专题2SMD、食人鱼、大功率封装技术

1、专题二： 瓦级大功率瓦级大功率LED封装与散热封装与散热主要内容 SMD的封装 食人鱼的封装 大功率LED的封装（本节重点）管理机制和生产环境 人、物、设备、生产环境是做好LED的四大重要在因素。 有效的防静电：湿度越低，产生的静电越高。 LED点亮时的热量导出（1）铜支架比铁支架散热效果要好;（2）PCB上直接封装LED的形式。PCB面光源 实例：6.1LED SMD結構 1210 0805 0603 1209 3528 3020 020 50500603 1.6*0.8*0.6/0.4mm 0805 2.0*1.3*0.8/0.4mm1206 3.2*1.5*1.3/1.1mm3020 3

2、.0*2.0*1.3mm3528 3.5*2.8*1.8/1.1/0.8mm5050 5.0*5.0*1.3mmSMD支架6.1 SMD的封装2.3.1 SMD的封装工艺 芯片安放-银胶固晶-金丝键合-封装-烘干固化-划片-测试分选-编带-出货检查2.3.2 测试LED与选择PCBLED SMD制程6.2食人鱼LED的封装食人鱼系列6.3大功率LED的封装 一、大功率LED的封装工艺 二、大功率LED的测试技术 三、大功率LED的散热技术大功率支架一、大功率一、大功率LED的封装工艺的封装工艺传统工艺： 点银胶固晶固晶银胶烘烤焊线焊线点荧光点荧光粉粉(胶胶)荧光胶烘烤盖一次光学透镜 注硅注硅胶

3、胶硅胶烘烤测试、分光测试、分光Molding工艺： 点银胶固晶固晶银胶烘烤焊线焊线点荧光点荧光粉粉(胶胶)荧光胶烘烤盖大功率模条 注硅胶注硅胶硅胶烘烤 脱模 测试、分光测试、分光高功率封装方式大功率大功率LED封装工艺的比较封装工艺的比较1.固晶工艺固晶工艺 银浆固晶、共晶焊接、覆晶焊接、热超声焊接。银浆固晶、共晶焊接、覆晶焊接、热超声焊接。 BJ8137：低温：低温Sn42Bi58 139度度 粒度大：粒度大：20-45um 50W/K2.焊线工艺焊线工艺Wire-bonding process of different chipsa.金线的尺寸约为芯片焊盘尺寸金线的尺寸约为芯片焊盘尺寸 1

4、/3.b.一焊的参数：一焊的参数：c.焊线应避免刮伤，压力过大等。焊线应避免刮伤，压力过大等。光学显微镜分析漏电光学显微镜分析漏电红外发光显微（红外发光显微（EMMI) 分析漏电位置分析漏电位置3 荧光粉涂敷工艺荧光粉涂敷工艺荧光粉涂敷方法荧光粉涂敷方法:点涂法，保形涂层法，电泳沉积法，点涂法，保形涂层法，电泳沉积法，SPE法，感光法。法，感光法。1、配光曲线分布均匀、配光曲线分布均匀2、色温分布均匀、色温分布均匀方法一：模型法（正装芯片）方法一：模型法（正装芯片） 放置模型放置模型 工艺流程：工艺流程： 加工尺寸约为1.0 mm*1.0 mm*0.5 mm的小方块作为模型，置于尺寸大于1.2

5、 mm*1.2 mm、杯深为0.5mm大功率支架碗杯中心，如图6.2.1(a)； 在模型与碗杯之间的空隙填充高折射率硅胶并烘干，如图6.2.1(b)； 取出模型，在碗杯底部点高导热银胶，固晶并引出1.2 mil的金线，如图6.2.1(c)； 在芯片表面涂敷经均匀搅拌的荧光胶，并烘干，如图6.2.1(d)。填充硅胶，烘烤，取出模型填充硅胶，烘烤，取出模型固晶、焊线固晶、焊线点荧光粉点荧光粉Fig 6.2.1 Flow chart phosphor coating by model method 方法二：荧光胶片法方法二：荧光胶片法 工艺流程：工艺流程： 采用尺寸为1.0 mm*1.0 mm1.5

6、 mm*1.5 mm的小槽制备厚度为0.5 mm的荧光胶片，其工艺为：（1）采用模具加工小槽，尺寸为1.0 mm*1.0 mm1.5 mm*1.5 mm，深度为：0.250.5 mm；（2）将折射率为1.53的硅胶和YAG荧光粉按一定比例均匀混合并均匀搅拌；（3）把（2）的荧光胶进行抽真空后涂敷在小槽内，荧光胶自动流平，厚度与小槽深度一致；（4）开启鼓风干燥箱在150 温度下烘烤荧光胶30 min使之成型，并脱模得到实验所需的荧光胶片。 Fig Distribution of flip chip white-LED 配光曲线中间凹陷是由于芯片电配光曲线中间凹陷是由于芯片电极的影响极的影响4 封

7、胶工艺封胶工艺Table 4.1.3 Contrast among different glue pouring methods封胶工艺主要有透镜填充方式，封胶工艺主要有透镜填充方式，SMD方式，方式，Molding方式等。方式等。 硅胶不良导致器件失效图示硅胶不良导致器件失效图示Molding工艺过程与要点：工艺过程与要点：LeadframeColloid Samples 要点：要点：（1）硅胶硬度和粘度要合适；）硅胶硬度和粘度要合适；（2）保持支架与模条之间的气）保持支架与模条之间的气密性；密性；（3）控制注胶速度不能过快；）控制注胶速度不能过快；（4）倒置烘烤）倒置烘烤150度度1小时。

8、小时。光色电参数测试 电参数 正向电压、正向电流、反向电压、反向电流。 光色参数 光通量、发光效率、色坐标、色温、显色指数、峰值波长、主波长。DUT fixture & thermostatTemperature and current stabilized reference LED in the back积分球控制盒热阻测试设备 之 T3ster（一）样品选材与工艺（一）样品选材与工艺材料：材料：(1).芯片：尺寸：芯片：尺寸：40mil*40mil 蓝宝石衬底蓝宝石衬底 （厂家：韩国（厂家：韩国 Optoway） (2).金线：金线：1.2mil （厂家：（厂家： 贺利氏）贺利氏）(3)

9、.银胶：银胶：25 W/mK （ 厂家：厂家：EMS 型号：型号：5591）(4).导热硅脂：导热硅脂：1.17 W/mK （厂家：信缘成）（厂家：信缘成）(5).铝基板：深圳汉普芯铝基板，铝基板：深圳汉普芯铝基板， 台湾铝基板台湾铝基板ANT1 ， ANT2工艺：工艺：采用传统封装工艺。采用传统封装工艺。3种样品除铝基板不同之外，其他材料和工艺均一致。种样品除铝基板不同之外，其他材料和工艺均一致。大功率大功率LED的散热机制的散热机制大功率大功率LED散热结构示意图散热结构示意图大功率大功率LED铝基板结构示意图铝基板结构示意图大功率大功率LED的散热机制的散热机制Table Thermal

10、 resistance data of high power LED with Al substrate 普通普通ANT1ANT2 采用采用T3Ster测试测试3种不同铝基板制备的种不同铝基板制备的LED器件，数据如下：器件，数据如下：热阻热阻1：支架铜柱部分到铝基板底部的热阻热阻热阻2：大功率LED芯片PN结到铝基板底部的热阻。 银胶层：银胶层：测试的热阻为 3.394.18 /W 理 论：已知银胶的导热系数为25 W/mK，银胶导热的接触面积即芯片的面积约为1 mm1 mm，厚度约为0.080.11 mm。则 根据热阻计算的计算公式 其中，k为各介质的导热系数；A为各介质的导热等效截面积；d为各介质的导热长度。计算得出银胶层的热阻理论值为3.004.50 /W,与实验结果较为一致。铜铜 柱：柱：测试的热阻为 2