試論LED封裝工藝的優化及管控

王繼弘

摘 要：LED發光二極管作為新時期的照明光源，在市場上具有廣闊的發展前景，以及生命活力。LED封裝屬于LED生產的中間環節，涉及到了光學、熱學、電學、力學、機械學等多個學科。當前，LED封裝面臨著較為嚴重的工藝質量問題。為了探求最為可靠的封裝工藝技術，在本文中著重研究LED封裝工藝優化，實現對其質量的控制。

關鍵詞：LED封裝工藝；優化；管控

封裝工藝是LED產品生產的靈魂，決定著產品的性能、可靠性以及成本。在本文中針對LED封裝工藝進行優化，在焊線工藝、熒光粉涂覆工藝等方面進行改進，希望保障產品的性能和質量。在LED封裝環節中，需要做好相應的準備工作，對原材料的品質進行嚴格的控制。以求從LED封裝工藝細節上提升質量。

1 LED封裝工藝流程

在LED進行封裝之前需要做好相應的基礎準本以提升封裝質量。保障LED能夠順利封裝的原材料主要有：支架、藍光芯片、熒光粉。為了保障封裝質量，需要對這些材料進行抽樣的檢查，當原材料的質量過關之后才能夠進入具體的封裝工藝。

1.1 固晶

LED封裝之前進行固晶，固晶是指應用膠將LED晶片固定在支架上，對于固晶的處理決定著固晶的穩定性。固晶膠的溫度需要保持在零下40攝氏度，當使用膠時，通過針筒將絕緣膠吸入到中，在常溫中靜置30分鐘，當膠溫度適合的情況下，將其放置在固晶膠盤中進行攪拌處理，實現擴晶。

在擴晶的過程中，將晶片膜放置在母環中，然后對其進行固晶，應用壓縮空氣對于LED支架進行清潔。在固晶完成之后，需要對固晶膠進行烘烤，將烘烤的溫度設置為135攝氏度。當固晶膠被固化之后，需要對其推力進行測試，保障固晶穩定性[ 1 ]。

1.2 焊線

焊線是LED封裝過程中的重點內容，該環節運用熱壓和力超聲波，對LED 支架進行處理，將支架上的鍵合與芯片電極實現對接。在產生的壓力的情況下，底板被加熱，支架引線金屬和鍍銀層兩者之間具有一定的塑性，最終導致程度的變形。在第二個焊點球完成之后，電極焊和金線之間進行對接，施加壓力給進線，從而產生線弧。

1.3 熒光粉涂覆和烘烤

在應用熒光粉涂覆和烘烤時，常用的方法就是點膠涂覆法，該種方法在實際應用過程中最大的優點就是比較適合規模化的生產，生產操作比較簡單，但是目前該種方法在實際應用過程中精確度不高，難以滿足LED封裝要求。在具體的應用中點膠涂覆法重復性比較差，會產生沉淀從而影響涂覆質量。

例如，熒光粉涂覆過程中，可能由于溫度、壓力等原因導致出現大量的氣泡，當LED燈珠受熱時會產生氣體膨脹。空氣與硅膠膨脹系數不一致的情況下，導致硅膠彈性體被撕裂。

1.4 儲存于靜電管理

對于LED 封裝環節需要對其進行存儲，直接的目的就是對其進行密封，避免LED支架被氧化導致其銀層的靈敏度降低。存儲在于能夠有效的保障LED質量可靠。當封裝存儲不當的情況下，LED支架中會進入一種化學元素，導致銀層與元素S發生化學反應，最終在LED支架上產生Ag2S，該種化學產物將會降低支架的銀層反射能力，出現光衰現象。因此，在進行LED封裝存儲環節中需要對其進行真空封裝，存放在溫度在三十攝氏度以下的環境中。

2 LED封裝工藝優化

為了提升LED封裝工藝質量，需要從封裝的各個環節進行質量控制，優化封裝工藝。對于焊線工藝的優化、熒光粉涂覆工藝的優化，都是LED 封裝工藝中的重點內容。

2.1 焊線工藝優化

在LED 實際應用環節中，焊接不良導致功能失效，因此需要提升焊線質量。焊線環節的施工需要嚴格的控制焊線工藝實驗參數，保障實驗參數能穩定在質量可控的范圍內。其中尋找高度為150μm，尋找速度為12μm/s，球徑為60μm，打火間隙為1300μm，送線量為520μm，打火時間為1200μs，打火功率為40mA。LED封裝焊接鍵合不良的原因有很多種，如空氣污染、人體凈化、儲存不良。

此外LED金絲保管不當出現老化的情況，金絲延展度和硬度都會產生巨大的改變。保障LED金線鍵合穩定性，技術人員可以在封裝之前對其進行等離子清潔，經過對比，清潔之后的芯片焊線和支架的拉伸韌性增加了20%以上。

2.2 熒光粉涂覆工藝優化

通過熒光粉涂覆工藝優化的方式來提升LED封裝質量，以往的熒光粉涂覆方式為點膠涂覆法，該種方法作業簡單，但是使得LED的光強分布不均勻。如在支架的邊緣上所產生的藍光比較弱，藍光在穿透熒光粉的過程中，被大量的熒光粉所吸收，從而顯示出了黃光。在該種熒光涂覆之下，LED顏色不均勻情況比較嚴重。為了對該中情況進行改進，應用自由點膠涂覆的方法，該種方法屬于反沉淀熒光粉涂覆工藝，支架結構比較容易出光，避免熒光粉層出現散射損失。

優化熒光粉層的涂覆需要注意以下幾個問題：

1）一次點膠以及烘烤，膠量以及濃度需要根據正常情況下的自由點膠涂覆法進行計算，全自動點膠機需要采用機械部位進行點膠。當點膠完成之后，需要進入到烤箱進行預固化處理。點膠硅膠的黏性以及毛細作用使得熒光粉膠不會隨意的留下來，同時熒光粉在重力的作用下與芯片之間發生了隔離。

2）二次點膠以及烘烤。在上一步完成之后將支架內部剩余的空間中，加入少量的熒光粉，消除界面應力之后完成固化處理。在烘烤階段需要嚴格的控制其烘烤的時間，對烘烤環節進行記錄。當烘烤結束之后，隨爐冷卻至室溫，避免溫度突變造成其內部應力的產生。在本文中針對自由點膠涂覆法進行改進，該種改進方試能夠有效的完善LED中間部分的光色產生，保障LED光色變得更加的均勻。

3 結論

綜上所述， 在LED進行封裝之前需要做好相應的基礎準本以提升封裝質量。保障LED能夠順利封裝的原材料主要有：支架、藍光芯片、熒光粉。為了保障封裝質量，需要對這些材料進行抽樣的檢查，當原材料的質量過關之后才能夠進入具體的封裝工藝。

參考文獻：

[1] 劉勇求，嚴其艷.淺談大功率LED封裝工藝設計及優化[J].工業技術創新，2016，（03）：514-517.