專題2 SMD、食人魚、大功率封裝技術(shù)課件

1、專題二： 瓦級(jí)大功率瓦級(jí)大功率LED封裝與散熱封裝與散熱主要內(nèi)容 SMD的封裝 食人魚的封裝 大功率LED的封裝（本節(jié)重點(diǎn)）管理機(jī)制和生產(chǎn)環(huán)境 人、物、設(shè)備、生產(chǎn)環(huán)境是做好LED的四大重要在因素。 有效的防靜電：濕度越低，產(chǎn)生的靜電越高。 LED點(diǎn)亮?xí)r的熱量導(dǎo)出（1）銅支架比鐵支架散熱效果要好;（2）PCB上直接封裝LED的形式。PCB面光源 實(shí)例：6.1LED SMD結(jié)構(gòu) 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的封裝2.3.1 SMD的封裝工藝 芯片安放-銀膠固晶-金絲鍵合-封裝-烘干固化-劃片-測(cè)試分選-編帶-出貨檢查2.3.2 測(cè)試LED與選擇PCBLED SMD制程6.2食人魚LED的封裝食人魚系列6.3大功率LED的封裝 一、大功率LED的封裝工藝 二、大功率LED的測(cè)試技術(shù) 三、大功率LED的散熱技術(shù)大功率支架一、大功率一、大功率LED的封裝工藝的封裝工藝傳統(tǒng)工藝： 點(diǎn)銀膠固晶固晶銀膠烘烤焊線焊線點(diǎn)熒光點(diǎn)熒光粉粉(膠膠)熒光膠烘烤蓋一次光學(xué)透鏡 注硅注硅膠

3、膠硅膠烘烤測(cè)試、分光測(cè)試、分光Molding工藝： 點(diǎn)銀膠固晶固晶銀膠烘烤焊線焊線點(diǎn)熒光點(diǎn)熒光粉粉(膠膠)熒光膠烘烤蓋大功率模條 注硅膠注硅膠硅膠烘烤 脫模 測(cè)試、分光測(cè)試、分光高功率封裝方式大功率大功率LED封裝工藝的比較封裝工藝的比較1.固晶工藝固晶工藝 銀漿固晶、共晶焊接、覆晶焊接、熱超聲焊接。銀漿固晶、共晶焊接、覆晶焊接、熱超聲焊接。 BJ8137：低溫：低溫Sn42Bi58 139度度 粒度大：粒度大：20-45um 50W/K2.焊線工藝焊線工藝Wire-bonding process of different chipsa.金線的尺寸約為芯片焊盤尺寸金線的尺寸約為芯片焊盤尺寸 1

4、/3.b.一焊的參數(shù)：一焊的參數(shù)：c.焊線應(yīng)避免刮傷，壓力過大等。焊線應(yīng)避免刮傷，壓力過大等。光學(xué)顯微鏡分析漏電光學(xué)顯微鏡分析漏電紅外發(fā)光顯微（紅外發(fā)光顯微（EMMI) 分析漏電位置分析漏電位置3 熒光粉涂敷工藝熒光粉涂敷工藝熒光粉涂敷方法熒光粉涂敷方法:點(diǎn)涂法，保形涂層法，電泳沉積法，點(diǎn)涂法，保形涂層法，電泳沉積法，SPE法，感光法。法，感光法。1、配光曲線分布均勻、配光曲線分布均勻2、色溫分布均勻、色溫分布均勻方法一：模型法（正裝芯片）方法一：模型法（正裝芯片） 放置模型放置模型 工藝流程：工藝流程： 加工尺寸約為1.0 mm*1.0 mm*0.5 mm的小方塊作為模型，置于尺寸大于1.2

5、 mm*1.2 mm、杯深為0.5mm大功率支架碗杯中心，如圖6.2.1(a)； 在模型與碗杯之間的空隙填充高折射率硅膠并烘干，如圖6.2.1(b)； 取出模型，在碗杯底部點(diǎn)高導(dǎo)熱銀膠，固晶并引出1.2 mil的金線，如圖6.2.1(c)； 在芯片表面涂敷經(jīng)均勻攪拌的熒光膠，并烘干，如圖6.2.1(d)。填充硅膠，烘烤，取出模型填充硅膠，烘烤，取出模型固晶、焊線固晶、焊線點(diǎn)熒光粉點(diǎn)熒光粉Fig 6.2.1 Flow chart phosphor coating by model method 方法二：熒光膠片法方法二：熒光膠片法 工藝流程：工藝流程： 采用尺寸為1.0 mm*1.0 mm1.5

6、 mm*1.5 mm的小槽制備厚度為0.5 mm的熒光膠片，其工藝為：（1）采用模具加工小槽，尺寸為1.0 mm*1.0 mm1.5 mm*1.5 mm，深度為：0.250.5 mm；（2）將折射率為1.53的硅膠和YAG熒光粉按一定比例均勻混合并均勻攪拌；（3）把（2）的熒光膠進(jìn)行抽真空后涂敷在小槽內(nèi)，熒光膠自動(dòng)流平，厚度與小槽深度一致；（4）開啟鼓風(fēng)干燥箱在150 溫度下烘烤熒光膠30 min使之成型，并脫模得到實(shí)驗(yàn)所需的熒光膠片。 Fig Distribution of flip chip white-LED 配光曲線中間凹陷是由于芯片電配光曲線中間凹陷是由于芯片電極的影響極的影響4 封

7、膠工藝封膠工藝Table 4.1.3 Contrast among different glue pouring methods封膠工藝主要有透鏡填充方式，封膠工藝主要有透鏡填充方式，SMD方式，方式，Molding方式等。方式等。 硅膠不良導(dǎo)致器件失效圖示硅膠不良導(dǎo)致器件失效圖示Molding工藝過程與要點(diǎn)：工藝過程與要點(diǎn)：LeadframeColloid Samples 要點(diǎn)：要點(diǎn)：（1）硅膠硬度和粘度要合適；）硅膠硬度和粘度要合適；（2）保持支架與模條之間的氣）保持支架與模條之間的氣密性；密性；（3）控制注膠速度不能過快；）控制注膠速度不能過快；（4）倒置烘烤）倒置烘烤150度度1小時(shí)。

8、小時(shí)。光色電參數(shù)測(cè)試 電參數(shù) 正向電壓、正向電流、反向電壓、反向電流。 光色參數(shù) 光通量、發(fā)光效率、色坐標(biāo)、色溫、顯色指數(shù)、峰值波長(zhǎng)、主波長(zhǎng)。DUT fixture & thermostatTemperature and current stabilized reference LED in the back積分球控制盒熱阻測(cè)試設(shè)備 之 T3ster（一）樣品選材與工藝（一）樣品選材與工藝材料：材料：(1).芯片：尺寸：芯片：尺寸：40mil*40mil 藍(lán)寶石襯底藍(lán)寶石襯底 （廠家：韓國(guó)（廠家：韓國(guó) Optoway） (2).金線：金線：1.2mil （廠家：（廠家： 賀利氏）賀利氏）(3)

9、.銀膠：銀膠：25 W/mK （ 廠家：廠家：EMS 型號(hào)：型號(hào)：5591）(4).導(dǎo)熱硅脂：導(dǎo)熱硅脂：1.17 W/mK （廠家：信緣成）（廠家：信緣成）(5).鋁基板：深圳漢普芯鋁基板，鋁基板：深圳漢普芯鋁基板， 臺(tái)灣鋁基板臺(tái)灣鋁基板ANT1 ， ANT2工藝：工藝：采用傳統(tǒng)封裝工藝。采用傳統(tǒng)封裝工藝。3種樣品除鋁基板不同之外，其他材料和工藝均一致。種樣品除鋁基板不同之外，其他材料和工藝均一致。大功率大功率LED的散熱機(jī)制的散熱機(jī)制大功率大功率LED散熱結(jié)構(gòu)示意圖散熱結(jié)構(gòu)示意圖大功率大功率LED鋁基板結(jié)構(gòu)示意圖鋁基板結(jié)構(gòu)示意圖大功率大功率LED的散熱機(jī)制的散熱機(jī)制Table Thermal

10、 resistance data of high power LED with Al substrate 普通普通ANT1ANT2 采用采用T3Ster測(cè)試測(cè)試3種不同鋁基板制備的種不同鋁基板制備的LED器件，數(shù)據(jù)如下：器件，數(shù)據(jù)如下：熱阻熱阻1：支架銅柱部分到鋁基板底部的熱阻熱阻熱阻2：大功率LED芯片PN結(jié)到鋁基板底部的熱阻。 銀膠層：銀膠層：測(cè)試的熱阻為 3.394.18 /W 理 論：已知銀膠的導(dǎo)熱系數(shù)為25 W/mK，銀膠導(dǎo)熱的接觸面積即芯片的面積約為1 mm1 mm，厚度約為0.080.11 mm。則 根據(jù)熱阻計(jì)算的計(jì)算公式 其中，k為各介質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)；A為各介質(zhì)的導(dǎo)熱等效截面積；d為各介質(zhì)的導(dǎo)熱長(zhǎng)度。計(jì)算得出銀膠層的熱阻理論值為3.004.50 /W,與實(shí)驗(yàn)結(jié)果較為一致。銅銅 柱：柱：測(cè)試的熱阻為 2