淺述LED芯片制作工藝12步[LED照明]

1、.普斯賽特（LED照明） r3k 淺述LED芯片制作工藝12步LED的制作流程全過程包括12步，具體如下：1.LED芯片檢驗鏡檢：材料表面是否有機(jī)械損傷及麻點麻坑（lockhill芯片尺寸及電極大小是否符合工藝要求電極圖案是否完整擴(kuò)片由于LED芯片在劃片后依然排列緊密間距很?。s0.1mm），不利于后工序的操作。我們采用擴(kuò)片機(jī)對黏結(jié)芯片的膜進(jìn)行擴(kuò)張，是LED芯片的間距拉伸到約0.6mm。也可以采用手工擴(kuò)張，但很容易造成芯片掉落浪費等不良問題。3.LED點膠在LED支架的相應(yīng)位置點上銀膠或絕緣膠。（對于GaAs、SiC導(dǎo)電襯底，具有背面電極的紅光、黃光、黃綠芯片，采用銀膠。對于藍(lán)寶石絕緣襯底的藍(lán)

2、光、綠光LED芯片，采用絕緣膠來固定芯片。）工藝難點在于點膠量的控制，在膠體高度、點膠位置均有詳細(xì)的工藝要求。由于銀膠和絕緣膠在貯存和使用均有嚴(yán)格的要求，銀膠的醒料、攪拌、使用時間都是工藝上必須注意的事項。4.LED備膠和點膠相反，備膠是用備膠機(jī)先把銀膠涂在LED背面電極上，然后把背部帶銀膠的LED安裝在LED支架上。備膠的效率遠(yuǎn)高于點膠，但不是所有產(chǎn)品均適用備膠工藝。5.LED手工刺片將擴(kuò)張后LED芯片（備膠或未備膠）安置在刺片臺的夾具上，LED支架放在夾具底下，在顯微鏡下用針將LED芯片一個一個刺到相應(yīng)的位置上。手工刺片和自動裝架相比有一個好處，便于隨時更換不同的芯片，適用于需要安裝多種芯

3、片的產(chǎn)品。6.LED自動裝架自動裝架其實是結(jié)合了沾膠（點膠）和安裝芯片兩大步驟，先在LED支架上點上銀膠（絕緣膠），然后用真空吸嘴將LED芯片吸起移動位置，再安置在相應(yīng)的支架位置上。自動裝架在工藝上主要要熟悉設(shè)備操作編程，同時對設(shè)備的沾膠及安裝精度進(jìn)行調(diào)整。在吸嘴的選用上盡量選用膠木吸嘴，防止對LED芯片表面的損傷，特別是藍(lán)、綠色芯片必須用膠木的。因為鋼嘴會劃傷芯片表面的電流擴(kuò)散層。7.LED燒結(jié)燒結(jié)的目的是使銀膠固化，燒結(jié)要求對溫度進(jìn)行監(jiān)控，防止批次性不良。銀膠燒結(jié)的溫度一般控制在150，燒結(jié)時間2小時。根據(jù)實際情況可以調(diào)整到170，1小時。絕緣膠一般150，1小時。銀膠燒結(jié)烘箱的必須按工藝

4、要求隔2小時（或1小時）打開更換燒結(jié)的產(chǎn)品，中間不得隨意打開。燒結(jié)烘箱不得再其他用途，防止污染。8.LED壓焊壓焊的目的將電極引到LED芯片上，完成產(chǎn)品內(nèi)外引線的連接工作。LED的壓焊工藝有金絲球焊和鋁絲壓焊兩種。右圖是鋁絲壓焊的過程，先在LED芯片電極上壓上第一點，再將鋁絲拉到相應(yīng)的支架上方，壓上第二點后扯斷鋁絲。金絲球焊過程則在壓第一點前先燒個球，其余過程類似。壓焊是LED封裝技術(shù)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，工藝上主要需要監(jiān)控的是壓焊金絲（鋁絲）拱絲形狀，焊點形狀，拉力。9.LED封膠LED的封裝主要有點膠、灌封、模壓三種?；旧瞎に嚳刂频碾y點是氣泡、多缺料、黑點。設(shè)計上主要是對材料的選型，選用結(jié)合良好

5、的環(huán)氧和支架。（一般的LED無法通過氣密性試驗）9.1LED點膠：TOP-LED和Side-LED適用點膠封裝。手動點膠封裝對操作水平要求很高（特別是白光LED），主要難點是對點膠量的控制，因為環(huán)氧在使用過程中會變稠。白光LED的點膠還存在熒光粉沉淀導(dǎo)致出光色差的問題。9.2LED灌膠封裝Lamp-LED的封裝采用灌封的形式。灌封的過程是先在LED成型模腔內(nèi)注入液態(tài)環(huán)氧，然后插入壓焊好的LED支架，放入烘箱讓環(huán)氧固化后，將LED從模腔中脫出即成型。9.3LED模壓封裝將壓焊好的LED支架放入模具中，將上下兩副模具用液壓機(jī)合模并抽真空，將固態(tài)環(huán)氧放入注膠道的入口加熱用液壓頂桿壓入模具膠道中，環(huán)氧

6、順著膠道進(jìn)入各個LED成型槽中并固化。10.LED固化與后固化固化是指封裝環(huán)氧的固化，一般環(huán)氧固化條件在135，1小時。模壓封裝一般在150，4分鐘。后固化是為了讓環(huán)氧充分固化，同時對LED進(jìn)行熱老化。后固化對于提高環(huán)氧與支架（PCB）的粘接強(qiáng)度非常重要。一般條件為120，4小時。11.LED切筋和劃片由于LED在生產(chǎn)中是連在一起的（不是單個），Lamp封裝LED采用切筋切斷LED支架的連筋。SMD-LED則是在一片PCB板上，需要劃片機(jī)來完成分離工作。12.LED測試測試LED的光電參數(shù)、檢驗外形尺寸，同時根據(jù)客戶要求對LED產(chǎn)品進(jìn)行分選。責(zé)任編輯：zyg LED數(shù)據(jù)測量方法大全LED照明與

7、光色測量 摘 要：固體照明是未來照明的主導(dǎo)方向，而LED照明又是固體照明的主要組成部分，是理想的下一代照明器件。LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展離不開光色測量技術(shù)。文章從LED照明的發(fā)展要求出發(fā)，對LED照明的光色測量進(jìn)行了介紹。關(guān)鍵詞：LED照明；光色測量；照明評價；1、前言：發(fā)光二極管（LED）作為新興的發(fā)光體，具有電光效率高、體積小、壽命長、電壓低、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點，是新一代照明的首選器件。LED的發(fā)展受到國內(nèi)外的普遍關(guān)注，新產(chǎn)品、新技術(shù)層出不窮。近年來，LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，光效不斷增加，亮度不斷提高。如今，LED已經(jīng)在眾多場合得到大量應(yīng)用，尤其是白光LED技術(shù)的不斷進(jìn)步，使其在照明領(lǐng)域的應(yīng)用也逐漸普及。

8、LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展如圖1所示。2、LED的工作原理：發(fā)光二極管（LED）是一種能把電能轉(zhuǎn)化為光能的固體器件，它的結(jié)構(gòu)主要由N結(jié)芯片、電極和光學(xué)等系統(tǒng)組成。LED的基本工作原理是一個電光轉(zhuǎn)換的過程，當(dāng)一個正向偏壓施加于N結(jié)兩端，由于N結(jié)勢壘的降低，區(qū)的正電荷將向N區(qū)擴(kuò)散，N區(qū)的電子也向區(qū)擴(kuò)散，同時在兩個區(qū)域形成非平衡電荷的積累。由于電流注入產(chǎn)生的少數(shù)載流子相對不穩(wěn)定，對于N結(jié)系統(tǒng)，注入到價帶中的非平衡空穴要與導(dǎo)帶中的電子復(fù)合，其中多余的能量將以光的形式向外輻射，電子和空穴的能量差越大，產(chǎn)生的光子能量就越高。能量級差大小不同，產(chǎn)生光的頻率和波長就不同，相應(yīng)的光的顏色就會不同。LED工作原理如圖2所示

9、3、LED的光參數(shù)3.1 光通量：光通量是光源在單位時間內(nèi)發(fā)出的光量，即輻射功率（或輻射通量）能夠被人眼視覺系統(tǒng)所感受到的那部分有效當(dāng)量。光通量的符號為，單位為流明（LM）。根據(jù)光譜輻射通量（），由下式可確定光通量：=Km（）gV（）d式中，（）相對光譜光視效率；Km輻射的光譜光視效能的最大值，單位為LM/W。1977年由國際計量委員會確定Km值為683Lm/W（M555NM）.3.2 光強(qiáng)度：光源在給定方向上的發(fā)光強(qiáng)度I是該光源在該方向的立體角元內(nèi)傳輸?shù)墓馔砍栽摿Ⅲw角元之商，即：I=發(fā)光強(qiáng)度的單位是坎德拉（C），1C1LM/1?？臻g各個方向的光強(qiáng)之和就是光通量。3.3 光亮度：光源發(fā)光表

10、面上某一點處的亮度L，是該面元在給定方向上的發(fā)光強(qiáng)度除以該面元在垂直于給定方向平面上的正投影面積之商，即：L=單位為坎德拉每平方米（C/M2）。當(dāng)發(fā)光表面與測量方向垂直時，則C1。3.4 光照度：表面上一點的照度E是入射在包含該點面元上的光通量除以該面元面積之商。即：E=單位為勒克斯（L），1L1LM/M2。3.5 其他參數(shù)：LED的光參數(shù)還包括：光譜、色品坐標(biāo)、主波長和色純度、色溫和相關(guān)色溫、顯色性和顯色指數(shù)等。4 LED光色測量的必要性4.1 避免危害：LED與傳統(tǒng)的照明燈不同，它具有點光源、高亮度、窄光束輸出等特點。當(dāng)LED應(yīng)用于照明器具時，如果對出光角不加以嚴(yán)格的控制就會產(chǎn)生強(qiáng)烈的眩光

11、，某些高亮度LED產(chǎn)品甚至?xí)θ梭w造成光輻射危害。光色測量可為LED的安全使用提供指導(dǎo)。4.2 促進(jìn)LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展：LED的光色測量能提供大量的實驗數(shù)據(jù)，可作為判定LED產(chǎn)品合格與否的標(biāo)準(zhǔn)，并可為改進(jìn)LED的設(shè)計、制造提供依據(jù)。5 LED的光色測量方法5.1 光通量的測量5.1.1 積分法：測得LED在各個方向的光強(qiáng)，然后對這些光強(qiáng)值進(jìn)行計算，從而得到LED的總光通量（如圖3所示）。5.1.2 積分球法：積分球又稱為光通球，是一個中空的完整球殼。內(nèi)壁涂白色漫反射層，且球內(nèi)壁各點漫射均勻。光源在球壁上任意一點上產(chǎn)生的光照度是由多次反射光產(chǎn)生的光照度疊加而成的。由積分學(xué)原理可知，球面上任意一點的

12、光照度為與光源光通量成正比，因此可利用已知光通量的標(biāo)準(zhǔn)燈與被測燈進(jìn)行比較得到被測燈的光通量，如圖4（a）所示。但是由于標(biāo)準(zhǔn)燈與被測燈的物理結(jié)構(gòu)以及性質(zhì)的不同（如吸收），在利用積分球法測試光通量時需要對測試結(jié)果進(jìn)行修正，可采用輔助燈的方法，如圖4（b）所示。5.1.3 2立體角光通量的測試：利用積分球法測試LED光通量時還有一種測試結(jié)構(gòu)（如圖5所示），稱為前射光通量的測試或2立體角光通量。該測試并不是測試LED的總光通量，但人們常常將其與測試LED的總光通量相混淆。5.2 光強(qiáng)度測量：對于LED光強(qiáng)的測試，CIE127規(guī)定了兩種測試條件，如圖6和表所示。5.3 光亮度：LED亮度的測試通常應(yīng)用在

13、測試LED芯片的亮度和評價LED光輻射安全性的過程中。測試一般采用成像法，對于芯片的測試可以采用顯微成像進(jìn)行測量，如圖7所示。5.4 光照度測量：嚴(yán)格地說，光照度實際上并不能算是LED的光學(xué)參數(shù)，照度是表示被照射表面受照程度的光學(xué)量，而且測試單個LED對某點或某面的照度沒有太大意義，因為一般情況下對實際場合的照明都是由多個LED共同完成的。5.5 其他參數(shù)的測量：其他如色品坐標(biāo)、主波長和色純度、色溫和相關(guān)色溫、顯色性和顯色指數(shù)等參數(shù)的測試，可以利用相關(guān)色度計或者采用光譜儀進(jìn)行。6 LED的光輻射安全性測試與評價：近年來，LED的光輻射安全受到越來越多的關(guān)注，因此本文也對此作一簡單介紹。浙江大學(xué)

14、三色儀器有限公司在國內(nèi)首先開展了光輻射安全測試的研究，并與國家電光源檢測中心共同起草了非相干光源的光生物安全性國家標(biāo)準(zhǔn)。目前，浙大三色在LED的光輻射安全測試方面又取得新的進(jìn)展，為ILI公司進(jìn)行了照明LED測試工作，研究完成了具有中國自主知識產(chǎn)權(quán)的LED輻射安全檢測系統(tǒng)。下面以我們做的測試實例介紹LED光輻射安全性測試與評價的過程。6.1 被測白光LED6.1.1 LED工作條件：燈管電流0417A，電壓12直流，功率5W。6.1.2 實物圖與光譜分布（如圖8所示）6.2 表觀光源的測試：如圖9所示，我們利用表觀光源測試系統(tǒng)對白光LED進(jìn)行了測試，這9幅圖是在0（正對）和90方向上間隔10拍攝

15、得到的表觀光源像。理論上我們應(yīng)該按各個方向進(jìn)行光安全的測試評價，但是為簡單起見，本文只對0方向的情況進(jìn)行測試評價（因為該方向光輸出最強(qiáng)），其他角度可以此類推。0方向表觀光源大小為直徑25CM的圓斑。6.3 測試條件1：按照IEC60825要求，首先按測試條件1進(jìn)行測試。白光LED出孔距光接收口2M，光接收口直徑50MM。測試結(jié)果分析：1類AEL計算400600NM的光化學(xué)危害：未超過規(guī)定AEL400700NM的熱危害：未超過規(guī)定AEL7001400NM的AEL：未超過規(guī)定AEL結(jié)論：該白光LED在測試條件1下測得的光輻射輸出未超過1類激光產(chǎn)品的AEL規(guī)定。6.4 測試條件2白光LED光出射孔距

16、光接收口100M，光接收口直徑為7MM。測試結(jié)果分析：（1）1類AEL計算400600NM的光化學(xué)危害AEL：超過規(guī)定AEL結(jié)論：該白光LED超過1類激光產(chǎn)品光化學(xué)危害AEL規(guī)定，不屬于1類產(chǎn)品。（2）2類AEL的計算400700NM的AEL：未超過規(guī)定AEL7001400NM的AEL：未超過規(guī)定AEL結(jié)論：該白光LED在測試條件2下測試未超過2類激光產(chǎn)品AEL規(guī)定。6.5 輻照度或輻亮度測試條件：上述測試過程中測試條件2和輻照度或輻亮度測試條件的測試結(jié)構(gòu)相同，而1M類AEL參照1類AEL的規(guī)定，因此由以上分析可知，該白光LED光輻射輸出超過了1M類的AEL。6.6 結(jié)論：綜合以上分析可知，被

17、測白光LED產(chǎn)品屬于2類LED產(chǎn)品，長時間直視該LED會傷害人眼的視網(wǎng)膜。但是一般情況下，由于人眼有眨眼等自然回避反應(yīng)，因此不會對人眼造成傷害。通過以上介紹可知：LED光輻射安全性的測試與評價是一個十分復(fù)雜的過程，涉及許多方面的內(nèi)容。但是LED光輻射安全性的測試與評價已經(jīng)逐漸成為LED產(chǎn)品測試中必不可少的內(nèi)容，例如，目前所有銷往歐洲的LED產(chǎn)品都必須按照EN60825（等同于IEC60825）標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)過嚴(yán)格的檢驗。因此，我們應(yīng)該加大這一領(lǐng)域的研究投入。7、LED光色測量與照明評價：LED照明的最終目的是取得最佳的照明效果，而判斷照明效果的好壞取決于LED的光色測量。7.1 對現(xiàn)在照明的評價：現(xiàn)行

18、的照明評價主要是根據(jù)幾個主要光學(xué)基本量：光通量、光亮度、光強(qiáng)度和光照度等，其中前三個基本量主要用于光源的評價，光照度則是對光源光輻射作用面的評價。這些光學(xué)基本量是根據(jù)人眼的生物物理特性得到的，也是一個國際照明委員會（CIE）認(rèn)可的光譜光視效率函數(shù)（）與對應(yīng)的輻射度量加權(quán)積分的結(jié)果，滿足以下關(guān)系：光度量（）=Km gV（）輻射度量（）式中，KM683LM/W.7.2 存在的問題與不足：人眼的生物物理機(jī)理非常復(fù)雜，不同情況下對光刺激的響應(yīng)也不同，大體上可以分為明視覺、暗視覺和中間視覺，其中中間視覺尤其復(fù)雜，因此上述的光譜光視效率并不能確切地表示照明的實際效果。如圖10所示，同一個光源在明視覺和暗視覺下對人眼造成的刺激值明顯不同。另外，國內(nèi)現(xiàn)行的照明評價缺乏對光生物安全性的考慮，這可能會對人體造成不同程度的危害。7.3 解決方法7.3.1 測試方法與儀器：采用全光譜法測得LED