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文档简介
/LED封装知识概述本文档内容是在参照、应用大家上传的资料及我查找的资料的基础上,整理概括出来的。其中不包含“品质管理程序”、“电子技术”、“IE基础知识”等内容希望能对大家的复习有些用处,文档中为数不多的“案例分析”仅供大家参考。由于个人能力和时间有限,其中必有不少纰漏之处,望各位同学能慷慨指出。产品基础LED定义:应用半导体电激发光原理将电能转化为光能的固态半导体器件,俗称发光二极管。LED分类:按功率分(行业定义)——大功率LED(总功耗>1w)、中功率LED(总功耗0.5至1w)、小功率LED(总功耗<0.5w)(国家标准)——大功率(额定电流>100mA)、小功率(额定电流<100mA)按封装形式分——lamp式LED、食人鱼封装LED、平面式封装LED(如数码管)SMD(贴片式)LED、K2(功率型)封装LEDLED的基本特性:发光效率高、耗电量小、寿命长、安全可靠性强、环保可回收、品种多样、传导性好,反应速度快(《LED封装技术P2》)半导体发光材料的条件:1.属于直接带隙材料,拥有合适的带隙宽度2.有导电率高的p型和n型晶体,可制造优良的pn结3.完整性好的优质晶体4.发光复合率大LED的发光条件(《LED封装技术P6》):1.化合物半导体晶体的禁带宽度要能够用来获得希望的发光波长2.发光材料能容易制成pn二极管,各个结层的晶格常数a要匹配3.以禁带宽的材料(覆面层)夹着活性层发光区域的两侧,使光容易射出4.能有稳定的物理及化学结构5.有直接带隙或间接带隙的晶体(直接带隙晶体比间接带隙晶发光效率高很多)(注:以上两个“条件”有待整合)LED发光原理:芯片中的半导体材料在正向电压作用下,p区的空穴和n区的电子在pn结区域复合时产生自发辐射的荧光,光子能量越大,光的波长越短。LED封装定义:将芯片与电极引线/管座和透镜等组件通过一定的工艺技术结合在一起,使之成为可直接使用的发光器件的过程。LED封装原理:针对LED的封装材料组成而言。首先用固晶胶将芯片固定于支架上,利用反射杯收集管芯各面发出的光,向期望的方向角内发射;再用金线将芯片与支架作电性连接,金线与支架起到散热导电作用;应用不同荧光粉比例与胶水混合涂布于不同芯片波上可得不同颜色;接着顶部包封一定形状、一定材料性质(掺或不掺散色剂)的环氧树脂,使保护管芯等不受外界侵蚀,控制光的发散角,提高管芯的光出射效率。总而言之,就是应用LED各种封装物料的特性,互相配合,使LED产品具有良好的出光效率、散热能力、节能效果、可靠性及性价比。LED封装的作用:1.保护芯片等不受外界侵蚀损伤2.以机械方式使各种材料有效配合,实现电气连接、发光调节3.有效地将内部产生的热排出4.使产品各项性能(如光学性能)合乎要求白光LED的实现方式:单芯片——1.蓝光芯片+YAG荧光粉(效率高,制备简单,温度稳定性好,显色性好而一致性差)2.InGaN蓝光芯片+红荧光粉+绿荧光粉3.紫外线芯片(UV芯片)+红、绿、蓝荧光粉(显色性好,制备简单但发光效率低,紫外线泄露有害健康,荧光粉温度稳定性不是很好。)(注:“芯片+荧光粉”方式共有缺点:发光亮度不足且均匀度难控制)4.蓝光芯片+ZnSe单结晶基板多芯片——1.蓝光芯片+黄光芯片2.蓝绿光芯片+黄光芯片3.蓝光芯片+黄绿光芯片(应用双色芯片产生白光的LED成本便宜但显色性较差)4.蓝光芯片+绿光芯片+黄光芯片(效率高,色温可控,显色性好,但三基色光衰不同使色温不稳定,控制电路复杂,成本高)5.蓝光芯片+绿光芯片+黄光芯片+红光芯片其他——1.光子晶体白光LED(研发中)2.量子阱白光LED(研发中)LED的应用领域:1.显示屏幕(如广告牌,信息显示屏等)2.交通照明(如路灯,交通工具照明灯,交通信号灯等)3.安全照明(如矿灯,防爆灯等)4.特种照明(如军用、医用照明等)5.家居或装饰照明(如台灯,彩灯等)半导体照明应用产品开发原则:1.适应市场需求2.适合大批量生产3.有利于降低成本4.方便照明应用5.产品可靠性提高6.有助于产品性能指标提高7.具有自主知识产权8.主流产品标准化热学基础热平衡:物体吸收和放出热量相等的现象热运动:物体内大量分子、原子的不规则运动热的传递:热量从高温物质传递到低温物质的现象称为热传递,有热传导、对流、辐射三种方式(也是物体的散热方式)热阻定义:热流通道上的温度差与通道上耗散功率之比(LED热阻指pn结到焊点的热阻)单位为℃/W热阻值(以匀称圆柱为例):Q=λ.A.△t/L(λ:导热系数,△t:两端温差,L:圆柱长度,A:导热面积)注:热阻的串联、并联与电阻计算方法一致热现象:自然界中与物体冷热程度(温度)有关的现象称为热现象部分热现象如下图所示:光学基础光的本质:光是一种携带一定能量的电磁波,也是由不同能量的光子组成的粒子流,具有波粒二重性拓展——可见光的波长范围是380-780nm人眼最为敏感的光是波长为555nm的绿光“蓝光危害”指峰值在440nm左右的蓝光蓝光、绿光、红光波长范围分别是:455-485nm、555-560nm、630-655nm光源的定义:自身能产生可见光的物体称为光源光源分类——自然光源:发光的天体(月亮不是)、会发光的动物(如萤火虫)人工光源:1.热辐射光源(光谱类似于黑体辐射,如白炽灯、卤素灯)2.气体放电发光光源(电流通过封装在管内的气体或金属蒸气等离子时发光。分为低压气体放电灯和高压气体放电灯。如荧光灯、钠灯、汞灯、金属卤化物灯、霓虹灯、激光)3.固体发光光源(也叫电致发光光源能将电能直接转变成光能,如无极感应灯、发光二极管)光的传播——光的反射:光从一种介质射向另一种介质的交界面时,一部分光返回原来介质中,使光的传播方向发生了改变,这种现象称为光的反射。反射定律:反射光线、入射光线和法线都在同一个平面内(反射光线在入射光线和法线所决定的平面内);反射光线、入射光线分居法线两侧;反射角等于入射角。在反射现象中,光路是可逆的。镜面反射散反射漫反射混合反射(镜面反射、漫反射兼有)光的折射:光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向一般会发生变化,这种现象叫光的折射折射定律:n1.sin=n2.sin(n1、n2分别为两种介质的折射率)光的透射:光穿由透明介质的一面射入,再从另一面射出的现象规则透射散透射漫透射混合透射:介于规则透射与漫透射之间辐射度学量与光度学量区别——辐射度学量:用能量单位描述的客观物理量,有辐射能、辐射通量、辐射出射度、辐射强度、辐射亮度、辐射照度等光度学量:用光度单位反映视觉暗亮特性的主观物理量,有光量、光通量、发光强度、光照度、(光)亮度等光度学量简介——光通量:光源在单位时间内发出能被人眼感知的能量称为光源光通量,以Φ表示。单位:流明(lm)Φ=辐射通量*视见函数值*683(例如:当发出波长为555nm绿色光的单色光源,其辐射功率为1W时,则其光通量为683lm)(“视见函数”见于《LED照明产品质量控制与国际认证》P71)发光强度:光源在给定方向的单位立体角中发射的光通量。以I表示.单位:坎德拉(cd)(光)照度:是每单位表面接受到的光通量,是表征表面被照明程度的量,以E表示。E=dΦ/dS单位:勒克司(lx),客观存在,与被照物和人的感受无关(光)亮度:光源在某方向上单位投影面积的发光强度。单位:坎/平方米(cd/m2),它直接影响人眼的主观感觉.照度一定时,物体的反射率越大,亮度越高拓展——暗视觉:亮度≤0.001cd/m2中间视觉:0.001cd/m2<亮度≤3cd/m2(北美标准)0.001cd/m2<亮度≤10cd/m2(CIE标准)明视觉:亮度≥3cd/m2(北美标准)或亮度≥10cd/m2(CIE标准)眩光:指视野中由于不适宜亮度分布,或在空间或时间上存在极端的亮度对比,以致引起视觉不舒适和降低物体可见度的视觉条件。分为丧能型眩光、光适应型眩光、不适型眩光。眩光是引起视觉疲劳的重要原因之一。丧能型眩光:指由于强光的眩光源引起人眼视网膜像对比度下降从而导致大脑对像解析困难的一种现象(如黑夜中被汽车远灯直照眼睛)光适应型眩光:指的是当人从黑暗环境走入较亮的环境中双眼视觉下降的一种现象。不适型眩光:指在某些太亮的环境下感觉到的不适,如坐在强太阳光下看书。色度学基础色度学基本术语——色度:是不包括亮度在内的颜色性质,它决定了颜色的主波长和纯度,反映颜色的色调和饱和度。(颜色一般由色度、亮度共同表示)色调:色调是指物体反射的光线中以哪种波长占优势来决定的,不同波长产生不同颜色的感觉,色调是颜色的重要特征,它决定了颜色本质的根本特征主波长:颜色的主波长相当于人眼观测到的颜色的色调(心理量)。表示颜色相貌的光波波长就叫主波长。色温:黑体辐射出与某光源颜色相同的颜色时,黑体的绝对温度值称为该光源的颜色温度值称色温相关色温:黑体辐射出与某光源颜色最相近的颜色时,黑体的绝对温度值称为该光源的相关色温显色性:光源对物体真实颜色(标准日光下的颜色)呈现的程度称为显色性显色指数:评价光源显色性的参数(一般数值越大,显色性越好)饱和度:对应于CIE系统中的色纯度,是评价颜色纯度的参数,颜色纯度越高越鲜明色品坐标:三刺激值之值与它们和之比,可将抽象的复合颜色以具体坐标值表示CIE1931系统组成简介——CIE1931-RGB系统:综合颜色匹配视觉实验结果1931年CIE推荐CIE-RGB系统,通过该系统,可将白光以三原色比重的形式表示出来。其规定如下三原色波长:红700.00nm;绿546.1nm;蓝435.8nm.观测条件:采用2度视角观色.观察者:视觉正常的青年人.单位:三原色辐射量之比72.0962:1.3791:1.0时混合得到等能量白色.此时的三刺激值相等,即R:G:B=1:1:1CIE-RGB光谱三刺激值曲线根据1931年CIE-RGB标准观察者三刺激值绘出的色品图2、CIE1931-XYZ系统(色度图/马蹄形图):在光谱轨迹上的色品坐标值,在很大范围内出现负值,为避免色度坐标出现负值,CIE推荐CIE-XYZ色度系统,此外它还起到将抽象的复合颜色以具体坐标值表示的作用(原图不含色温曲线)拓展——1.冷色:色温≥5300K的颜色;暖色:色温≤3300K的颜色2.麦克亚当椭圆:1942年麦克亚当对25种色光进行实验,在每个色光点大约沿5到9个对侧方向上测量刚辨差。结果得到的是一些面积大小各异、长短轴不等的椭圆,这些椭圆称为麦克亚当椭圆3.同色异谱:在光谱上不同的刺激可以产生相同的视觉反应。光谱反射曲线不同的颜色在一组观察和照明条件下匹配,但在另一种条件下不匹配,这种现象称之为同色异谱对或条件配色对。4.色度图上的各白光点(1)CIE规定一种标准白光光源的色度坐标点(A点):这是一种纯钨丝灯,色温值CCT=2856。(2)CIE规定的一种标准光源坐标点(B点):B点的CCT=4874K,代表直射日光。(3)CIE确认的一种标准日光(昼光)光源坐标点(C点):C点的CCT=6774K。(4)CIE确认的一种典型日光光源坐标点(D点):D光源称为典型日光,或重组日光;CCT=6500K(5)等能白光点(E点)的坐标点:E点是以三种基色光,以相同的刺激光能量混合而成的。但三者的光通量并不相等。E点的CCT=5400K。电学基础电路组成:供电设备(电压/电流源)、负载(用电元件)、开关、导线电荷:带正负电的基本粒子,称为电荷,带正电的粒子叫正电荷(表示符号为“+”),带负电的粒子叫负电荷(表示符号为“﹣”)。也是某些基本粒子(如电子和质子)的属性,它使基本粒子互相吸引或排斥。电流:单位时间内通过导体横截面的电荷量叫电流,通常用I代表,表达式I=q/t,单位是安培,简称“安”,符号“A”。电压:衡量单位电荷在静电场中由于电势不同所产生的能量差的物理量,也称电势差。在无旋场条件下,电压与路径无关,符号“U”。电阻:表示导体对电流阻碍作用的大小。导体的电阻越大,表示导体对电流的阻碍作用越大,导体的电阻通常用字母R表示,电阻的单位是欧姆,简称欧,符号是Ω(希腊字母,读作Omega),1Ω=1V/A。交流电:符号为“AC”。也称“交变电流”,简称“交流”。一般指大小和方向随时间作周期性变化的电压或电流。直流电:符号为“DC”是指方向和时间不作周期性变化的电流,但因电流大小可能不固定而产生波形电路的分类:欧姆定律:在直流情况下,一闭合电路中的电流与电动势成正比,或当一电路元件中没有电动势时,其中的电流与两端的电位差成正比。公式描述为I=U/R电路计算——交流电压有效值Ud=0.707Umax,交流电流有效值Id=0.707Imax电阻、电容串联:R=R1+R2C=电阻、电容并联:R=R1*R2/(R1+R2)C=C1+C2电路模型注:电路模型中,各种元件都可以抽象成由上图各个基础元件(电阻、电容、电感)中的一个或几个的组合。如白炽灯泡,因为电感较小故可以抽象成电阻。拓展——电路的功能:1.实现能量的转换把电能转变为机械能、热能、光能等其他能量,也可以把其他能量转变为电能。2.实现信号的处理和传输把施加的输入信号转变为所需的输出信号。例如语音、图象等处理电路,计算机网络等。3.交/直流电相互转换称谓交流→直流:整流交流→交流:变频直流→交流:逆变直流→直流:变流/斩波固体物理学基础一、原胞、基失的概念,晶面和晶向的表示——1、初基原胞(简称原胞):在完整晶体中,晶格在空间的三个方向上都具有一定的周期对称性,这样可以取一个以结点为顶点,边长等于这三个方向上的周期的平行六面体作为最小的重复单元,来概括晶格的特征,这样的重复单元称为初基原胞或简称原胞。2、基矢:确定原胞(晶胞)大小的矢量。原胞(晶胞)以基矢为周期排列,因此,基矢的大小又称为晶格常数。3、晶面和晶向的表示:在晶体中,由一系列原子所组成的平面称为晶面,任意(两个原子之间连线)一列原子所指方向称为晶向。二、简单的晶体结构——在晶体结构报告中常按照化合物中各类原子的种类与数目参照晶体的化学性质进行分类,介绍如下:第一类:A代表元素晶体。A1面心立方结构(Cu),A2为体心立方(W)A3密堆六方结构(Mg)A4金钢石结构……第二类:B代表AB型化合物,B1NaCl型结构;B2CsCl型结构;B3闪锌矿型结构;B4纤锌矿型结构;……第三类:C代表AB2型化合物C1萤石及反萤石结构(CaF2)C2黄铁矿FeS2C3赤铜矿(Cu2O)……其中每一小类都代表着许多结构基元排列相同、空间群相同的晶体。三、缺陷的概念和基本类型——晶体缺陷:晶体结构中质点排列的某种不规则性或不完善性。又称晶格缺陷。表现为晶体结构中局部范围内,质点的排布偏离周期性重复的空间格子规律而出现错乱的现象。根据错乱排列的展布范围,分为下列4种主要类型。点缺陷:零维缺陷。偏离理想点阵结构的部位仅限在一个原子或几个原子的范围内。如空位、间隙原子、杂质原子线缺陷(位错):一维缺陷,可看成是局部晶格沿一定的原子面发生晶格的滑移的产物。滑移不贯穿整个晶格,晶体缺陷到晶格内部即终止,在已滑移部分和未滑移部分晶格的分界处造成质点的错乱排列,即位错。这个分界外,即已滑移区和未滑移去的交线,称为位错线。位错有两种基本类型:位错线与滑移方向垂直,称刃位错,也称棱位错;位错线与滑移方向平行,则称螺旋位错。面缺陷:沿着晶格内或晶粒间的某个面两侧大约几个原子间距范围内出现的晶格缺陷。主要包括堆垛层错以及晶体内和晶体间的各种界面,如小角晶界、畴界壁、双晶界面及晶粒间界等。体缺陷:三维缺陷,体缺陷主要是沉淀相、晶粒内的气孔和第二相夹杂物等。四、位错的物理特性性质:实际晶体在结晶时受到杂质、温度变化或振动产生的应力或打击、切削、研磨等机械应力的作用,使晶体内部质点排列变形,原子行列间相互滑移,不符合理想晶体中质点的有序排列,形成线状的缺陷,称为位错。基本类型有刃型位错(棱位错)和螺型位错(螺旋位错)两种。五、导体、半导体和绝缘体能带解释——1.满带:能带中各能级都被电子填满的区域。满带中的电子不能起导电作用,晶体加外电场时,电子只能在带内不同能级间交换,不能改变电子在能带中的总体分布。2.导带:被电子部分填充的能带。在外电场作用下,电子可向带内未被填充的高能级转移,但无相反的电子转换,因而可形成电流。3.价带:价电子能级分裂后形成的能带。有的晶体的价带是导带,也可能是满带。4.空带:所有能级均未被电子填充的能带。由原子的激发态能级分裂而成,正常情况下空着;
当有激发因素(热激发、光激发)时,价带中的电子可被激发进入空带;在外电场作用下,这些电子的转移可形成电流。所以,空带也是导带。5.能带隙:在固态物理学中泛指半导体或是绝缘体的价带顶端至传导带底端的能量差距。6.禁带:在能带之间的能量间隙区,电子不能填充。禁带的宽度对晶体的导电性有重要的作用。半导体的禁带宽度较小,绝缘体的禁带宽度很大,若上下能带重叠,其间禁带就不存在。简单的说禁带宽度最大的为绝缘体,较大的为半导体,很小的或者重合的为导体。LED封装材料基础LED封装材料列举:支架、固晶胶、晶片、焊接线、封装胶、荧光粉一、支架相关(1)支架分类1、按成品器件分类:lamp支架(一般为铁材)、SMD支架(又分PCB和TOP两种)食人鱼支架(一般为铜材)、大功率LED支架(一般为铜材或陶瓷)2、按材料分类:铁材支架、铜材支架、铝材支架、PCB支架、陶瓷支架3、按功能分类:带杯支架、不带杯支架(2)支架结构按材质介绍除贴片式和大功率LED以外的LED支架由里到外结构一般是基材(铁/铜)+铜镀层+镍镀层(防氧化)+铜镀层+银镀层(反光性好,易焊线)或是基材(铁/铜)+镍镀层+铜镀层+银镀层贴片式(SMD)TOP支架:多为PPA/PA9T基座+铜支架+银镀层贴片式(SMD)PCB支架:多为纤维板,表面镀铜/镍/金按形态介绍(3)支架制作流程基材成形→剥离→上料→超声波处理→电热脱脂→电解水洗→酸水洗→底镀镍→底镀铜→铜水洗→预镀银→镀银(加光亮剂)→银水洗→后处理(增强镀层的耐蚀性,可焊性)→后处理水洗→风干→下料→烘干(注:书P28上的“冼”应为“洗”,电镀工艺中“**洗”流程作用是去除表面的杂质)(4)支架进料检验项目不良说明对LED造成的影响数量短少抽检时每1K包装内少数或少整K数1.影响数量管控2.成本增加混料同批支架内混有两种或两种以上不同型号支架1.影响产品特性2.造成作业困扰,增加挑选工时生锈变色电镀层氧化等造成生锈变色(特别是功能区).固晶推力不足2.打线拉力不足3.成品VF值增加4.水清产品造成外观上不良镀层起泡脱落经150℃/3h烘烤或焊接实验后镀层有起泡或脱落露出铜层1.死灯(影响产品寿命)2.成品VF值增加弯曲变形焊点及碗偏离中心轴线向前后左右偏移(支架弯曲管控:0.5mm)1.成品偏心2.造成焊线跨度过大或过小3.造成焊线滑球支架扇形弯曲支架立于水平面上,量测底部与平面的间隙大于0.2mm1.造成焊线跳高现象(虚焊)2.损伤磁嘴支架倾斜支架阴阳极前后左右偏移大于0.05mm成品偏心支架压伤支架上Bar阴阳极或下Bar有压伤痕迹(压伤面积超过0.1mm×0.1mm,深度超出0.03mm)1.影响LED外观2.对LED的组装造成一定影响支架刮伤有刮伤痕迹造成电镀层脱落等(受损面积0.05×0.05mm)1.影响LED外观2.影响LED焊接碗口变形杯碗因受损而造成变形1.影响作业(严重时)2.影响成品光斑、角度、亮度。凹凸不平碗底或二焊焊台有凹凸高低不平现象1.芯片倾斜造成固晶推力不足、焊线掉晶2.芯片未固到底与碗底接触不良造成电性问题3.二焊不平造成虚焊阴阳极变形杯子或二焊偏离中心点(阴阳极位置不在一条直线上或同时往一边偏离)1.成品偏心不良2.造成焊线跨度过大过小(严重造成粘固不牢形成死灯)冲压不良支架任何部位因冲压过程造成不规则变形者尺寸不符,无法使用电镀不均支架银层有厚薄不一而造成银层颜色差异1.造成成品亮度有差异2.烘烤变色造成外观不良支架污染杯内及二焊焊台有残留脏物或水纹污染1.影响成品外观2.造成焊接不良支架烧焦支架有烧黑烧糊状物质(因电镀厂商制程中瞬间电流过高所致)1.严重外观不良,无法使用碗底粗糙碗底有粗糙不光滑现象(素材冲压不平)2.造成芯片与支架连接空隙过大对电性造成影响(阻抗增大、VF值上升)脚弯曲支架脚弯曲大于0.05mm(脚中心值须符合公差内)1.影响LED外观2.影响LED切脚3.影响LED组装支架粗糙支架阳极焊点面有粗糙现象大于1/3PAD者1.粗糙过大造成无法焊线2.造成焊接不良银残留支架镀层表面附着不规则多余银物质1.影响LED外观2.对插件造成影响支架弯头支架杯及阴极有左右偏离或上下偏离(可由测绘仪量测)1.成品偏心2.严重者无法焊线支架毛边支架上Bar及下Bar均有毛刺现象,上Bar毛边大于0.03mm,下Bar毛边大于0.05mm1.影响LED外观2.影响切脚作业支架异物(脚及下Bar发白)支架上Bar以下脚上有发白现象者1.影响LED外观2.影响LED组装焊接支架电镀过薄支架表面镀层厚度上Bar为100±10μm(上Bar横档以上1mm)。全镀下Bar为75±10μm;半镀下Bar不低于10μm1.造成成品亮度有差异2.烘烤变色造成外观不良3.影响焊线防氧化性检验150℃/3h1.死灯(影响产品寿命)2.成品VF值增加3.变色造成外观不良及焊接问题焊线耐热试验420℃/6s下有变色、气泡、银层脱落现象同上抗腐蚀性检验5%盐水浸泡4H,表面生锈不利于保存且影响产品质量浸锡实验粘锡面积小于95%可能造成支架与焊线或电路焊接不良二、固晶胶相关(1)固晶胶分类按材质分为1、银胶(一般用于固定单电极芯片及大功率芯片)2、绝缘胶(又分为环氧树脂型和硅树脂型,适用于固定双电极芯片)(2)固晶胶参数及特性银胶与绝缘胶的区别:1.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;三、芯片相关(1)芯片分类1、按组成元素分类(芯片一般由Ⅲ—Ⅴ族化合物半导体制成):二元,如GaAs(砷化镓),GaP(磷化镓)等三元,InGaN(氮化铟镓),GaAlAs(砷化镓铝),GaAsP(磷化镓砷)等四元,AlInGaP,AlInGaAs2、按功率分类:小功率芯片(额定电流<100mA)、大功率芯片(额定电流>150mA)3、按尺寸分类:小尺寸芯片(10*20mil)、大尺寸芯片(45*45mil)4、按衬底分类:硅衬底芯片(研发中)、碳化硅衬底芯片、蓝宝石衬底芯片(双电极芯片)拓展——蓝宝石衬底优点:1.生产技术成熟、器件质量较好;2.稳定性很好,能够运用在高温生长过程中;3.机械强度高,易于处理和清洗。蓝宝石衬底缺点:1.晶格失配和热应力失配,会在外延层中产生大量缺陷;2.蓝宝石是一种绝缘体,在上表面制作两个电极,造成了有效发光面积减少;3.增加了光刻、蚀刻工艺过程,制作成本高。碳化硅衬底优点:碳化硅的导热系数为490W/m·K,比蓝宝石衬底高出10倍以上。碳化硅衬底缺点:碳化硅制造成本较高,实现其商业化还需要降低相应的成本。5、按电极数分类:单电极芯片、双电极芯片6、按结构分类:普通芯片、倒装芯片7、按发光颜色分类:发红、橙、黄、黄绿、纯绿、标准绿、蓝绿、蓝等颜色的芯片(2)芯片结构不同芯片其结构大同小异一般为基板(衬底)+掺杂的外延半导体材料+透明金属电极单电极芯片结构如下图所示双电极芯片结构如下图所示(3)芯片制作流程磊晶加热→干式刻蚀分离→增加透明层→P电极连接→n电极连接→参数测量→衬底研磨→划片形成单粒芯片→封装测试(4)芯片技术参数电学参数1.正向工作电流If(二极体正常发光时的正向电流值。根据实际需要选择,IF在0.6*IFm以下)2.反向漏电电流(该参数值越小越好)3.正向工作电压VF(该参数一般在正向电流IF=20mA时测得。芯片工作电压VF=1.4~3V。外界温度升高时,VF将下降。)4.V-I特性(芯片电压与电流的关系,在正向电压正小于阈值VA时,电流极小,不发光。当电压超过某一值后,正向电流随电压迅速增加,发光。红光芯片VA=1.8至2.2V,蓝绿光芯片VA=2.8至3.6V。)5.工作耗散功率6.最大正向直流电流IFm(允许加的最大的正向直流电流。超过此值可损坏二极体。)7.最大反向电压VRm:(所允许加的最大反向电压。超过此值,发光二极管会被击穿损坏。)8.最大允许功耗Pm(允许加于LED两端正向直流电压与流过它的电流之积的最大值。超过此值,LED发热、损坏。)9.最大脉冲电流Ifp其它学参数1.发光强度(芯片的发光强度通常是指法线(对圆柱形发光管是指其轴线)方向上的发光强度。若在该方向上辐射强度为(1/683)W/sr时,则发光1坎德拉(符号为cd)。由于一般LED的发光二极管强度小,所以发光强度常用烛光(坎德拉,mcd)作单位。)2.视角(指芯片最大角度,根据视角不同,应用也不同,也叫光强角。)3.色纯度(颜色纯净度或饱和度)4.半值角θ1/2和视角(θ1/2是指发光强度值为轴向强度值一半的方向与发光轴向(法向)的夹角。)5.发光主波长(人眼感觉到的光色的波长)6.发光半波宽(光谱曲线峰值一半处的总宽度)7.光功率效率([PO值(芯片输出功率)/输入电功率]*100%)8.流明效率(芯片光通量/输入电功率(单位为lm/w))9.芯片热阻:(越小越好)10.工作温度:(芯片正常工作的环境温度范围。超出此温度范围,芯片将不能正常工作,效率大大降低。)(5)芯片进料检验1.评估流程:来料检验==>安排试产==>固晶实验==>焊线实验==>老化实验==>不良分析==>OK/NG2.检验项目包括:2.1、来料资料有无规格书(没有规格书不建议盲目的去实验);2.2、来料的芯片参数(亮度、电压、波长等)是否符合规格要求,外观(如)是否与规格书上相同;是否受污染2.3、外观检测:需要采用精确的高倍显微镜进行测量,实际尺寸(包括芯片的长、宽、高、电极大小等)是否符合要求;电极是否良好,位置是否正确、排列是否异常、是否受到污染2.4、电性检测:VF、IV(谷点电流)、WL、IR、极性等实际测试是否符合要求。此项有很多厂商没有条件测试,建议在试做过程中去做成成品测试(但极性最好先进行确认)四、焊接线相关(1)焊接线分类按材质分为金线(99.9%纯金)、银线(99.9%纯银)、银合金线(银/金=79/21)、铝线(铝/硅=99/1)(2)焊接线参数类别延伸率%断裂负荷g(或cn)电阻率uΩ/m熔点℃熔断电流A材质规格mil金线0.82-652.310631.02-781.041.23-911.5(或12)银合金线1.07-9181.740.591.27-9250.73银线1.05-1091.629621.25-1013(3)焊接线检验判定项目说明焊线拉力在机台正常设定下拉力大于5g焊点(金球球形、二焊鱼尾)金球饱满无裂痕,二焊切断处无裂痕球颈球颈圆滑,无断层、裂痕色泽色泽光滑、匀称,无杂质参数说明书上各项参数符合需求且实际尺寸与规格参数一致五、荧光粉相关(1)荧光粉分类按材料分类:1、铝酸盐荧光粉(如YAG黄色荧光粉,亮度高,成本低,应用广泛,黄粉效果较好但激发波段窄,光谱中缺乏红光的成分,显色指数不高,很难超过85)2、硅酸盐荧光粉(激发波段宽,绿粉和橙粉较好但对湿度较敏感,缺乏好的红粉,不太耐高温,适合用在小功率LED)3、氮化物荧光粉(激发波段宽,温度稳定性好,非常稳定,红粉、绿粉较好但成本较高)4、硫化物荧粉(激发波段宽,红粉、绿粉较好,但对湿度敏感,制造过程中会产生污染,对人有害,有很强的臭味,会腐蚀支架,属于淘汰的产品)按颜色分类:红色荧光粉、黄色荧光粉、绿色荧光粉(2)荧光粉制作流程(以YAG固相法为例)++混料→焙烧1500℃10h→研磨→YAG样品(3)荧光粉参数A.适用波段B.激发峰值波长C.粒径分布D.色坐标E.辉度值,适合的色温(4)荧光粉进料检验1.审查MSDS或Rohs
审查该荧光粉是否有含有害物质
2.外观检查
检查荧光粉外观颜色、团聚度,以确认来料外观是否有异常及是否受潮
3.可操作性
检查粉体粒径大小,以确认是否可正常操作及相对应的工艺4.色坐标的验证
此项需机台测试
5.成品的光学性能
色区趋势,激发效率对比,RA值对比,荧光粉饱和点
6.信赖性测试六、封装胶相关(1)封装胶分类按材质分为1、环氧树脂(由AB剂组成,因耐热性差,故适用于中小功率LED封装。A胶:主剂,由环氧树脂+消泡剂+耐热剂+稀释剂;B剂:固化剂,由酸酣+离模剂+促进剂)2、硅胶(多用于大功率LED封装)3、胶饼4、硅树脂(2)环氧树脂进料检测1、凝胶时间2、固化后吸水率3、固化后硬度4、纯净度5、粘度6、热变形温度7、触变性(固化前后的形变程度)七、模条相关(1)模条结构卡点卡点胶杯钢片导柱结构名称4321代码模条代码说明(2)模条进料检验项目不良说明对LED造成的影响型号不符来料与实际要求不符1.无法生产2.影响LED生产进度模条混装来料同批中有两种或多种不同型号模条装在一起1.产品封胶错误2.浪费成本模粒内表面模糊在模粒内有水纹状物质1.成形后表面不良2.造成外观不良模粒内表面刮伤在模粒内有划伤痕迹1.成形后表面刮伤2.造成外观不良模粒裂痕模粒帽沿与硅钢片间有裂痕1.会造成模粒松脱转动2.模条周转次数减少3.插浅不良模粒帽沿破损模粒帽沿有缺损1.会造成成品毛边2.造成外观不良硅钢片生锈硅钢片上有生锈痕迹导致产品有异物硅钢片变形硅钢片有弯曲变形(影响装模条作业)1.影响装模条作业2.材料插深插浅模条底部塑料残留模条硅钢片底部有塑料残留(供货商制程不良所造成)影响装模条作业卡点脱落卡点有掉落(运输过程搬运不当所致)1.无法使用2.成形后插深插浅不良导柱脱落模条导柱有掉落(运输过程搬运不当所致)无法使用圆缺边方向错位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)1.成形后胶体外观不规则2.严重外观不良卡点误差过大(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以上成形后插深插浅中心间距不等(封胶实验有偏心)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。成形后偏心不良(支架杯中心明显偏离胶体中心)胶杯成形不良(封胶实验有光斑不良)注塑成形胶杯内不规则。成形后光斑不圆标准与专利概述“标准”:为在一定的范围内获得最佳秩序,经协商一致制定并由公认机构批准,共同使用和重复使用的一种规范性文件。“标准化”:为一定的范围获得最佳秩序,对实际的或潜在的问题制定共同的和重复使用的规则的活动,称为标准化。包括:制定、发布及实施标准的过程。标准体系:是指一定范围内的标准按其内在的联系形成的科学的有机整体。标准体系表:一定范围内的标准按一定形式排列起来的图表。标准分类——1.根据标准的适用领域和有效范围分为四级,即国家标准、行业标准、地方标准和企业标准:a.国家标准:是指对全国技术经济发展有重大意义而需要在全国范围内统一的标准。如全国范围内通用或跨行业通用的基础标准b.行业标准:是指没有国家标准而又需要在全行业范围中统一的标准。c.地方标准:是指对没有国家标准和行业标准而又需要在省、自治区、直辖市范围内统一的标准。d.企业标准:是对企业产品需要规定的技术要求所指定的标准。2.我国标准目前按照约束力划分有三种标准形式:a.强制性标准:是指根据普遍性法律或法则中的唯一性引用加以强制应用的标准。b.推荐性标准:是在生产、交换、使用等方面,通过经济手段调节而自愿采用的一类标准。c.指导性技术文件:是一种推荐性标准化文件。标准代号举例:GB—强制性国家标准;GB/T—推荐性国家标准GB/Z—国家标准指导性技术文件SJ—强制性信息产业部标准;SJ/T—推荐性信息产业部标准;HG—化工部标准;Q/—企业标准3.按标准化对象,标准可分为技术标准、管理标准、工作标准和服务标准四大类。其中,技术标准又分为基础标准、方法标准、产品标准、工艺设备标准及安全、卫生、环保标准等。a.基础标准(基础规范):是指具有广泛的适用范围或包含一个特定领域的通用条款的标准。b.产品标准(产品规范):指规定一个产品或一类产品应满足的要求以确保其适用性的标准。c.方法标准:是以测量、试验、检查、分析、抽样、统计、计算、设计或操作等方法为对象所指定的标准工艺、工装标准:是根据产品加工工艺的特点对产品的工艺方案、工艺过程的程序、工序的操作要求、操作方法和检验方法、工艺装备和检验仪器等加以优化和统一后形成的标准。LED照明标准组织:ANSI:美国标准学会IESNA:北美照明学会CIE:国际照明委员会IEC:国际电工委员会NEMA:美国电器制造商协会UL:美国保险商实验室半导体照明标准体系框架:LED封装的专利问题一、LED专利壁垒二、行业垄断三、技术转让、授权、诉讼四、白光LED公司与合作五、知识产权保护六、荧光粉材料专利的垄断七、专利交叉授权项目管理基础制定项目的基础和目的:1.制定项目计划的基础(主要有两方面):一是了解项目信息,包括了解关于所在组织的信息、
关于供货商的信息、关于市场的信息(新产品和新技术的发布,竞争对手的情况)、关于历史项目的信息(起借鉴作用)、
关于客户的信息(主要客户群以前、当前和未来计划的主要业务)、了解自己,扬长避短;二是对项目计划的进程和预期结果有大概的把握。2.目的:为项目实施提供行动方案,提高工作效率项目管理工具:项目管理工具是为了使工作项目能够按照预定的成本、进度、质量顺利完成,而对人员、产品、过程和项目进行分析和管理的一类软件。最受欢迎的软件之一MicrosoftProject2003(微软项目管理软件),该软件可进行预算及成本控制、日程表安排、计划安排、制作报表、制作相关图形、项目监督及跟踪、可发送电子邮件、同时具有一定保密性,并且能够很好兼容常用Office办公软件。项目管理方法:化整为零,分为多个子项目管理:项目整体管理项目范围管理项目时间管理项目成本管理项目质量管理人力资源管理沟通管理项目风险管理项目采购管理方法:统计调查表法,分层法,排列图法,因果分析图法,直方图法,控制法,相关法项目管理流程:项目启动→项目计划→项目执行→项目结束一般性技术指导方法:数学规划:又称规划论,是研究在既定条件要求下,按照某一衡量标准寻求最优方案的问题。决策法:运用数学方法寻找与选择最佳决策方案的理论与方法预测技术:网络技术,又称统筹法,是一种以网络图为基本工具,按照计划于组织管理的科学方法价值工程:它是对所研究对象的功能与费用进行系统分析,以最低的总费用实现最佳综合效益的思想方法和管理技术持续改进方法:1、识别2、分析3、计划4、跟踪5控制6沟通基本分析工具:DOE、SPC、Icepark宏观分析:PEST宏观分析:四状态法行业分析:五力模型行业分析:价值链微观分析:波士顿矩阵微观分析:SWOT微观分析:通用矩阵效果分析:平衡记分卡产品检测LED技术指标——电气指标:1.正向电流IF(单位:mA,包括正向电流最小值IFL、正向电流中间值IFM、正向电流最大值IFH,超过最大值可能会导致LED的失效。)2.正向电压VF(IF=20mA时测得)3.反向电压VR(所允许的最大反向电压。超过此值,发光二极管可能被击穿损坏,通常电压为5V。)4.反向电流IR(LED在一定的反向电压(通常为5V)下的反向漏电流。)5.V-I特性(正向导通阈值、反向饱和电流、反向击穿电压)6.最大允许功耗PFm光学指标:1.光通量2.光谱分布3.主波长(颜色)4.辉度(也称光功率密度,指发光物单位面积上所发出的能量值)5.发光效率(光通量与光源功率的比值,衡量光源节能的重要指标。)6.发光角度(光强值为轴向强度值一半的方向与发光轴向(法向)的夹角。视角为其2倍。)7.发光强度热学指标:1.热阻(芯片pn结区和散热区之间的温度差和LED所消耗的热功率之比)2.结温其他指标:1.响应时间(从开关打开到灯点亮的时间,一般为纳秒级)2.寿命(在工作状态下LED光通量衰减到初始光通量的70%的时间)3.显色指数(CRI)4.色温光度测试方法——积分球法:(适用于一体化LED灯和相对较小的LED灯具的总光通量和色度的测量)1.总光通量的基准测量方法:将被测LED光源放置于一个假想球面的中心,在足够多的发光平面上已足够小的角度间隔测量以分布光度计的光度探测器到被测LED灯发光中心之间的测量距离为半径的虚拟球面上的各点的照度。(计算公式和原理图蓝皮课本P81)2.分布光度计:(分布光度计是测量光度量(照度或光强)随空间角度变化的光度计)。(公式和原理图在蓝皮课本P82)色度学测试方法——光谱辐射计:(分为两类)1.传统机械扫描式光谱仪:它是由单色仪和单通道探测器组成,通过单色仪中色散机构的机械扫描来切换单色仪的输出波长,从而实现光谱功率的测量。(测量速度慢,不适用测量随时间变化的产品以及快速应用场合)。2.多通道快速光谱仪:被测光经色散和会聚后入射到多通道阵列探测器上,阵列探测器可以看成是N个单通道探测器的集合,能够同时探测各个波长的光谱功率,具有很快的测量速度。测度学测试步骤:1.相对光谱功率分布测量:将单色光按波长依次转化为电信号,并与已知光谱功率分布的光源相比较,从而获得待测光源的光谱功率分布。2.显色指数计算3.色品坐标计算4.色温计算:通过光源的色品坐标从包含有黑体轨迹的色品坐标中获得。LED产品寿命试验:一般采用加速寿命试验:在不改变LED失效机理的前提下,加大应力条件下来加快LED衰减速度,从而缩短寿命试验时间。目前加速试验可分为电流加速和温度加速两种方法,保持LED结温不变,在相同失效概率下,驱动电流越大,其寿命越短。保持驱动电流不变,在相同失效的概率下,结温越高,其寿命越短。可靠性试验包括:1.气候环境:低温试验、高温试验、温度循环试验、热冲击试验、温湿试验2.力学环境试验:冲击试验、碰撞试验、跌落和翻倒试验、随机振动试验、恒定加速度试验3.防水试验4.化学环境试验:盐雾试验、混合气体腐蚀试验、霉菌试验5.综合环境试验拓展——1.加速寿命试验类型:恒定应力试验、步进应力试验、序进应力试验2.加速寿命试验定义:加速寿命试验是在进行合理工程及统计假设的基础上,利用与物理失效规律相关的统计模型对在超出正常应力水平的加速环境下获得的可靠性信息进行转换,得到试件在额定应力水平下可靠性特征的可复现的数值估计的一种实验方法。3.理想积分球前提:积分球内表面是一个完整的几何球面球内壁为中性均匀漫反射面,且各处反射比相等球内没有任何物体球内光源只是抽象光源而非实体化学基础原子结构:原子在化学反应中是最小的微粒,无法再变化。原子是由原子核(原子核由质子和中子构成)和核外电子构成。电子绕着原子核的中心运动,就像太阳系的行星绕着太阳运行一样。原子非常小,其直径大约有千万分之一毫米。元素周期律:元素周期律,指元素的性质随着元素的原子序数(即原子核外电子数或核电荷数)的增加呈周期性变化的规律。由俄国的门捷列夫首先发现,并根据此规律创制了元素周期表。在周期表中,元素是以元素的原子相对质量排列,最小的排行最先。表中一横行称为一个周期,一列称为一个族。元素递变规律表:(氧化物的酸碱性指的是对应水化物的酸碱性)水解:盐中存在弱离子和水电离出的H+或者OH-结合的过程叫水解溶液的浓度——定义:一定量的溶液里所含溶质的量,叫做这种溶液的浓度。表示方法:溶液的浓度是表达溶液中溶质跟溶剂相对存在量的数量标记。人们根据不同的需要和使用方便规定不同的标准,就有不同的溶液浓度。因此,同一种溶液,使用不同的标准,它的浓度有不同的表示方法。总结可归纳成两大类。一类是质量浓度,表示一定质量的溶液里溶质和溶剂的相对量,如:质量分数、质量摩尔浓度、ppm浓度等。另一类是体积浓度,表示一定量体积溶液中所含溶质的量,如:物质的量浓度、体积比浓度、克/升浓度等。质量浓度的值不因温度变化而变化,而体积浓度的值随温度的变化而相应变化。溶液pH值:通常pH值是一个介于0和14之间的数,在标准温度(25℃)和压力下,当水溶液pH>7时,呈碱性,当水溶液pH=7时,呈中性,当水溶液pH<7时,呈酸性。但在非水溶液或非标准温度和压力的条件下,判断数据就不同了。如373K(100℃)的温度下,pH=6为中性溶液。因此通用的判断依据是:[H+]和[OH-]的浓度的相对大小.在任意温度时溶液[H+]>[OH-]时呈酸性,[H+]=[OH-]时呈中性,[H+]<[OH-]时呈碱性.有机物的特点:有机化合物主要由氧元素、氢元素、碳元素组成,大部分都能燃烧,熔点较低(一般不超过400℃),极性很弱,因此大多不溶于水。有机物之间的反应,大多是分子间反应,往往需要一定的活化能,因此反应缓慢,往往需要催化剂等手段。而且有机物的反应比较复杂,在同样条件下,一个化合物往往可以同时进行几个不同的反应,生成不同的产物。和无机物相比,它们的热稳定性比较差,电解质受热容易分解。有机物的特点及其分类——一、根据碳原子结合的基本骨架分为三大类:1.链状化合物这类化合物分子中的碳原子相互连接成链状,因其最初是在脂肪中发现的,所以又叫脂肪族化合物。2.碳环化合物这类化合物分子中含有由碳原子组成的环状结构,故称碳环化合物。它又可分为两类:脂环族化合物(性质和脂肪族化合物相似)、芳香族化合物(分子中含有苯环或稠苯体系)。3.杂环化合物:组成这类化合物的环除碳原子以外,还含有其它元素的原子,叫做杂环化合物。二、按官能团分类
决定某一类化合物一般性质的主要原子或原子团称为官能团或功能基。含有相同官能团的化合物,其化学性质基本上是相同的。因此按官能团可分为醇类、酚类、醚类、醛类、酮类、羧酸类、酯类等化合物,他们的对应关系如下醇类—羟基(-OH);酚类—羟基(-OH);醛类—醛基(-CHO);酮类—羰基(>C=O)羧酸类—羧基(-COOH);酯类—酯(-COO-)胺—氨基(-NH2);磺酸—磺基(-SO3H)工艺基础说明:由于封装工艺内容较为庞大复杂,难以概括,且《LED封装技术》中对各个流程的标准、注意事项等方面的知识介绍得比较详细,故不在此整理收录,只标注页码,以便于各位同学翻阅。后面的内容是我个人应用、参照大家上传的资料,查找整理的一些相关补充内容相当于是做一个拓展。Lamp-LED手动封装流程及各制程简介:《LED封装技术》P54—P98大功率LED封装流程及相关要求:《LED封装技术》P143—P145大功率LED固晶异常及焊线基础:《LED封装技术》P148—P154大功率LED部分封装流程工艺卡:《LED封装技术》P160—P172白光lamp-LED封装流程简介及案例说明:《LED封装技术》P182—P187SMD-LED及显示器LED(display-LED)封装流程——SMD-LED封装流程显示器LED封装流程(display-LED)封装过程中的两个主要测试——1.固晶推力测试测试方法:封装带碗杯时,计算推动芯片最小力;无碗杯时,计算推掉芯片的最小力,通常推力>100g2.焊线拉力测试针对的焊线异常项目:虚焊、断线、焊点不良(焊球、焊尾开裂)、拉力不足正常断点:C点封装的常见异常(补充)——焊线拉力不足:焊接的压力或功率、温度不够;芯片电极、支架焊线区氧化或有杂物、焊线刮伤封装胶水(环氧树脂)脱泡耗时过长:配胶时加硬化剂过多,胶水粘稠气泡难以脱出,且硬化剂中的酸酐受热易挥发,产生更多的气泡灌胶烘烤后胶体龟裂:胶水老化或比例不对灌胶烘烤后封装胶体变黄:A胶比例过大注意事项(补充)——使用银胶注意事项:1.搅拌速度要轻轻而缓慢,快速搅拌会因摩擦产生热量,造成银胶的硬化加快,不利于作业或储存。2.开罐后,以玻璃棒或不锈钢搅拌,搅拌棒须以丙酮先擦干净防止混入油脂3.容器内用剩的银胶必须清理干净,因旧银胶置久造成气化或凝固,避免混合后,新银胶混有较大颗粒4.做好隔绝水汽的措施,无论银胶或绝缘胶吸收水汽后,其粘合性都会下降5.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。(绝缘胶也如此)6.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。(绝缘胶也如此)7.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。焊接注意事项1.不得用手直接接触支架上的芯片以及键合区域。2.操作人员需佩带防静电手环,穿防静电工作服,避免静电对芯片造成伤害。3.材料在搬运中须小心轻放,避免静电产生及碰撞,需防倒丝、塌丝、断线及沾附杂物。4.键合机台故障时,应及时将在键合的在制品退出加热板,避免材料在加热块上烘烤过久而造成银胶龟裂及支架变色。封装胶水相关注意事项:1.主剂和硬化剂混合后即缓慢反应,粘度变高,因此须在规定时间内用完,以免因粘度过高无法灌注或产生气泡。灌注后须立即进烤箱,以免表面吸湿造成产品不良。2.硬化剂属于酸酐类物质,易于吸收空气中的湿气,形成羧酸类沉淀物,造成产品不良,使用完后须立即盖紧,以免变质无法使用。瓶盖亦擦干净,以免打开不易。3.配好的胶体暂时不用或有剩余时,要用塑料袋封紧,以免表面吸湿,产生产品不良。4.沾到皮肤上要用肥皂水洗净,沾到眼睛要以大量清水冲洗并请医生治疗,配胶时要戴手套作业。5.应避免太阳直接照射、过度加热,如持续保存在40℃以上,将会大幅度缩短其生命周期提高发光效率的五大途径:(1)提高芯片的发光效率(采用芯片倒装技术,表面粗化技术);(2)将芯片发出的光有效地萃取出来;(选择与芯片表面接合的材料时,其折射率尽可能与芯片表面折射率相匹配。)(3)将萃取出来的光高效地导出LED外;(封装胶水透光率要高,形状利于导光)(4)提高荧光粉的激发效率;(选用与芯片波长相匹配的高受激转换效率的荧光粉;选用合适的载体胶调配荧光粉,使其在芯片表面及四周涂布良好)(5)降低LED热阻。案例分析(补充)——LED(SMD封装模式)变色及剥离现象分析器件:目前市场上的SMD封装尺寸大多为3020、3528、5050,封装胶水:基本都是硅胶,有良好的耐热性能(对应回流焊工艺及对应目前功率及发热量不断增加的芯片)。现象:做好的产品在初期做点亮测试老化之后都有不错的表现,随着时间的推移,明明在抽检都不错的产品,到了应用客户开始应用的时候或者不久之后,就发现有胶层和PPA支架剥离、LED变色(镀银层变黄发黑)的情况发生。分析——胶层和PPA支架剥离原因:PPA中所添加的二氧化钛因芯片所发出的蓝光造成其引起的光触媒作用、硅胶本身没老化的情况下,PPA本身慢慢老化所造成胶层和PPA支架剥离。LED变色原因:现阶段大体分类为3类别。
1.硫磺造成镀银层发生硫化银而变色2.溴素造成镀银层发生溴化银而变色3.镀银层附近存在无机碳(Carbon)。因此可作如下推理1.硅胶封装材料、固晶材料并不含有S化合物、Br化合物,硫化及溴化的发生取决于使用的环境。
2.环氧树脂(Epoxy)等的有机物因热和光分解后的残渣产生无机碳,这种情况在镀银层,以银胶等环氧树脂系固晶胶作为蓝光芯片的粘接场合较频繁发生。
3.在没有使用环氧树脂等有机物的场合有发现无机碳存在,有可能是由外部所入。
总之:3种变色现象是因有无机碳的存在、蓝光、镀银、氧气及湿气使其加速催化所造成解决方法:
1)在封装过程中避免使用环氧类的有机物,比如固晶胶;
2)
选择低透气性的封装材料,尽量避
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