LED模条和银胶-课件

1、苏永道 教授济南大学 理学院封装技术LED2022/7/2312.3 LED模条介绍2.3.1 模条的作用与模条简图 模条是LED成形的模具，一般有圆形、方形、塔形等。支架植得深浅是由模条的卡点高低所决定。模条需存放在干净及室温以下的环境中，否则会影响产品外观。2022/7/2322.3.2 模条结构说明卡点胶杯钢片导柱结构名称4321代码模条代码说明2022/7/2332.3.3 模条尺寸(见图2.13)导柱规格1780.15mm(长)150.1mm(宽)0.50.02mm(厚)硅钢片规格 卡点公差为0.05mm，左右相称之卡点为所测值为0.02mm0.490.03 mm(辅助卡点卡内宽度)

2、0.520.02mm(主卡点卡内宽度)卡点规格(见图2.12)15.24mm8、107.62mm36相邻胶杯中心间距152.4mm卡槽间距模条的尺寸图2.13 导柱示意图A：6.50.15mmB：6.70.5mmC：35.50.2mmD：0.580.03mm图2.12 卡点示意图卡点高度2022/7/2341.模条材质 塑料(TPX材质)2.TPX物料简介 TPX如同PC、PMMA,有极佳的透明度，但PC和PMMA是非结晶型，而TPX是结晶的材料，且在物理上有相当的差异存在。3.TPX在以模具成型时要注意以下几点 1）TPX具有极佳的耐热性，耐化学品及耐蒸汽性等，且TPX在透光性聚合物中比重最

3、轻； 2）TPX的耐击性和PS及PMMA相当，TPX是结晶型的材料，所以比其它非结晶型的材料有更大的收缩率。2.3.4 开模注意事项 （略）2022/7/2352.3.5 LED封装成形的图示(a) 圆形LED示意图(b) 方形LED示意图(c) 平头LED示意图(d) 椭圆LED示意图2022/7/236(c) 子弹头LED示意图(e) 内凹LED示意图(g) 特殊型LED示意图2022/7/2372.3.6 模条进料检验内容 导致产品有异物硅钢片上有生锈痕迹 硅钢片生锈1.会造成成品毛边2.造成外观不良模粒帽沿有缺损 模粒帽沿破损1.会造成模粒松脱转动2.模条周转次数减少3.插浅不良模粒帽

4、沿与硅钢片间有裂痕 模粒裂痕1.成形后表面刮伤2.造成外观不良在模粒内有划伤痕迹 模粒内表面刮伤1.成形后表面不良2.造成外观不良在模粒内有水纹状物质 模粒内表面模糊1.产品封胶错误2.浪费成本来料同批中有两种或多种不同型号模条装在一起 模条混装1.无法生产2.影响LED生产进度来料与实际要求不符 型号不符对LED造成的影响不良说明项目模条进料时的检验内容2022/7/238成形后光斑不圆注塑成形胶杯内不规则。胶杯成形不良(封胶实验有光斑不良)成形后偏心不良(支架杯中心明显偏离胶体中心)1.杯与杯间距超出标准公差；2.导柱间卡槽间距过宽；3.偏心角在5度以上。中心间距不等(封胶实验有偏心)成形

5、后插深插浅经卡点量测仪量测：1.与标准卡值相差0.1mm以上；2.同一支模条对称卡点值相差0.5mm以上。卡点误差过大(插深插浅)1.成形后胶体外观不规则2.严重外观不良圆边或缺边方向不规则，不在要求的方向(胶杯与硅钢片结合不好)圆缺边方向错位无法使用模条导柱有掉落(运输过程搬运不当所致)导柱脱落1.无法使用2.成形后插深插浅不良卡点有掉落(运输过程搬运不当所致)卡点脱落影响装模条作业模条硅钢片底部有塑料残留(供货商制程不良所造成)模条底部塑料残留1.影响装模条作业2.材料插深插浅硅钢片有弯曲变形(影响装模条作业)硅钢片变形2022/7/2392.4 银胶和绝缘胶 银胶是用来导电、散热和固定芯

6、片；绝缘胶除了不导电外，也是用来散热和固定芯片。因为在LED封装过程中的作用不同，因此所用位置也不同。2.4.1 银胶和绝缘胶的包装银胶灌装图绝缘胶灌装图2022/7/23102.4.2银胶和绝缘胶成分其中银粉含量为 6570备注树脂树脂、银粉、硬化剂成份EP-1000826-1DS型号绝缘胶银胶材料名称 银胶和绝缘胶的型号和成分无银粉2.4.3银胶和绝缘胶作业条件恒温150，20min就硬化，为保证其结合度，标准烘烤条件150/1.5h恒温150，30min就硬化，为保证其结合度，标准烘烤条件150/1.5h烘烤条件40以下保存一年；10以上保存三个月40以下保存一年；10以上保存三个月保存

7、条件在常温25、湿度为5070环境下回温90分钟以上即可使用在常温25、湿度为5070环境下回温90min以上，搅拌10分钟以上使用条件绝缘胶银胶材料名称银胶和绝缘胶的作业条件2022/7/23112.4.4 操作标准及注意事项1.回温达到规定时间后，先用布擦干瓶罐表层，并查看瓶罐表层是否沾有水气，如沾有水气必须继续回温，应由其自由挥发完全方可，回温很重要，按标准作业才能保持质量稳定；2.因银胶对温度较敏感，不宜使用其它材质搅拌；3.因银胶内含硬化剂及银片，其厚度约为0.10.2mm，需充分搅拦(10min左右)与树脂混合；4.因银胶之胶为悬浮物，如置久不使用时会使银与胶分离(银在底层，胶在上

8、层)，故分装的银胶最好配合产量一天使用完毕为最佳，若在自动线使用，应于35次内使用完；未作业完之银胶第二次使用时需再次搅拌；1.银胶采购回来后，置于冷冻柜保存；2.在欲使用银胶之前一日，由冷冻柜改放冷藏室保存；3.使用前3h，将银胶自冷藏室取出，置于室温下回温再开罐(大罐新银胶需回温3h，小罐分装后之银胶需回温1h)；4.开罐后，以玻璃棒或不锈钢搅拌(搅拌前，搅拌棒应以丙酮先擦干净)，搅拌方式应顺向由下往上，搅拌时间需10min左右；银胶注意事项操作标准胶类银胶和绝缘胶的操作标准及注意事项2022/7/23121.回温达到规定时间后，先用布擦干瓶罐表层，并查看瓶罐表层是否沾有水气，如沾有水气必

9、须继续回温，应由其自由挥发完全方可，回温很重要，按标准作业才能保持质量稳定；2.固晶后之推力应过100g以上，做推力测试时应注意作业方式需标准，不能因人为操作不当造成数据过大或过小而不准确。1.绝缘胶采购回来后，置于冷冻柜保存；2.在欲使用绝缘胶之前一日，由冷冻柜改放冷藏室保存；3.使用前3h，将绝缘胶自冷藏室取出，置于室温下回温；4.开始点胶作业，未使用完之绝缘胶再置于冷藏室保存；5.固晶烘烤后做推力测试。绝缘胶5.因银胶有其使用寿命，残留在瓶罐盒内及罐盖之银胶，若不清理干净，易与新银胶混合，旧银胶因置久造成气化或凝固，致使混合后之银胶混有较大颗粒，故在倒入新银胶时瓶罐一定需清冼干净方可作业

10、；6.固晶后之推力应过100g以上，做推力测试时应注意作业方式需标准，不能因人为操作不当造成数据过大或过小而不准确。5.银胶分装前，先将分装容器擦干净，再将胶装入带盖的容器中；如使用时将银胶置于针筒内；6.开始点胶作业；7.固晶烘烤后做推力测试。银胶2022/7/23132.4.5 银胶及绝缘胶烘烤注意事项 1. 必须一次性烤干，若有软化、松动现象, 为前一次未烤干,取出材料后空气进入银胶再次加温膨胀导致结合度变差。 2. 烘干硬化后不能立即从烤箱中取出，应待其自然冷却后再取出。 3. 烘烤时注意时间不能过长过短，进出烤箱时都需落实做好记录，IPQC做好监督。2.4.6 银胶与绝缘胶的区别1.

11、 银胶须搅拌，绝缘胶不需搅拌；2. 银胶其硬化速度比绝缘胶慢，银胶推力比绝缘胶小；3. 银胶散热性较好，绝缘胶散热较差；2022/7/2314 4. 银胶较绝缘胶吸旋光性强、反光性弱，成形产品中银胶亮度较绝缘胶低； 5. 银胶推力较小，绝缘胶推力较大； 6. 绝缘胶可与荧光粉混合在一起配制成杯底绝缘胶做白光。2022/7/23152.5 焊接线金线和铝线 在封装LED时，需要用金线或铝线把芯片两个电极和LED支架焊接起来，这样才能把电源通过支架加到LED芯片上。2.5.1 金线和铝线图样和简介金线照片2022/7/2316铝线照片 金线和铝线都可以作为LED芯片与支架间的连接线。金线电阻率比铝

12、线电阻率小，在LED功率比较大或要求电参数比较高的场合往往使用金线，其他场合可以使用比例较廉价的铝线。2022/7/23172.5.2 经常使用的焊线规格1.2mil线径手动铝线机IC邦定机机型铝线99.9%含金量（Au）1.2mil1.0mil0.9mil线径食人鱼焊线机自动焊线机手动焊线机机型金线表2.19焊线规格2.5.3 金线应用相关知识图2.18 LED芯片焊线示意图凸点焊接的基本动作线夹Ar+H2IC芯片铝硅垫颈部剪断颈部高度芯片焊接线毛细管焊丝球电极 右图是LED焊线示意图, 金丝球要圆滑、大小要合适，焊接时要保证焊点牢固可靠，要达到规定的力度。1.焊线示意图2022/7/231

13、82.焊球相关名词定义 LED芯片焊球标注如下图所示。下表是焊球代码定义，给出了各部分的含义。 磁嘴截面剖面图焊球代码定义代码HCDTCAFA定义磁嘴孔径斜切后直径磁嘴顶端直径压球后球形角度磁嘴顶端斜角代码WDORMBDMBH定义线径磁嘴顶端圆弧度压球后直径压球后高度2022/7/23193.线尾切断方式小斜角切断大斜角切断SL切痕长度4.金线原材料质量影响焊球质量FAB定心焊球不良焊球不良图示二焊不良图示2022/7/2320焊球良品二焊良品2.5.4 金线的相关特性 金线在高温下焊接如加热时间过长，其结合力会下降。下页图为金线放置时间与结合力的图示（T为200，POWER为70mW，FOR

14、CE为50mg）。由此可知，金线放置时间越长与芯片的结合力越低。2022/7/2321金线放置时间与结合力的关系6040200010210103放置时间(h)剪断力(g)放置温度: 2002022/7/23222.5.5 金线制造商检测金线的几种方法 金线制造商在实验金线的延展力柔轫力及焊球结合力时, 通过不同的打线方式来检测，下列几个图是几种焊接方式，分别试验其延展力。 (a) 段式焊线 2022/7/2323(b) 超低式焊 (c) 超长式焊 2022/7/2324(d) 超短式焊线试验2022/7/23252.5.6 LED封装厂家检验金线的方法 LED生产厂家为了保证金线预先片焊接良好

15、，在使用金线前和使用过程中都要对金线进行检验，检验内容如下表所示。色泽光滑、匀称，无杂质色泽球颈圆滑，无断层、裂痕球颈金球饱满无裂痕，二焊切断处无碎裂焊点（金球球形二焊鱼尾）相对应图形见前面图片（不良与良品图）在机台正常设定下拉力大于5g焊线拉力备注说明判定项目表2.21 LED生产厂家检验金线的方法2022/7/23262.6 封装胶水2.6.1 LED封装经常使用的胶水型号 一、宜加化工生产的部分胶水简表S-002(黄色)SUN70014000BR4000ER胶水 S-005(蓝色)BS1002339B2339A胶水 S-003(红色) S-004(绿色)JM-6502019B2019A胶

16、水色剂扩散剂硬化剂主剂类别表2.22 宜加化工生产的部分胶水型号2022/7/2327二、包装图示宜家A2339宜家B23392.6.2 胶水相关知识一、胶的种类及成分2022/7/2328碳酸钙氧化铝硅粉DP 胶有机染料CP 胶酸酐类、胺类B 胶A型环氧树脂、 F型环氧树脂A 胶成 分种 类 胶水的种类和成分二、胶水的应用过程 下一张画面是胶水在LED生产中应用过程的流程图。 2022/7/2329图2.26 胶水应用过程2022/7/2330三、宜加2019胶水相关特性参数16553015分解温度T19510090002000粘性(25) Pas1.161.16比重（g/m3）无色微黄淡蓝

17、色外观硬化剂B2019环氧树脂A2019型号 宜加2019胶水相关特性参数四、环氧树脂化学分子式 （略）五、玻璃转化温度（Tg） 1.对转化温度的定义 2022/7/2331 当高分子材料由硬而脆之玻璃状态，转变成软而韧之橡胶状态时，其温度范围称之为玻璃转化温度。下图是某种玻璃的转化温度曲线。 玻璃转化温度曲线比容总输出相对输出玻璃转化温度2022/7/23322.曲线说明当TTg橡胶状态，当TTg玻璃状态。（1）可由玻璃转化温度（Tg）来预期温度循环，热冲击及产品使用温度。（2）玻璃转化温度（Tg）与使用条件有关，亦与硬化情形有关。（3）玻璃转化温度（Tg）高于使用温度510较适合。（4）当

18、同一配方，其所得硬化物玻璃转化温度（Tg）愈高时，交联密度较 高。（交联密度单位长度内的交联点数）（5）硬度愈高，对机械或热应力而言较脆。（6）收缩愈大，内应力愈大。（7）吸湿性较高。（8）使用寿命下降。（9）预期温度循环下降。2022/7/23333. Tg点与时间的关系图 转化温度Tg与时间的关系见右下图，开始随时间非线性增长,后来随时间略有下降。Tg 点与时间的关系 时间4.玻璃转化温度测试图 图2.30 玻璃转移温度测试曲线T0ABTfTmTiTeTr温度 ()热流差式扫描热量法玻璃转变温度测量放热-+T0=第一偏差温度()Tf=外推起始温度()Tm=中点温度()Ti=拐点温度()Te

19、=外推终点温度()Tr=返回到基线温度()外内2022/7/2334六、说明1. Tg确切说是以区域进行表示，而不是由单一点的数值进行表示。如某材料的Tg=98-105。 2. 固化并不需要达到100%最佳特性，较短时间和温度较低的固化周期也可以使固化效果达到完全固化情况下的90至95%，这样烘箱比较省电。 3. LED辅料中各成份Tg点曲线示意图。 膨胀系数温度204060801001201401600金线支架胶水银胶LED辅料中各成份Tg点曲线2022/7/2335七、胶水的操作寿命及反应速率1.操作寿命定义 即指环氧化合物的黏度在超过可使用的极限时间，通常用cps来表示，此外，温度是一主

20、要的因素。2.操作寿命具体说明 （1） A/B胶混合后，黏度上升至起始黏度两倍之时间； （2） A/B胶混合后，黏度上升至无法操作之时间。3.反应速率具体说明 （1） 多数环氧树脂的反应速率，将会每增加10的温度就成长一倍； （2） 加热环氧树脂通常用来降低黏度，使其达到易除气泡的目的。2022/7/23364.凝胶点 反应进行中，分子量迅速增加，且最后使得几条分子链连接在一起，成为极大的分子量网状系统。由一黏性的液体变成一有弹性的胶状，将呈现极大网状系统的主要现象，这种迅速且无法改变的变化，即称为凝胶点。八、胶水的硬化1.硬化温度低2.硬化温度适中3.硬化温度高（1）凝胶化与玻璃化同时发生,

21、 当温度再增高, 可能仍会呈液体状；（2）转化率不够，硬化不完全，且所需时间太长。（1）硬化反应速率慢，微粒凝胶大： （2）Tg与硬化温度相同; （3）网状结构密度大（交联度高）；（4）抗化学性高及各种物 性优异。（1）放热量大，聚温太高，造成边缘与中心温差大；（2）硬化速率太快，微粒凝胶小；（3）网状结构密度小，Tg低；（4）抗化学性低，物性差。2022/7/2337九、胶水的保存条件（环氧树脂系统及相关材料）1. 必须保存在原来的容器内；2. 应避免过度加热如持续保存在40以上，对于大多数的环氧树脂来说，将会大幅度缩短其生命周期；3. 应避免太阳直接照射；4. 扩散剂Dp，内含易于沉淀的填充料（如矿石），绝对需要先搅拌均匀再取用；5. 建议使用冷藏的方式来保存单液型的原料（银胶）；6. 二液型的原料（A、B胶）不需冷藏（2540），冷藏保存将导致某些原料结晶。2022/7/2338十、胶水使用注意事项表2.26胶水使用注意事项序号注意事项说明1 A胶使用前需预热60min（预热温度：手动线705；自动线505）； B胶不能预热；色剂预热温度705（红色）。 A胶预热后与B胶更容易结合2 A胶预热温度不能过高。 A胶虽可加热降低粘度以利混合脱泡，但预热温度过高，将加速混合粘度上升，但