LED封裝師技能鑒定指導(dǎo)-中級工封裝材料準(zhǔn)備

1、 1 任 務(wù)LED封裝師技能鑒定指導(dǎo)（中、高級工）LED封裝師技能鑒定指導(dǎo)-中級工封裝材料準(zhǔn)備 封裝材料1.1 金屬材料在LED封裝中，會用到金屬材料的主要是鍵合線部分，因此，分析鍵合線的分類、性能及注意事項是非常重要的。（一）鍵合線的分類鍵合線按材質(zhì)分類有金線、銀線、銀合金線、鋁線和銅線。（二）金線與銀合金線的性能比較金線的特點：性能穩(wěn)定，價格高，電阻率相對比較大，斷裂負(fù)荷比較小。銀合金線的特點：比較軟，對墊片無限制，斷裂負(fù)荷大，電阻率一般，用于中高端封裝產(chǎn)品。 封裝材料1.1 金屬材料（三）鍵合線的使用注意事項1）不能用手直接接觸金線。2）放置時軸心應(yīng)水平放置。3）除蓋時不應(yīng)碰線，避免線軸

2、飛出線盒。4）一定要輕拿輕放。5）應(yīng)用鑷子小心去掉始端膠帶，不要碰傷金線，切記不要用手直接揭掉膠帶，以免手指碰傷金線，使用時一定要注意始末標(biāo)志，末端固定膠帶一定不能揭掉。 封裝材料1.2 絕緣體材料在LED封裝中，封裝膠水和襯底材料屬于絕緣體部分。（一）LED封裝膠水的材料、分類及應(yīng)用（1）材料LED封裝膠水的主要材料有環(huán)氧樹脂、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、玻璃、有機(jī)硅材料等高透明材料。其中，聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、玻璃等用做外層透鏡材料；環(huán)氧樹脂、改性環(huán)氧樹脂、有機(jī)硅材料等主要作為封裝材料，也可以作為透鏡材料，而高性能有機(jī)硅材料是LED封裝材料的發(fā)展方向之一。 封裝材料1.2 絕緣體材料

3、（2）分類LED封裝膠水根據(jù)材料組分可分為（3）LED膠材的應(yīng)用固晶膠用于固定芯片，附有導(dǎo)熱作用或?qū)щ娮饔?，有固晶銀膠（導(dǎo)電膠）、環(huán)氧樹脂型固晶膠、硅樹脂型固晶膠和特殊固晶膠四種。環(huán)氧樹脂有機(jī)硅膠 封裝材料1.2 絕緣體材料（二）LED襯底材料襯底材料一般有藍(lán)寶石、硅（Si）、碳化硅（SiC）三種，砷化鎵（GaAs）、氮化鋁（AlN）、氧化鋅（ZnO）、氮化鎵（GaN）也可以做襯底材料。藍(lán)寶石的缺點有導(dǎo)熱性能不佳，且需要在芯片表面制作兩個電極，減少了有效發(fā)光面積。硅襯底芯片電極可采用L型電極和V型電極兩種接觸方式。 封裝材料1.3 熒光粉材料熒光粉是LED發(fā)光的關(guān)鍵性材料，對LED的發(fā)光顏色、

4、發(fā)光強(qiáng)度起到?jīng)Q定性的作用。因此，熒光粉的成分、特性、影響因素等是重要的知識基礎(chǔ)。（一）LED常用熒光粉分類LED常用熒光粉按化學(xué)成分分類YAG鋁酸鹽熒光粉硅酸鹽熒光粉氮化物熒光粉硫化物熒光粉優(yōu)點是亮度高，發(fā)射峰寬，成本低，工藝成熟，應(yīng)用廣泛，黃粉效果較好優(yōu)點是激發(fā)波段寬，綠粉和澄粉效果較好，化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性良好。 封裝材料1.3 熒光粉材料（二）彩色熒光粉的主要成分黃色熒光粉的組成分子式是Tb3Al5O12:Ce,Ga,Cd。黃綠色熒光粉的組成分子式是Y3Al5O12:Ce,Ga,Cd或(Sr,Ba,Ca)2SiO4:Eu。在白光LED的產(chǎn)生方式中，以“藍(lán)光LED黃色熒光粉”的技術(shù)最為成熟

5、，這也是目前商品化白光LED的主要實現(xiàn)形式，其中所用的黃色熒光粉多為業(yè)界所熟悉的鋁酸鹽YAG:Ce和TAG:Ce。這兩種比較起來，前者的發(fā)光效率好，后者的應(yīng)用面較窄。近年來開發(fā)研究成功的LED黃色熒光粉還有硅酸鹽如 (Sr,Ba,Ca)2SiO4:Eu。 封裝材料1.3 熒光粉材料（三）熒光粉的特性熒光粉的主要特性包括晶體結(jié)構(gòu)、結(jié)晶性、發(fā)光特性、色度、表面形態(tài)、粉體粒徑、活化中心價數(shù)等。熒光粉的分析工具包括X光粉末繞射儀，用于分析熒光粉的純度和晶體結(jié)構(gòu)；光激發(fā)光光譜儀，用于分析熒光粉的激發(fā)光譜和放射光譜特性；反射式紫外光/可見光吸收光譜儀，用于分析熒光粉的吸收特性并借以研究其能量轉(zhuǎn)換機(jī)制；電子

6、顯微鏡，用于分析熒光粉表面形態(tài)及粒徑大小差異；X光吸收光譜近邊緣結(jié)構(gòu)，用于分析熒光粉活化中心的價數(shù)。 封裝材料1.3 熒光粉材料（四）芯片與熒光粉的搭配綠色熒光粉配合黃色熒光粉和藍(lán)色LED芯片，可獲得高亮度白光LED；綠色熒光粉配合藍(lán)光LED芯片，可以直接獲得綠光LED；綠色熒光粉配合黃色熒光粉與藍(lán)色LED芯片，可以獲得冷色調(diào)白光LED；綠色熒光粉也可配合紅色熒光粉與藍(lán)色LED芯片而獲得白光LED。白光LED的顯色指數(shù)（CRI）與藍(lán)色芯片、YAG熒光粉、相關(guān)色溫等有關(guān)，其中最重要的是YAG熒光粉。 封裝材料1.3 熒光粉材料（五）熒光粉配比的影響根據(jù)芯片的光譜特性、白光LED的色標(biāo)范圍和顯色指

7、數(shù)要求選定熒光粉的種類和數(shù)量，主要影響白光LED的y方向的是光色、發(fā)光效率和顯色指數(shù)。熒光粉的用量配比是根據(jù)白光LED的色標(biāo)范圍要求調(diào)整用量，主要影響白光LED的x值大小的是色溫。 封裝材料1.3 熒光粉材料（六）濕溫度對熒光粉的影響熒光粉是在大于1000的高溫條件下合成的，所以溫度對熒光粉的性質(zhì)影響不大。溫度作為一項重要的考量因素，主要是針對鋁酸鹽類的熒光粉。鋁酸鹽稀土熒光粉的最大缺點是防濕性差，對水性不穩(wěn)定，在水溶液中極易水解。即使空氣中的水分也能使其發(fā)光亮度和余暉時間大大降低。大部分的硅酸鹽是不溶于水的，硅酸鹽的相對防濕性較好。 封裝材料1.4 半導(dǎo)體材料（一）閃鋅礦、金剛石結(jié)構(gòu)大多數(shù)族

8、化合物半導(dǎo)體晶體是閃鋅礦結(jié)構(gòu)，而鍺、硅等的金剛石結(jié)構(gòu)則可以認(rèn)為是閃鋅礦結(jié)構(gòu)的一個特例。閃鋅礦結(jié)構(gòu)的晶胞是由沿晶胞的對角線方向，相距1/4對角線長度的兩種不同原子的面心立方布拉菲格子相套而成的。 封裝材料1.4 半導(dǎo)體材料（二）半導(dǎo)體晶體材料的電學(xué)性質(zhì)半導(dǎo)體晶體材料的電學(xué)性質(zhì)，通常以一些描述材料中載流子的運動和行為來表征，包括費米能級和載流子、載流子的漂移和遷移率、電阻率和載流子濃度、壽命。載流子在電場作用下的運動稱漂移，其漂移速度的度量是遷移率。電阻率和載流子濃度也是描述載流子運動的重要參數(shù)。壽命是反映材料中非平衡載流子復(fù)合行為的。 封裝材料1.4 半導(dǎo)體材料（三）常見的半導(dǎo)體發(fā)光材料半導(dǎo)體發(fā)

9、光材料有砷化鎵、磷化鎵（GaP）、磷砷化鎵（GaAsP）、鎵鋁砷（GaAlAs）、鋁鎵銦磷（AlGaInP）、銦鎵氮（InGaN）等， 封裝材料1.4 半導(dǎo)體材料（四）半導(dǎo)體發(fā)光材料的晶體結(jié)構(gòu)自然界物質(zhì)存在的形態(tài)大致可以分為固體、液體、氣體三大類。晶體是指由原子、離子、分子或某些基團(tuán)的重心有規(guī)則排列而成的固體。晶體又可分為單晶體和多晶體。單晶體是指其內(nèi)部的原則都是有規(guī)則排列的晶體。半導(dǎo)體發(fā)光材料的晶體結(jié)構(gòu)有閃鋅礦結(jié)構(gòu)、金剛石結(jié)構(gòu)和纖鋅礦結(jié)構(gòu)等。 封裝材料1.4 半導(dǎo)體材料（五）發(fā)光二極管材料的生長方法大多數(shù)族二元化合物半導(dǎo)體都能直接從熔體中生長單晶體，這些材料應(yīng)用擴(kuò)散、離子注入等技術(shù)以形成PN結(jié)，可以制成場效應(yīng)管和雙極型晶體管，也可以制造同質(zhì)結(jié)構(gòu)的便宜的LED，但GaAs和GaP都是在紅外光譜區(qū)域。高亮度LED材料只能用外延技術(shù)生長。液相外延是早期較多用在GaP和GaAlAs材料生長。兩種更現(xiàn)代的技術(shù)成為研制和生產(chǎn)先進(jìn)器件的主要方法，那就是分子束外延和金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉淀。由于金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉淀