LED封裝與檢測(cè)實(shí)訓(xùn)任務(wù)書(shū)

LED封裝與檢測(cè)實(shí)訓(xùn)任務(wù)書(shū)實(shí)訓(xùn)目的LED封裝與檢測(cè)實(shí)訓(xùn)是《LED封裝與檢測(cè)》課程的實(shí)踐內(nèi)容之一，是專業(yè)核心課程的重要組成部分，在實(shí)際操作中更好理解理論知識(shí)，實(shí)訓(xùn)應(yīng)達(dá)到以下目的：加深對(duì)課程內(nèi)容的認(rèn)識(shí)和理解，能夠運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)分析和處理實(shí)際問(wèn)題。了解LED封裝技術(shù)中的固晶的原理和作用。掌握手動(dòng)/自動(dòng)固晶流程的擴(kuò)晶、刷銀膠、固晶、烘烤等工序。了解超聲波焊線機(jī)的基本原理與結(jié)構(gòu)。掌握正確使用超聲波焊接機(jī)的方法，以及對(duì)數(shù)碼管芯片進(jìn)行焊接。理解LED灌膠封裝的意義和目的，掌握LED手動(dòng)灌膠的工藝過(guò)程。掌握熒光粉工藝、手工配比，掌握擴(kuò)散劑使用等。設(shè)計(jì)一款燈具，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的智能控制，完成自制LED燈具的電氣性能測(cè)試。實(shí)訓(xùn)內(nèi)容與要求：主要內(nèi)容：1、剖析直插式、SMT、COB燈珠，了解其材料、作用、電氣參數(shù)和工藝等。2、熟悉元器件、組件，正確組裝LED并測(cè)試電學(xué)參數(shù)。3、掌握控制LED燈的技巧，分析調(diào)試原理。4、利用網(wǎng)絡(luò)，學(xué)習(xí)專業(yè)資源庫(kù)實(shí)訓(xùn)課程資料，對(duì)某一類專題展開(kāi)調(diào)研。5、參考《手動(dòng)LED封裝實(shí)驗(yàn)資料》,寫(xiě)出實(shí)訓(xùn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)儀器必備：示波器，萬(wàn)用表，十字起子、烙鐵。可選：積分球、光度計(jì)及各種電源相關(guān)設(shè)備。實(shí)驗(yàn)要求1．熟悉封裝基本原理，能夠運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)分析和處理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。2．掌握基本實(shí)驗(yàn)技能，能夠正確使用常用儀器儀表進(jìn)行基本光、電參數(shù)的測(cè)量及數(shù)據(jù)分析、處理、檢查和判斷。3．正確地書(shū)寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，心得體會(huì)。4．實(shí)訓(xùn)課前要認(rèn)真查閱相關(guān)資料。5．實(shí)訓(xùn)課上認(rèn)真聽(tīng)老師講解。四、考核要求1.考核內(nèi)容：出勤，課前預(yù)習(xí)，實(shí)訓(xùn)報(bào)告與產(chǎn)品效果。2.考核辦法：出勤，課前預(yù)習(xí)20%，實(shí)訓(xùn)報(bào)告40%，產(chǎn)品效果40%。

3.成績(jī)?cè)u(píng)定：優(yōu)、良、中、不及格四級(jí)要求：自備記錄紙、筆。實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)老師：實(shí)訓(xùn)時(shí)間：教學(xué)第18周實(shí)訓(xùn)地點(diǎn)：第四工業(yè)樓LED封裝工藝實(shí)訓(xùn)室C201、LED測(cè)試實(shí)訓(xùn)室C2022022-5-20附件1實(shí)訓(xùn)安排一二三四五六上午1-2配件分發(fā)講解芯片檢驗(yàn)壓焊組裝與測(cè)試電氣參數(shù)分析補(bǔ)做實(shí)訓(xùn)上午3-4制作產(chǎn)品視頻演示擴(kuò)片點(diǎn)膠封裝或灌膠封裝組裝與測(cè)試電氣參數(shù)分析下午7-11實(shí)訓(xùn)前準(zhǔn)備、生產(chǎn)設(shè)備講解點(diǎn)膠、備膠、手工刺片、裝架模壓封裝、切筋和劃片電氣參數(shù)分析檢測(cè)儀器使用演示封裝工藝剖析、完成實(shí)訓(xùn)報(bào)告晚上12-14燒結(jié)固化

附件2實(shí)訓(xùn)材料實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及內(nèi)容學(xué)時(shí)易耗品名、數(shù)量及金額指導(dǎo)教師實(shí)驗(yàn)室備注燈珠剖析，了解其材料、作用、電氣參數(shù)和工藝23W全光譜LED燈珠全波長(zhǎng)400-840(帶板粉光，植物生長(zhǎng)燈調(diào)控用)，*40=120顆LED測(cè)試實(shí)訓(xùn)室每人3顆備用210w集成LED恒流驅(qū)動(dòng)電源3串3并模式投光燈高功率電流900mA，5個(gè)LED測(cè)試實(shí)訓(xùn)室按小組備用2免驅(qū)3V-6V光源板3W白色15cm線LED測(cè)試實(shí)訓(xùn)室2藍(lán)白光1比2照明專用5730燈珠貼片燈條水族燈DIY燈具配件59.5cm長(zhǎng)12顆燈LED測(cè)試實(shí)訓(xùn)室21W塑膠殼300mA大功率燈珠L(zhǎng)ED恒流電源LED燈驅(qū)動(dòng)電源LED燈具電源。LED測(cè)試實(shí)訓(xùn)室2試燈器LED試燈線帶夾子帶開(kāi)關(guān)老化接線夾試電盒夾子實(shí)驗(yàn)試電檢測(cè)LED測(cè)試實(shí)訓(xùn)室2LED調(diào)光器單色調(diào)光器PWM調(diào)光器LED燈帶調(diào)光器DC12-24V調(diào)光開(kāi)關(guān)LED測(cè)試實(shí)訓(xùn)室

附件3實(shí)訓(xùn)步驟和封裝工藝參考LED產(chǎn)品封裝的任務(wù)將外引線連接到LED產(chǎn)品芯片的電極上，同時(shí)保護(hù)好LED產(chǎn)品芯片，并且起到提高光取出效率的作用。關(guān)鍵工序有裝架、壓焊、封裝。LED產(chǎn)品封裝形式LED產(chǎn)品封裝形式可以說(shuō)是五花八門，主要根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)合采用相應(yīng)的外形尺寸，散熱對(duì)策和出光效果。LED產(chǎn)品按封裝形式分類有Lamp-LED產(chǎn)品、TOP-LED產(chǎn)品、Side-LED產(chǎn)品、SMD-LED產(chǎn)品、High-Power-LED產(chǎn)品等。LED產(chǎn)品封裝工藝流程（發(fā)給學(xué)生視頻觀摩）a)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

b)擴(kuò)片

由于LED產(chǎn)品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產(chǎn)品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。

c)點(diǎn)膠

在LED產(chǎn)品支架的相應(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)光、綠光LED產(chǎn)品芯片，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)。

d)備膠和點(diǎn)膠相反，備膠是用備膠機(jī)先把銀膠涂在LED產(chǎn)品背面電極上，然后把背部帶銀膠的LED產(chǎn)品安裝在LED產(chǎn)品支架上。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。

e)手工刺片

將擴(kuò)張后LED產(chǎn)品芯片（備膠或未備膠）安置在刺片臺(tái)的夾具上，LED產(chǎn)品支架放在夾具底下，在顯微鏡下用針將LED產(chǎn)品芯片一個(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片的產(chǎn)品。

f)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產(chǎn)品支架上點(diǎn)上銀膠（絕緣膠），然后用真空吸嘴將LED產(chǎn)品芯片吸起移動(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產(chǎn)品芯片表面的損傷，特別是蘭、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。

g)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)烘箱的必須按工藝要求隔2小時(shí)（或1小時(shí)）打開(kāi)更換燒結(jié)的產(chǎn)品，中間不得隨意打開(kāi)。燒結(jié)烘箱不得再其他用途，防止污染。

h)壓焊

壓焊的目的將電極引到LED產(chǎn)品芯片上，完成產(chǎn)品內(nèi)外引線的連接工作。

LED產(chǎn)品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產(chǎn)品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產(chǎn)品封裝技術(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。

對(duì)壓焊工藝的深入研究涉及到多方面的問(wèn)題，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(yùn)動(dòng)軌跡等等。（下圖是同等條件下，兩種不同的劈刀壓出的焊點(diǎn)微觀照片，兩者在微觀結(jié)構(gòu)上存在差別，從而影響著產(chǎn)品質(zhì)量。）我們?cè)谶@里不再累述。

i)點(diǎn)膠封裝

LED產(chǎn)品的封裝主要有點(diǎn)膠、灌封、模壓三種。基本上工藝控制的難點(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)合良好的環(huán)氧和支架。（一般的LED產(chǎn)品無(wú)法通過(guò)氣密性試驗(yàn)）如右圖所示的TOP-LED產(chǎn)品和Side-LED產(chǎn)品適用點(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產(chǎn)品），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產(chǎn)品的點(diǎn)膠還存在熒光粉沉淀導(dǎo)致出光色差的問(wèn)題。

j)灌膠封裝

Lamp-LED產(chǎn)品的封裝采用灌封的形式。灌封的過(guò)程是先在LED產(chǎn)品成型模腔內(nèi)注入液態(tài)環(huán)氧，然后插入壓焊好的LED產(chǎn)品支架，放入烘箱讓環(huán)氧固化后，將LED產(chǎn)品從模腔中脫出即成型。

k)模壓封裝

將壓焊好的LED產(chǎn)品支架放入模具中，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)氧順著膠道進(jìn)入各個(gè)LED產(chǎn)品成型槽中并固化。

l)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。

m)后固化

后固化是為了讓環(huán)氧充分固化，同時(shí)對(duì)LED產(chǎn)品進(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)。

n)切筋和劃片

由于LED產(chǎn)品在生產(chǎn)中是連在一起的（不是單個(gè)），Lamp封裝LED產(chǎn)品采用切筋切斷LED產(chǎn)品支架的連筋。SMD-LED產(chǎn)品則是在一片PCB板上，需要?jiǎng)澠瑱C(jī)來(lái)完成分離工作。

o)測(cè)試

測(cè)試LED產(chǎn)品的光電參數(shù)、檢驗(yàn)外形尺寸，同時(shí)根據(jù)客戶要求對(duì)LED產(chǎn)品產(chǎn)品進(jìn)行分選。p)包裝

將成品進(jìn)行計(jì)數(shù)包裝。超高亮LED產(chǎn)品需要防靜電包裝。4.LED燈具組裝計(jì)算植物燈燈板、燈珠陣列等參數(shù)，完成制作。5.LED燈具電學(xué)指標(biāo)測(cè)試（課堂發(fā)放具體要求）參考說(shuō)明：LED變色燈由穩(wěn)壓電源、LED變色控制器和三基色LED陣列構(gòu)成。LED變色燈的顏色變換功能是由變色控制器來(lái)完成的，變色控制器的核心是芯片CD4060。在電路板上，按照原理圖焊接元器件，完成電路制作。電路板分為兩塊，一塊是電源部分及變色控制器部分，另一塊是LED陣列。兩塊電路板之間有4條連接線，利用這4條連接線將原理圖中網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)（R、G、B、L）相同的點(diǎn)連接起來(lái)，在兩板間用絕緣墊隔離。檢查接線是否有錯(cuò)誤，若準(zhǔn)確無(wú)誤則裝上外殼。需要強(qiáng)調(diào)的是，泡殼必須采用乳白色的，這樣才能較好的混色，不可采用透明的材料。裝好外殼后，與普通燈泡一樣，直接裝到燈座上即可點(diǎn)亮。上電就可以看到變色燈循環(huán)地發(fā)出紫、黃、紅、青、