LED灯生产工艺.doc

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LED灯生产工艺

§1LED制造流程概述

LED的制作流程包括上游的单晶片衬底制作、外延晶片生长；中游的芯片、电极制作、切割和测试分选；下游的产品封装。

图2.1LED制造流程图

制程：

金属蒸镀光罩腐蚀热处理（正负电极制作）

切割测试分选

成品：

芯片

晶片：

单晶棒（砷化镓、磷化镓）单晶片衬底在衬底上生长外延层外延片

成品：

单晶片、外延片

封装：

固晶焊线树脂封装切脚测试分选

成品：

LED灯珠、LED贴片和组件

上游

下游

中游

§2LED芯片生产工艺

LED照明能够应用到高亮度领域归功于LED芯片生产技术的不断提高，包括单颗晶片的功率和亮度的提高。

LED上游生产技术是LED行业的核心技术，目前在该技术领先的国家主要日本、美国、韩国，还有我国台湾，而我国大陆在LED上游生产技术的发展比较靠后。

下图为上游外延片的微结构示意图。

图2.2蓝光外延片微结构图

P型GaN

P型AlGaN

InGaN量子阱（well）

N型InGaN

N型AlGaN

GaN缓冲层（buffer）

蓝宝石衬底（subatrate）

P型GaN

N型GaN

正极

负极

生产出高亮度LED芯片，一直是世界各国全力投入研制的目标，也是LED发的方向。

目前，利用大功率芯片生产出来的白光1WLED流明值已经达能到150lm之高。

LED上游技术的发展将使LED灯具的生产成本越来越低，更显LED照明的优势。

以下以蓝光LED为例介绍其外延片生产工艺如下：

首先在衬低上制作氮化鎵（GaN）基的外延片,这个过程主要是在金属有机化学气相沉积外延片炉（MOCVD）中完成的。

准备好制作GaN基外延片所需的材料源和各种高纯的气体之后，按照工艺的要求就可以逐步把外延片做好。

常用的衬底主要有蓝宝石、碳化硅和硅衬底,以及GaAs、AlN、ZnO等材料。

MOCVD是利用气相反应物（前驱物）及Ⅲ族的有机金属和Ⅴ族的NH3在衬底表面进行反应,将所需的产物沉积在衬底表面。

通过控制温度、压力、反应物浓度和种类比例，从而控制镀膜成分、晶相等品质。

MOCVD外延炉是制作LED外延片最常用的设备

然后是对LEDPN结的两个电极进行加工，电极加工也是制作LED芯片的关键工序，包括清洗、蒸镀、黄光、化学蚀刻、熔合、研磨；然后对LED毛片进行划片、测试和分选，就可以得到所需的LED芯片了。

图2.3LED生产流程

基板（衬底）

磊晶制程（扩散、溅射、化学气相沉淀）

磊晶片

清洗

蒸镀

黄光作业

化学蚀刻

熔合

研磨

切割

测试

单晶炉、切片机、磨片机等

外延炉（MOCVD）

清洗机

蒸镀机、电子枪

烘烤、上光阻、照相曝光、显影

刻蚀机

减薄机、清洗机

切割机

探针测试台、颗粒度检测仪

§3大功率LED生产工艺

作为LED节能灯光源的大功率LED，它是LED节能灯的核心部分。

大功率LED的生产工艺如何直接影响LED的性能，进而影响LED灯具的性能，如光衰、光效等。

§3.1LED封装工艺流程

以大功率LED封装产品为例，介绍它的封装制程如下：

图2.4大功率LED封装制程

扩晶

框晶

晶片

银胶

解冻

搅拌

固晶

烘烤

焊线

灌胶

長烤

点胶

固检

推力检查

拉力检查

支架

金線

胶

荧光粉

Lens

测试

包裝

入库

品检

外观

分BIN

QA

切脚

测试

搅拌

配胶

抽气

套Lens

搅拌

配胶

抽气

§3.2大功率LED生产工艺

流程站别

使用设备及工具

作业条件

备注

固晶

1.储存银胶冰箱

2.银胶搅拌机

3.扩晶机

4.固晶机（如AD809）

5.烤箱

6离子风扇

1．储存银胶：

0℃一下保存。

2．银胶退冰：

室温4小时

3．扩晶机温度：

50℃±10℃

4．点银胶高度为晶片厚度的1/4

5．作业时静电环必须做测试记录

6．固晶时须使用离子风扇，离子风扇正面与晶片距离为20cm～140cm之间。

7．晶片固于支架杯子正中央，偏移量小于1/4晶片宽度，具体参考固晶图。

8．烤银胶条件：

150℃±10℃/2小时。

焊线

1.339EG焊线机

2.1.2mil的瓷嘴

3.大功率打线制具

1．339EG焊线机热板温度﹕150℃±10℃，焊线方式参固晶焊线图。

2．瓷嘴42K更换一次。

注﹕焊线时第二焊点一定要按照固晶焊线图上第二焊点位置（打斜线区域）焊线。

点胶

1.电子称

2.烤箱

3.抽真空机

4.点胶机

1．抽气时间：

１个大气压/5mins。

2．荧光胶烘烤条件﹕120℃±10℃/2Hrs。

荧光胶配比参考实验数据。

套盖

1.镊子

1.在套Lens前材料要用150℃±10℃烘烤15分钟﹐然而lens也要烘烤80℃±10℃/20min﹐然后套Lens。

2.夹起Lens，判别双耳朵位置后，放置于支架上白壳配合孔内﹐并压到位。

注意不要压塌金线，否则送到返修站，并记录事故率。

灌胶

1.电子称

2.烤箱

3.抽真空机

4.点胶机

5.镊子

6.棉花棒

7.不锈钢盘

1.以Silicone乔越OE-6250（A）:

乔越OE-6250（B）=1:

1进行配胶。

2.抽气:

１个大气压/5mins。

3.以镊子压制lens上方，再将针头插至lens耳朵孔位进行灌胶，在点胶时点胶机气压先调至0.15MPA﹐然后根椐胶的粘度来做调整﹐直至胶由对面孔位少量溢出。

4.将整片支架倒置水平后，用力压实。

5.用棉花棒将多胶部分擦拭干净。

6.灌好胶后不用烘烤﹐在常温下将支架水平倒置整齐存放在不锈钢盘内24小时即可。

配好的胶要在30分钟内用完，且一次不宜配太多胶。

切脚&弯脚

1.手动弯脚机

1.弯脚后，Pin脚总长度为14.5mm±0.2mm（注：

弯脚时要注意Pin脚的长度及平整度）。

外观检验

1.静电环

1.有无汽泡、杂物﹑铜柱发黄。

2.PIN脚变形﹑多胶﹑缺脚。

作业前做静电环测试。

测试

1.维明658H测试机

2.积分球

1.测试﹕IF=350mA,VF>4.0V为不良VR=5V,IR>10uA为不良。

2.测试机只能开单向电源测试（详情请参TS）。

包装

1.Tapping机

2.静电袋

使用CarrierTape包装﹐1000PCS/卷，1卷/袋，10袋/箱。

QA

1.维明658H测试机

1.测试﹕IF=350mA，VF>4.0V为不良，VR=5V，IR>10uA为不良。

2.测试后外观﹕有无汽泡、杂物﹑铜柱发黄。

3.型号、数量、包装方式正确，包装外观无缺损。

§4LED节能灯具生产流程

LED灯具是利用LED做光源结合光学、热学、力学、电学、美学等学科知识生产出来的一种高效节能灯具。

图2.5LED节能灯生产技术

LED光源

灯具物料与工艺

LED节能灯具

光学

热学

力学

电学

美学

图2.6LED路灯生产流程

以路灯为例介绍LED节能灯的生产流程如下：

LED光源

电路板

散热硅纸

散热器

电源

反光罩

透光玻璃

LED检测

LED焊接

电路检测

电路板与散热器凝合

组装电源

烧机

固定反光罩

安装透光玻璃

防水处理

水浴测试

烧机

测试

包装

QA