【图文】直插式LED封装工艺_百度文库
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直插式LED封装工艺
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LED支架知识全解析
核心提示：LED支架作为灯珠的基材是LED灯珠的重要物料，是LED芯片承载物，支架担负着散热和导电的作用，灯珠的热阻、初期不良率。有很多SMD断线的原因是LED支架的设计缺陷和品质缺陷造成。根据不同的应用场合有不同的灯珠类型，其实就是不同的LED支架类型所造成的不同LED类型。具体分类有：直插式支架、贴片式支架、大功率支架、平板式支架和支架。LED的支架由于需要导电和导热，所以会用到金属作为基材。同时，部分区域需要做绝缘处理，这就需要用工程塑料。故，一般的LED支架是经过金属冲压再注塑所形成。LED作为发光二极管，需要对金属内表面进行电镀处理，银作为良好的光反射材料，所以一般LED为电镀银表面处理。
各种不同功率的LED采用的支架材料也不相同，小功率一般采用PPA、中功率一般采用PCT、目前有一些大功率采用EMC材料制作。所有的塑胶材料都有吸水性，所以在生产过程中对支架需要进行烘烤的除湿处理。
电镀层的处理是支架的关键点，镀层厚度和质量关系着后面的光通量、焊接性能。挑选一款好的LED其实首要的条件是选择好支架，目前市面上有部分使用铁基材冲压、再电镀、注塑形成的，这是质量比较差的。中功率的还是使用铜材比较好，电镀层需要控制在80U''左右比较好，不过目前有很多厂家只要求电镀到40U''即可,镀层薄的支架要控制好焊接，很容易造成虚焊。现在大功率的支架还有大部分采用陶瓷基材，如果是陶瓷材料的要搞清楚陶瓷的成份、镀层这些关键点。市场上出现的大功率的COB灯珠，一般是用铜板电镀后再注塑形成，CITIZEN的COB灯珠支架采用的是铝材压合形成，当然CITIZEN的铝材选用是有一定条件的，上层的PCB材料是采用的BT板材料，中间的粘结剂很关键。
下面的图片是各类LED支架：
大功率集成的支架，采用铜材的目的是未来加强导热性能，降低热阻。
流明公司开发的K2支架结构图
CITIZEN开发的长条形COB支架示意图
还有一些直插式的支架就不多解释了，目前照明使用的不多。
目前灯丝形状的球泡灯和蜡烛灯比较活，那他们的支架又是什么样的呢？请看下图：
采用金属将蓝宝石条包起来，就是这样！这也是为什么灯丝形状的支架容易断线的原因之一。
支架选择的要点：1、金属材料种类。2、电镀质量（厚度、电镀方式）。3、注塑所用工程塑料材料。
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苏州思美扬电子材料有LED封装技术(苏永道，吉爱华，赵超)【电子书籍下载 epub txt pdf doc 】
书籍作者：
苏永道，吉爱华，赵超
书籍出版：
上海交通大学出版社
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LED封装技术随着发光二极管（LED）制造工艺的进步，新材料的开发，各种颜色的超高亮度LED取得了突破性发展，LED成为第四代光源已指日可待。本书介绍LED的基础知识，详细叙述了LED的原材料、封装制程、封装形式与技术、封装的配光基础、性能指标与测试，以及LED封装防静电的知识和行业标准等，本书可作为大学相关专业的教材，也可作为LED生产企业技术人员、管理人员的参考资料。第1章 LED的基础知识1.1 LED的特点1.2 LED的发光原理1.2.1 LED简述1.2.2 LED的基本特性1.2.3 LED的发光原理1.3 LED系列产品介绍1.3.1 LED产业分工1.3.2 LED封装分类1.4 LED的发展史和前景分析1.4.1 LED的发展史1.4.2 可见光LED的发展趋势和前景1.4.3 LED的应用1.4.4 全球光源市场的发展动向第2章 LED的封装原物料2.1 LED芯片结构2.1.1 LED单电极芯片2.1.2 LED双电极芯片2.1.3 LED晶粒种类简介2.1.4 LED衬底材料的种类2.1.5 LED芯片的制作流程2.1.6 制作LED垒芯片方法的比较2.1.7 常用芯片简图2.2 lamp-LED支架介绍2.2.1 lamp-LED支架结构与相关尺寸2.2.2 常用支架外观图集2.2.3 LED支架进料检验内容2.3 LED模条介绍2.3.1 模条的作用与模条简图2.3.2 模条结构说明2.3.3 模条尺寸2.3.4 开模注意事项2.3.5 LED封装成形2.3.6 模条进料检验内容2.4 银胶和绝缘胶2.4.1 银胶和绝缘胶的包装2.4.2 银胶和绝缘胶成分2.4.3 银胶和绝缘胶作业条件2.4.4 操作标准及注意事项2.4.5 银胶及绝缘胶烘烤注意事项2.4.6 银胶与绝缘胶的区别2.5 焊接线-金线和铝线2.5.1 金线和铝线图样和简介2.5.2 经常使用的焊线规格2.5.3 金线应用相关知识2.5.4 金线的相关特性2.5.5 金线制造商检测金线的几种方法2.5.6 LED封装厂家检验金线的方法2.6 封装胶水2.6.1 LED封装经常使用的胶水型号2.6.2 胶水相关知识第3章 LED的封装制程3.1 LED封装流程简介3.1.1 LED封装整体流程3.1.2 手动lamp-LED封装线流程3.1.3 手动固晶站流程3.2 焊线站制程3.2.1 焊线站总流程3.2.2 焊线站细部流程3.3 灌胶站制程3.3.1 灌胶站总流程3.3.2 灌胶站细部流程3.4 测试站制程3.4.1 测试站总流程3.4.2 测试站细部流程3.5 LED封装制程指导书3.5.1 T/B机操作指导书3.5.2 AM机操作指导书3.5.3 模具定期保养作业指导书3.5.4 排测机操作指导书3.5.5 电子秤操作指导书3.5.6 搅拌机操作指导书3.5.7 真空机操作指导书3.5.8 封口机操作指导书3.5.9 AM自动固晶机参数范围作业指导书（一）3.5.10 AB自动焊线机参数范围作业指导书3.5.11 扩晶机操作指导书3.5.12 AM自动固晶机易耗品定期更换作业指导书3.5.13 瓷嘴检验作业指导书3.5.14 自动焊线操作指导书3.5.15 自动固晶操作指导书3.5.16 手动焊线机操作指导书3.5.17 AM自动固晶机参数范围作业指导书（二）3.5.18 AM自动固晶机参数范围作业指导书（三）3.6 金线（或铝线）的正确使用3.6.1 正确取出金线（或铝线）和AL-4卷轴的方法与步骤3.6.2 正确保存剩余金线（或铝线）和AL-4卷轴的方法与步骤第4章 LED的封装形式4.1 LED常见分类4.1.1 根据发光管发光颜色分类4.1.2 根据发光管出光面特征分类4.1.3 根据发光二极管的结构分类4.1.4 根据发光强度和工作电流分类4.2 LED封装形式简述4.2.1 为什么要对LED进行封装4.2.2 LED封装形式4.3 几种常用LED的典型封装形式4.3.1 lamp（引脚）式封装4.3.2 平面封装4.3.3 贴片式（SMD）封装4.3.4 食人鱼封装4.3.5 功率型封装4.4 几种前沿领域的LED封装形式4.4.1 高亮度、低衰减、完美配光的红绿蓝直插式椭圆封装4.4.2 高防护等级的户外型SMD4.4.3 广色域、低衰减、高色温稳定性白色SMD第5章 大功率和白光LED封装技术5.1 大功率LED封装技术5.1.1 大功率LED和普通LED技术工艺上的不同5.1.2 大功率LED封装的关键技术5.1.3 大功率LED封装工艺流程5.1.4 大功率LED的晶片装架5.1.5 大功率LED的封装固晶5.1.6 提高LED固晶品质六大步骤5.1.7 大功率LED的封装焊线5.1.8 大功率LED封装的未来5.2 大功率LED装架、点胶、固晶操作规范工艺卡5.3 白光LED封装技术5.3.1 白光LED光效飞跃的历程和电光转换效率极限5.3.2 白光LED发光原理及技术指标5.3.3 白光LED的工艺流程和制作方法-5.3.4 大功率白光LED的制作5.3.5 白光LED的可靠性及使用寿命5.4 大功率和白光LED封装材料5.4.1 大功率LED支架5.4.2 大功率LED散热基板5.4.3 大功率LED封装用硅胶5.4.4 大功率芯片5.4.5 白光LED荧光粉第6章 LED封装的配光基础6.1 封装配光的几何光学法6.1.1 由折射定律确定LED芯片的出光率6.1.2 由几何光学建立LED光学模型6.1.3 用光学追迹软件TracePro进行计算分析6.2 基于蒙特卡罗（Monte Carlo）模拟方法的配光设计。6.2.1 蒙特卡罗方法概述6.2.2 LED封装前光学模型的建立6.2.3 蒙特卡罗方法的计算机求解过程6.2.4 模拟结果的数值统计和表现6.2.5 LED封装光学结构的MC模拟第7章 LED的性能指标和测试7.1 LED的电学指标7.1.1 LED的正向电流IF7.1.2 LED正向电压VF7.1.3 LED电压与相关电性参数的关系7.1.4 反向电压和反向电流的单位和大小7.1.5 电学参数测量7.2 LED光学特性参数7.2.1 发光角度7.2.2 发光角度测量7.2.3 发光强度Iv7.2.4 波长（WL）7.3色度学和LED相关色参数7.3.1 CIE标准色度学系统简介7.3.2 显色指数CRI7.3.3 色温7.3.4 国际标准色度图7.3.5 什么是CIE 19317.3.6 CIE 1931 XY表色方法7.4 用光色电参数综合测试仪检测LED7.4.1 光色电参数综合测试仪说明7.4.2 光色电参数综合测试仪的主要原理7.4.3 光色电参数综合测试仪的软件7.5 LED主要参数的测量7.5.1 LED光度学测量7.5.2 LED色度学测量7.5.3 LED电参数测量第8章 LED封装防静电知识8.1 静电基础知识8.1.1 静电基本概念8.1.2 静电产生原因8.1.3 人体所产生的静电8.1.4 工作场所产生的静电8.2 静电的检测方法与标准8.2.1 静电检测的主要参数8.2.2 静电的检测方法8.3 如何做好防静电措施8.3.1 静电控制系统8.3.2 人体静电的控制8.3.3 针对LED控制静电的方法8.3.4 防静电标准工作台和工作椅8.3.5 中华人民共和国电子行业防静电标准附录附录A LED晶片特性表附录B 中国大陆LED芯片企业大全附录C 国内外现有I.ED测试标准一览表附录D ASM-Eagle60和k&s1488机型焊线工艺规范附录E LED部分生产设备保养和材料检验标准参考表参考文献>LED封装工程师的个人调研总结
联系人:田先生(总经理)
深圳市宝安47区上川路口鹏宇达大厦5楼
LED封装工程师的个人调研总结
&&一. 材料和配件
　　封装配件：透镜，支架，键合线
　　封装材料：固晶胶，密封胶，荧光粉
　　LED支架
　　①PPA高温尼龙，耐温更高，吸湿更少,热稳定,光稳定,热变形温度约在300度，可过回流焊肯定没问题共晶焊制程，基本也能承受 共晶焊
　　②LCP塑胶支架，液晶树脂，可满足温度高的共晶焊，有长期耐黄变性，但无法做到PPA能的白度，初始亮度较差而无法大量推广。
　　③陶瓷LED支架散热性好，价格较为昂贵，约为PPA支架的10倍
　　支架镀银：提高光反射率
　　失效模式：
　　银层与空气中硫化氢、氧化合物、酸、碱、盐类反应，或经紫外线照射，发黄发黑，并导致密封胶和支架剥离。
　　键合线
　　金线：电导率大、耐腐蚀、韧性好，最大优点是抗氧化，常用键合线
　　金银合金线：适用于LED直插和SMD产品封装焊线
　　镀钯铜线：适用于LED直插和集成电路封装焊线
　　铜线：高纯铜,适用于功率器件封装焊线，价格金线10%-30%,电导热导 机械性能，焊点可靠性大于金
　　金线失效模式：
　　①虚焊脱焊，工艺不当，芯片表面氧化
　　②和铝的金属间化合物：&紫斑&(AuAl2)和&白斑&(Au2Al)， Au和Al两种元素的扩散速率不同，导致界面处形成柯肯德尔孔洞以及裂纹。降低了焊点力学性能和电学性能
　　铜线失效模式：
　　①铜容易被氧化，键合工艺不稳定
　　②硬度、屈服强度等物理参数高于金和铝，键合时需要更大的超声能量和键合压力，硅芯片造成损伤
　　1.硅胶透镜：耐温高(可过回流焊)，体积较小，直径3-10mm。
　　2.PMMA透镜：光学级PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯，即亚克力)，塑胶类材料
　　优点：生产效率高(注塑);透光率高(3mm时93%);
　　缺点：耐温差(热变形温度90度，PMMA灯罩须增加光源和灯罩的距离，或降低光源功率)。
　　3.PC透镜：光学级尼龙料 (PC)聚碳酸酯，塑胶类材料
　　优点：生产效率高(注塑);耐温高(130度以上);
　　缺点：透光率稍底(87%)。
　　4.玻璃透镜：光学玻璃材料，具有透光率高(97%)耐温高等特点
　　缺点：易碎、非球面精度不易实现、生产效率低、成本高等。
　　一次透镜：PMMA,硅胶
二次透镜：PMMA,玻璃
灌封胶，固晶胶
　　灌封胶作用：
　　1.对芯片进行机械保护，应力释放
　　2.一种光导结构
　　3.折射率介于芯片和空气之间，扩大全反射角，减少光损失
　　按分子链基团的种类分：
　　①甲基系有机硅胶(大部分，耐侯性更好)
　　②苯基系有机硅胶(成本高，折射率更好)
　　按使用领域分：
　　①透镜填充硅胶
　　②LED固晶硅胶
　　按硫化条件分：
　　①高温硫化型LED硅胶(聚硅氧烷，分子量40～80万)
　　②室温硫化型LED硅胶(分子量3～6万，双组分和单组分包装)
　　硅胶优点：
　　1.耐温
　　Si-O键为主链结构，键能121千卡/克分子，高于C-C82.6，热稳定性高，高温或辐射化学键不断裂，也耐低温，化学，物理，机械性能，随温度的变化小。
　　2.耐候性
　　主键为Si-O，无双键，不易被紫外光和臭氧分解。自然环境下可使用几十年。
　　3.电气绝缘性能
　　介电损耗、耐电压、耐电弧、耐电晕、体积电阻系数和表面电阻系数好，电气性能受温度和频率的影响很小。良好拒水性，在湿态条件下使用具有高可靠性。
　　4.低表面张力和低表面能
　　疏水、消泡、泡沫稳定、防粘、润滑、上光等性能优异。
　在LED上的应用
　　(1)固晶：混合银粉以提高导热效果，称为固晶银胶。
　　(2)混荧光粉硅胶
　　(3)表面填充LED硅胶：保护LED芯片，大功率LED透镜内填充、透镜模封、贴片式平面封装、COB式大面积不规格封装等。
　　硅胶失效模式
　　非法添加造成的硅胶失效：
　　①添加环氧树脂，对PPA的附着会提高，对固化，透光折射和MOD硬度没影响，但会造成胶层的黄变，苯基类的硅胶也会引起变黄。
　　②添加荧光粉，添加填充物达到要求的硬度，胶层在固化后发生黄边，为了控制颜色的发黄，所以添加荧光粉，半年时间就会失效
　　硅胶使用中遇到的各种问题：
　　①固化后表面起皱，由收缩所引起胶中添加有溶剂型的硅树脂造成。
　　②出现界面层。采用同类物质想近的原理，改变硅胶与其的亲合力。
　　③荧光粉发生沉淀，室温固化型的胶，因为在硅胶中为了保持其透光性，折射率等，所以不能添加任何的悬浮剂进去，换成升温固化的产品，可以解决这个问题。
　　④固化后表面不够光滑，这是因为胶遇到S、P等中毒引起，需清洗下模具等系列工具
　　环氧树脂
　　成形性、耐热性、良好的机械强度及电器绝缘性。
　　添加剂：
　　为满足各种要求，需添加硬化剂、促进剂、抗燃剂、偶合剂、脱模剂、填充料、颜料、润滑剂
　　失效模式：
　　①环氧树脂在短波照射或者长时间高温下会变黄。
　　②过回流焊时，环氧耐高温性能差导致环氧与衬底分离，产生光衰死灯等情况，所以应用在大功率照明上时寿命很短。
　　环氧树脂因为价格低廉(和硅胶完全不是一个级别)，而且储存、使用和可加工性也较硅胶优越，所以低功率LED和一些光感元器件依然使用环氧树脂封装
　　白光的几种实现形式
　　1.蓝色LED芯片上涂敷能被蓝光激发的黄色荧光粉
　　460nm波长的蓝光芯片上涂一层YAG荧光粉，利用蓝光LED激发荧光粉以产生与蓝光互补的555nm波长黄光，并将互补的黄光、蓝光混合得到白光。
　　2.蓝色LED芯片上涂覆绿色和红色荧光粉
　　芯片发出的蓝光与荧光粉发出的绿光和红光复合得到白光。
　　3.紫光或紫外光LED芯片上涂敷三基色或多种颜色的荧光粉
　　利用该芯片发射的长波紫外光(370nm-380nm)或紫光(380nm-410nm)来激发荧光粉而实现白光发射。
　　失效模式：
　　①荧光粉的材质对白光LED的衰减影响很大。有加速老化白光LED的作用
　　②不同厂商的荧光粉对光衰的影响程度也不相同，这与荧光粉的原材料成分关系密切。
　　③选用最好材质的白光荧光粉，才有利于衰减控制。
　　几种荧光粉的比较
　　1.石榴石型氧化物：
　　优点：亮度高，发射峰宽，成本低，应用广泛
　　缺点：只能做出黄粉，激发波段窄，光谱中缺乏红光的成分，显色指数不高，很难超过85
　　专利：日亚化学垄断
　　2.硅酸盐荧光粉：
　　优点：激发波段宽，绿粉和橙粉较好
　　缺点：发射峰窄，对湿度较敏感，缺乏好的红粉，不太耐高温，不适合做大功率LED，适合用在小功率LED
　　专利：仍为丰田合成、日亚化学、欧司朗光电半导体等公司所拥有
　　3. 氮化物与氮氧化物荧光粉：
　　优点：激发波段宽，温度稳定性好，非常稳定红粉、绿粉较好，蓝色到红色的全部色域
　　缺点：制造成本较高，发射峰较窄
　　专利：荷兰Eindhoven大学、日本 材料科学国家实验室(NIMS)、三菱化学公司、Ube工业与欧司朗光电半导体，北京宇极科技。
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led支架led直插支架(图)
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企业基本资料
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公司名称：
联 系 人：李业经 销售
电话：86 3&&
联系地址：广东
中山古镇海州东岸北路226号
关键词： 支架,,
产品详细介绍
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02、04普通杯支架
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02,04白光支架二，事专业制造LED生产专用封装设备及其辅助器件，集生产，研发，销售于一体的现代化
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　　在发展中现已开发并大量生产了多款LED支架，产品有：２００２；２００３；２００４普通杯支架：长；短脚蓝；白光支架；２００６平头；鼠标对管；红外发射；接收等各类型支架与及各款食人鱼支架，供客户选择，并且可根据客户的要求开发制作新形的LED支架及相关切脚模具。
封装类产品有:LED自动、手动切脚机、灌胶机、搅拌机、沾胶机、扩晶机、......
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