LED,芯片,/SMD,样品,此芯片不需要打金线,没有焊盘,,100%,的利用发光层材料,也就没有挡光现象,因此提高了发光效率优化的,N,电极使得电流的分布均匀,没有电流拥塞现象,可以大电流驱动(例如数安培),出光均匀,器件:,目前市场上的,SMD,封装尺寸大多为,3020,、,3528,、,5050,,,封装胶水:,基本都是硅胶,有良好的耐热性能(对应回流焊工艺及对应目前功率及发热量不断增加的芯片)现象:,做好的产品在初期做点亮测试老化之后都有不错的表现,随着时间的推移,明明在抽检都不错的产品,到了应用客户开始应用的时候或者不久之后,就发现有胶层和,PPA,支架剥离、,LED,变色(镀银层变黄发黑)的情况发生LED(SMD,封装模式)变色及剥离现象分析,,1,),PPA,与支架剥离的原因,PPA,中所添加的二氧化钛因芯片所发出的,蓝光造成其引起的光触媒作用,、,硅胶本身没老化,的情况下,,PPA,本身慢慢老化所造成的。
光触媒作用会衍生出,分解力,与,亲水性,的活动、光照射到二氧化钛上特别是光触媒分解力具有分解有机物的能力二氧化钛吸收太阳光或照明光中的紫外线后、空气中的氧气(,O,2,)与,e,-,(电子)、水(,H,2,O,)与,H,+,各产生反应二氧化钛表面会产生,O,2,超氧阴离子,Superoxide ion,)与,OH,(氢氧自由基,Hydroxyl Radical,)的两种具有,分解力,的活性氧素亲水性是构成二氧化钛的钛与水起反应、二氧化钛表面会产生与水、二氧化钛的高反射率、一般在各种材料上作为非常协调的,-OH,(亲。