LED顯示屏生(shēng)産及封裝工(gōng)藝技(jì)術(shù)介紹
2018-05-23 - 作者：石家莊小雲科技有限公司官網
摘要：LED顯示屏裝架：在LED管芯（大圓片）底部電(diàn)極備上(shàng)銀(yín)膠後進行擴張，将擴張後的管芯（大圓片）安置在刺晶台上(shàng)，在顯微鏡下(xià)用刺晶筆将管芯一(yī)個(gè)一(yī)個(gè)安裝在PCB或LED支架相(xiàng)應的焊盤上(shàng)，随後進行燒結使銀(yín)膠固化。
一(yī)、LED顯示屏生(shēng)産工(gōng)藝
1.LED顯示屏工(gōng)藝：
a)清洗：采用超聲波清洗PCB或LED支架，并烘幹。
b)LED顯示屏裝架：在LED管芯（大圓片）底部電(diàn)極備上(shàng)銀(yín)膠後進行擴張，将擴張後的管芯（大圓片）安置在刺晶台上(shàng)，在顯微鏡下(xià)用刺晶筆将管芯一(yī)個(gè)一(yī)個(gè)安裝在PCB或LED支架相(xiàng)應的焊盤上(shàng)，随後進行燒結使銀(yín)膠固化。
c)LED顯示屏壓焊：用鋁絲或金絲焊機(jī)将電(diàn)極連接到(dào)LED管芯上(shàng)，以作電(diàn)流注入的引線。LED直接安裝在PCB上(shàng)的，一(yī)般采用鋁絲焊機(jī)。（制作白(bái)光(guāng)TOP-LED需要金線焊機(jī)）
d)LED顯示屏封裝：通(tōng)過點膠，用環氧将LED管芯和焊線保護起來。在PCB闆上(shàng)點膠，對固化後膠體形狀有嚴格要求，這直接關系到(dào)背光(guāng)源成品的出光(guāng)亮度。這道工(gōng)序還(hái)将承擔點熒光(guāng)粉（白(bái)光(guāng)LED）的任務。
e)LED顯示屏焊接：如果背光(guāng)源是采用SMD-LED或其它已封裝的LED，則在裝配工(gōng)藝之前，需要将LED焊接到(dào)PCB闆上(shàng)。
f)LED顯示屏切膜：用沖床模切背光(guāng)源所需的各種擴散膜、反光(guāng)膜等。
g)LED顯示屏裝配：根據圖紙(zhǐ)要求，将背光(guāng)源的各種材料手工(gōng)安裝正确的位置。
h)LED顯示屏測試：檢查背光(guāng)源光(guāng)電(diàn)參數及出光(guāng)均勻性是否良好。
LED顯示屏包裝：将成品按要求包裝、入庫。
二、LED顯示屏封裝工(gōng)藝
1.LED的封裝的任務
是将外引線連接到(dào)LED芯片的電(diàn)極上(shàng)，同時保護好LED芯片，并且起到(dào)提高(gāo)光(guāng)取出效率的作用。關鍵工(gōng)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(mén)，主要根據不同的應用場合采用相(xiàng)應的外形尺寸，散熱對策和出光(guāng)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(gōng)藝流程
4．封裝工(gōng)藝說明
1.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(diàn)極大小(xiǎo)是否符合工(gōng)藝要求
電(diàn)極圖案是否完整
2.擴片
由于LED芯片在劃片後依然排列緊密間距很小(xiǎo)（約0.1mm），不利于後工(gōng)序的操作。我們采用擴片機(jī)對黏結芯片的膜進行擴張，是LED芯片的間距拉伸到(dào)約0.6mm。也可以采用手工(gōng)擴張，但很容易造成芯片掉落浪費(fèi)等不良問題。
3.點膠
在LED支架的相(xiàng)應位置點上(shàng)銀(yín)膠或絕緣膠。
（對于GaAs、SiC導電(diàn)襯底，具有背面電(diàn)極的紅(hóng)光(guāng)、黃光(guāng)、黃綠芯片，采用銀(yín)膠。對于藍寶石絕緣襯底的藍光(guāng)、綠光(guāng)LED芯片，采用絕緣膠來固定芯片。）
工(gōng)藝難點在于點膠量的控制，在膠體高(gāo)度、點膠位置均有詳細的工(gōng)藝要求。
由于銀(yín)膠和絕緣膠在貯存和使用均有嚴格的要求，銀(yín)膠的醒料、攪拌、使用時間都是工(gōng)藝上(shàng)必須注意的事(shì)項。
4.備膠
和點膠相(xiàng)反，備膠是用備膠機(jī)先把銀(yín)膠塗在LED背面電(diàn)極上(shàng)，然後把背部帶銀(yín)膠的LED安裝在LED支架上(shàng)。備膠的效率遠(yuǎn)高(gāo)于點膠，但不是所有産品均适用備膠工(gōng)藝。
5.手工(gōng)刺片
将擴張後LED芯片（備膠或未備膠）安置在刺片台的夾具上(shàng)，LED支架放(fàng)在夾具底下(xià)，在顯微鏡下(xià)用針将LED芯片一(yī)個(gè)一(yī)個(gè)刺到(dào)相(xiàng)應的位置上(shàng)。手工(gōng)刺片和自(zì)動裝架相(xiàng)比有一(yī)個(gè)好處，便于随時更換不同的芯片，适用于需要安裝多(duō)種芯片的産品.
6.LED顯示屏自(zì)動裝架
自(zì)動裝架其實是結合了沾膠（點膠）和安裝芯片兩大步驟，先在LED支架上(shàng)點上(shàng)銀(yín)膠（絕緣膠），然後用真空吸嘴将LED芯片吸起移動位置，再安置在相(xiàng)應的支架位置上(shàng)。
自(zì)動裝架在工(gōng)藝上(shàng)主要要熟悉設備操作編程，同時對設備的沾膠及安裝精度進行調整。在吸嘴的選用上(shàng)盡量選用膠木(mù)吸嘴，防止對LED芯片表面的損傷，特别是蘭、綠色芯片必須用膠木(mù)的。因為(wèi)鋼嘴會(huì)劃傷芯片表面的電(diàn)流擴散層。
7.LED顯示屏燒結
燒結的目的是使銀(yín)膠固化，燒結要求對溫度進行監控，防止批次性不良。
銀(yín)膠燒結的溫度一(yī)般控制在150℃，燒結時間2小(xiǎo)時。根據實際情況可以調整到(dào)170℃，1小(xiǎo)時。
絕緣膠一(yī)般150℃，1小(xiǎo)時。
銀(yín)膠燒結烘箱的必須按工(gōng)藝要求隔2小(xiǎo)時（或1小(xiǎo)時）打開(kāi)更換燒結的産品，中間不得随意打開(kāi)。燒結烘箱不得再其他用途，防止污染。
8.LED顯示屏壓焊
壓焊的目的将電(diàn)極引到(dào)LED芯片上(shàng)，完成産品内外引線的連接工(gōng)作。
LED的壓焊工(gōng)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(diàn)極上(shàng)壓上(shàng)第一(yī)點，再将鋁絲拉到(dào)相(xiàng)應的支架上(shàng)方，壓上(shàng)第二點後扯斷鋁絲。金絲球焊過程則在壓第一(yī)點前先燒個(gè)球，其餘過程類似。
壓焊是LED封裝技(jì)術(shù)中的關鍵環節，工(gōng)藝上(shàng)主要需要監控的是壓焊金絲（鋁絲）拱絲形狀，焊點形狀，拉力。
對壓焊工(gōng)藝的深入研究涉及到(dào)多(duō)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）運動軌迹等等。（下(xià)圖是同等條件(jiàn)下(xià)，兩種不同的劈刀壓出的焊點微觀照(zhào)片，兩者在微觀結構上(shàng)存在差别，從(cóng)而影響著(zhe)産品質量。）我們在這裡(lǐ)不再累述。
9.點膠封裝
LED的封裝主要有點膠、灌封、模壓三種。
基本上(shàng)工(gōng)藝控制的難點是氣泡、多(duō)缺料、黑(hēi)點。設計上(shàng)主要是對材料的選型，選用結合良好的環氧和支架。（一(yī)般的LED無法通(tōng)過氣密性試驗）如右圖所示的TOP-LED和Side-LED适用點膠封裝。手動點膠封裝對操作水(shuǐ)平要求很高(gāo)（特别是白(bái)光(guāng)LED），主要難點是對點膠量的控制，因為(wèi)環氧在使用過程中會(huì)變稠。白(bái)光(guāng)LED的點膠還(hái)存在熒光(guāng)粉沉澱導緻出光(guāng)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成型模腔内注入液态環氧，然後插入壓焊好的LED支架，放(fàng)入烘箱讓環氧固化後，将LED從(cóng)模腔中脫出即成型。
11.模壓封裝
将壓焊好的LED支架放(fàng)入模具中，将上(shàng)下(xià)兩副模具用液壓機(jī)合模并抽真空，将固态環氧放(fàng)入注膠道的入口加熱用液壓頂杆壓入模具膠道中，環氧順著(zhe)膠道進入各個(gè)LED成型槽中并固化。
12.固化與後固化
固化是指封裝環氧的固化，一(yī)般環氧固化條件(jiàn)在135℃，1小(xiǎo)時。模壓封裝一(yī)般在150℃，4分鍾。
13.後固化
後固化是為(wèi)了讓環氧充分固化，同時對LED進行熱老化。後固化對于提高(gāo)環氧與支架（PCB）的粘接強度非常重要。一(yī)般條件(jiàn)為(wèi)120℃，4小(xiǎo)時。
14.切筋和劃片
由于LED在生(shēng)産中是連在一(yī)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(yī)片PCB闆上(shàng)，需要劃片機(jī)來完成分離工(gōng)作。
15.測試
測試LED的光(guāng)電(diàn)參數、檢驗外形尺寸，同時根據客戶要求對LED産品進行分選。
16.包裝
将成品進行計數包裝。超高(gāo)亮LED需要防靜(jìng)電(diàn)包裝。
上(shàng)一(yī)篇：LED顯示屏的系統組成架構
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