LED封装与检测实训任务书

LED封装与检测实训任务书实训目的LED封装与检测实训是《LED封装与检测》课程的实践内容之一，是专业核心课程的重要组成部分，在实际操作中更好理解理论知识，实训应达到以下目的：加深对课程内容的认识和理解，能够运用所学的知识分析和处理实际问题。了解LED封装技术中的固晶的原理和作用。掌握手动/自动固晶流程的扩晶、刷银胶、固晶、烘烤等工序。了解超声波焊线机的基本原理与结构。掌握正确使用超声波焊接机的方法，以及对数码管芯片进行焊接。理解LED灌胶封装的意义和目的，掌握LED手动灌胶的工艺过程。掌握荧光粉工艺、手工配比，掌握扩散剂使用等。设计一款灯具，实现简单的智能控制，完成自制LED灯具的电气性能测试。实训内容与要求：主要内容：1、剖析直插式、SMT、COB灯珠，了解其材料、作用、电气参数和工艺等。2、熟悉元器件、组件，正确组装LED并测试电学参数。3、掌握控制LED灯的技巧，分析调试原理。4、利用网络，学习专业资源库实训课程资料，对某一类专题展开调研。5、参考《手动LED封装实验资料》,写出实训报告。实验仪器必备：示波器，万用表，十字起子、烙铁。可选：积分球、光度计及各种电源相关设备。实验要求1．熟悉封装基本原理，能够运用所学的理论知识分析和处理实验现象。2．掌握基本实验技能，能够正确使用常用仪器仪表进行基本光、电参数的测量及数据分析、处理、检查和判断。3．正确地书写实验报告，心得体会。4．实训课前要认真查阅相关资料。5．实训课上认真听老师讲解。四、考核要求1.考核内容：出勤，课前预习，实训报告与产品效果。2.考核办法：出勤，课前预习20%，实训报告40%，产品效果40%。

3.成绩评定：优、良、中、不及格四级要求：自备记录纸、笔。实训指导老师：实训时间：教学第18周实训地点：第四工业楼LED封装工艺实训室C201、LED测试实训室C2022022-5-20附件1实训安排一二三四五六上午1-2配件分发讲解芯片检验压焊组装与测试电气参数分析补做实训上午3-4制作产品视频演示扩片点胶封装或灌胶封装组装与测试电气参数分析下午7-11实训前准备、生产设备讲解点胶、备胶、手工刺片、装架模压封装、切筋和划片电气参数分析检测仪器使用演示封装工艺剖析、完成实训报告晚上12-14烧结固化

附件2实训材料实验项目及内容学时易耗品名、数量及金额指导教师实验室备注灯珠剖析，了解其材料、作用、电气参数和工艺23W全光谱LED灯珠全波长400-840(带板粉光，植物生长灯调控用)，*40=120颗LED测试实训室每人3颗备用210w集成LED恒流驱动电源3串3并模式投光灯高功率电流900mA，5个LED测试实训室按小组备用2免驱3V-6V光源板3W白色15cm线LED测试实训室2蓝白光1比2照明专用5730灯珠贴片灯条水族灯DIY灯具配件59.5cm长12颗灯LED测试实训室21W塑胶壳300mA大功率灯珠LED恒流电源LED灯驱动电源LED灯具电源。LED测试实训室2试灯器LED试灯线带夹子带开关老化接线夹试电盒夹子实验试电检测LED测试实训室2LED调光器单色调光器PWM调光器LED灯带调光器DC12-24V调光开关LED测试实训室

附件3实训步骤和封装工艺参考LED产品封装的任务将外引线连接到LED产品芯片的电极上，同时保护好LED产品芯片，并且起到提高光取出效率的作用。关键工序有装架、压焊、封装。LED产品封装形式LED产品封装形式可以说是五花八门，主要根据不同的应用场合采用相应的外形尺寸，散热对策和出光效果。LED产品按封装形式分类有Lamp-LED产品、TOP-LED产品、Side-LED产品、SMD-LED产品、High-Power-LED产品等。LED产品封装工艺流程（发给学生视频观摩）a)芯片检验

镜检：材料表面是否有机械损伤及麻点麻坑（lockhill）,芯片尺寸及电极大小是否符合工艺要求,电极图案是否完整

b)扩片

由于LED产品芯片在划片后依然排列紧密间距很小（约0.1mm），不利于后工序的操作。我们采用扩片机对黏结芯片的膜进行扩张，是LED产品芯片的间距拉伸到约0.6mm。也可以采用手工扩张，但很容易造成芯片掉落浪费等不良问题。

c)点胶

在LED产品支架的相应位置点上银胶或绝缘胶。（对于GaAs、SiC导电衬底，具有背面电极的红光、黄光、黄绿芯片，采用银胶。对于蓝宝石绝缘衬底的蓝光、绿光LED产品芯片，采用绝缘胶来固定芯片。）

工艺难点在于点胶量的控制，在胶体高度、点胶位置均有详细的工艺要求。

由于银胶和绝缘胶在贮存和使用均有严格的要求，银胶的醒料、搅拌、使用时间都是工艺上必须注意的事项。

d)备胶和点胶相反，备胶是用备胶机先把银胶涂在LED产品背面电极上，然后把背部带银胶的LED产品安装在LED产品支架上。备胶的效率远高于点胶，但不是所有产品均适用备胶工艺。

e)手工刺片

将扩张后LED产品芯片（备胶或未备胶）安置在刺片台的夹具上，LED产品支架放在夹具底下，在显微镜下用针将LED产品芯片一个一个刺到相应的位置上。手工刺片和自动装架相比有一个好处，便于随时更换不同的芯片，适用于需要安装多种芯片的产品。

f)自动装架

自动装架其实是结合了沾胶（点胶）和安装芯片两大步骤，先在LED产品支架上点上银胶（绝缘胶），然后用真空吸嘴将LED产品芯片吸起移动位置，再安置在相应的支架位置上。

自动装架在工艺上主要要熟悉设备操作编程，同时对设备的沾胶及安装精度进行调整。在吸嘴的选用上尽量选用胶木吸嘴，防止对LED产品芯片表面的损伤，特别是兰、绿色芯片必须用胶木的。因为钢嘴会划伤芯片表面的电流扩散层。

g)烧结

烧结的目的是使银胶固化，烧结要求对温度进行监控，防止批次性不良。

银胶烧结的温度一般控制在150℃，烧结时间2小时。根据实际情况可以调整到170℃，1小时。绝缘胶一般150℃，1小时。

银胶烧结烘箱的必须按工艺要求隔2小时（或1小时）打开更换烧结的产品，中间不得随意打开。烧结烘箱不得再其他用途，防止污染。

h)压焊

压焊的目的将电极引到LED产品芯片上，完成产品内外引线的连接工作。

LED产品的压焊工艺有金丝球焊和铝丝压焊两种。右图是铝丝压焊的过程，先在LED产品芯片电极上压上第一点，再将铝丝拉到相应的支架上方，压上第二点后扯断铝丝。金丝球焊过程则在压第一点前先烧个球，其余过程类似。

压焊是LED产品封装技术中的关键环节，工艺上主要需要监控的是压焊金丝（铝丝）拱丝形状，焊点形状，拉力。

对压焊工艺的深入研究涉及到多方面的问题，如金（铝）丝材料、超声功率、压焊压力、劈刀（钢嘴）选用、劈刀（钢嘴）运动轨迹等等。（下图是同等条件下，两种不同的劈刀压出的焊点微观照片，两者在微观结构上存在差别，从而影响着产品质量。）我们在这里不再累述。

i)点胶封装

LED产品的封装主要有点胶、灌封、模压三种。基本上工艺控制的难点是气泡、多缺料、黑点。设计上主要是对材料的选型，选用结合良好的环氧和支架。（一般的LED产品无法通过气密性试验）如右图所示的TOP-LED产品和Side-LED产品适用点胶封装。手动点胶封装对操作水平要求很高（特别是白光LED产品），主要难点是对点胶量的控制，因为环氧在使用过程中会变稠。白光LED产品的点胶还存在荧光粉沉淀导致出光色差的问题。

j)灌胶封装

Lamp-LED产品的封装采用灌封的形式。灌封的过程是先在LED产品成型模腔内注入液态环氧，然后插入压焊好的LED产品支架，放入烘箱让环氧固化后，将LED产品从模腔中脱出即成型。

k)模压封装

将压焊好的LED产品支架放入模具中，将上下两副模具用液压机合模并抽真空，将固态环氧放入注胶道的入口加热用液压顶杆压入模具胶道中，环氧顺着胶道进入各个LED产品成型槽中并固化。

l)固化与后固化

固化是指封装环氧的固化，一般环氧固化条件在135℃，1小时。模压封装一般在150℃，4分钟。

m)后固化

后固化是为了让环氧充分固化，同时对LED产品进行热老化。后固化对于提高环氧与支架（PCB）的粘接强度非常重要。一般条件为120℃，4小时。

n)切筋和划片

由于LED产品在生产中是连在一起的（不是单个），Lamp封装LED产品采用切筋切断LED产品支架的连筋。SMD-LED产品则是在一片PCB板上，需要划片机来完成分离工作。

o)测试

测试LED产品的光电参数、检验外形尺寸，同时根据客户要求对LED产品产品进行分选。p)包装

将成品进行计数包装。超高亮LED产品需要防静电包装。4.LED灯具组装计算植物灯灯板、灯珠阵列等参数，完成制作。5.LED灯具电学指标测试（课堂发放具体要求）参考说明：LED变色灯由稳压电源、LED变色控制器和三基色LED阵列构成。LED变色灯的颜色变换功能是由变色控制器来完成的，变色控制器的核心是芯片CD4060。在电路板上，按照原理图焊接元器件，完成电路制作。电路板分为两块，一块是电源部分及变色控制器部分，另一块是LED阵列。两块电路板之间有4条连接线，利用这4条连接线将原理图中网络标号（R、G、B、L）相同的点连接起来，在两板间用绝缘垫隔离。检查接线是否有错误，若准确无误则装上外壳。需要强调的是，泡壳必须采用乳白色的，这样才能较好的混色，不可采用透明的材料。装好外壳后，与普通灯泡一样，直接装到灯座上即可点亮。上电就可以看到变色灯循环地发出紫、黄、红、青、