LED生產(chǎn)工藝,制作流程
1.LED芯片檢驗
鏡檢:材料表面是否有機械損傷及麻點麻坑(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
2.LED擴片
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。我們采用擴片機對黏結(jié)芯片的膜進行擴張,是LED芯片的間距拉伸到約0.6mm。也可以采用手工擴張,但很容易造成芯片掉落浪費等不良問題。
3.LED點膠
在LED支架的相應(yīng)位置點上銀膠或絕緣膠。(對于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。對于藍寶石絕緣襯底的藍光、綠光LED芯片,采用絕緣膠來固定芯片。)
工藝難點在于點膠量的控制,在膠體高度、點膠位置均有詳細(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、使用時間都是工藝上必須注意的事項。
4.LED備膠
和點膠相反,備膠是用備膠機先把銀膠涂在LED背面電極上,然后把背部帶銀膠的LED安裝在LED支架上。備膠的效率遠高于點膠,但不是所有產(chǎn)品均適用備膠工藝。
5.LED手工刺片
將擴張后LED芯片(備膠或未備膠)安置在刺片臺的夾具上,LED支架放在夾具底下,在顯微鏡下用針將LED芯片一個一個刺到相應(yīng)的位置上。手工刺片和自動裝架相比有一個好處,便于隨時更換不同的芯片,適用于需要安裝多種芯片的產(chǎn)品。
6.LED自動裝架
自動裝架其實是結(jié)合了沾膠(點膠)和安裝芯片兩大步驟,先在LED支架上點上銀膠(絕緣膠),然后用真空吸嘴將LED芯片吸起移動位置,再安置在相應(yīng)的支架位置上。自動裝架在工藝上主要要熟悉設(shè)備操作編程,同時對設(shè)備的沾膠及安裝精度進行調(diào)整。在吸嘴的選用上盡量選用膠木吸嘴,防止對LED芯片表面的損傷,特別是藍、綠色芯片必須用膠木的。因為鋼嘴會劃傷芯片表面的電流擴散層。
7.LED燒結(jié)
燒結(jié)的目的是使銀膠固化,燒結(jié)要求對溫度進行監(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)時間2小時。根據(jù)實際情況可以調(diào)整到170℃,1小時。絕緣膠一般150℃,1小時。
銀膠燒結(jié)烘箱的必須按工藝要求隔2小時(或1小時)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程,先在LED芯片電極上壓上第一點,再將鋁絲拉到相應(yīng)的支架上方,壓上第二點后扯斷鋁絲。金絲球焊過程則在壓第一點前先燒個球,其余過程類似。
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,焊點形狀,拉力。
9.LED封膠
LED的封裝主要有點膠、灌封、模壓三種。基本上工藝控制的難點是氣泡、多缺料、黑點。設(shè)計上主要是對材料的選型,選用結(jié)合良好的環(huán)氧和支架。(一般的LED無法通過氣密性試驗)
9.1LED點膠:
TOP-LED和Side-LED適用點膠封裝。手動點膠封裝對操作水平要求很高(特別是白光LED),主要難點是對點膠量的控制,因為環(huán)氧在使用過程中會變稠。白光LED的點膠還存在熒光粉沉淀導(dǎo)致出光色差的問題。
9.2LED灌膠封裝
Lamp-LED的封裝采用灌封的形式。灌封的過程是先在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)氧順著膠道進入各個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。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,同時對LED進行熱老化。后固化對于提高環(huán)氧與支架(PCB)的粘接強度非常重要。一般條件為120℃,4小時。
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),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,需要劃片機來完成分離工作。
12.LED測試
測試LED的光電參數(shù)、檢驗外形尺寸,同時根據(jù)客戶要求對LED產(chǎn)品進行分選。
13.LED包裝
將成品進行計數(shù)包裝。超高亮LED需要防靜電包裝
LED外露燈,貼片模組,全彩模組燈的質(zhì)量如何鑒定識別
一、
1、芯片生產(chǎn)廠家,頂級的芯片主要來自美國、德國、日本以及韓國等。但對大陸LED模組廠家來講絕大部分使用的芯片來自臺灣,當(dāng)然也有很多使用大陸產(chǎn)的芯片,這主要跟廠家產(chǎn)品的市場定位、用戶特點及政府政策有關(guān),芯片的廠家不同一般其穩(wěn)定性能也不同。也許你會問為什么不用CREE,歐司朗,日亞的,首先這些世界頂級芯片廠商都有固定的目標(biāo)市場定位,比如國防訂單等,再則說了,特意進口一點CREE芯片來制造模組,用起來也不劃算;而且如果沒有配套的原材料驅(qū)動,就不能完全發(fā)揮其優(yōu)勢,這樣的話也是極大的浪費。
2、芯片的尺寸大小。同種芯片,尺寸越大,一般亮度越高,承載力越強,穩(wěn)定性能也越高,當(dāng)然價格相對也高。模組芯片的尺寸現(xiàn)在主要有:9MIL,10MIL,12MIL,14MIL以及23MIL等等。
3、發(fā)光效率。每瓦發(fā)出的LM值叫發(fā)光效率。這個是評判LED是否節(jié)能的重要標(biāo)準(zhǔn)。白熾燈14.4LM/W左右,日光燈51LM/W左右,霓虹燈43LM/W左右,LED目前最高可達150LM/W,但國內(nèi)使用的大部分LED的光效都在60~100LM/W。需要注意的是在LED中只有白光可以達到這么高的光效,紅黃藍普遍相對比較低(這主要跟人的視覺定義有關(guān))。但是和霓虹燈相比沒有重金屬污染,易維護。
4、壽命。LED的壽命大家都認(rèn)為是100,000H。其實LED產(chǎn)品在10年或20年后才可以達到100,000小時,目前最好的LED的壽命預(yù)計也只有50,000小時。白熾燈1000小時,日光燈2000小時,霓虹燈10,000小時。所謂的10萬小時,只是科學(xué)家們在實驗室中常溫下測算得出的。而且把芯片封裝形成LED成品之后,就算是頂級的芯片,由于封裝者在生產(chǎn)時使用的設(shè)備的先進差異,技術(shù)上的差異,封裝形式的不同,管理的不同,以及用戶使用方式的的差別,導(dǎo)致壽命也不相同。貼片LED,壽命可以達到40,000-50,000小時;食人魚LED,壽命可到30,000小時,直插式LED,壽命是10,000小時。當(dāng)然,隨著芯片和封裝技術(shù)的進步這些數(shù)據(jù)都會逐步提高。前提是大家搞清楚一個重要概念,LED壽命是指當(dāng)LED的發(fā)光亮度是原來亮度70%的時候,我們就判定LED壽命到此為止。
5、線路板的質(zhì)量。LED的質(zhì)量相同的情況下,線路板的質(zhì)量會對LED的壽命產(chǎn)生重要影響。線路板分為鋁板,玻纖板,半玻纖板,紙板。鋁板的質(zhì)量最好,散熱效果最佳,但是成本太高,國內(nèi)廠家一般只有在大功率LED產(chǎn)品上使用,LED模組廠家一般使用的是紙板,半玻纖和玻纖板。模組方面,單色的食人魚、草帽模組一般用的是紙板或者半玻纖,貼片系列一般用半玻纖或則玻纖板。七彩和全彩模組系列一般至少也要半玻纖,這樣才能門當(dāng)戶對。
6、補充:全彩模組及全彩外露燈串的IC及元器件比較。IC有幾十種,不同的IC,性能不同,穩(wěn)定性不同,價格也不同;當(dāng)然使用元器件的不同影響全彩系列模組的性能及成本。
7、焊錫亮度如何,是否飽滿。如果線路板形同的情況下,就要判斷LED在線路板上的焊接點是否光亮飽滿,這個影響到模組的散熱。
8、電線。電線是LED模組之間的連接線,通過電流大小和電線有重大關(guān)系,硅膠套,里面含銅絲多,線體柔然,這個是最好的電線,硅膠套能夠抵御長時間的氧化,也能使線體柔軟,方便用戶在狹小的空間安裝,銅絲多就可以通過更多電流,不會被打電流燒壞。如果該電線具備美國UL認(rèn)證,質(zhì)量肯定可靠,其實這個人眼和手就能判斷。
9、外殼。這個因素不重要,好點的外殼可以防紫外,阻燃。
10、電阻品質(zhì)。
11、膠水品質(zhì)。
二、實際應(yīng)用中如何簡單有效識別
如果有人告訴你只看外觀就可以完全斷定一個廠家生產(chǎn)模組的質(zhì)量,我可以很明確的告訴你這個人是在忽悠。因為有太多外觀相似的模組了,就算外觀略有不同,構(gòu)造也是一樣,線路板,燈珠,線材,卡槽。
1、比較亮度,將亞克力板緊貼著同數(shù)量的模組然后緩緩提升小段距離,此間觀看燈珠亮度能否達到自己的要求。當(dāng)然把模組直接放在字里面更直接一些。
2、比較通過的電流大小(這個非常重要)。發(fā)光二極管理論上要求電流<=20MA;實際應(yīng)用中芯片構(gòu)造及尺寸規(guī)格不同,有些承載力較強,為了達到更高的亮度,可能會有一點點提高。當(dāng)然前提是測試結(jié)果證明不影響正常使用。對于電流特高的,我覺得用戶是應(yīng)該考慮一下其穩(wěn)定性了。許多用戶是憑觀察電阻型號來判定的,其實這是不科學(xué)的,電阻的大小決定不了LED產(chǎn)品整體電流的大小,因為燈珠的尺寸和采用的原材料不同,本身的電阻就不一樣,所以還是以整體的電流來參照比較科學(xué)。
實際中,一些招牌剛開始亮度還可以,過一段時間,長則一年,短的3-5個月就變的昏昏暗暗的,甚至還沒螢火蟲星星亮,尤其是白光;原因就是光衰太大,而根本原因就是電流太大。
以上之所以要這么做,就是因為絕大多數(shù)用戶沒有條件去判定此芯片的產(chǎn)處、構(gòu)造及尺寸大小及壽命等,僅憑廠方的理論訴說難以保證事實。所以只能用這種簡單的方法和廠家提供的價格來判定是否適合自己。
3、在觀看亮度的同時,要注意燈珠的光線是否均勻,考慮使用的時候是否會照成發(fā)光面亮度的差異影響美觀。在觀察白光的時候一定要注意有沒有出現(xiàn)色差(這個相當(dāng)重要)——如果用一張薄的白紙覆蓋在上面可能會觀察不出來,所以要用一定厚度的亞克力。有無色差是區(qū)分白光模組質(zhì)量好壞的最重要的部分,也是導(dǎo)致價格差異的最主要原因之一。分光配套設(shè)備在內(nèi)地市場價格昂貴甚至緊缺,這樣就導(dǎo)致了市場上出現(xiàn)許多有色差的白光LED模組,外露燈等。一個白光招牌里面,有的地方出現(xiàn)冷白,有的正白,有的暖白,甚至出現(xiàn)紅,紫,藍色等,看起來象個大花臉?biāo)频摹_@就是色差或出現(xiàn)嚴(yán)重光衰造成的;一批白光模組,裝上去發(fā)現(xiàn)顏色不一致,或者上一批跟下一批不一致,這都是因為沒有分光或分得不細(xì)的原因。
4、線材辨別。廠家口述難以證明,最直接的方法就是撥開外皮,查看里面的線芯和金屬材質(zhì)!線芯多而粗,金屬材料優(yōu)(銅>鋁>鐵),導(dǎo)電性能就越好,反之亦然。
5、燈珠溫度。很簡單,點亮一段時間后,用手摸一下燈珠,溫度很高甚至燙手的肯定沒有溫度低的穩(wěn)定性好。當(dāng)然客戶也可以觀察一下線路板,散熱導(dǎo)電方面:鋁板>玻纖板>半玻纖>紙板。
6、焊點品質(zhì)。焊點飽滿的證明焊接工藝好,亮度高的證明焊錫用的好;嚴(yán)重的就是虛焊,一定時間后出現(xiàn)接觸不良現(xiàn)象。這樣后續(xù)的維護就會麻煩起來。
7、滴膠工藝、防水處理情況。這就要看膠水的覆蓋情況。
8、膠水品質(zhì)。
9、全彩模組除了以上幾個方面,還需要鑒定IC及輔助元器件。
IC有LPD6803,D705,1101,6909, 6912,LPD8806,LPD8809,TM1803,TM1804,TM1809,TM1812TM1903,TM1904,TM1909,TM1912UCS6909,UCS6912,UCS7009,UCS5903,UCS1903,UCS1909,UCS1912,UCS3903,DMX512,WS2801,WS2803,WS2811,DS189,TLS3001,TLS3002,TLS3008,P9813,SM16715,SM16716,BS0901,BS0902,BS0815等等。
其中用的最多的應(yīng)該是:LPD6803、1903、D705、5903、16716、3001這幾種吧。D705和5903價格便宜,5903是D705的升級版,但穩(wěn)定性相對都沒6803好。6803灰度32,16716、1903灰度256,穩(wěn)定性都不錯,價格比5903,D705高一些。3001灰度更高,穩(wěn)定性也好,價格更高一點。和其他IC一樣用的相對少一些。 IC和燈珠質(zhì)量一樣重要,好的驅(qū)動好的兼容,這樣才能發(fā)揮作用。當(dāng)然,線路板上僅有IC、燈珠和電阻電容的全彩模組在穩(wěn)定性上就不如配有二級管、三級管的全彩模組。尤其是在使用數(shù)量較多的全彩燈的時候,維護起來比較麻煩。
備注:以上論述僅供參考!
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