LED封裝技術(shù)與應(yīng)用(沈潔)1-3

1、第一篇 LED封裝技術(shù)天津輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院天津輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院光伏發(fā)電技術(shù)及應(yīng)用專業(yè)，電子信息與自動化學(xué)院LEDLED制造技術(shù)與應(yīng)用制造技術(shù)與應(yīng)用 沈沈 潔潔 情境情境3 LED封裝的焊線環(huán)節(jié)封裝的焊線環(huán)節(jié)情境三情境三 LEDLED封裝的焊線環(huán)節(jié)封裝的焊線環(huán)節(jié) 焊線是LED生產(chǎn)中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，它是通過焊線機(jī)用金線將LED的支架管腳和LED芯片電極進(jìn)行焊接，這樣才能完成LED芯片的電氣連接，使之發(fā)光。 3.1 焊線 焊線，也稱作引線焊接、壓焊、鍵合等。通常是采用熱超聲鍵合工藝，利用熱及超聲波，在壓力、熱量和超聲波能量的共同作用下，使焊絲焊接到芯片的電極上及支架上，在芯片電極和外引線鍵合區(qū)形

2、成良好的歐姆接觸，完成芯片的內(nèi)外電路的連接工作。 焊線需要用到的材料為：焊絲（一般為金線）、待焊線的支架，如圖4-2所示。 需要用到的工具設(shè)備為：超聲波金絲球焊線機(jī)、拉力計(jì)、防靜電手環(huán)、布指套、鑷子、螺絲刀、挑晶筆、酒精、鎢絲、鐵盤、夾具。 3.1.1 焊線用物料金線LED鍵合金線是由純度為99.99%以上的金（Au）材質(zhì)鍵合拉絲而成。金線在LED封裝中起到導(dǎo)線連接的作用，將芯片表面電極和支架連接起來。當(dāng)導(dǎo)通時(shí)，電流通過金線進(jìn)入芯片，使芯片發(fā)光。 1. 1. 金線的拆裝金線的拆裝2. 金線的檢驗(yàn)金線的檢驗(yàn) 金線進(jìn)料檢驗(yàn)主要是金線外觀和拉力的檢測，外觀要求金線干凈無塵和整潔，拉力測試對進(jìn)料卷數(shù)抽

3、取30%做拉力測試，取每卷的510cm做拉力測試，測試結(jié)果：1.0mil金線拉力必須大于7g，小于或等于7g為不合格；1.2mil金線拉力必須大于15g，小于或等于15g為不合格。 3.1.2 焊線用物料瓷嘴 瓷嘴，也稱作陶瓷劈刀，是焊線機(jī)的一個(gè)重要組成部件；金線通過焊線機(jī)的送線系統(tǒng)最后到達(dá)瓷嘴；在瓷嘴上下移動的過程中完成燒球、焊線等操作。 瓷嘴和金線相互作用的過程 瓷嘴堵塞的解決方法 （1）輕微堵塞：用鑷子夾酒精棉球包住瓷嘴尖部，然后操作焊線機(jī)左邊面板上的“超聲測試”開關(guān)或按鍵，利用超聲功率（可適當(dāng)調(diào)大功率）清洗瓷嘴，每次連續(xù)時(shí)間約3秒鐘； （2）一般堵塞：用金球粘結(jié)法處理。首先在支架上焊接

4、幾個(gè)金球堆，然后加大壓力、功率、加長時(shí)間，讓瓷嘴在金球堆上焊接，即可將孔內(nèi)的堵塞物粘拉出或擠拉出，最后重復(fù)第（1）項(xiàng)； （3）嚴(yán)重堵塞：用濃硝酸和濃鹽酸混合液（比例1:3）浸泡，即可將堵塞物腐蝕掉，然后用清水清洗幾次，再重復(fù)第（1）項(xiàng)； （4）特嚴(yán)重堵塞：可用鎢絲直接將堵塞物頂出，然后重復(fù)第（1）項(xiàng)。3.1.3 焊線用設(shè)備 超聲波金絲球焊線機(jī) 超聲波金絲球焊線機(jī)的基本原理是在超聲能量、溫度、壓力的共同作用下形成焊點(diǎn)，其工藝過程可簡單表示為：燒球一焊拉絲二焊斷絲燒球。 操作說明（1）首次操作設(shè)置好工作溫度，視不同的支架和芯片設(shè)定適當(dāng)?shù)臏囟?，待工作溫度達(dá)到設(shè)定值后方可工作。對于不同的產(chǎn)品，建議先做

5、一次工作面高度的檢測，后進(jìn)行其他參數(shù)的設(shè)定。設(shè)定好參數(shù)后，便可作試焊生產(chǎn)。根據(jù)產(chǎn)品的特性和要求，操作者可對焊接進(jìn)行跟蹤調(diào)節(jié)（如焊接跨度、高度、金球等參數(shù)調(diào)節(jié)）。首根支架試焊完成后，送檢；經(jīng)檢測合格后，即可進(jìn)行實(shí)際生產(chǎn)。（2）持續(xù)操作在生產(chǎn)過程中，需中斷工作時(shí)，可關(guān)閉電源或只關(guān)閉照明燈和停止夾具加溫即可。即使電源關(guān)閉，原有設(shè)定參數(shù)仍然保存在記憶體中，不被清除（除非作數(shù)據(jù)清除操作）。終止操作時(shí)，應(yīng)按“復(fù)位”鍵使整機(jī)恢復(fù)至原始位置，保證瓷嘴不被意外碰損。繼續(xù)操作時(shí)，先調(diào)整顯微鏡，讓工作面在視野中間，方可進(jìn)行下一步的操作。 3.1.4 焊線用檢測設(shè)備拉力計(jì) 在成品LED使用過程中，其封裝膠體環(huán)氧樹脂膠

6、等會受到環(huán)境影響，產(chǎn)生應(yīng)力，如果該應(yīng)力大于LED內(nèi)部所焊金線的拉力，則會造成金線被拉斷，從而LED死燈。因此，在焊線環(huán)節(jié)中，檢測LED焊線的拉力大小是非常重要的一道QC工序。常見的五種斷線模式 A：第一焊點(diǎn)和電極之間的脫離；B：第一焊點(diǎn)上升部位斷線；C：在BD之間斷線；D：在第二焊點(diǎn)斷線；E：第二焊接點(diǎn)斷線。其中，斷線模式D、E的不同在于：D模式時(shí)，第二焊點(diǎn)多少有一些殘留物；E模式時(shí)，第二焊接點(diǎn)只有壓痕，確認(rèn)不了有熔潰的痕跡。3.1.5 焊線流程與工藝要求1. 準(zhǔn)備工作準(zhǔn)備工作2. 操作步驟操作步驟3.工藝要求焊點(diǎn)要正、焊球光滑一致；無多余焊絲、無掉片、無損傷芯片、無壓傷電極；不同外觀的雙電極

7、芯片焊接要有正確的走線方向，雙線不能交叉、重疊。要有一定的弧度和拉力；杜絕虛、松、漏焊；作業(yè)人員應(yīng)每人佩戴手指套和防靜電手腕；房間溫度應(yīng)控制在1830，濕度應(yīng)控制在3065%RH，當(dāng)濕度低于30%RH時(shí)用加濕器進(jìn)行加濕 4.注意事項(xiàng)作業(yè)前檢查機(jī)臺是否接地良好，作業(yè)人員要佩戴靜電環(huán)，并定時(shí)檢查靜電環(huán)功能是否正常。所焊線支架必須是經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)固化時(shí)間的材料。焊線前必須檢查所焊支架規(guī)格與隨工單是否相符，須經(jīng)檢驗(yàn)確認(rèn)后方可作業(yè)。支架焊好后作業(yè)人員需自主檢查支架是否有彎曲，如有發(fā)現(xiàn)就立即停止并請維修人員處理。4.2 焊接四要素 功率 壓力 時(shí)間 溫度 焊接四要素的調(diào)節(jié)方法見上文焊線機(jī)調(diào)節(jié)部分。經(jīng)過調(diào)節(jié)后，所焊線的焊點(diǎn)應(yīng)滿足：第一焊點(diǎn)呈圓形且邊沿有一定厚度、有光澤、大小一致；第二焊點(diǎn)呈魚尾形、有細(xì)膩感、有一定厚度；并且焊線無傷痕，弧形一致。3.3 焊線中常見問題 焊線時(shí)要注意：焊線機(jī)溫度一般設(shè)置為180200左右；第一焊點(diǎn)的壓力設(shè)置為557