LED生產(chǎn)流程非常詳細(xì)

LED生產(chǎn)流程LED芯片的制造工藝流程外延生長(zhǎng)的基本原理是：在一塊加熱至適當(dāng)溫度的襯底基片（主要有藍(lán)寶石和、SiC、Si）上，氣態(tài)物質(zhì)InGaAlP有控制的輸送到襯底表面，生長(zhǎng)出特定單晶薄膜。目前LED外延片生長(zhǎng)技術(shù)主要采用有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積方法。MOCVD介紹：金屬有機(jī)物化學(xué)氣相淀積（Metal—OrganicChemicalVaporDeposition簡(jiǎn)稱MOCVD），1968年由美國洛克威爾公司提出來的一項(xiàng)制備化合物半導(dǎo)體單品薄膜的新技術(shù)。該設(shè)備集精密機(jī)械、半導(dǎo)體材料、真空電子、流體力學(xué)、光學(xué)、化學(xué)、計(jì)算機(jī)多學(xué)科為一體，是一種自動(dòng)化程度高、價(jià)格昂貴、技術(shù)集成度高的尖端光電子專用設(shè)備,主要用于GaN（氮化鎵）系半導(dǎo)體材料的外延生長(zhǎng)和藍(lán)色、綠色或紫外發(fā)光二極管芯片的制造，也是光電子行業(yè)最有發(fā)展前途的專用設(shè)備之一。LED芯片的制造工藝流程：外延片-清洗-鍍透明電極層-透明電極圖形光刻-腐蝕-去膠-平臺(tái)圖形光刻-干法刻蝕f去膠f退火fSiO2沉積—窗口圖形光刻fSiO2腐蝕—去膠—N極圖形光刻—預(yù)清洗-鍍膜-剝離-退火-P極圖形光刻-鍍膜-剝離-研磨-切割-芯片-成品測(cè)試。其實(shí)外延片的生產(chǎn)制作過程是非常復(fù)雜的，在展完外延片后，下一步就開始對(duì)LED外延片做電極（P極,N極），接著就開始用激光機(jī)切割LED外延片（以前切割LED外延片主要用鉆石刀），制造成芯片后，在晶圓上的不同位置抽取九個(gè)點(diǎn)做參數(shù)測(cè)試，如圖所示：1、主要對(duì)電壓、波長(zhǎng)、亮度進(jìn)行測(cè)試，能符合正常出貨標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)的晶圓片再繼續(xù)做下一步的操作,如果這九點(diǎn)測(cè)試不符合相關(guān)要求的晶圓片，就放在一邊另外處理.2、 晶圓切割成芯片后，100%的目檢（VI/VC），操作者要使用放大30倍數(shù)的顯微鏡下進(jìn)行目測(cè)。3、 接著使用全自動(dòng)分類機(jī)根據(jù)不同的電壓，波長(zhǎng)，亮度的預(yù)測(cè)參數(shù)對(duì)芯片進(jìn)行全自動(dòng)化挑選、測(cè)試和分類。4、 最后對(duì)LED芯片進(jìn)行檢查（VC）和貼標(biāo)簽.芯片區(qū)域要在藍(lán)膜的中心，藍(lán)膜上最多有5000粒芯片，但必須保證每張藍(lán)膜上芯片的數(shù)量不得少于1000粒，芯片類型、批號(hào)、數(shù)量和光電測(cè)量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)記錄在標(biāo)簽上，附在蠟光紙的背面.藍(lán)膜上的芯片將做最后的目檢測(cè)試與第一次目檢標(biāo)準(zhǔn)相同，確保芯片排列整齊和質(zhì)量合格。這樣就制成LED芯片（目前市場(chǎng)上統(tǒng)稱方片）。在LED芯片制作過程中，把一些有缺陷的或者電極有磨損的芯片，分撿出來，這些就是后面的散晶，此時(shí)在藍(lán)膜上有一些不符合正常出貨要求的晶片，也就自然成了邊片或毛片等。剛才談到在晶圓上的不同位置抽取九個(gè)點(diǎn)做參數(shù)測(cè)試，對(duì)于不符合相關(guān)要求的晶圓片作另外處理，這些晶圓片是不能直接用來做LED方片，也就不做任何分檢了，直接賣給客戶了，也就是目前市場(chǎng)上的LED大圓片（但是大圓片里也有好東西，如方片）。Sputter在辭典中意思為:（植物）濺散.此之所謂濺鍍乃指物體以離子撞擊時(shí)，被濺射飛散出.因被濺射飛散的物體附著于目標(biāo)基板上而制成薄膜.在日光燈的插座附近常見的變黑現(xiàn)象，即為身邊最賞見之例，此乃因日光燈的電極被濺射出而附著于周圍所形成.濺鍍現(xiàn)象,自19世紀(jì)被發(fā)現(xiàn)以來,就不受歡迎,特別在放電管領(lǐng)域中尤當(dāng)防止.近年來被引用于薄膜制作技術(shù)效效佳，將成為可用之物。薄膜制作的應(yīng)用研究，當(dāng)初主要為BellLab。及WesternElectrie公司，于1963年制成全長(zhǎng)10m左右的連續(xù)濺鍍裝置.1966年由IBM公司發(fā)表高周波濺鍍技術(shù)，使得絕緣物之薄膜亦可制作。后經(jīng)種種研究至今已達(dá)“不管基板的材料為何，皆可被覆蓋任何材質(zhì)之薄膜”目的境地.而若要制作一薄膜，至少需要有裝置薄膜的基板及保持真空狀況的道具（內(nèi)部機(jī)構(gòu)）.這種道具即為制作一空間，并使用真空泵將其內(nèi)氣體抽出的必要.一、真空簡(jiǎn)介：所謂真空，依JIS（日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)）定義如下：較大氣壓力低的壓力氣體充滿的特定的空間狀態(tài)。真空區(qū)域大致劃分及分子運(yùn)動(dòng)如下:二、Sputter（磁控濺鍍）原理：1、Sputter濺鍍定義：在一相對(duì)穩(wěn)定真空狀態(tài)下，陰陽極間產(chǎn)生輝光放電，極間氣體分子被離子化而產(chǎn)生帶電電荷，其中正離子受陰極之負(fù)電位加速運(yùn)動(dòng)而撞擊陰極上之靶材，將其原子等粒子濺出，此濺出之原子則沉積于陽極之基板上而形成薄膜，此物理現(xiàn)象即稱濺鍍。而透過激發(fā)、解離、離子化……等反應(yīng)面產(chǎn)生的分子、原子、受激態(tài)物質(zhì)、電子、正負(fù)離子、自由基、UV光（紫外光）、可見光……等物質(zhì)，而這些物質(zhì)混合在一起的狀態(tài)就稱之為電漿（Plasma）。下圖為Sputter濺鍍模型（類似打臺(tái)球模型）：圖一中的母球代表被電離后的氣體分子，而紅色各球則代表將被濺鍍之靶材（Si、ITO&Ti等），圖二則代表濺鍍后被濺射出的原子、分子等的運(yùn)動(dòng)情形；即當(dāng)被加速的離子與表面撞擊后，通過能量與動(dòng)量轉(zhuǎn)移過程（如圖三），低能離子碰撞靶時(shí),不能從固體表面直接濺射出原子,而是把動(dòng)量轉(zhuǎn)移給被碰撞的原子，引起晶格點(diǎn)陣上原子的鏈鎖式碰撞。這種碰撞將沿著晶體點(diǎn)陣的各個(gè)方向進(jìn)行。同時(shí)，碰撞因在原子最緊密排列的點(diǎn)陣方向上最為有效，結(jié)果晶體表面的原子從鄰近原子那里得到愈來愈大的能量,如果這個(gè)能量大于原子的結(jié)合能，原子就從固體表面從各個(gè)方向?yàn)R射出來。圖四為CPTF之Sputter磁控濺射設(shè)備簡(jiǎn)要模型：電子在交互電場(chǎng)與磁場(chǎng)EXB作用下將氣體電離后撞擊靶材表面，使靶材原子或分子等濺射出來并在管面經(jīng)過吸附、凝結(jié)、表面擴(kuò)散遷移、碰撞結(jié)合形成穩(wěn)定晶核。然后再通過吸附使晶核長(zhǎng)大成小島，島長(zhǎng)大后互相聯(lián)結(jié)聚結(jié)，最后形成連續(xù)狀薄膜.2、Sputter濺鍍物理原理：2。1、Sputter濺鍍理論根據(jù)詳解：洛侖茲力：實(shí)驗(yàn)和理論證明，在磁感強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)中，電荷為q、運(yùn)動(dòng)速度為的帶電粒子,所受的磁場(chǎng)力為此力通常稱為洛倫茲力．此公式稱為洛倫茲公式。根據(jù)運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中的洛倫茲力公式，洛倫茲力的大小為：。從公式可以看出，洛倫茲力的大小不僅和的大小有關(guān)，而且取決于和之間的夾角的正弦。當(dāng)時(shí)，，.此時(shí)，運(yùn)動(dòng)電荷不受磁力作用。當(dāng)時(shí),，。此時(shí)，運(yùn)動(dòng)電荷受到最大磁力作用。洛倫茲力的方向?yàn)椋悍挠沂致菪▌t。運(yùn)動(dòng)電荷帶電量的正負(fù)不同,即使在均相同的情況下，洛倫茲力的方向也不同。當(dāng)時(shí)，，即磁場(chǎng)力的方向服從右手螺旋法則。當(dāng)時(shí),，負(fù)號(hào)說明磁場(chǎng)力的方向在右手螺旋法則規(guī)定的反方向。始終運(yùn)動(dòng)方向垂直，故洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷永不做功,洛倫茲力公式是安培定律的微觀形式.洛倫茲公式是洛倫茲在20世紀(jì)初首先根據(jù)安培定律導(dǎo)出的，之后從實(shí)驗(yàn)上得到了驗(yàn)證。對(duì)載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)中所受的力，從微觀上看，是導(dǎo)體中作定向運(yùn)動(dòng)的電子受磁場(chǎng)力作用的結(jié)果。根據(jù)安培定律，和電流強(qiáng)度的微觀表示形式，如右圖中電流元受到的安培力可改寫為:粒子速度平行于磁場(chǎng)方向的分量所對(duì)應(yīng)的洛倫茲分力，將使粒子作勻速直線運(yùn)動(dòng),兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)合成為螺旋線運(yùn)動(dòng)。2。2、Sputter濺鍍物理原理：磁控濺射的工作原理如下圖所示；電子在電場(chǎng)E作用下，在飛向基板過程中與氬原子發(fā)生碰撞，使其電離出Ar+和一個(gè)新的電子，電子飛向基片，Ar+在電場(chǎng)作用下加速飛向陰極靶,并以高能量轟擊靶表面，使靶材發(fā)生濺射。在濺射粒子中,中性的靶原子或分子則淀積在基片上形成薄膜.二次電子el一旦離開靶面，就同時(shí)受到電場(chǎng)和磁場(chǎng)的作用。為了便于說明電子的運(yùn)動(dòng)情況，可以近似認(rèn)為：二次電子在陰極暗區(qū)時(shí)，只受電場(chǎng)作用；一旦進(jìn)入負(fù)輝區(qū)就只受磁場(chǎng)作用.于是，從靶面發(fā)出的二次電子，首先在陰極暗區(qū)受到電場(chǎng)加速，飛向負(fù)輝區(qū).進(jìn)入負(fù)輝區(qū)的電子具有一定速度，并且是垂直于磁力線運(yùn)動(dòng)的.在這種情況下，電子由于受到磁場(chǎng)B洛侖茲力的作用，而繞磁力線旋轉(zhuǎn).電子旋轉(zhuǎn)半圈之后，重新進(jìn)入陰極暗區(qū),受到電場(chǎng)減速.當(dāng)電子接近靶面時(shí)，速度即可降到零.以后,電子又在電場(chǎng)的作用下，再次飛離靶面，開始一個(gè)新的運(yùn)動(dòng)周期.電子就這樣周而復(fù)始，跳躍式地朝著E（電場(chǎng)）XB（磁場(chǎng)）所指的方向漂移（見下圖）。簡(jiǎn)稱EXB漂移.電子在正交電磁場(chǎng)作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡近似于一條擺線。若為環(huán)形磁場(chǎng)，則電子就以近似擺線形式在靶表面作圓周運(yùn)動(dòng)。二次電子在環(huán)狀磁場(chǎng)的控制下，運(yùn)動(dòng)路徑不僅很長(zhǎng)，而且被束縛在靠近靶表面的等離子體區(qū)域內(nèi)，在該區(qū)中電離出大量的Ar+離子用來轟擊靶材，從而實(shí)現(xiàn)了磁控濺射淀積速率高的特點(diǎn)。隨著碰撞次數(shù)的增加，電子el的能量消耗殆盡，逐步遠(yuǎn)離靶面。并在電場(chǎng)E的作用下最終沉積在基片上。由于該電子的能量很低，傳給基片的能量很小，致使基片溫升較低.另外，對(duì)于e2類電子來說，由于磁極軸線處的電場(chǎng)與磁場(chǎng)平行，電子e2將直接飛向基片，但是在磁極軸線處離子密度很低，所以e2電子很少，對(duì)基片溫升作用極微.綜上所述，磁控濺射的基本原理，就是以磁場(chǎng)來改變電子的運(yùn)動(dòng)方向，并束縛和延長(zhǎng)電子的運(yùn)動(dòng)軌跡，從而提高了電子對(duì)工作氣體的電離幾率和有效地利用了電子的能量。因此，使正離子對(duì)靶材轟擊所引起的靶材濺射更加有效。同時(shí)，受正交電磁場(chǎng)束縛的電子，又只能在其能量要耗盡時(shí)才沉積在基片上。這就是磁控濺射具有“低溫”，“高速”兩大特點(diǎn)的道理。具體應(yīng)用于Sputter磁控濺射中之情形如下圖所示.LED制作流程分為兩大部分.首先在襯低上制作氮化鎵（GaN）基的外延片，這個(gè)過程主要是在金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積外延爐中完成的?準(zhǔn)備好制作GaN基外延片所需的材料源和各種高純的氣體之后,按照工藝的要求就可以逐步把外延片做好。常用的襯底主要有藍(lán)寶石、碳化硅和硅襯底，還有GaAs、AIN、ZnO等材料。MOCVD是利用氣相反應(yīng)物（前驅(qū)物）及III族的有機(jī)金屬和V族的NH3在襯底表面進(jìn)行反應(yīng)，將所需的產(chǎn)物沉積在襯底表面。通過控制溫度、壓力、反應(yīng)物濃度和種類比例從而控制鍍膜成分、晶相等品質(zhì)。MOCVD外延爐是制作LED外延片最常用的設(shè)備。接下來是對(duì)LEDPN結(jié)的兩個(gè)電極進(jìn)行加工，電極加工也是制作LED芯片的關(guān)鍵工序，包括清洗、蒸鍍、黃光、化學(xué)蝕刻、熔合、研磨；然后對(duì)LED毛片進(jìn)行劃片、測(cè)試和分選，就可以得到所需的LED芯片。如果晶片清洗不夠干凈，蒸鍍系統(tǒng)不正常，會(huì)導(dǎo)致蒸鍍出來的金屬層（指蝕刻后的電極）會(huì)有脫落，金屬層外觀變色，金泡等異常.蒸鍍過程中有時(shí)需用彈簧夾固定晶片，因此會(huì)產(chǎn)生夾痕（在目檢必須挑除）。黃光作業(yè)內(nèi)容包括烘烤、上光阻、照相曝光、顯影等，若顯影不完全及光罩有破洞會(huì)有發(fā)光區(qū)殘多出金屬。晶片在前段制程中，各項(xiàng)制程如清洗、蒸鍍、黃光、化學(xué)蝕刻、熔合、研磨等作業(yè)都必須使用鑷子及花籃、載具等，因此會(huì)有晶粒電極刮傷情形發(fā)生?；澹ㄒr底）磊晶制程（擴(kuò)散、濺射、

化學(xué)氣相沉積）

磊晶片

清洗

蒸鍍

黃光作業(yè)

化學(xué)蝕刻熔合研磨切割測(cè)試單晶爐、切片機(jī)、磨片機(jī)等外延爐（MOCVD）清洗機(jī)蒸鍍機(jī)、電子槍烘烤、上光阻、照相曝光、顯影切割機(jī)探針測(cè)試臺(tái)顆粒度檢測(cè)儀刻蝕機(jī)減薄機(jī)、清洗機(jī)大功率LED封裝技術(shù)導(dǎo)讀：大功率型LED的應(yīng)用面非常廣，不同應(yīng)用場(chǎng)合下對(duì)功率LED的要求不一樣。根據(jù)功率大小，目前的功率型LED分為普通功率LED和W級(jí)功率LED二種。輸入功率小于1W的LED（幾十mW功率LED除外）為普通功率LED；輸入功率等于或大于1W的LED為W級(jí)功率LED。而W級(jí)功率LED常見的有二種結(jié)構(gòu)形式，一種是單芯片W級(jí)功率LED,另一種是多芯片組合的W級(jí)功率LED。一、引言半導(dǎo)體發(fā)光二極管簡(jiǎn)稱LED,從上世紀(jì)六十年代研制出來并逐步走向市場(chǎng)化，其封裝技術(shù)也是不斷改進(jìn)和發(fā)展.LED由最早用玻璃管封裝發(fā)展至支架式環(huán)氧封裝和表面貼裝式封裝，使得小功率LED獲得廣泛的應(yīng)用。從上世紀(jì)九十年代開始，由于LED外延、芯片技術(shù)上的突破,四元系A(chǔ)lGalnP和GaN基的LED相繼問世，實(shí)現(xiàn)了LED全色化，發(fā)光亮度大大提高，并可組合各種顏色和白光。器件輸入功率上有很大提高。目前單芯片1W大功率LED已產(chǎn)業(yè)化并推向市場(chǎng)，臺(tái)灣國聯(lián)也已研制出10W的單芯片大功率LED.這使得超高亮度LED的應(yīng)用面不斷擴(kuò)大，首先進(jìn)入特種照明的市場(chǎng)領(lǐng)域，并向普通照明市場(chǎng)邁進(jìn).由于LED芯片輸入功率的不斷提高,對(duì)這些功率型LED的封裝技術(shù)提出了更高的要求.功率型LED封裝技術(shù)主要應(yīng)滿足以下二點(diǎn)要求：一是封裝結(jié)構(gòu)要有高的取光效率，其二是熱阻要盡可能低，這樣才能保證功率LED的光電性能和可靠性。所以本文將重點(diǎn)對(duì)功率型LED的封裝技術(shù)作介紹和論述.二、功率型LED封裝技術(shù)現(xiàn)狀由于功率型LED的應(yīng)用面非常廣，不同應(yīng)用場(chǎng)合下對(duì)功率LED的要求不一樣。根據(jù)功率大小，目前的功率型LED分為普通功率LED和W級(jí)功率LED二種。輸入功率小于1W的LED（幾十mW功率LED除外）為普通功率LED；輸入功率等于或大于1W的LED為W級(jí)功率LED。而W級(jí)功率LED常見的有二種結(jié)構(gòu)形式,一種是單芯片W級(jí)功率LED，另一種是多芯片組合的W級(jí)功率LED.國外功率型LED封裝技術(shù)：（1） 普通功率LED根據(jù)報(bào)導(dǎo)，最早是由HP公司于1993年推出“食人魚”封裝結(jié)構(gòu)的LED,稱“SuperfluxLED”，并于1994年推出改進(jìn)型的“SnapLED”，其外形如圖1所示.它們典型的工作電流，分別為70mA和150mA，輸入功率分別為0.1W和0。3W。Osram公司推出“PowerTOPLED”是采用金屬框架的PLCC封裝結(jié)構(gòu),其外形圖如圖2所示。之后其他一些公司推出多種功率LED的封裝結(jié)構(gòu)。其中一種PLCC-4結(jié)構(gòu)封裝形式，其功率約200~300mW，這些結(jié)構(gòu)的熱阻一般為75?125°C/W。總之，這些結(jié)構(gòu)的功率LED比原支架式封裝的LED輸入功率提高幾倍,熱阻下降幾倍。（2） W級(jí)功率LEDW級(jí)功率LED是未來照明的核心部分，所以世界各大公司投入很大力量，對(duì)W級(jí)功率封裝技術(shù)進(jìn)行研究開發(fā)，并均已將所得的新結(jié)構(gòu)、新技術(shù)等申請(qǐng)各種專利?單芯片W級(jí)功率LED最早是由Lumileds公司于1998年推出的LuxeonLED，其結(jié)構(gòu)如圖3所示，根據(jù)報(bào)導(dǎo)，該封裝結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是采用熱電分離的形式，將倒裝芯片用硅載體直接焊接在熱沉上，并采用反射杯、光學(xué)透鏡和柔性透明膠等新結(jié)構(gòu)和新材料，提高了器件的取光效率并改善了散熱特性.可在較大的電流密度下穩(wěn)定可靠的工作，并具有比普通LED低得多的熱阻，一般為14?17°C/W，現(xiàn)有1W、3W和5W的產(chǎn)品。該公司近期還報(bào)導(dǎo)［1］推出LuxeonIIILED產(chǎn)品，由于對(duì)封裝和芯片進(jìn)行改善，可在更高的驅(qū)動(dòng)電流下工作，在700mA電流工作50000小時(shí)后仍能保持70%的流明，在1A電流工作20000小時(shí)能保持50%的流明。Osram公司于2003年推出單芯片的“GoldenDragon"列LED［2］，如圖4所示，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是熱沉與金屬線路板直接接觸,具有很好的散熱性能，而輸入功率可達(dá)1W。我國臺(tái)灣UEC公司（國聯(lián)）采用金屬鍵合（MetalBonding）技術(shù)封裝的MB系列大功率LED［3］其特點(diǎn)是用Si代替GaAs襯底，散熱好,并以金屬黏結(jié)層作光反射層，提高光輸出?，F(xiàn)有LED單芯片面積分別為：0.3x0.3mm2、1x1mm2和2.5x2.5mm2的芯片，其輸入功率分別有0。3W、1W和10W,其中2。5x2.5mm2芯片光通量可達(dá)200lm，0。3W和1W產(chǎn)品正推向市場(chǎng)?多芯片組合封裝的大功率LED，其結(jié)構(gòu)和封裝形式較多，這里介紹幾種典型的結(jié)構(gòu)封裝形式:美國UOE公司于2001年推出多芯片組合封裝的Norlux系列LED［4］，其結(jié)構(gòu)是采用六角形鋁板作為襯底，如圖5所示，鋁層導(dǎo)熱好，中央發(fā)光區(qū)部分可裝配40只芯片，封裝可為單色或多色組合，也可根據(jù)實(shí)際需求布置芯片數(shù)和金線焊接方式，該封裝的大功率LED其光通量效率為20lm/W，發(fā)光通量為100lm。LaninaCeramics公司于2003年推出采用公司獨(dú)有的金屬基板上低溫?zé)Y(jié)陶瓷（LTCC-M）技術(shù)封裝的大功率LED陣列】5］，有二種產(chǎn)品:一種為7元LED陣列，光通量為840lm，功率為21W.另一種是134元LED陣列，光通量為3601m,功率134W。由于LTCC-M技術(shù)是將LED芯片直接連接到密封陣列配置的封裝盒上，因此工作溫度可達(dá)250C。③松下公司于2003年推出由64只芯片組合封裝的大功率白光LED[6],光通量可達(dá)1201m,采用散熱性能優(yōu)良的襯底，把這些芯片封裝在2cm2的面積中，其驅(qū)動(dòng)電流可達(dá)8W,這種封裝中每1W輸入功率其溫升僅為1。2°C。④日亞公司于2003年推出號(hào)稱是全世界最亮的白光LED,其光通量可達(dá)6001m,輸出光束為10001m時(shí)，耗電量為30W,最大輸入功率為50W,提供展覽的白光LED模塊發(fā)光效率達(dá)331m/W。有關(guān)多芯片組合的大功率LED,許多公司根據(jù)實(shí)際市場(chǎng)需求，不斷開發(fā)很多新結(jié)構(gòu)封裝的新產(chǎn)品,其開發(fā)研制的速度是非?？?。國內(nèi)功率型LED封裝技術(shù)國內(nèi)LED普通產(chǎn)品的后工序封裝能力應(yīng)該是很強(qiáng)的，封裝產(chǎn)品的品種較齊全，據(jù)初步估計(jì)，全國LED封裝廠超過200家，封裝能力超過200億只/年,封裝的配套能力也是很強(qiáng)的,但是很多封裝廠為私營(yíng)企業(yè),目前來看規(guī)模偏小。國內(nèi)功率型LED的封裝，早在上世紀(jì)九十年代就開始，一些有實(shí)力的后封裝企業(yè)，當(dāng)時(shí)就開始開發(fā)并批量生產(chǎn),如“食人魚”功率型LED.國內(nèi)的大學(xué)、研究所很少對(duì)大功率LED封裝技術(shù)開展研究，信息產(chǎn)業(yè)部第13研究所對(duì)功率型LED封裝技術(shù)開展研究工作,并取得很好的研究成果，具體開發(fā)出功率LED產(chǎn)品。國內(nèi)有實(shí)力的LED封裝企業(yè)（外商投資除外），如佛山國星、廈門華聯(lián)等幾個(gè)企業(yè)，很早就開展功率型LED的研發(fā)工作，并取得較好的效果。如“食人魚”和PLCC封裝結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品,均可批量生產(chǎn)，并已研制出單芯片1W級(jí)的大功率LED封裝的樣品。而且還進(jìn)行多芯片或多器件組合的大功率LED研制開發(fā)，并可提供部分樣品供試用。對(duì)大功率LED封裝技術(shù)的研究開發(fā),目前國家尚未正式支持投入，國內(nèi)研究單位很少介入,封裝企業(yè)投入研發(fā)的力度（人力和財(cái)力）還很不夠,形成國內(nèi)對(duì)封裝技術(shù)的開發(fā)力量薄弱的局面，其封裝的技術(shù)水平與國外相比還有相當(dāng)?shù)牟罹?。三、功率型LED產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵的封裝技術(shù)半導(dǎo)體LED要作為照明光源,常規(guī)產(chǎn)品的光通量與白熾燈和熒光燈等通用性光源相比距離甚遠(yuǎn)?因此，LED要在照明領(lǐng)域發(fā)展，關(guān)鍵要將其發(fā)光效率、光通量提高至現(xiàn)有照明光源的等級(jí)。功率型LED所用的外延材料采用MOCVD的外延生長(zhǎng)技術(shù)和多量子阱結(jié)構(gòu)雖然其外量子效率還需進(jìn)一步提高,但獲得高發(fā)光通量的最大障礙仍是芯片的取光效率低.現(xiàn)有的功率型LED的設(shè)計(jì)采用了倒裝焊新結(jié)構(gòu)來提高芯片的取光效率，改善芯片的熱特f生并通過增大芯片面積，加大工作電流來提高器件的光電轉(zhuǎn)換效率,從而獲得較高的發(fā)光通量。除了芯片外,器件的封裝技術(shù)也舉足輕重。關(guān)鍵的封裝技術(shù)工藝有:1、 散熱技術(shù)傳統(tǒng)的指示燈型LED封裝結(jié)構(gòu),一般是用導(dǎo)電或非導(dǎo)電膠將芯片裝在小尺寸的反射杯中或載片臺(tái)上，由金絲完成器件的內(nèi)外連接后用環(huán)氧樹脂封裝而成其熱阻高達(dá)250?300°C/W，新的功率型芯片若采用傳統(tǒng)式的LED封裝形式，將會(huì)因?yàn)樯岵涣级鴮?dǎo)致芯片結(jié)溫迅速上升和環(huán)氧碳化變黃，從而造成器件的加速光衰直至失效,甚至因?yàn)檠杆俚臒崤蛎浰a(chǎn)生的應(yīng)力造成開路而失效。因此，對(duì)于大工作電流的功率型LED芯片,低熱阻、散熱良好及低應(yīng)力的新的封裝結(jié)構(gòu)是功率型LED器件的技術(shù)關(guān)鍵。采用低電阻率、高導(dǎo)熱性能的材料粘結(jié)芯片；在芯片下部加銅或鋁質(zhì)熱沉，并采用半包封結(jié)構(gòu)，加速散熱；甚至設(shè)計(jì)二次散熱裝置，來降低器件的熱阻。在器件的內(nèi)部,填充透明度高的柔性硅橡膠，在硅橡膠承受的溫度范圍內(nèi)（一般為-40C?200C），膠體不會(huì)因溫度驟然變化而導(dǎo)致器件開路，也不會(huì)出現(xiàn)變黃現(xiàn)象.零件材料也應(yīng)充分考慮其導(dǎo)熱、散熱特性,以獲得良好的整體熱特性。2、 二次光學(xué)設(shè)計(jì)技術(shù)為提高器件的取光效率,設(shè)計(jì)外加的反射杯與多重光學(xué)透鏡.3、 功率型LED白光技術(shù)常見的實(shí)現(xiàn)白光的工藝方法有如下三種：1）藍(lán)色芯片上涂上YAG熒光粉，芯片的藍(lán)色光激發(fā)熒光粉發(fā)出典型值為500nm?560nm的黃綠光,黃綠光與藍(lán)色光合成白光。該方法制備相對(duì)簡(jiǎn)單,效率高,具有實(shí)用性。缺點(diǎn)是布膠量一致性較差、熒光粉易沉淀導(dǎo)致出光面均勻性差、色調(diào)一致性不好；色溫偏高；顯色性不夠理想。2）RGB三基色多個(gè)芯片或多個(gè)器件發(fā)光混色成白光;或者用藍(lán)+黃綠色雙芯片補(bǔ)色產(chǎn)生白光。只要散熱得法,該方法產(chǎn)生的白光較前一種方法穩(wěn)定,但驅(qū)動(dòng)較復(fù)雜，另外還要考慮不同顏色芯片的不同光衰速度。3）在紫外光芯片上涂RGB熒光粉，利用紫光激發(fā)熒光粉產(chǎn)生三基色光混色形成白光。但目前的紫外光芯片和RGB熒光粉效率較低，環(huán)氧樹脂在紫外光照射下易分解老化。我司目前已采用方法1）和2）進(jìn)行白光LED產(chǎn)品的批量生產(chǎn)，并已進(jìn)行了W級(jí)功率LED的樣品試制。積累了一定的經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)，我們認(rèn)為照明用W級(jí)功率LED產(chǎn)品要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化還必須解決如下技術(shù)問題:粉涂布量控制:LED芯片+熒光粉工藝采用的涂膠方法通常是將熒光粉與膠混合后用分配器將其涂到芯片上。在操作過程中，由于載體膠的粘度是動(dòng)態(tài)參數(shù)、熒光粉比重大于載體膠而產(chǎn)生沉淀以及分配器精度等因素的影響，此工藝熒光粉的涂布量均勻性的控制有難度，導(dǎo)致了白光顏色的不均勻。芯片光電參數(shù)配合：半導(dǎo)體工藝的特點(diǎn)，決定同種材料同一晶圓芯片之間都可能存在光學(xué)參數(shù)（如波長(zhǎng)、光強(qiáng)）和電學(xué)（如正向電壓）參數(shù)差異。RGB三基色芯片更是這樣，對(duì)于白光色度參數(shù)影響很大。這是產(chǎn)業(yè)化必須要解決的關(guān)鍵技術(shù)之一.根據(jù)應(yīng)用要求產(chǎn)生的光色度參數(shù)控制:不同用途的產(chǎn)品,對(duì)白光LED的色坐標(biāo)、色溫、顯色性、光功率（或光強(qiáng)）和光的空間分布等要求就不同。上述參數(shù)的控制涉及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、工藝方法、材料等多方面因素的配合.在產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)中，對(duì)上述因素進(jìn)行控制，得到符合應(yīng)用要求、一致性好的產(chǎn)品十分重要.4、測(cè)試技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)隨著W級(jí)功率芯片制造技術(shù)和白光LED工藝技術(shù)的發(fā)展，LED產(chǎn)品正逐步進(jìn)入（特種）照明市場(chǎng)，顯示或指示用的傳統(tǒng)LED產(chǎn)品參數(shù)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)及測(cè)試方法已不能滿足照明應(yīng)用的需要。國內(nèi)外的半導(dǎo)體設(shè)備儀器生產(chǎn)企業(yè)也紛紛推出各自的測(cè)試儀器，不同的儀器使用的測(cè)試原理、條件、標(biāo)準(zhǔn)存在一定的差異，增加了測(cè)試應(yīng)用、產(chǎn)品性能比較工作的難度和問題復(fù)雜化.我國光學(xué)光電子行業(yè)協(xié)會(huì)光電子器件分會(huì)行業(yè)協(xié)會(huì)根據(jù)LED產(chǎn)品發(fā)展的需要，于2003年發(fā)布了“發(fā)光二極管測(cè)試方法（試行）”，該測(cè)試方法增加了LED色度參數(shù)的規(guī)定。但LED要往照明業(yè)拓展，建立LED照明產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)是產(chǎn)業(yè)規(guī)范化的重要手段。5、篩選技術(shù)與可靠性保證由于燈具外觀的限制，照明用LED的裝配空間密封且受到局限，密封且有限的空間不利于LED散熱,這意味著照明LED的使用環(huán)境要劣于傳統(tǒng)顯示、指示用LED產(chǎn)品。另外，照明LED處于大電流驅(qū)動(dòng)下工作，這就對(duì)其提出更高的可靠性要求。在產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)中，針對(duì)不同的產(chǎn)品用途，制定適當(dāng)?shù)臒崂匣囟妊h(huán)沖擊、負(fù)載老化工藝篩選試驗(yàn)，剔除早期失效品，保證產(chǎn)品的可靠性很有必要。6、靜電防護(hù)技術(shù)藍(lán)寶石襯底的藍(lán)色芯片其正負(fù)電極均位于芯片上面，間距很小;對(duì)于InGaN/AlGaN/GaN雙異質(zhì)結(jié)，InGaN活化簿層僅幾十nm,對(duì)靜電的承受能力很小，極易被靜電擊穿，使器件失效。因此，在產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)中，靜電的防范是否得當(dāng)，直接影響到產(chǎn)品的成品率、可靠性和經(jīng)濟(jì)效益。靜電的防范技術(shù)有如下幾種:生產(chǎn)、使用場(chǎng)所從人體、臺(tái)、地、空間及產(chǎn)品傳輸、堆放等實(shí)施防范手段有防靜電服裝、手套、手環(huán)、鞋、墊、盒、離子風(fēng)扇、檢測(cè)儀器等。芯片上設(shè)計(jì)靜電保護(hù)線路。LED上裝配保護(hù)器件。廈門華聯(lián)電子有限公司長(zhǎng)期從事半導(dǎo)體LED及其它光電子器件的研制、生產(chǎn)?目前在功率LED方面，已具備食人魚、PLCC功率型LED產(chǎn)品的量產(chǎn)能力。目前已有三基色芯片的PLCC功率型LED用于室外裝飾應(yīng)用產(chǎn)品出口歐美市場(chǎng)。在多芯片混色白光技術(shù)應(yīng)用方面，已有彩色顯示模塊出口。W級(jí)功率型LED已經(jīng)研制出R、Y、G、B、W色，兩種外形樣品。IF=350mA下的光效分別約為14lm/W、lllm/W、12lm/W、4lm/W和11.5lm/W,目前可提供樣品試用。四、結(jié)束語我國LED封裝產(chǎn)品主要是普通小功率LED,同時(shí)還具有一定的功率型LED封裝技術(shù)和水品。但由于多種原因，我國大功率LED封裝技術(shù)水平總體來說與國際水平還有相當(dāng)?shù)牟罹?。為了加快發(fā)展LED封裝技術(shù)水平，我們建議：國家要重點(diǎn)支持LED前工序外延、芯片有實(shí)力的重點(diǎn)研究單位（大學(xué)）和企業(yè)，集中優(yōu)勢(shì)，重點(diǎn)突破前工序的關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)，盡快開發(fā)并生產(chǎn)有自主產(chǎn)權(quán)的1W、3W、5W和10W等大功率LED芯片，只有這樣，才能確保我國大功率LED的順利發(fā)展。國家要重點(diǎn)扶植幾家有實(shí)力的大功率LED封裝企業(yè)，研發(fā)有自主產(chǎn)權(quán)的LED封裝產(chǎn)品，并要達(dá)到規(guī)?；纳a(chǎn)程度，參與國際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。3．要重視熒光粉、封裝環(huán)氧等基礎(chǔ)材料的研究開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化工作。4.根據(jù)市場(chǎng)要求,開發(fā)適應(yīng)市場(chǎng)的各種功率型LED產(chǎn)品，首先瞄準(zhǔn)特種照明應(yīng)用的市場(chǎng)，并逐步向普通照明燈源市場(chǎng)邁進(jìn).大功率LED封裝工藝系列之固晶篇一、基礎(chǔ)知識(shí)1．目的用銀膠將芯片固定在支架的載片區(qū)上，使芯片和支架形成良好的接觸。2．技術(shù)要求2．1膠量要求芯片必須四面包膠，銀膠高度不得超過芯片高度的1/3，如圖12．2芯片的表觀要求芯片要求放置平整、無缺膠、粘膠、裝反（電極）、芯片無損傷，沾污。3．工藝要求3．1材料使用保存條件材料名稱溫度 濕度貯存時(shí)間銀膠20°C?25°C 45%—75% 48小時(shí)0°C 45%—75% 3個(gè)月—15C 45%-75% 6個(gè)月支架 密封儲(chǔ)存于恒溫干燥箱內(nèi) 兩年芯片 密封儲(chǔ)存于恒溫干燥箱內(nèi) 兩年注：恒溫干燥箱條件為溫度:20—30C，相對(duì)濕度：小于45%。銀膠從冰箱中取出后，需在室溫下醒膠30分鐘。從膠瓶中取出適量銀膠，攪拌均勻，然后才能使用,常溫使用壽命不超過48小時(shí).4．操作方法（省略，由于具體的操作比較繁瑣,不好用文字全部表述清楚,如果有什么問題可以提出來一起探討）5．裝架后銀膠燒結(jié)要求5．1燒結(jié)后銀膠外觀要求還原固化后的銀膠呈銀白色,粘接牢固且無裂縫.5．2注意事項(xiàng)（1） 注意燒結(jié)時(shí)間、溫度是否為設(shè)定值.（2） 燒結(jié)烘箱勿用于其他產(chǎn)品,避免污染。（3） 注意料盒開口是否置于烘箱出風(fēng)口，以便熱風(fēng)循環(huán)，使成品平均勻受熱。（4） 燒結(jié)時(shí)，傳遞盒必須蓋上蓋子，以免粉塵污染產(chǎn)品。二、裝架設(shè)備自動(dòng)裝架機(jī)臺(tái)如圖2、圖3烘箱（銀膠燒結(jié)）如圖4還有一些手動(dòng)裝架機(jī)臺(tái)，我這里就不提了。其實(shí)裝架機(jī)臺(tái)的操作還是比較簡(jiǎn)單了，主要是要掌握好銀膠膠量的控制，這個(gè)關(guān)系到后面產(chǎn)品的性能，膠量控制不好容易出現(xiàn)的問題有短路、反向電流偏大、熱阻偏大等等，這些都會(huì)影響產(chǎn)品壽命。所以膠量一定要控制好。另外還要注意的就芯片位置的一致性，不要裝出來的芯片一個(gè)往左一個(gè)往右偏的,這將大大影響后面的鍵合工序的質(zhì)量和速度，所以裝架時(shí)機(jī)臺(tái)中心點(diǎn)的調(diào)試和芯片的放置也時(shí)非常重要的。最后如果大家還有些什么具體的問題可以在這里提出來，我們一起探討。裝架機(jī)臺(tái)的操作還有兩個(gè)方面要比較注意的，那就是吸嘴和點(diǎn)膠頭的選擇.不同規(guī)格的芯片要注意選擇不同大小的吸嘴和不同材質(zhì)的吸嘴,一般來說吸嘴的內(nèi)徑應(yīng)該為芯片大小的3/4左右即可，大芯片一般用軟吸嘴如橡膠或者膠木等，而小芯片一般用鎢鋼吸嘴。但是有一些特殊的芯片可能要上機(jī)臺(tái)試過后才能最后決定用什么樣的吸嘴.對(duì)于點(diǎn)膠頭的選擇也很重要，特別是對(duì)于大功率芯片而言。為了保證膠的面積大，而厚度又要盡量薄，建議使用方形點(diǎn)膠頭，這樣既能保證芯片四個(gè)角都能有膠，而且銀膠厚度也比較好控制。＊*威控固晶機(jī)資料＊＊?jiǎng)倓偱揭稽c(diǎn)威控固晶機(jī)的資料，與大家分享一下下面大概說一下它的特點(diǎn):工作臺(tái)設(shè)計(jì) 單一料盒設(shè)計(jì)，上下料輕巧快捷。（上下料僅需4秒）工作臺(tái)位置 面向操作員開放,使上下料方便快速。（對(duì)比一下AD892好像是方便不少）頂針高度偵測(cè)自動(dòng)偵測(cè)頂針高度,調(diào)試機(jī)臺(tái)方便，延長(zhǎng)頂針壽命.取放高度偵測(cè)自動(dòng)偵測(cè)取放高度，會(huì)減少芯片破碎的可能性。（這個(gè)確實(shí)方便，但有些特殊芯片，還是手動(dòng)的比較保險(xiǎn)。）芯片識(shí)別 特殊光源設(shè)計(jì)，可識(shí)別粗化表面芯片。（這個(gè)不錯(cuò),AD892還要另外加錢）點(diǎn)膠固晶回饋（側(cè)向CCD模組） 可以即時(shí)反饋點(diǎn)膠固晶情況.（我最喜歡的是這個(gè)功能了，感覺很不錯(cuò)，就是不知道實(shí)際效果如何）中英文操作介面,便於操作員及技術(shù)員掌握設(shè)備的操作及調(diào)試大功率LED封裝工藝系列之焊線篇一、基礎(chǔ)知識(shí)1。目的在壓力、熱量和超聲波能量的共同作用下，使金絲在芯片電極和外引線鍵合區(qū)之間形成良好的歐姆接觸,完成內(nèi)外引線的連接。2。技術(shù)要求2.1金絲與芯片電極、引線框架鍵合區(qū)間的連接牢固2.2金絲拉力：25ym金絲F最小＞5CN,F平均＞6CN：32ym金絲F最小〉8CN,F平均＞10CN。2.3焊點(diǎn)要求2。3。1金絲鍵合后第一、第二焊點(diǎn)如圖(1)、圖(2)2。3.2金球及契形大小說明金球直徑A:巾25um金絲：60-75um,即為①的2。4-3。0倍；球型厚度H：巾25um金絲：15—20um,即為①的0.6—0。8倍；契形長(zhǎng)度D：巾25um金絲：70-85um,即為①的2。8-3。4倍；2.3.3金球根部不能有明顯的損傷或變細(xì)的現(xiàn)象,契形處不能有明顯的裂紋2。4焊線要求2。4.1各條金絲鍵合拱絲高度合適,無塌絲、倒絲,無多余焊絲2。5金絲拉力2。5。1第一焊點(diǎn)金絲拉力以焊絲最高點(diǎn)測(cè)試,從焊絲的最高點(diǎn)垂直引線框架表面在顯微鏡觀察下向上拉,測(cè)試?yán)?。如圖所示：鍵合拉力及斷點(diǎn)位置要求：工藝條件由于不同機(jī)臺(tái)的參數(shù)設(shè)置都不同,所以沒有辦法統(tǒng)一。我在這里就簡(jiǎn)單的說一下主要要設(shè)置的地方:鍵合溫度、第一第二焊點(diǎn)的焊接時(shí)間、焊接壓力、焊接功率、拱絲高度、燒球電流、尾絲4．注意事項(xiàng)4．1不得用手直接接觸支架上的芯片以及鍵合區(qū)域。4．2操作人員需佩帶防靜電手環(huán),穿防靜電工作服，避免靜電對(duì)芯片造成傷害.4．3材料在搬運(yùn)中須小心輕放,避免靜電產(chǎn)生及碰撞，需防倒絲、塌絲、斷線及沾附雜物。4．4鍵合機(jī)臺(tái)故障時(shí)，應(yīng)及時(shí)將在鍵合的在制品退出加熱板，避免材料在加熱塊上烘烤過久而造成銀膠龜裂及支架變色.二、鍵合設(shè)備先來張手動(dòng)機(jī)臺(tái),很古老了ASM的立式機(jī)臺(tái)臥式（現(xiàn)在手上沒有圖片，改天照了傳上來）KS的機(jī)臺(tái)1488好古老的機(jī)臺(tái)，下面這臺(tái)已經(jīng)快有20年的歷史了最新的elite機(jī)臺(tái)，確實(shí)不錯(cuò)，就是偶爾會(huì)出點(diǎn)莫名其妙的問題，不過重啟一下就好了，估計(jì)是軟件的問題。鍵合機(jī)臺(tái)的操作可能要稍微復(fù)雜一點(diǎn)了，要設(shè)置的參數(shù)比較多，其中最主要也是最難的就是線形的設(shè)置了，這個(gè)就要慢慢的摸索了，一個(gè)好的操作員要做到?jīng)]有其他人比他更了解這個(gè)機(jī)臺(tái)。由于參數(shù)設(shè)置和可能的出現(xiàn)的問題會(huì)較多，在這里就不一一舉出了，大家如果有什么問題就在這里提出來吧，我們可以一起探討.有新的資料我會(huì)隨時(shí)更新的。大功率LED封裝工藝討論LED封裝的工藝流程大致如下,請(qǐng)高手發(fā)表一下高見，呵呵，大家交流一下1。 LED的封裝的任務(wù)是將外引線連接到LED芯片的電極上，同時(shí)保護(hù)好LED芯片，并且起到提高光取出效率的作用。關(guān)鍵工序有裝架、壓焊、封裝。2。 LED封裝形式LED封裝形式可以說是五花八門，主要根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)合采用相應(yīng)的外形尺寸，散熱對(duì)策和出光效果.LED按封裝形式分類有Lamp—LED、TOP—LED、Side—LED、SMD-LED、High-Power—LED等。3。 LED封裝工藝流程4．封裝工藝說明芯片檢驗(yàn)鏡檢:材料表面是否有機(jī)械損傷及麻點(diǎn)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(duì)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(fèi)等不良問題。點(diǎn)膠在LED支架的相應(yīng)位置點(diǎn)上銀膠或絕緣膠。（對(duì)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(duì)于藍(lán)寶石絕緣襯底的藍(lán)光、綠光LED芯片，采用絕緣膠來固定芯片。）工藝難點(diǎn)在于點(diǎn)膠量的控制，在膠體高度、點(diǎn)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(shí)間都是工藝上必須注意的事項(xiàng)。備膠和點(diǎn)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(diǎn)膠，但不是所有產(chǎn)品均適用備膠工藝。5。手工刺片將擴(kuò)張后LED芯片（備膠或未備膠）安置在刺片臺(tái)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(gè)一個(gè)刺到相應(yīng)的位置上?手工刺片和自動(dòng)裝架相比有一個(gè)好處，便于隨時(shí)更換不同的芯片，適用于需要安裝多種芯片的產(chǎn)品。6。自動(dòng)裝架自動(dòng)裝架其實(shí)是結(jié)合了沾膠（點(diǎn)膠）和安裝芯片兩大步驟，先在LED支架上點(diǎn)上銀膠（絕緣膠），然后用真空吸嘴將LED芯片吸起移動(dòng)位置，再安置在相應(yīng)的支架位置上。自動(dòng)裝架在工藝上主要要熟悉設(shè)備操作編程，同時(shí)對(duì)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(duì)LED芯片表面的損傷，特別是蘭、綠色芯片必須用膠木的。因?yàn)殇撟鞎?huì)劃傷芯片表面的電流擴(kuò)散層.7燒結(jié)燒結(jié)的目的是使銀膠固化，燒結(jié)要求對(duì)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°C，燒結(jié)時(shí)間2小時(shí)。根據(jù)實(shí)際情況可以調(diào)整到170弋，1小時(shí)。絕緣膠一般150C,1小時(shí)。銀膠燒結(jié)烘箱的必須按工藝要求隔2小時(shí)（或1小時(shí)）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。 壓焊壓焊的目的將電極引到LED芯片上，完成產(chǎn)品內(nèi)夕卜引線的連接工作。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(diǎn)，再將鋁絲拉到相應(yīng)的支架上方，壓上第二點(diǎn)后扯斷鋁絲。金絲球焊過程則在壓第一點(diǎn)前先燒個(gè)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(diǎn)形狀，拉力。對(duì)壓焊工藝的深入研究涉及到多方面的問題,如金（鋁）絲材料、超聲功率、壓焊壓力、劈刀（鋼嘴）選用、劈刀（鋼嘴）運(yùn)動(dòng)軌跡等等。（下圖是同等條件下，兩種不同的劈刀壓出的焊點(diǎn)微觀照片，兩者在微觀結(jié)構(gòu)上存在差別，從而影響著產(chǎn)品質(zhì)量。）我們?cè)谶@里不再累述。9。 點(diǎn)膠封裝LED的封裝主要有點(diǎn)膠、灌封、模壓三種基本上工藝控制的難點(diǎn)是氣泡、多缺料、黑點(diǎn)。設(shè)計(jì)上主要是對(duì)材料的選型，選用結(jié)合良好的環(huán)氧和支架。（一般的LED無法通過氣密性試驗(yàn)）如右圖所示的TOP-LED和Side-LED適用點(diǎn)膠封裝。手動(dòng)點(diǎn)膠封裝對(duì)操作水平要求很高（特別是白光LED），主要難點(diǎn)是對(duì)點(diǎn)膠量的控制，因?yàn)榄h(huán)氧在使用過程中會(huì)變稠。白光LED的點(diǎn)膠還存在熒光粉沉淀導(dǎo)致出光色差的問題.10。 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。11。 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)氧順著膠道進(jìn)入各個(gè)LED成型槽中并固化。12。 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°C,1小時(shí)。模壓封裝一般在150°C,4分鐘。后固化后固化是為了讓環(huán)氧充分固化，同時(shí)對(duì)LED進(jìn)行熱老化。后固化對(duì)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120C，4小時(shí)。切筋和劃片由于LED在生產(chǎn)中是連在一起的（不是單個(gè)）,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?jiǎng)澠瑱C(jī)來完成分離工作。15。測(cè)試測(cè)試LED的光電參數(shù)、檢驗(yàn)外形尺寸，同時(shí)根據(jù)客戶要求對(duì)LED產(chǎn)品進(jìn)行分選.16.包裝將成品進(jìn)行計(jì)數(shù)包裝。超高亮LED需要防靜電包裝。高亮度（大功率）LED封裝工藝及方案隨著手機(jī)閃光燈、大中尺寸（NB、LCD—TV等）顯示屏光源模塊以至特殊用途照明系統(tǒng)之應(yīng)用逐漸增多?末來再擴(kuò)展至用于一般照明系統(tǒng)設(shè)備，采用白光LED技術(shù)之大功率（HighPower）LED市場(chǎng)將陸續(xù)顯現(xiàn)。在技術(shù)方面，現(xiàn)時(shí)遇到最大挑戰(zhàn)是提升及保持亮度，若再增強(qiáng)其散熱能力,市場(chǎng)之發(fā)展深具潛力。近年來，隨著LED生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展一日千里，令其發(fā)光亮度提高和壽命延長(zhǎng)加上生產(chǎn)成本大幅降低，迅速擴(kuò)大了LED應(yīng)用市場(chǎng)，如消費(fèi)產(chǎn)品、訊號(hào)系統(tǒng)及一般照明等，于是其全球市場(chǎng)規(guī)?？焖俪砷L(zhǎng)。2003年全球LED市場(chǎng)約44。8億美元（高亮度LED市場(chǎng)約27億美元），較2002年成長(zhǎng)17.3%（高亮度LED市場(chǎng)成長(zhǎng)47%），乘著手機(jī)市場(chǎng)繼續(xù)增長(zhǎng)之勢(shì)，預(yù)測(cè)2004年仍有14。0％的成長(zhǎng)幅度可期。在產(chǎn)品發(fā)展方面，白光LED之研發(fā)則成為廠商們之重點(diǎn)開發(fā)項(xiàng)目?現(xiàn)時(shí)制造白光LED方法主要有四種：、藍(lán)LED+發(fā)黃光的螢光粉（如：YAG）、紅LED+綠LED+藍(lán)LED二、紫外線LED+發(fā)紅/綠/藍(lán)光的螢光粉四、藍(lán)LED+ZnSe單結(jié)晶基板目前手機(jī)、數(shù)字相機(jī)、PDA等背光源所使用之白光LED采用藍(lán)光單晶粒加YAG螢光而成。隨著手機(jī)閃光燈、大中尺寸（NB、LCD-TV等）顯示屏光源模塊以至特殊用途照明系統(tǒng)之應(yīng)用逐漸增多。末來再擴(kuò)展至用于一般照明系統(tǒng)設(shè)備采用白光LED技術(shù)之大功率（HighPower）LED市場(chǎng)將陸續(xù)顯現(xiàn)。在技術(shù)方面，現(xiàn)時(shí)遇到最大挑戰(zhàn)是提升及保持亮度，若再增強(qiáng)其散熱能力，市場(chǎng)之發(fā)展深具潛力。ASM在研發(fā)及生產(chǎn)自動(dòng)化光電組件封裝設(shè)備上擁有超過二十年經(jīng)驗(yàn)，業(yè)界現(xiàn)行有很多種提升LED亮度方法，無論從芯片及封裝設(shè)計(jì)層面，至封裝工藝都以提升散熱能力和增加發(fā)光效率為目標(biāo)。在本文中，就LED封裝工藝的最新發(fā)展和成果作概括介紹及討論。芯片設(shè)計(jì)從芯片的演變歷程中發(fā)現(xiàn)，各大LED生產(chǎn)商在上游磊晶技術(shù)上不斷改進(jìn)，如利用不同的電極設(shè)計(jì)控制電流密度，利用ITO薄膜技術(shù)令通過LED的電流能平均分布等，使LED芯片在結(jié)構(gòu)上都盡可能產(chǎn)生最多的光子.再運(yùn)用各種不同方法去抽出LED發(fā)出的每一粒光子，如生產(chǎn)不同外形的芯片；利用芯片周邊有效地控制光折射度提高LED取光效率，研制擴(kuò)大單一芯片表面尺寸（〉2mm2）增加發(fā)光面積,更有利用粗糙的表面增加光線的透出等等。有一些高亮度LED芯片上p-n兩個(gè)電極的位置相距拉近，令芯片發(fā)光效率及散熱能力提高。而最近已有大功率LED的生產(chǎn)，就是利用新改良的激光溶解（Laserlift-off）及金屬黏合技術(shù)（metalbonding），將LED磊晶晶圓從GaAs或GaN長(zhǎng)晶基板移走，并黏合到另一金屬基板上或其它具有高反射性及高熱傳導(dǎo)性的物質(zhì)上面，幫助大功率LED提高取光效率及散熱能力。封裝設(shè)計(jì)經(jīng)過多年的發(fā)展，垂直LED燈（申3mm、申5mm）和SMD燈（表面貼裝LED）已演變成一種標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品模式.但隨著芯片的發(fā)展及需要,開拓出切合大功率的封裝產(chǎn)品設(shè)計(jì)，為了利用自動(dòng)化組裝技術(shù)降低制造成本，大功率的SMD燈亦應(yīng)運(yùn)而生。而且，在可攜式消費(fèi)產(chǎn)品市場(chǎng)急速的帶動(dòng)下，大功率LED封裝體積設(shè)計(jì)也越小越薄以提供更闊的產(chǎn)品設(shè)計(jì)空間。為了保持成品在封裝后的光亮度，新改良的大功率SMD器件內(nèi)加有杯形反射面，有助把全部的光線能一致地反射出封裝外以增加輸出流明。而蓋住LED上圓形的光學(xué)透鏡，用料上更改用以Silicone封膠，代替以往在環(huán)氧樹脂（Epoxy），使封裝能保持一定的耐用性。封裝工藝及方案半導(dǎo)體封裝之主要目的是為了確保半導(dǎo)體芯片和下層電路間之正確電氣和機(jī)械性的互相接續(xù)，及保護(hù)芯片不讓其受到機(jī)械、熱、潮濕及其它種種的外來沖擊。選擇封裝方法、材料和運(yùn)用機(jī)臺(tái)時(shí)，須考慮到LED磊晶的外形、電氣/機(jī)械特性和固晶精度等因素。因LED有其光學(xué)特性，封裝時(shí)也須考慮和確保其在光學(xué)特性上能夠滿足.無論是垂直LED或SMD封裝，都必須選擇一部高精度的固晶機(jī)，因LED晶粒放入封裝的位置精準(zhǔn)與否是直接影響整件封裝器件發(fā)光效能。如圖1示，若晶粒在反射杯內(nèi)的位置有所偏差，光線未能完全反射出來，影響成品的光亮度。但若一部固晶機(jī)擁有先進(jìn)的預(yù)先圖像辨識(shí)系統(tǒng)（PRSystem），盡管品質(zhì)參差的引線框架，仍能精準(zhǔn)地焊接于反射杯內(nèi)預(yù)定之位置上。一般低功率LED器件（如指示設(shè)備和手機(jī)鍵盤的照明）主要是以銀漿固晶，但由于銀漿本身不能抵受高溫，在提升亮度的同時(shí)，發(fā)熱現(xiàn)象也會(huì)產(chǎn)生，因而影響產(chǎn)品。要獲得高品質(zhì)高功率的LED，新的固晶工藝隨之而發(fā)展出來，其中一種就是利用共晶焊接技術(shù)，先將晶粒焊接于一散熱基板（soubmount）或熱沉（heatsink）上，然后把整件晶粒連散熱基板再焊接于封裝器件上，這樣就可增強(qiáng)器件散熱能力，令發(fā)光功率相對(duì)地增加。至于基板材料方面，硅（Silicon）、銅（Copper）及陶瓷（Ceramic）等都是一般常用的散熱基板物料.共晶焊接技術(shù)最關(guān)鍵是共晶材料的選擇及焊接溫度的控制?新一代的InGaN高亮度LED，如采用共晶焊接，晶粒底部可以采用純錫(Sn)或金錫(Au-Sn)合金作接觸面鍍層，晶粒可焊接于鍍有金或銀的基板上。當(dāng)基板被加熱至適合的共晶溫度時(shí)(圖5),金或銀元素滲透到金錫合金層，合金層成份的改變提高溶點(diǎn)，令共晶層固化并將LED緊固的焊于熱沉或基板上(圖6)。選擇共晶溫度視乎晶粒、基板及器件材料耐熱程度及往后SMT回焊制程時(shí)的溫度要求?？紤]共晶固晶機(jī)臺(tái)時(shí)，除高位置精度外，另一重要條件就是有靈活而且穩(wěn)定的溫度控制，加有氮?dú)饣蚧旌蠚怏w裝置，有助于在共晶過程中作防氧化保護(hù).當(dāng)然和銀漿固晶一樣，要達(dá)至高精度的固晶，有賴于嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臋C(jī)械設(shè)計(jì)及高精度的馬達(dá)運(yùn)動(dòng)，才能令焊頭運(yùn)動(dòng)和焊力控制恰到好處之余，亦無損高產(chǎn)能及高良品率的要求。進(jìn)行共晶焊接工藝時(shí)亦可加入助焊劑，這技術(shù)最大的特點(diǎn)是無須額外附加焊力，故此不會(huì)因固晶焊力過大而令過多的共晶合金溢出，減低LED產(chǎn)生短路的機(jī)會(huì).覆晶(FlipChip焊接覆晶焊接近年被積極地運(yùn)用于大功率LED制程中，覆晶方法把GaNLED晶粒倒接合于散熱基板上，因沒有了金線焊墊阻礙，對(duì)提高亮度有一定的幫助。因?yàn)殡娏髁魍ǖ木嚯x縮短，電阻減低，所以熱的產(chǎn)生也相對(duì)降低。同時(shí)這樣的接合亦能有效地將熱轉(zhuǎn)至下一層的散熱基板再轉(zhuǎn)到器件外面去。當(dāng)此工藝被應(yīng)用在SMDLED,不但提高光輸出，更可以使產(chǎn)品整體面積縮小，擴(kuò)大產(chǎn)品的應(yīng)用市場(chǎng)。在覆晶LED技術(shù)發(fā)展上有兩個(gè)主要的方案：一是鉛錫球焊(Solderbumpreflow)技術(shù)；另一個(gè)是熱超聲(Thermosonic)焊接技術(shù)。鉛錫球焊接(圖10)已在IC封裝應(yīng)用多時(shí)，工藝技術(shù)亦已成熟，故在此不再詳述。針對(duì)低成本及低線數(shù)器件的生產(chǎn)，熱超聲覆晶(Thermosonicflipchip)技術(shù)(圖11)尤其適用于大功率LED焊接?以金做焊接的接口，由于金此物本身熔點(diǎn)溫度較鉛錫球和銀漿高，對(duì)固晶后的制程設(shè)計(jì)方面更有彈性。此外，還有無鉛制程、工序簡(jiǎn)單、金屬接位可靠等優(yōu)點(diǎn).熱超聲覆晶工藝經(jīng)過多年的研究及經(jīng)驗(yàn)累積，已掌握最優(yōu)化的制程參數(shù)，而且在幾大LED生產(chǎn)商已成功地投入量產(chǎn)。足生產(chǎn)線使用外，其余大量的（如芯片粘片機(jī)、引線焊接機(jī)、測(cè)試機(jī)、編帶機(jī)）等自動(dòng)化設(shè)備還全都依賴進(jìn)口.發(fā)展我國LDD裝備業(yè)的具體建議方案建議國家在支持LED技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展中，把材料與工藝設(shè)備作為發(fā)展的基礎(chǔ)和原動(dòng)力加以支持?在發(fā)展LED技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的過程中，建議我國走“引進(jìn)、消化、吸收、創(chuàng)新、提高"的道路?具體方案如下：在國家支持下，通過國家、LED生產(chǎn)企業(yè)和設(shè)備及材料制造業(yè)三方聯(lián)合,建立具有孵化器功能的中國LED設(shè)備、材料、制造及應(yīng)用聯(lián)合體。為在短時(shí)間內(nèi)掌握并提高設(shè)備制造水平，帶動(dòng)我國中高檔LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展，建議由聯(lián)合體共同籌措資金（國家50％,設(shè)備研制單位15％，芯片制造與封裝技術(shù)研究單位15%，LED芯片制造與封裝企業(yè)20%）建設(shè)一條完整的LED芯片制造與封裝示范生產(chǎn)線。該示范線以解決設(shè)備研制與工藝試驗(yàn)、LED產(chǎn)品制造工藝技術(shù)研究與驗(yàn)證、實(shí)現(xiàn)工藝技術(shù)與工藝設(shè)備成套供應(yīng)為已任。凡參與該示范建設(shè)的單位，有權(quán)無償使用該生產(chǎn)線進(jìn)行相關(guān)產(chǎn)品、技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化研究與試驗(yàn)，特別是LED產(chǎn)品生產(chǎn)單位，可優(yōu)先優(yōu)惠得到相關(guān)研究與產(chǎn)業(yè)化成果。針對(duì)該示范線，實(shí)施三步走的戰(zhàn)略，最終實(shí)現(xiàn)LED生產(chǎn)設(shè)備商品化和本土化（詳見設(shè)備國產(chǎn)化方案表二）。第一步：利用兩年左右的時(shí)間，對(duì)一些關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行國產(chǎn)化（國家給予一定的獎(jiǎng)金支持）；對(duì)于國內(nèi)已經(jīng)具有一定基礎(chǔ)且具有性價(jià)比優(yōu)勢(shì)的普通設(shè)備則利用市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)原則,采取準(zhǔn)入制擇優(yōu)配套（通過制訂標(biāo)準(zhǔn)）；對(duì)于部分難度較大、短期內(nèi)國產(chǎn)化不了的設(shè)備，國家應(yīng)安排攻關(guān),并完成生產(chǎn)型a樣機(jī)開發(fā)。第二步,從本方案實(shí)施的第三年起，第一步中涉及到的前兩類設(shè)備重點(diǎn)解決生產(chǎn)工藝的適應(yīng)性、生產(chǎn)效率、可靠性、外觀及成本等問題，具備國內(nèi)配套及批量供應(yīng)能力，攻關(guān)類設(shè)備完成生產(chǎn)型樣機(jī)商業(yè)化（Y型機(jī)）開發(fā)。第三步，從本方案實(shí)施的第五年起，第一及第二步中涉及到的所有設(shè)備具備國際競(jìng)爭(zhēng)能力，除滿足國內(nèi)需求外，要占領(lǐng)一定的國際市場(chǎng);攻關(guān)設(shè)備能夠滿足產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)要求并具備批量供應(yīng)能力。LED封裝形式根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)合、不同的外形尺寸、散熱方案和發(fā)光效果LED封裝形式多種多樣。目前，LED按封裝形式分類主要有Lamp-LED、TOP—LED、Side—LED、SMD-LED、High-Power-LED、FlipChip-LED等Lamp-LED（垂直LED）Lamp—LED早期出現(xiàn)的是直插LED，它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)氧樹脂，然后插入壓焊好的LED支架，放入烘箱中讓環(huán)氧樹脂固化后，將LED從模腔中脫離出即成型。由于制造工藝相對(duì)簡(jiǎn)單、成本低，有著較高的市場(chǎng)佔(zhàn)有率。SMD—LED（表面黏著LED）貼片LED是貼于線路板表面的，適合SMT加工，可回流焊，很好地解決了亮度、視角、平整度、可靠性、一致性等問題，采用了更輕的PCB板和反射層材料，改進(jìn)后去掉了直插LED較重的碳鋼材料引腳，使顯示反射層需要填充的環(huán)氧樹脂更少，目的是縮小尺寸，降低重量。這樣，表面貼裝LED可輕易地將產(chǎn)品重量減輕一半，最終使應(yīng)用更加完美Side-LED（側(cè)發(fā)光LED）目前,LED封裝的另一個(gè)重點(diǎn)便側(cè)面發(fā)光封裝.如果想使用LED當(dāng)LCD（液晶顯示器）的背光光源，那麼LED的側(cè)面發(fā)光需與表面發(fā)光相同,才能使LCD背光發(fā)光均勻。雖然使用導(dǎo)線架的設(shè)計(jì),也可以達(dá)到側(cè)面發(fā)光的目的，但是散熱效果不好。不過Lumileds公司發(fā)明反射鏡的設(shè)計(jì),將表面發(fā)光的LED利用反射鏡原理來發(fā)成側(cè)光，成功的將高功率LED應(yīng)用在大尺寸LCD背光模組上.TOP—LED（頂部發(fā)光LED）頂部發(fā)光LED是比較常見的貼片式發(fā)光二極體。主要應(yīng)用于多功能超薄手機(jī)和PDA中的背光和狀態(tài)指示燈.High一Power—LED（高功率LED）為了獲得高功率、高亮度的LED光源，廠商們?cè)贚ED芯片及封裝設(shè)計(jì)方面向大功率方向發(fā)展。目前，能承受數(shù)W功率的LED封裝已出現(xiàn).比如Norlux系列大功率LED的封裝結(jié)構(gòu)為六角形鋁板作底座（使其不導(dǎo)電）的多芯片組合，底座直徑31.75mm,發(fā)光區(qū)位于其中心部位，直徑約（0.375x25.4）mm,可容納40只LED管芯，鋁板同時(shí)作為熱沉。這種封裝采用常規(guī)管芯高密度組合封裝,發(fā)光效率高，熱阻低，在大電流下有較高的光輸出功率，也是一種有發(fā)展前景的LED固體光源。可見，功率型LED的熱特性直接影響到LED的工作溫度、發(fā)光效率、發(fā)光波長(zhǎng)、使用壽命等，因此，對(duì)功率型LED芯片的封裝設(shè)計(jì)、制造技術(shù)顯得更加重要。FlipChip—LED（覆晶LED）LED覆晶封裝結(jié)構(gòu)是在PCB基本上制有復(fù)數(shù)個(gè)穿孔，該基板的一側(cè)的每個(gè)穿孔處都設(shè)有兩個(gè)不同區(qū)域且互為開路的導(dǎo)電材質(zhì)，并且該導(dǎo)電材質(zhì)是平鋪于基板的表面上，有復(fù)數(shù)個(gè)未經(jīng)封裝的LED芯片放置于具有導(dǎo)電材質(zhì)的一側(cè)的每個(gè)穿孔處單一LED芯片的正極與負(fù)極接點(diǎn)是利用錫球分別與基板表面上的導(dǎo)電材質(zhì)連結(jié)，且于復(fù)數(shù)個(gè)LED芯片面向穿孔的一側(cè)的表面皆點(diǎn)著有透明材質(zhì)的封膠,該封膠是呈一半球體的形狀位于各個(gè)穿孔處。屬于倒裝焊結(jié)構(gòu)發(fā)光二極體。LED生產(chǎn)工藝及封裝技術(shù)（生產(chǎn)步驟）一、生產(chǎn)工藝1。工藝：a）清洗：采用超聲波清洗PCB或LED支架，并烘干.b） 裝架:在LED管芯（大圓片）底部電極備上銀膠后進(jìn)行擴(kuò)張，將擴(kuò)張后的管芯（大圓片）安置在刺晶臺(tái)上，在顯微鏡下用刺晶筆將管芯一個(gè)一個(gè)安裝在PCB或LED支架相應(yīng)的焊盤上，隨后進(jìn)行燒結(jié)使銀膠固化。c） 壓焊：用鋁絲或金絲焊機(jī)將電極連接到LED管芯上，以作電流注入的引線。LED直接安裝在PCB上的，一般采用鋁絲焊機(jī)。（制作白光TOP-LED需要金線焊機(jī)）d） 封裝：通過點(diǎn)膠，用環(huán)氧將LED管芯和焊線保護(hù)起來?在PCB板上點(diǎn)膠，對(duì)固化后膠體形狀有嚴(yán)格要求，這直接關(guān)系到背光源成品的出光亮度。這道工序還將承擔(dān)點(diǎn)熒光粉（白光LED）的任務(wù).e） 焊接:如果背光源是采用SMD—LED或其它已封裝的LED，則在裝配工藝之前，需要將LED焊接到PCB板上。f） 切膜：用沖床模切背光源所需的各種擴(kuò)散膜、反光膜等。g） 裝配：根據(jù)圖紙要求，將背光源的各種材料手工安裝正確的位置。h） 測(cè)試：檢查背光源光電參數(shù)及出光均勻性是否良好。包裝：將成品按要求包裝、入庫。二、封裝工藝1。LED的封裝的任務(wù)是將外引線連接到LED芯片的電極上，同時(shí)保護(hù)好LED芯片，并且起到提高光取出效率的作用.關(guān)鍵工序有裝架、壓焊、封裝.2。LED封裝形式LED封裝形式可以說是五花八門,主要根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)合采用相應(yīng)的外形尺寸，散熱對(duì)策和出光效果。LED按封裝形式分類有Lamp-LED、TOP-LED、Side—LED、SMD-LED、High-Power—LED等。3?LED封裝工藝流程4．封裝工藝說明1。芯片檢驗(yàn)鏡檢：材料表面是否有機(jī)械損傷及麻點(diǎn)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2?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(duì)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(fèi)等不良問題。3?點(diǎn)膠在LED支架的相應(yīng)位置點(diǎn)上銀膠或絕緣膠。（對(duì)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(duì)于藍(lán)寶石絕緣襯底的藍(lán)光、綠光LED芯片,采用絕緣膠來固定芯片。）工藝難點(diǎn)在于點(diǎn)膠量的控制，在膠體高度、點(diǎn)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(shí)間都是工藝上必須注意的事項(xiàng)。4。備膠和點(diǎn)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(diǎn)膠，但不是所有產(chǎn)品均適用備膠工藝。5。 手工刺片將擴(kuò)張后LED芯片（備膠或未備膠）安置在刺片臺(tái)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(gè)一個(gè)刺到相應(yīng)的位置上。手工刺片和自動(dòng)裝架相比有一個(gè)好處，便于隨時(shí)更換不同的芯片，適用于需要安裝多種芯片的產(chǎn)品。6。 自動(dòng)裝架自動(dòng)裝架其實(shí)是結(jié)合了沾膠（點(diǎn)膠）和安裝芯片兩大步驟，先在LED支架上點(diǎn)上銀膠（絕緣膠），然后用真空吸嘴將LED芯片吸起移動(dòng)位置，再安置在相應(yīng)的支架位置上.自動(dòng)裝架在工藝上主要要熟悉設(shè)備操作編程，同時(shí)對(duì)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(duì)LED芯片表面的損傷，特別是蘭、綠色芯片必須用膠木的.因?yàn)殇撟鞎?huì)劃傷芯片表面的電流擴(kuò)散層。7。 燒結(jié)燒結(jié)的目的是使銀膠固化，燒結(jié)要求對(duì)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°C，燒結(jié)時(shí)間2小時(shí)?根據(jù)實(shí)際情況可以調(diào)整到170°C,l小時(shí)。絕緣膠一般150C，1小時(shí)。銀膠燒結(jié)烘箱的必須按工藝要求隔2小時(shí)（或1小時(shí)）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.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(diǎn),再將鋁絲拉到相應(yīng)的支架上方，壓上第二點(diǎn)后扯斷鋁絲。金絲球焊過程則在壓第一點(diǎn)前先燒個(gè)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(diǎn)形狀,拉力.對(duì)壓焊工藝的深入研究涉及到多方面的問題,如金（鋁）絲材料、超聲功率、壓焊壓力、劈刀（鋼嘴）選用、劈刀（鋼嘴）運(yùn)動(dòng)軌跡等等。（下圖是同等條件下,兩種不同的劈刀壓出的焊點(diǎn)微觀照片，兩者在微觀結(jié)構(gòu)上存在差別,從而影響著產(chǎn)品質(zhì)量.）我們?cè)谶@里不再累述.點(diǎn)膠封裝LED的封裝主要有點(diǎn)膠、灌封、模壓三種?基本上工藝控制的難點(diǎn)是氣泡、多缺料、黑點(diǎn)。設(shè)計(jì)上主要是對(duì)材料的選型，選用結(jié)合良好的環(huán)氧和支架.（一般的LED無法通過氣密性試驗(yàn)）如右圖所示的TOP-LED和Side—LED適用點(diǎn)膠封裝?手動(dòng)點(diǎn)膠封裝對(duì)操作水平要求很高（特別是白光LED），主要難點(diǎn)是對(duì)點(diǎn)膠量的控制，因?yàn)榄h(huán)氧在使用過程中會(huì)變稠。白光LED的點(diǎn)膠還存在熒光粉沉淀導(dǎo)致出光色差的問題。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。11。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)氧順著膠道進(jìn)入各個(gè)LED成型槽中并固化。12。 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°C,1小時(shí)?模壓封裝一般在150°C,4分鐘。13。 后固化后固化是為了讓環(huán)氧充分固化，同時(shí)對(duì)LED進(jìn)行熱老化?后固化對(duì)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120C,4小時(shí)。14。 切筋和劃片由于LED在生產(chǎn)中是連在一起的(不是單個(gè))，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?jiǎng)澠瑱C(jī)來完成分離工作。15.測(cè)試測(cè)試LED的光電參數(shù)、檢驗(yàn)外形尺寸，同時(shí)根據(jù)客戶要求對(duì)LED產(chǎn)品進(jìn)行分選。16。包裝將成品進(jìn)行計(jì)數(shù)包裝?超高亮LED需要防靜電包裝。LED襯底材料氮化物襯底材料的評(píng)價(jià)因素及研究與開發(fā)GaN、AIN、InN及其合金等材料，是作為新材料的GaN系材料。對(duì)襯底材料進(jìn)行評(píng)價(jià)，要就襯底材料綜合考慮其因素，尋找到更加合適的襯底是作為發(fā)展GaN基技術(shù)的重要目標(biāo)。一、評(píng)價(jià)襯底材料綜合考慮因素評(píng)價(jià)襯底材料要綜合考慮以下的幾個(gè)因素：襯底與外延膜的晶格匹配襯底材料和外延膜晶格匹配很重要。晶格匹配包含二個(gè)內(nèi)容：?外延生長(zhǎng)面內(nèi)的晶格匹配，即在生長(zhǎng)界面所在平面的某一方向上襯底與外延膜的匹配；?沿襯底表面法線方向上的匹配.襯底與外延膜的熱膨脹系數(shù)匹配熱膨脹系數(shù)的匹配也很重要，外延膜與襯底材料在熱膨脹系數(shù)上相差過大不僅可能使外延膜質(zhì)量下降，還會(huì)在器件工作過程中,由于發(fā)熱而造成器件的損壞。襯底與外延膜的化學(xué)穩(wěn)定性匹配襯底材料需要有相當(dāng)好的化學(xué)穩(wěn)定性，不能因?yàn)榕c外延膜的化學(xué)反應(yīng)使外延膜質(zhì)量下降。材料制備的難易程度及成本的高低考慮到產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的需要,襯底材料的制備要求簡(jiǎn)潔,而且其成本不宜很高。二、InN的外延襯底材料的研究與開發(fā)InN的外延襯底材料就現(xiàn)在來講有廣泛應(yīng)用的，其中有:InN；a—A1203(0001)；6H—SiC；MgA12O4(111);LiA102和LiGaO2；MgO；Si;GaAs(Ill)等。III—V族化合物，例如，GaN、AIN、InN,這些材料都有二種結(jié)晶形式：一種是立方晶系的閃鋅礦結(jié)構(gòu)，而另一種是六方晶系的纖鋅礦結(jié)構(gòu)。以藍(lán)光輻射為中心形成研究熱點(diǎn)的是纖鋅礦結(jié)構(gòu)的氮化鎵、氮化鋁、氮化銦，而且主要是氮化鎵、氮化鋁、氮化銦的固溶體。這些材料的禁帶是直接躍遷型，因而有很高的量子效率。用氮化鎵、氮化鋁、氮化銦這三種材料按不同組份和比例生成的固溶體，其禁帶寬度可在2.2eV到6。2eV之間變化。這樣，用這些固溶體制造發(fā)光器件，是光電集成材料和器件發(fā)展的方向.(1)InN和GaN因?yàn)楫愘|(zhì)外延氮化物薄膜通常帶來大量的缺陷，缺陷損害了器件的性能。與GaN一樣，如果能在InN上進(jìn)行同質(zhì)外延生長(zhǎng)，可以大大減少缺陷，那么器件的性能就有巨大的飛躍。自支撐同質(zhì)外延GaN,AlN和AlGaN襯底是目前最有可能首先獲得實(shí)際應(yīng)用的襯底材料。（2） 藍(lán)寶石（a—A12O3）和6H-SiCa—A12O3單晶，即藍(lán)寶石晶體。（0001）面藍(lán)寶石是目前最常用的InN的外延襯底材料.其匹配方向?yàn)椋篒nN（001）//a—A12O3（001）,InN[110]//a—A12O3[100][11,12]。因?yàn)橐r底表面在薄膜生長(zhǎng)前的氮化中變?yōu)锳lON,InN繞a—Al2O3（0001）襯底的六面形格子結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)30°,這樣其失匹配度就比原來的29%稍有減少?雖然（0001）面藍(lán)寶石與InN晶格的失配率高達(dá)25%,但是由于其六方對(duì)稱，熔點(diǎn)為2050，最高工作溫度可達(dá)1900r，具有良好的高溫穩(wěn)定性和機(jī)械力學(xué)性能，加之對(duì)其研究較多，生產(chǎn)技術(shù)較為成熟而且價(jià)格便宜，現(xiàn)在仍然是應(yīng)用最為廣泛的襯底材料。6H—SiC作為襯底材料應(yīng)用的廣泛程度僅次于藍(lán)寶石。同藍(lán)寶石相比，6H-SiC與InN外延膜的晶格匹配得到改善。此外，6H—SiC具有藍(lán)色發(fā)光特性，而且為低阻材料,可以制作電極，這就使器件在包裝前對(duì)外延膜進(jìn)行完全測(cè)試成為可能，因而增強(qiáng)了6H-SiC作為襯底材料的競(jìng)爭(zhēng)力。又由于6H-SiC的層狀結(jié)構(gòu)易于解理，襯底與外延膜之間可以獲得高質(zhì)量的解理面，這將大大簡(jiǎn)化器件的結(jié)構(gòu);但是同時(shí)由于其層狀結(jié)構(gòu)，在襯底的表面常有給外延膜引入大量的缺陷的臺(tái)階出現(xiàn)。（3） 鎂鋁尖晶石（MgAl2O4）MgAl2O4晶體，即鋁酸鎂晶體。MgAl2O4晶體是高熔點(diǎn)（2130°C）、高硬度（莫氏8級(jí)）的晶體材料，屬面心立方晶系，空間群為Fd3m，晶格常數(shù)為0。8085nm.MgAl2O4晶體是優(yōu)良的傳聲介質(zhì)材料，在微波段的聲衰減低，用MgAl2O4晶體制作的微波延遲線插入損耗小。MgAl2O4晶體與Si的晶格匹配性能好，其膨脹系數(shù)也與Si相近，因而外延Si膜的形變扭曲小，制作的大規(guī)模超高速集成電路速度比用藍(lán)寶石制作的速度要快。此外，國外又用MgAl2O4晶體作超導(dǎo)材料，有很好的效果。近年來，對(duì)MgAl2O4晶體用于GaN的外延襯底材料研究較多。由于MgAl2O4晶體具有良好的晶格匹配和熱膨脹匹配，（111）面MgAl2O4晶體與GaN晶格的失配率為9%,具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，以及良好的機(jī)械力學(xué)性能等優(yōu)點(diǎn),MgAl2O4晶體目前是GaN較為合適的襯底材料之一，已在MgA12O4基片上成功地外延出高質(zhì)量的GaN膜，并且已研制成功藍(lán)光LED和LD.此外,MgAl2O4襯底最吸引人之處在于可以通過解理的方法獲得激光腔面。在前面的研究基礎(chǔ)上，近來把MgAl2O4晶體用作InN的外延襯底材料的研究也陸續(xù)見之于文獻(xiàn)報(bào)道。其之間的匹配方向?yàn)椋篒nN(OOl)〃MgA12O4(111),InN[110]〃MgA12O4[100],InN繞MgAl2O4(111)襯底的四方、六方形格子結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)30°.研究表明(111)面MgAl2O4晶體與InN晶格的失配率為15%，晶格匹配性能要大大優(yōu)于藍(lán)寶石，(0001)面藍(lán)寶石與InN晶格的失配率高達(dá)25%。而且，如果位于頂層氧原子層下面的鎂原子占據(jù)有效的配位晶格位置，以及氧格位，那么這樣可以有希望將晶格失配率進(jìn)一步降低至7%,這個(gè)數(shù)字要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于藍(lán)寶石。所以MgAl2O4晶體是很有發(fā)展?jié)摿Φ腎nN的外延襯底材料。(4)LiAlO2和LiGaO2以往的研究是把LiA102和LiGaO2用作GaN的外延襯底材料。LiA102和LiGaO2與GaN的外延膜的失配度相當(dāng)小，這使得LiAlO2和LiGaO2成為相當(dāng)合適的GaN的外延襯底材料。同時(shí)LiGaO2作為GaN的外延襯底材料，還有其獨(dú)到的優(yōu)點(diǎn)：外延生長(zhǎng)GaN后，LiGaO2襯底可以被腐蝕，剩下GaN外延膜，這將極大地方便了器件的制作。但是由于LiGaO2晶體中的鋰離子很活潑，在普通的外延生長(zhǎng)條件下(例如，MOCVD法的化學(xué)氣氛和生長(zhǎng)溫度)不能穩(wěn)定存在，故其單晶作為GaN的外延襯底材料還有待于進(jìn)一步研究。而且在目前也很少把LiAlO2和LiGaO2用作InN的外延襯底材料.(5)MgOMgO晶體屬立方晶系，是NaCl型結(jié)構(gòu)，熔點(diǎn)為2800°C。因?yàn)镸gO晶體在MOCVD氣氛中不夠穩(wěn)定，所以對(duì)其使用少,特別是對(duì)于熔點(diǎn)和生長(zhǎng)溫度更高的InN薄膜。(6)GaAsGaAs(111)也是目前生長(zhǎng)InN薄膜的襯底材料。襯底的氮化溫度低于700C時(shí)，生長(zhǎng)InN薄膜的厚度小于0.05ym時(shí)，InN薄膜為立方結(jié)構(gòu)，當(dāng)生長(zhǎng)InN薄膜的厚度超過0。2ym時(shí)，立方結(jié)構(gòu)消失，全部轉(zhuǎn)變?yōu)榱浇Y(jié)構(gòu)的InN薄膜。InN薄膜在GaAs(111)襯底上的核化方式與在lA1203（001）襯底上的情況有非常大的差別，InN薄膜在GaAs（lll）襯底上的核化方式?jīng)]有在白寶石襯底上生長(zhǎng)InN薄膜時(shí)出現(xiàn)的柱狀、纖維狀結(jié)構(gòu)，表面上顯現(xiàn)為非常平整。（7）Si單晶Si,是應(yīng)用很廣的半導(dǎo)體材料。以Si作為InN襯底材料是很引起注意的，因?yàn)橛锌赡軐nN基器件與Si器件集成。此外，Si技術(shù)在半導(dǎo)體工業(yè)中已相當(dāng)?shù)某墒??？梢韵胂?，如果在Si的襯底