试论LED封装工艺的优化及管控

王继弘

摘 要：LED发光二极管作为新时期的照明光源，在市场上具有广阔的发展前景，以及生命活力。LED封装属于LED生产的中间环节，涉及到了光学、热学、电学、力学、机械学等多个学科。当前，LED封装面临着较为严重的工艺质量问题。为了探求最为可靠的封装工艺技术，在本文中着重研究LED封装工艺优化，实现对其质量的控制。

关键词：LED封装工艺；优化；管控

封装工艺是LED产品生产的灵魂，决定着产品的性能、可靠性以及成本。在本文中针对LED封装工艺进行优化，在焊线工艺、荧光粉涂覆工艺等方面进行改进，希望保障产品的性能和质量。在LED封装环节中，需要做好相应的准备工作，对原材料的品质进行严格的控制。以求从LED封装工艺细节上提升质量。

1 LED封装工艺流程

在LED进行封装之前需要做好相应的基础准本以提升封装质量。保障LED能够顺利封装的原材料主要有：支架、蓝光芯片、荧光粉。为了保障封装质量，需要对这些材料进行抽样的检查，当原材料的质量过关之后才能够进入具体的封装工艺。

1.1 固晶

LED封装之前进行固晶，固晶是指应用胶将LED晶片固定在支架上，对于固晶的处理决定着固晶的稳定性。固晶胶的温度需要保持在零下40摄氏度，当使用胶时，通过针筒将绝缘胶吸入到中，在常温中静置30分钟，当胶温度适合的情况下，将其放置在固晶胶盘中进行搅拌处理，实现扩晶。

在扩晶的过程中，将晶片膜放置在母环中，然后对其进行固晶，应用压缩空气对于LED支架进行清洁。在固晶完成之后，需要对固晶胶进行烘烤，将烘烤的温度设置为135摄氏度。当固晶胶被固化之后，需要对其推力进行测试，保障固晶稳定性[ 1 ]。

1.2 焊线

焊线是LED封装过程中的重点内容，该环节运用热压和力超声波，对LED 支架进行处理，将支架上的键合与芯片电极实现对接。在产生的压力的情况下，底板被加热，支架引线金属和镀银层两者之间具有一定的塑性，最终导致程度的变形。在第二个焊点球完成之后，电极焊和金线之间进行对接，施加压力给进线，从而产生线弧。

1.3 荧光粉涂覆和烘烤

在应用荧光粉涂覆和烘烤时，常用的方法就是点胶涂覆法，该种方法在实际应用过程中最大的优点就是比较适合规模化的生产，生产操作比较简单，但是目前该种方法在实际应用过程中精确度不高，难以满足LED封装要求。在具体的应用中点胶涂覆法重复性比较差，会产生沉淀从而影响涂覆质量。

例如，荧光粉涂覆过程中，可能由于温度、压力等原因导致出现大量的气泡，当LED灯珠受热时会产生气体膨胀。空气与硅胶膨胀系数不一致的情况下，导致硅胶弹性体被撕裂。

1.4 储存于静电管理

对于LED 封装环节需要对其进行存储，直接的目的就是对其进行密封，避免LED支架被氧化导致其银层的灵敏度降低。存储在于能够有效的保障LED质量可靠。当封装存储不当的情况下，LED支架中会进入一种化学元素，导致银层与元素S发生化学反应，最终在LED支架上产生Ag2S，该种化学产物将会降低支架的银层反射能力，出现光衰现象。因此，在进行LED封装存储环节中需要对其进行真空封装，存放在温度在三十摄氏度以下的环境中。

2 LED封装工艺优化

为了提升LED封装工艺质量，需要从封装的各个环节进行质量控制，优化封装工艺。对于焊线工艺的优化、荧光粉涂覆工艺的优化，都是LED 封装工艺中的重点内容。

2.1 焊线工艺优化

在LED 实际应用环节中，焊接不良导致功能失效，因此需要提升焊线质量。焊线环节的施工需要严格的控制焊线工艺实验参数，保障实验参数能稳定在质量可控的范围内。其中寻找高度为150μm，寻找速度为12μm/s，球径为60μm，打火间隙为1300μm，送线量为520μm，打火时间为1200μs，打火功率为40mA。LED封装焊接键合不良的原因有很多种，如空气污染、人体净化、储存不良。

此外LED金丝保管不当出现老化的情况，金丝延展度和硬度都会产生巨大的改变。保障LED金线键合稳定性，技术人员可以在封装之前对其进行等离子清洁，经过对比，清洁之后的芯片焊线和支架的拉伸韧性增加了20%以上。

2.2 荧光粉涂覆工艺优化

通过荧光粉涂覆工艺优化的方式来提升LED封装质量，以往的荧光粉涂覆方式为点胶涂覆法，该种方法作业简单，但是使得LED的光强分布不均匀。如在支架的边缘上所产生的蓝光比较弱，蓝光在穿透荧光粉的过程中，被大量的荧光粉所吸收，从而显示出了黄光。在该种荧光涂覆之下，LED颜色不均匀情况比较严重。为了对该中情况进行改进，应用自由点胶涂覆的方法，該种方法属于反沉淀荧光粉涂覆工艺，支架结构比较容易出光，避免荧光粉层出现散射损失。

优化荧光粉层的涂覆需要注意以下几个问题：

1）一次点胶以及烘烤，胶量以及浓度需要根据正常情况下的自由点胶涂覆法进行计算，全自动点胶机需要采用机械部位进行点胶。当点胶完成之后，需要进入到烤箱进行预固化处理。点胶硅胶的黏性以及毛细作用使得荧光粉胶不会随意的留下来，同时荧光粉在重力的作用下与芯片之间发生了隔离。

2）二次点胶以及烘烤。在上一步完成之后将支架内部剩余的空间中，加入少量的荧光粉，消除界面应力之后完成固化处理。在烘烤阶段需要严格的控制其烘烤的时间，对烘烤环节进行记录。当烘烤结束之后，随炉冷却至室温，避免温度突变造成其内部应力的产生。在本文中针对自由点胶涂覆法进行改进，该种改进方试能够有效的完善LED中间部分的光色产生，保障LED光色变得更加的均匀。

3 结论

综上所述， 在LED进行封装之前需要做好相应的基础准本以提升封装质量。保障LED能够顺利封装的原材料主要有：支架、蓝光芯片、荧光粉。为了保障封装质量，需要对这些材料进行抽样的检查，当原材料的质量过关之后才能够进入具体的封装工艺。

参考文献：

[1] 刘勇求，严其艳.浅谈大功率LED封装工艺设计及优化[J].工业技术创新，2016，（03）：514-517.