淺述LED芯片制作工藝12步[LED照明]

1、.普斯賽特（LED照明） r3k 淺述LED芯片制作工藝12步LED的制作流程全過(guò)程包括12步，具體如下：1.LED芯片檢驗(yàn)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電極圖案是否完整擴(kuò)片由于LED芯片在劃片后依然排列緊密間距很?。s0.1mm），不利于后工序的操作。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，但很容易造成芯片掉落浪費(fèi)等不良問(wèn)題。3.LED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)

2、光、綠光LED芯片，采用絕緣膠來(lái)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)膠位置均有詳細(xì)的工藝要求。由于銀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)間都是工藝上必須注意的事項(xiàng)。4.LED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)品均適用備膠工藝。5.LED手工刺片將擴(kuò)張后LED芯片（備膠或未備膠）安置在刺片臺(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)裝架相比有一個(gè)好處，便于隨時(shí)更換不同的芯片，適用于需要安裝多種芯

3、片的產(chǎn)品。6.LED自動(dòng)裝架自動(dòng)裝架其實(shí)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，再安置在相應(yīng)的支架位置上。自動(dòng)裝架在工藝上主要要熟悉設(shè)備操作編程，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，特別是藍(lán)、綠色芯片必須用膠木的。因?yàn)殇撟鞎?huì)劃傷芯片表面的電流擴(kuò)散層。7.LED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)烘箱的必須按工藝

4、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。8.LED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(guò)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(guò)程則在壓第一點(diǎn)前先燒個(gè)球，其余過(guò)程類似。壓焊是LED封裝技術(shù)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，工藝上主要需要監(jiān)控的是壓焊金絲（鋁絲）拱絲形狀，焊點(diǎn)形狀，拉力。9.LED封膠LED的封裝主要有點(diǎn)膠、灌封、模壓三種?；旧瞎に嚳刂频碾y點(diǎn)是氣泡、多缺料、黑點(diǎn)。設(shè)計(jì)上主要是對(duì)材料的選型，選用結(jié)合良好

5、的環(huán)氧和支架。（一般的LED無(wú)法通過(guò)氣密性試驗(yàn)）9.1LED點(diǎn)膠：TOP-LED和Side-LED適用點(diǎn)膠封裝。手動(dòng)點(diǎn)膠封裝對(duì)操作水平要求很高（特別是白光LED），主要難點(diǎn)是對(duì)點(diǎn)膠量的控制，因?yàn)榄h(huán)氧在使用過(guò)程中會(huì)變稠。白光LED的點(diǎn)膠還存在熒光粉沉淀導(dǎo)致出光色差的問(wèn)題。9.2LED灌膠封裝Lamp-LED的封裝采用灌封的形式。灌封的過(guò)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。9.3LED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)氧放入注膠道的入口加熱用液壓頂桿壓入模具膠道中，環(huán)氧

6、順著膠道進(jìn)入各個(gè)LED成型槽中并固化。10.LED固化與后固化固化是指封裝環(huán)氧的固化，一般環(huán)氧固化條件在135，1小時(shí)。模壓封裝一般在150，4分鐘。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)于提高環(huán)氧與支架（PCB）的粘接強(qiáng)度非常重要。一般條件為120，4小時(shí)。11.LED切筋和劃片由于LED在生產(chǎn)中是連在一起的（不是單個(gè)），Lamp封裝LED采用切筋切斷LED支架的連筋。SMD-LED則是在一片PCB板上，需要?jiǎng)澠瑱C(jī)來(lái)完成分離工作。12.LED測(cè)試測(cè)試LED的光電參數(shù)、檢驗(yàn)外形尺寸，同時(shí)根據(jù)客戶要求對(duì)LED產(chǎn)品進(jìn)行分選。責(zé)任編輯：zyg LED數(shù)據(jù)測(cè)量方法大全LED照明與

7、光色測(cè)量 摘 要：固體照明是未來(lái)照明的主導(dǎo)方向，而LED照明又是固體照明的主要組成部分，是理想的下一代照明器件。LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展離不開光色測(cè)量技術(shù)。文章從LED照明的發(fā)展要求出發(fā)，對(duì)LED照明的光色測(cè)量進(jìn)行了介紹。關(guān)鍵詞：LED照明；光色測(cè)量；照明評(píng)價(jià)；1、前言：發(fā)光二極管（LED）作為新興的發(fā)光體，具有電光效率高、體積小、壽命長(zhǎng)、電壓低、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，是新一代照明的首選器件。LED的發(fā)展受到國(guó)內(nèi)外的普遍關(guān)注，新產(chǎn)品、新技術(shù)層出不窮。近年來(lái)，LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，光效不斷增加，亮度不斷提高。如今，LED已經(jīng)在眾多場(chǎng)合得到大量應(yīng)用，尤其是白光LED技術(shù)的不斷進(jìn)步，使其在照明領(lǐng)域的應(yīng)用也逐漸普及。

8、LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展如圖1所示。2、LED的工作原理：發(fā)光二極管（LED）是一種能把電能轉(zhuǎn)化為光能的固體器件，它的結(jié)構(gòu)主要由N結(jié)芯片、電極和光學(xué)等系統(tǒng)組成。LED的基本工作原理是一個(gè)電光轉(zhuǎn)換的過(guò)程，當(dāng)一個(gè)正向偏壓施加于N結(jié)兩端，由于N結(jié)勢(shì)壘的降低，區(qū)的正電荷將向N區(qū)擴(kuò)散，N區(qū)的電子也向區(qū)擴(kuò)散，同時(shí)在兩個(gè)區(qū)域形成非平衡電荷的積累。由于電流注入產(chǎn)生的少數(shù)載流子相對(duì)不穩(wěn)定，對(duì)于N結(jié)系統(tǒng)，注入到價(jià)帶中的非平衡空穴要與導(dǎo)帶中的電子復(fù)合，其中多余的能量將以光的形式向外輻射，電子和空穴的能量差越大，產(chǎn)生的光子能量就越高。能量級(jí)差大小不同，產(chǎn)生光的頻率和波長(zhǎng)就不同，相應(yīng)的光的顏色就會(huì)不同。LED工作原理如圖2所示

9、3、LED的光參數(shù)3.1 光通量：光通量是光源在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出的光量，即輻射功率（或輻射通量）能夠被人眼視覺(jué)系統(tǒng)所感受到的那部分有效當(dāng)量。光通量的符號(hào)為，單位為流明（LM）。根據(jù)光譜輻射通量（），由下式可確定光通量：=Km（）gV（）d式中，（）相對(duì)光譜光視效率；Km輻射的光譜光視效能的最大值，單位為L(zhǎng)M/W。1977年由國(guó)際計(jì)量委員會(huì)確定Km值為683Lm/W（M555NM）.3.2 光強(qiáng)度：光源在給定方向上的發(fā)光強(qiáng)度I是該光源在該方向的立體角元內(nèi)傳輸?shù)墓馔砍栽摿Ⅲw角元之商，即：I=發(fā)光強(qiáng)度的單位是坎德拉（C），1C1LM/1。空間各個(gè)方向的光強(qiáng)之和就是光通量。3.3 光亮度：光源發(fā)光表

10、面上某一點(diǎn)處的亮度L，是該面元在給定方向上的發(fā)光強(qiáng)度除以該面元在垂直于給定方向平面上的正投影面積之商，即：L=單位為坎德拉每平方米（C/M2）。當(dāng)發(fā)光表面與測(cè)量方向垂直時(shí)，則C1。3.4 光照度：表面上一點(diǎn)的照度E是入射在包含該點(diǎn)面元上的光通量除以該面元面積之商。即：E=單位為勒克斯（L），1L1LM/M2。3.5 其他參數(shù)：LED的光參數(shù)還包括：光譜、色品坐標(biāo)、主波長(zhǎng)和色純度、色溫和相關(guān)色溫、顯色性和顯色指數(shù)等。4 LED光色測(cè)量的必要性4.1 避免危害：LED與傳統(tǒng)的照明燈不同，它具有點(diǎn)光源、高亮度、窄光束輸出等特點(diǎn)。當(dāng)LED應(yīng)用于照明器具時(shí)，如果對(duì)出光角不加以嚴(yán)格的控制就會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的眩光

11、，某些高亮度LED產(chǎn)品甚至?xí)?duì)人體造成光輻射危害。光色測(cè)量可為L(zhǎng)ED的安全使用提供指導(dǎo)。4.2 促進(jìn)LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展：LED的光色測(cè)量能提供大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可作為判定LED產(chǎn)品合格與否的標(biāo)準(zhǔn)，并可為改進(jìn)LED的設(shè)計(jì)、制造提供依據(jù)。5 LED的光色測(cè)量方法5.1 光通量的測(cè)量5.1.1 積分法：測(cè)得LED在各個(gè)方向的光強(qiáng)，然后對(duì)這些光強(qiáng)值進(jìn)行計(jì)算，從而得到LED的總光通量（如圖3所示）。5.1.2 積分球法：積分球又稱為光通球，是一個(gè)中空的完整球殼。內(nèi)壁涂白色漫反射層，且球內(nèi)壁各點(diǎn)漫射均勻。光源在球壁上任意一點(diǎn)上產(chǎn)生的光照度是由多次反射光產(chǎn)生的光照度疊加而成的。由積分學(xué)原理可知，球面上任意一點(diǎn)的

12、光照度為與光源光通量成正比，因此可利用已知光通量的標(biāo)準(zhǔn)燈與被測(cè)燈進(jìn)行比較得到被測(cè)燈的光通量，如圖4（a）所示。但是由于標(biāo)準(zhǔn)燈與被測(cè)燈的物理結(jié)構(gòu)以及性質(zhì)的不同（如吸收），在利用積分球法測(cè)試光通量時(shí)需要對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行修正，可采用輔助燈的方法，如圖4（b）所示。5.1.3 2立體角光通量的測(cè)試：利用積分球法測(cè)試LED光通量時(shí)還有一種測(cè)試結(jié)構(gòu)（如圖5所示），稱為前射光通量的測(cè)試或2立體角光通量。該測(cè)試并不是測(cè)試LED的總光通量，但人們常常將其與測(cè)試LED的總光通量相混淆。5.2 光強(qiáng)度測(cè)量：對(duì)于LED光強(qiáng)的測(cè)試，CIE127規(guī)定了兩種測(cè)試條件，如圖6和表所示。5.3 光亮度：LED亮度的測(cè)試通常應(yīng)用在

13、測(cè)試LED芯片的亮度和評(píng)價(jià)LED光輻射安全性的過(guò)程中。測(cè)試一般采用成像法，對(duì)于芯片的測(cè)試可以采用顯微成像進(jìn)行測(cè)量，如圖7所示。5.4 光照度測(cè)量：嚴(yán)格地說(shuō)，光照度實(shí)際上并不能算是LED的光學(xué)參數(shù)，照度是表示被照射表面受照程度的光學(xué)量，而且測(cè)試單個(gè)LED對(duì)某點(diǎn)或某面的照度沒(méi)有太大意義，因?yàn)橐话闱闆r下對(duì)實(shí)際場(chǎng)合的照明都是由多個(gè)LED共同完成的。5.5 其他參數(shù)的測(cè)量：其他如色品坐標(biāo)、主波長(zhǎng)和色純度、色溫和相關(guān)色溫、顯色性和顯色指數(shù)等參數(shù)的測(cè)試，可以利用相關(guān)色度計(jì)或者采用光譜儀進(jìn)行。6 LED的光輻射安全性測(cè)試與評(píng)價(jià)：近年來(lái)，LED的光輻射安全受到越來(lái)越多的關(guān)注，因此本文也對(duì)此作一簡(jiǎn)單介紹。浙江大學(xué)

14、三色儀器有限公司在國(guó)內(nèi)首先開展了光輻射安全測(cè)試的研究，并與國(guó)家電光源檢測(cè)中心共同起草了非相干光源的光生物安全性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。目前，浙大三色在LED的光輻射安全測(cè)試方面又取得新的進(jìn)展，為ILI公司進(jìn)行了照明LED測(cè)試工作，研究完成了具有中國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的LED輻射安全檢測(cè)系統(tǒng)。下面以我們做的測(cè)試實(shí)例介紹LED光輻射安全性測(cè)試與評(píng)價(jià)的過(guò)程。6.1 被測(cè)白光LED6.1.1 LED工作條件：燈管電流0417A，電壓12直流，功率5W。6.1.2 實(shí)物圖與光譜分布（如圖8所示）6.2 表觀光源的測(cè)試：如圖9所示，我們利用表觀光源測(cè)試系統(tǒng)對(duì)白光LED進(jìn)行了測(cè)試，這9幅圖是在0（正對(duì)）和90方向上間隔10拍攝

15、得到的表觀光源像。理論上我們應(yīng)該按各個(gè)方向進(jìn)行光安全的測(cè)試評(píng)價(jià)，但是為簡(jiǎn)單起見，本文只對(duì)0方向的情況進(jìn)行測(cè)試評(píng)價(jià)（因?yàn)樵摲较蚬廨敵鲎顝?qiáng)），其他角度可以此類推。0方向表觀光源大小為直徑25CM的圓斑。6.3 測(cè)試條件1：按照IEC60825要求，首先按測(cè)試條件1進(jìn)行測(cè)試。白光LED出孔距光接收口2M，光接收口直徑50MM。測(cè)試結(jié)果分析：1類AEL計(jì)算400600NM的光化學(xué)危害：未超過(guò)規(guī)定AEL400700NM的熱危害：未超過(guò)規(guī)定AEL7001400NM的AEL：未超過(guò)規(guī)定AEL結(jié)論：該白光LED在測(cè)試條件1下測(cè)得的光輻射輸出未超過(guò)1類激光產(chǎn)品的AEL規(guī)定。6.4 測(cè)試條件2白光LED光出射孔距

16、光接收口100M，光接收口直徑為7MM。測(cè)試結(jié)果分析：（1）1類AEL計(jì)算400600NM的光化學(xué)危害AEL：超過(guò)規(guī)定AEL結(jié)論：該白光LED超過(guò)1類激光產(chǎn)品光化學(xué)危害AEL規(guī)定，不屬于1類產(chǎn)品。（2）2類AEL的計(jì)算400700NM的AEL：未超過(guò)規(guī)定AEL7001400NM的AEL：未超過(guò)規(guī)定AEL結(jié)論：該白光LED在測(cè)試條件2下測(cè)試未超過(guò)2類激光產(chǎn)品AEL規(guī)定。6.5 輻照度或輻亮度測(cè)試條件：上述測(cè)試過(guò)程中測(cè)試條件2和輻照度或輻亮度測(cè)試條件的測(cè)試結(jié)構(gòu)相同，而1M類AEL參照1類AEL的規(guī)定，因此由以上分析可知，該白光LED光輻射輸出超過(guò)了1M類的AEL。6.6 結(jié)論：綜合以上分析可知，被

17、測(cè)白光LED產(chǎn)品屬于2類LED產(chǎn)品，長(zhǎng)時(shí)間直視該LED會(huì)傷害人眼的視網(wǎng)膜。但是一般情況下，由于人眼有眨眼等自然回避反應(yīng)，因此不會(huì)對(duì)人眼造成傷害。通過(guò)以上介紹可知：LED光輻射安全性的測(cè)試與評(píng)價(jià)是一個(gè)十分復(fù)雜的過(guò)程，涉及許多方面的內(nèi)容。但是LED光輻射安全性的測(cè)試與評(píng)價(jià)已經(jīng)逐漸成為L(zhǎng)ED產(chǎn)品測(cè)試中必不可少的內(nèi)容，例如，目前所有銷往歐洲的LED產(chǎn)品都必須按照EN60825（等同于IEC60825）標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的檢驗(yàn)。因此，我們應(yīng)該加大這一領(lǐng)域的研究投入。7、LED光色測(cè)量與照明評(píng)價(jià)：LED照明的最終目的是取得最佳的照明效果，而判斷照明效果的好壞取決于LED的光色測(cè)量。7.1 對(duì)現(xiàn)在照明的評(píng)價(jià)：現(xiàn)行

18、的照明評(píng)價(jià)主要是根據(jù)幾個(gè)主要光學(xué)基本量：光通量、光亮度、光強(qiáng)度和光照度等，其中前三個(gè)基本量主要用于光源的評(píng)價(jià)，光照度則是對(duì)光源光輻射作用面的評(píng)價(jià)。這些光學(xué)基本量是根據(jù)人眼的生物物理特性得到的，也是一個(gè)國(guó)際照明委員會(huì)（CIE）認(rèn)可的光譜光視效率函數(shù)（）與對(duì)應(yīng)的輻射度量加權(quán)積分的結(jié)果，滿足以下關(guān)系：光度量（）=Km gV（）輻射度量（）式中，KM683LM/W.7.2 存在的問(wèn)題與不足：人眼的生物物理機(jī)理非常復(fù)雜，不同情況下對(duì)光刺激的響應(yīng)也不同，大體上可以分為明視覺(jué)、暗視覺(jué)和中間視覺(jué)，其中中間視覺(jué)尤其復(fù)雜，因此上述的光譜光視效率并不能確切地表示照明的實(shí)際效果。如圖10所示，同一個(gè)光源在明視覺(jué)和暗視覺(jué)下對(duì)人眼造成的刺激值明顯不同。另外，國(guó)內(nèi)現(xiàn)行的照明評(píng)價(jià)缺乏對(duì)光生物安全性的考慮，這可能會(huì)對(duì)人體造成不同程度的危害。7.3 解決方法7.3.1 測(cè)試方法與儀器：采用全光譜法測(cè)得LED