在半導體照明領域,LED 封裝作為關鍵環節,對產品性能起著決定性作用。以下是關于 LED 封裝的深入剖析。
一、技術背景
LED,即發光二極管(Light Emitting Diode),憑借高效節能、長壽命、環保等優勢,在照明、顯示與通信行業廣泛應用。其技術發展迅速,尤其封裝技術的創新對提升整體性能意義重大。
二、工藝原理
LED 封裝是將芯片與電路、散熱部件等結合,并用封裝材料密封,以實現保護與散熱功能。封裝需確保燈芯安全并保持透光性,其質量直接影響外觀、光學性能、壽命及可靠性。封裝形式多樣,如球形、貼片、模塊封裝等,材料涵蓋有機、無機及復合材料。
三、大功率封裝挑戰
大功率 LED 封裝因復雜結構與工藝,對使用性能和壽命影響顯著,尤其是大功率白光 LED 封裝,成為行業研究焦點。其封裝過程中,需精準控制散熱與光學設計,以滿足高功率下的性能要求。
四、主要功能
機械保護 :增強物理穩定性,提升抗沖擊與抗振動能力,確保在各種環境下的可靠性。
散熱管理 :降低芯片結溫,通過優化散熱結構與材料,延長使用壽命,提升發光效率。
光學控制 :精確控制光束分布,提高出光效率,滿足不同應用場景的照明需求。
供電保障 :涵蓋交流 / 直流轉換及電源控制,確保穩定供電,維持正常發光。
五、工藝流程
(一)正裝與倒裝
正裝工藝包括固晶、焊線、封膠、烘烤、切割、分BIN、包裝等步驟;倒裝工藝則涉及固晶、回流焊、底部填充、固化、包裝等環節。


(二)關鍵步驟詳解
固晶 :用固晶膠將芯片粘于支架,經烘烤后進入下一道工序,需精準控制膠水位置與高度。
焊線 :以金線連接芯片電極與支架,確保電氣連接可靠,要求焊點牢固且無虛焊。
灌膠(模壓) :依據產品類型選擇灌膠或模壓,控制膠水質量與固化條件,防止氣泡與雜質。
切割(分離) :將連體材料分離成單個 LED,需保證切割精度與表面平整度。
分光 :按客戶需求分出色溫,要求精準檢測與分類設備。
包裝 :采用卷帶或散裝包裝,確保防潮、防靜電,滿足存儲與運輸要求。


六、工藝要點
(一)芯片檢驗
鏡檢材料表面有無機械損傷及電極圖案完整性,確保芯片尺寸與電極大小符工藝要求,從源頭把控質量。
(二)擴片
擴片機擴張芯片間距,便于后續操作。手工擴張易導致芯片掉落浪費,應謹慎使用,確保芯片間距均勻。
(三)點膠
依據芯片襯底類型選擇銀膠或絕緣膠,嚴格控制點膠量、位置與高度,注意銀膠與絕緣膠的貯存與使用要求。
(四)備膠
備膠效率高于點膠,但適用范圍有限。用備膠機將銀膠涂于芯片背面電極,再安裝于支架,需保證膠層均勻與粘附牢固。
(五)手工刺片與自動裝架
手工刺片靈活性強,適用于多種芯片安裝;自動裝架結合沾膠與安裝步驟,需熟悉設備操作編程與調整精度,選合適吸嘴防止芯片損傷。
(六)燒結
燒結使銀膠固化,嚴格監控溫度,防止批次性問題。依膠水類型與工藝要求設定溫度與時間,確保固化質量。
(七)壓焊
壓焊是關鍵環節,包括金絲球焊與鋁絲壓焊。監控拱絲形狀、焊點形狀與拉力,深入研究材料、超聲功率、壓力及劈刀選用等。
(八)封裝方式
點膠封裝、灌膠封裝與模壓封裝各有特點。點膠封裝注重氣泡、缺料與色差控制;灌膠封裝關注環氧注入與固化;模壓封裝強調模具設計與材料流動性。
(九)固化與后固化
固化使封裝環氧固化,后固化則進一步提高粘接強度并進行熱老化,需嚴格控制溫度與時間條件。
(十)切筋與劃片
切筋切斷連筋,劃片分離 PCB 板上的 LED,要求切割設備精度高,確保分離后產品外觀與性能。
(十一)測試與包裝
全面測試光電參數、外形尺寸,依客戶需求分光。包裝時注意防靜電、防潮,確保成品質量與運輸安全。
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