LED燈生產工藝?

1 LED製造流程概述

LED的製作流程包括上游的單晶片襯底製作、外延晶片生長;中游的晶片、電極製作、切割和測試分選;下游的產品封裝。

LED製造流程圖

2 LED晶片生產工藝

LED照明能夠應用到高亮度領域歸功於LED晶片生產技術的不斷提高,包括單顆晶片的功率和亮度的提高。LED上游生產技術是LED行業的核心技術,目前在該技術領先的國家主要日本、美國、韓國,還有我國臺灣,而我國大陸在LED上游生產技術的發展比較靠後。下圖為上游外延片的微結構示意圖。

生產出高亮度LED晶片,一直是世界各國全力投入研製的目標,也是LED發的方向。目前,利用大功率晶片生產出來的白光1W LED流明值已經達能到150lm之高。 LED上游技術的發展將使LED燈具的生產成本越來越低,更顯LED照明的優勢。以下以藍光LED為例介紹其外延片生產工藝如下:首先在襯低上製作氮化鎵(GaN)基的外延片,這個過程主要是在金屬有機化學氣相沉積外延片爐(MOCVD)中完成的。準備好製作GaN基外延片所需的材料源和各種高純的氣體之後,按照工藝的要求就可以逐步把外延片做好。常用的襯底主要有藍寶石、碳化矽和矽襯底,以及GaAs、AlN、ZnO等材料。

MOCVD是利用氣相反應物(前驅物)及Ⅲ族的有機金屬和Ⅴ族的NH3在襯底表面進行反應,將所需的產物沉積在襯底表面。通過控制溫度、壓力、反應物濃度和種類比例,從而控制鍍膜成分、晶相等品質。MOCVD外延爐是製作LED外延片最常用的裝置

然後是對LED PN接面的兩個電極進行加工,電極加工也是製作LED晶片的關鍵工序,包括清洗、蒸鍍、黃光、化學蝕刻、熔合、研磨;然後對LED毛片進行劃片、測試和分選,就可以得到所需的LED晶片了。

3 大功率LED生產工藝

作為LED節能燈光源的大功率LED,它是LED節能燈的核心部分。大功率LED的生產工藝如何直接影響LED的效能,進而影響LED燈具的效能,如光衰、光效等。

3.1 LED封裝工藝流程

以大功率LED封裝產品為例,介紹它的封裝製程如下:

3.2 大功率LED生產工藝

流程站別 使用裝置及工具 作業條件 備註

固晶 1.儲存銀膠冰箱2.銀膠攪拌機3.擴晶機4.固晶機(如AD809)5.烤箱6離子風扇 1.儲存銀膠:0℃一下儲存。2.銀膠退冰:室溫4小時3.擴晶機溫度:50℃±10℃4.點銀膠高度為晶片厚度的1/45.作業時靜電環必須做測試記錄6.固晶時須使用離子風扇,離子風扇正面與晶片距離為500px~3500px之間。7.晶片固於支架杯子正中央,偏移量小於1/4晶片寬度,具體參考固晶圖。8.烤銀膠條件:150℃±10℃/2小時。

焊線 1. 339EG焊線機2. 1.2mil的瓷嘴3. 大功率打線制具 1.339EG焊線機熱板溫度﹕150℃±10℃,焊線方式參固晶焊線圖。2.瓷嘴42K更換一次。注﹕焊線時第二焊點一定要按照固晶焊線圖上第二焊點位置(打斜線區域)焊線。

點膠 1.電子稱2.烤箱3.抽真空機4.點膠機 1.抽氣時間:1個大氣壓/5mins。2.熒光膠烘烤條件﹕120℃±10℃/2Hrs。 熒光膠配比參考實驗資料。

套蓋 1.鑷子 1.在套Lens前材料要用150℃±10℃烘烤15分鐘﹐然而lens也要烘烤80℃±10℃/20min﹐然後套Lens。2.夾起Lens,判別雙耳朵位置後,放置於支架上白殼配合孔內﹐並壓到位。 注意不要壓塌金線,否則送到返修站,並記錄事故率。

灌膠 1.電子稱2.烤箱3.抽真空機4.點膠機5.鑷子6.棉花棒7.不鏽鋼盤 1.以Silicone喬越OE-6250(A): 喬越OE-6250(B)=1:1進行配膠。2.抽氣:1個大氣壓/5mins。3.以鑷子壓制lens上方,再將針頭插至lens耳朵孔位進行灌膠,在點膠時點膠機氣壓先調至0.15MPA﹐然後根椐膠的粘度來做調整﹐直至膠由對面孔位少量溢位。4.將整片支架倒置水平後,用力壓實。5.用棉花棒將多膠部分擦拭乾淨。6.灌好膠後不用烘烤﹐在常溫下將支架水平倒置整齊存放在不鏽鋼盤內24小時即可。 配好的膠要在30分鐘內用完,且一次不宜配太多膠。

切腳&彎腳 1.手動彎腳機 1.彎腳後,Pin腳總長度為14.5mm±0.2mm(注:彎腳時要注意Pin腳的長度及平整度)。

外觀檢驗 1.靜電環 1.有無汽泡、雜物﹑銅柱發黃。2.PIN腳變形﹑多膠﹑缺腳。 作業前做靜電環測試。

測試 1.維明658H測試機2.積分球 1.測試﹕IF=350mA,VF>4.0V為不良VR=5V,IR>10uA為不良。2.測試機只能開單向電源測試(詳情請參TS)。

包裝 1.Tapping機2.靜電袋 使用Carrier Tape包裝﹐1000PCS/卷,1卷/袋,10袋/箱。

QA 1.維明658H測試機 1.測試﹕IF=350mA,VF>4.0V為不良,VR=5V,IR>10uA為不良。2.測試後外觀﹕有無汽泡、雜物﹑銅柱發黃。3.型號、數量、包裝方式正確,包裝外觀無缺損。

4 LED節能燈具生產流程

LED燈具是利用LED做光源結合光學、熱學、力學、電學、美學等學科知識生產出來的一種高效節能燈具。

以路燈為例介紹LED節能燈的生產流程如下:

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