LED封装工艺常见异常浅析.docx

          LED封装工艺常见异常浅析                    摘要：文章主要就小功率LED在封装生产过程中经常遇到的一些异常进行了较为具体的介绍，给出其分析方法及解决方案，具有一定的借鉴和参考意义关键词：小功率LED；封装异常；分析方法及解决方案引 言LED是一种可直接将电能转化为可见光的[来自wwW.lw5u.CoM]发光器件，主要是电子经由发光中心与空穴复合而发光，具有工作电压低、体积小、寿命长、耗电量小、发光效率高、光色纯、结构牢固、抗冲击、耐振动、性能稳定可靠、重量轻、而且能够配合轻、薄和小型化之应用设备的需求等一系列特性，成为日常生活中十分普遍的产品但是产品制作过程中的异常问题如果没有得到很好地解决或防治，就会造成产品的光电性能达不到设计要求，生产良率偏低等，都将严重制约公司的成长与发展以下就一些常见生产异常进行简单的分析及说明1 角度异常LED的发光角度是一个很重要的光学参数，特别是在要求比较高的显示屏领域，单颗灯的角度一般要控制在±50以内，而且RGB三种颜色的灯的发光角度要尽量一致，最好不要相差80以上，这都要求我们每批次生产的产品角度一致性要好，偏大或偏小都将严重影响到产品的品质。

分析及解决方案：(1)首先测量产品全高（卡高+胶体高度），如有异常再测量模条卡点高度：a．如卡高在规格范围内，可确认为机台压支架时压得过深或没压下去，因此调试机台即可解决：b．如卡高不在范围内，一个因素为模条本身来料卡点就已经不良，需及时反馈给供应商改善并更换模条，另一个因素为模条在使用过程中因为机械磨损而使卡点越做越低，因此模条在达到使用回合数极限之前需及时换上新模条，避免因此而产生角度异常2)拿最开始确认的模条所做的灯仔样品在投影仪下画出其外形图，再拿角度异常产品与其对比外形，如有较大差异，可初步确认模条模仁R角已出现不良而导致角度异常，需更换模条生产因一般公司都没有专门测试R角的仪器，因此可以寄回异常模条给模条供应商协助分析：(3)拿异常产品打磨及腐蚀10件左右，再测试其支架深度及晶片高度，支架偏深及晶片偏浅将导致角度偏小，反之则偏大，因此如测试不在规格之内，需及时反馈给供应商并更换新的支架及晶片以下附上一份分析报告供参考型号）角度偏小分析报告(1)问题点FQC在抽测封胶型号（****时发现角度偏低，规格为1 050，实测在87.3~ 96.30之间，平均90.70 0(2)原因推测1．产线用错物料或者配胶时出错导致角度偏低：2．产品深插，导致角度偏低：3．模条LENS的R角发生变化，导致角度偏低；4．支架太深或晶片高度太低导致角度偏低。

3)试验方法及验证过程1．验证是否产线用错物料或者配[来自wwW.lw5U.com]胶时出错导致角度偏低去产线核对所使用的物料以及配胶房所登记的配胶记录，没有发现异常结论：可排除是我公司产线用错物料或者配胶时出错导致角度偏低2．验证是否为产品深插导致角度偏低a．拿产线提供的产品测量产品全高，规格：8.6mm，实测平均：8.651mm，在规格之内：b．拿上批次产品（平均角度在1070）测量全高，实测平均：8.58mm结论：本批次产品相对上批次产品全高较高，这是导致这批次角度相对上批次角度偏低的一个因素3．验证是否为模条LENS的R角发生变化导致角度偏低拿上批次一颗角度为1060的灯仔做标准，在投影仪下画一个灯仔外形图，再拿本批次角度偏小的产品与其进行外形对比，发现本批次产品的外形明显比上批次产品偏小一点，图像对比如图1所示结论：从对比来看，本批次的模条LENS的R角已发生了变化，这是导致角度偏低的另一个因素4．验证是否为支架太深或晶片高度太低导致角度偏低分别拿本批次和上批次各10件灯仔进行打磨，测试其支架深度和晶片高度，发现两者相差不大结论：从数据来看，此次支架深度和晶片高度对角度的影响很小，可排除。

4)总结1．导致本次角度偏低的因素主要是：a．本批次产品相对上批次产品全高较高，会导致角度有一定的偏低：b．本批次的模条LENS已发生了变化，这是导致角度偏低的一个主要因素；2．针对此次模条LENS的R角已发生了变化，请品质部回馈给供应商改善；3．本批次产品暂时停止生产，后续等供应商提供新的合格模条后再继续生产2气泡气泡问题是在LED生产封装过程中一个普遍存在的现象，相信大部分封装企业都或多或少地被其所困扰以下就各种气泡的产生原因及解决方案做一个简单的分析，以供参考产生原因：(1)支架碗杯过深时，且胶体有一定的粘度，胶体来不及从支架碗杯边沿流向支架杯底，支架碗杯就已经被粘满，将部分空气堵在杯里而形成杯内小气泡，如图2(a)所示；(2)支架变形／粘胶太少导致碗杯未沽到胶或未沾满胶，容易产生杯内／杯上大气泡，如图2(b)所示：(3)抽真空不够、配胶时间过长及机台清洗不够都容易产生灯头气泡，如见图2(c)所示解决方案：(1)粘胶前对支架预热，因为支架加热后能加快胶水流动，从而能快速地排除杯内空气：(2)支架碗杯过深时采取二次粘胶工艺，第一次粘胶是少量胶体先从支架碗杯边沿慢慢流下盖住晶片，将支架杯底的空气挤出，第二次粘胶再把支架粘满。

可根据支架的深度，适当地调节好第一／二次粘胶的时间以及两次粘胶的时间间隔：(3)粘胶处的胶水最好2小时更换，因为胶水使用太久容易变稠而影响流动性：(4)根据支架碗杯大小／深度不同，调整封胶机台滚轮的转速，碗杯越深，滚轮的转速要调得越慢，同时粘胶的时间要调长，但要适当，太长会影响封装速度，太短会导致胶体粘不满碗杯而产生气泡，以胶水粘满支架碗杯为佳，如果支架碗杯浅则反之以下提供一份分析报告供参考型号）气泡不良分析改善报告(1)问题点生产部反映***型号封胶过程中晶片边上有气泡，不良比例为5%左右，良率偏低2)分析步骤1．对封胶机台的气泡不良进行抽检，抽检数据如下：第一次抽检2K，发现气泡15件，不良比例为0.75%，抽检时间为刚洗沾胶机；第二次抽检2K，发现气泡26件，不良比例为1.3%，抽检时间为洗沾胶机后3小时2．对气泡不良品进行分析：a．不良品中有95%左右在晶片的边缘；b．不良品中90%左右的气泡在离粘胶面较远的晶片两边3．由于此机种支架较深（杯深0.45mm），目前采用二次沾胶的生产工艺，观察封胶机台点胶的地方，发现第一次粘胶后，刚洗沾胶头后胶水可以从支架碗杯边沿流向支架杯底，但是2小时左右之后第一次粘胶有些还没有流到支架的杯底（主要是随着时间的增加，胶水变稠了，流动性变差），第二次点胶就将支架填满，导致部分空气堵在碗杯而形成气泡（目前产线胶水的使用时间在2.5~ 3.5小时左右）。

4．小结：气泡不良主要是第一次粘胶后，胶水还未完全从支架碗杯边沿流向支架杯底盖住晶片，第二次点胶就已将支架填满，导致部分空气堵在碗杯而形成气泡3)改善建议1．针对此不良原因，主要从改善胶水的流动性着手，进行了以下改善措施：a．增加两次点胶间的时间间隔，从1.5秒增加到2.5秒，使胶水有更充足的时间流向支架杯底，防止部分空气堵在碗杯而形成气泡：b．粘胶滚轮处的胶水需30分钟配好且2小时内更换，防止胶水使用太久而变稠，影响其流动性；c．在支架粘胶前对支架进行lOO℃预热30分钟，支架加热后会使胶体变稀而加快流速动，从而胶水沿支架碗杯边沿流下的速度加快，使胶水能完全盖住晶片，防止气泡的产生2．在采取了上述三个措施之后，工程抽检10K，在显微镜下发现气泡16件，肉眼最多能看到8件（生产、品质、工程各一人观察），说明气泡已明显减少及变小；3．因现阶段的预热方式为烤箱预热，在拿出来再使用中支架又有了一定的降温，影响其预热效果；4．建议尽快在每个机台上直接加上加热装置，支架加热后会使胶体变稀而加快流动，从而胶水沿支架碗杯边沿流下的速度加快，因此相信其气泡会有根本的改善3 反向漏电流反向漏电流IR:在限定条件下反向漏电流为二极管的基本特性，按LED以前的常规规定，指反向电压在5V时的反向漏电流。

随着发光二极管性能的提高，反向漏电流会越来越小IR越小越好，产生原因为电子的不规则移动JR产生的主要原因：(1)晶片本身品质问题图3为IR不良品送晶片供应商分析回馈图片，经分析，IR原因为晶片本身切割异常所导致：(2)银胶点的太多，严重时会导致短路：(3)静电击伤：(4)焊线压力控制不当，造成晶片内崩导致IR升高解决方案：(1)银胶胶量需控制在晶片高度的1/3~1/2；(2)人体及机台静电量需控制在50V以下；(3)焊线第一点的压力应控制在30～45g之间为佳4 结 论针对目前LED封装工艺中的各种问题，本文主要就角度异常、气泡、IR三个异常进行分析及提出解决方案可以相信，随着LED技术的不断发展以及封装工艺的不断完善，更新更好的技术方案及产品将层出不穷，同时我们的生产异常也将不断减少作者简介：谢勇（1983-），毕业于湖南科技大学，现供职于深圳雷曼光电科技有限公司工程部，E-mail：jason-shao@  -全文完-。