關于LED封裝的實習報告

　　專 業:電子信息工程

　　班 級:

　　姓 名:

　　實習單位

　　實習起止日期20xx.01-20xx.04

　　20xx年4 月 日

　　一．實習目的

　　通過生產實習，了解本專業的生產過程，鞏固所學專業知識。了解LED封裝產業的發展現狀；熟悉LED封裝和數碼管制作的整個流程；掌握LED封裝流程中的各種方法及其存在問題；嘗試找出更佳的方法提高公司的產品率。

　　二．實習時間

　　20xx年03月7日 ~至今

　　三．實習單位

　　常州偉志電子有限公司

　　四．實習內容

　　1．LED封裝產業發展產業現狀網上調研

　　LED光電產業是一個新興的朝陽產業，具有節能、環保的特點符合我們國家的能源、減碳戰略，從而獲得更多的產業和市場需求，成為一道亮麗的產業發展風景。

　　LED產業鏈總體分為上、中、下游，分別是LED外延芯片、LED封裝及LED應用。作為LED產業鏈中承上啟下的LED封裝產業，在整個產業鏈中起得無可比擬的重要作用。另外中國是LED封裝大國，據估計全世界80%數量的LED器件封裝集中在中國。下面我們從八方面來論述我國LED封裝產業的現狀與未來：

　　1.1 LED的封裝產品

　　LED封裝產品大致分為直插式、貼片式、大功率三大類，三大類產品中有不同尺寸、不同形狀、不同顏色等各類產品。

　　1.2 LED封裝產能

　　中國已逐漸成為世界LED封裝器件的制造中心，其中包括臺資、港資、美資等企業在中國的制造基地。 據估算，中國的封裝產能占全世界封裝產能的60%，并且隨著LED產業的聚集度在中國的增加。此比例還在上升。大陸LED封裝企業的封裝產能擴充較快，隨著更多資本進入大陸封裝產業，LED封裝產能將會快速擴張。

　　1.3 LED封裝生產及測試設備

　　LED封裝主要生產設備有自動固晶機、自動焊線機、自動封膠機、自動分光分色機、動點膠機、自動貼帶機等；LED主要測試設備有IS標準儀、光電綜合測試儀、TG測試

　　測試儀、積分球留名測試儀、熒光粉測試儀、冷熱沖擊箱、高溫箱等。

　　中國在封裝設備硬件上，由于購買了最新型和最先進的封膠設備，擁有后發優勢，具備先進封裝技術和工藝發展的基礎。

　　1.4 LED芯片

　　LED封裝器件的性能在50%程度上取決于芯片，50%取決于封裝工藝和輔助材料。

　　目前中國大陸的LED芯片企業約有十家左右，起步較晚，規模不夠大，最大LED芯片企業年產值約3個億人民幣，每家平均產能在1至2個億。

　　國內中小尺寸芯片已能基本滿足國內封裝企業的需求，大尺寸還需要進口，主要來自美國、臺灣企業。

　　國產品牌的中小尺寸芯片性能與國外品牌差距較小，具有良好的性價比，能滿足絕大部分LED應用企業的需求。

　　隨著資本市場對上游芯片企業的介入，預計未來三年我國LED芯片企業將有較大的發展，將有力地促進LED封裝產業總體水平的提高。

　　1.5 LED封裝輔助材料

　　LED封裝輔助材料主要有支架、膠水、模條、金線、透鏡等。

　　目前中國大陸的封裝輔助材料供應鏈已較完善，大部分材料已能在大陸生產供應。

　　高性能的環氧樹脂和硅膠以進口居多，這兩類材料主要要求耐高溫。耐紫外線、優異折射率及良好的膨脹系數等。

　　隨著全球一體化的進程，中國LED封裝企業已能應用到世界上最新和最好的封裝輔助材料。

　　1.6 LED封裝工藝

　　LED封裝工藝包括固晶參數工藝、焊線參數工藝、封膠參數工藝、烘烤參數工藝、分光分色工藝等 。我國LED封裝企業這幾年快速發展，LED封裝工藝已經上升到一個較好的水平，不過我國大功率封裝工藝水平還有待進一步完善。

　　2.直插式LED封裝工藝基本流程

　　2.1 固晶

　　在固晶前我們首先要確定我們加工的這批產品是L型（垂直型）還是V型（水平型）

　　封裝，因為如果我們選擇L型封裝那么我們就要對應選擇能夠導電的銀膠，相反我們選擇V型封裝就要選擇絕緣膠。除此之外我們要根據客戶的要求，這一批產品是聚光還是散光，不同要求我們就要選取不同的支架。當確定芯片、膠水和支架時，那么我們就可以開始固晶了。以下以聚光、垂直型封裝為例，首先是往支架的聚光杯里面注入適量的

　　銀膠，然后再往里面放進芯片，這一道工序的最后一步是烘烤。

　　就我個人認為這一到工藝最重要的有三步，如果不做好一定會影響LED光效率。

　　其一，注入銀膠量的多少。采用銀膠的目的是粘著芯片和支架，還有就是利用銀膠導電性。膠量最好控制在芯片高度的2/3~1/2，如果膠量過多(超過芯片高度1/2)，會造成PN結短路，最終而無法正常發光，還有銀片間的結合層阻值還會增大。另外銀膠量少或者缺膠，那就無法起到粘著芯片的作用。

　　其二，芯片放置的位置及放置時的力度。在固晶中我們最理想的狀態是把芯片放置在聚光杯的正中央，這樣方便我們更好的采光，如果我們把芯片的位置放偏了，一方面在下一步自動焊線機中有可能找不到芯片的電機進行焊接，最后會造成死燈。另外就算焊接好了，那么聚光杯無法最大化的采集光線，光效率大減折扣。出現不良品的原因有：芯片懸浮在銀膠上、芯片傾斜超過5°（焊線就找不到位置）、晶粒表面破損1/4、晶粒翻轉和芯片表面粘膠。

　　其三，烘烤溫度及時間的控制。溫度過低我們就無法使銀膠固化，芯片與支架粘附不好，芯片可能會脫離。另外溫度過高，產生應力大，體積電阻也相應發生變化。進一步影響焊線工藝。

　　2.2 焊線

　　完成固晶這一步工序之后，接下來我們就要進行焊線工作。焊線的目的是在壓力、熱量和超聲波能量的共同作用下，使金線在芯片電極和外引線鍵合區之間形成良好的歐姆接觸，完成內外引線的連接。

　　2.2.1 技術要求

　　a．金絲與芯片電極、引線框架鍵合區間的連接牢固

　　b．金絲拉力的測試。第一焊點金絲拉力以最高點測試，從焊絲的最高點垂直引線框架表面在顯微鏡觀察下向上拉，測試拉力。如果我們抽取的樣品拉力不夠，就要改變金線弧度，長度等參數，否則下一道工藝灌膠會把金線拉斷，造成死燈現象。因此這是LED焊線工序參考是否合格的一個參數。

　　c．焊點的要求。第一焊點是金球與芯片電極的鍵合，如果沒有選擇好正確的參數，那么我們就會造成偏焊，虛焊。偏焊和虛焊都會影響電氣連接，會出現漏電的現象，影響LED的發光及其壽命。第二焊點要增大表面積牢固的把它焊在支架的另一邊上。

　　d．焊線的要求。焊線的檢測也作為焊線工序合格的一個參數。合格的焊線要求各條金絲鍵合拱絲高度合適，無塌絲，無多余焊絲。焊絲的弧度不對，就會有可能造成陰陽極接觸，出現短路現象。焊線多余除開會出現短路現象，還會出現漏電，影響LED正常發光及壽命。

　　2.2.2 工藝參數的要求

　　由于不同機臺的參數設置都不一樣，所以就沒有對參數進行統一。在這過程中主要的參數有鍵合溫度、第一第二焊點的焊接時間、焊接壓力、焊接功率、拱絲高度、燒球電流、絲尾長度等等。焊接時間影響它的牢固性，焊接壓力和功率過大會損壞芯片，高度不當會造成短路，燒球電流過小滿足不了焊點要求。要做好焊線這一步工序就要嚴格控制，哪一步也不能麻煩，否則會影響產品質量。

　　2.2.3 注意事項

　　a.不得用手直接接觸支架上的芯片以及鍵合區域。

　　b.操作人員需要佩戴靜電手環，穿防靜電工作服，避免靜電對芯片造成傷害。

　　c.材料在搬運過程中須小心輕放，避免靜電的產生及碰撞，需防倒絲、塌絲、斷線及粘附雜物。

　　2.3 點熒光粉

　　點熒光粉是針對白光LED，主要步驟是點膠和烘烤。

　　根據查資料，目前所有熒光粉有兩種，其中一個是“藍色芯片+YAG”，另一種是“紫色或紫外+RGB熒光粉”，不過現在市場上用的主要是前者熒光粉，后者還不成熟存在較多要解決的問題。就YAG為例說明LED熒光粉的配比問題。改變樹脂內YAG熒光體濃度之后，LED色區坐標的結果，由圖可知只要色坐標是在LED與YAG熒光體兩色坐標形成的直線范圍內，就可任意調整色調，依此可知YAG熒光體濃度較低時，藍色穿透光的比率較多，整體就會呈藍色基調白光；相對的如果YAG熒光體濃度較高時，黃色轉換光的比率較多，整體呈黃色基調白水。

　　2.4. 灌膠

　　灌膠的過程是先在LED成型模腔內注入液態環氧，然后插入焊好的LED支架放入烘

　　箱讓環氧固化后，將LED從模腔中脫出就成型了。LED灌膠工藝看似很簡單，但是還

　　要注意一下幾個方面：

　　(1).將模條按一定方向裝在鋁盤上，吹塵后放進125℃/40分鐘的烘箱內進行預熱。

　　(2).根據生產的需求量進行配膠，后將已配好的膠攪拌均勻后置入45℃/15分鐘的真空烘箱內進行脫泡。

　　(3).進行灌膠，后進行初烤，初烤的溫度和時間要看LED的直徑大小。

　　(4).進行離模，為了更好的固化，后進行長烤(125℃/6-8小時)。

　　如果灌膠的不良，可能會出現一下現象：

　　(1).支架插偏、支架插深、支架插淺、支架插反、支架爬膠。支架變黃(氧化、烘烤溫度過高或時間過長)

　　(2).環氧樹脂中有氣泡

　　(3).雜質、多膠、少膠、霧化

　　(4).膠水水紋、膠體損傷、膠體龜裂(膠水老化或比例不對)、膠體變黃(A膠比例過大)

　　2.5 切筋、測試、分光、包裝

　　由于LED在生產中是連在一起的(不是單個)，Lamp封裝LED采用切筋切斷LED支架的連筋。(如果是SMD式的LED則是在一片PCB板上，需要劃片機來完成分離工作)。

　　然后我們就可以對切筋后的'LED進行測試，光電參數、檢測外形尺寸，以此同時根據客戶要求用分光、分色機對LED產品進行分選，最后對分好類的LED產品進行計數包裝。超亮度LED需要放靜電包裝。

　　五、實習總結

　　生產實習是教學計劃中一個重要的實踐性教學環節，雖然時間不長，但在實習的過程中，都學到了很多東西。

　　在公司里我屬于生產部，主要做技術這一部分。做各種機器的的維修和保養，保證公司的生產向著更優化的趨勢發展！在實習的過程中，我對于直插LED封裝有了更加直觀的了解，通過觀看封裝的整個流程，結合書本里面所講的知識，我對LED的封裝工藝有了更加深入的認識；我了解到直插式LED的封裝工藝大致可以分五步：固晶、焊線、（點熒光粉）、灌膠、檢測、包裝。

　　實習中，我認識到書本理論知識與現實操作的差距。

　　這次實習，使我受益匪淺，通過實習，我認識到我們應該將課本與實際實習結合起來，通過兩個課堂提高自己的能力，使自己更好的掌握所學知識。在實習中我對LED封裝全過程有一個完整的感性認識，學到了生產技術與管理等方面的知識，驗證、鞏固、深化和擴充了所學的課程的理論知識。而我對生產實習的目的也有了更進一步的理解，我會認真的把實習的知識運用到我今后的學習當中，從中獲取有幫助的知識，更好完成后續課程，并且把知識和學到的理論經驗運用到我今后的工作中，它是我在學習生涯的一筆寶貴的財富！

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