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            固晶貼片機在LED封裝行業的應用

              LED固晶機從芯片的演變進程中發現,各大LED出產商在上游技能上不斷改善,如運用不同的電極規劃操控電流密度,運用ITO薄膜技能令通過LED的電流能均勻分布等,使在結構上都盡可能產生較多的。再運用各種不同辦法去抽出LED宣告的每一粒光子,如出產不同外形的芯片;運用芯片周邊有效地操控光折射度行進LED取率,研制擴展單一芯片外表規范(>2mm2)添加發光面積,更有運用粗糙的外表添加光線的透出等等。


              有一些高亮度LED芯片上p-n兩個電極的方位相距拉近,令芯片發光功率及散熱才華行進。而較近已有的出產,便是運用新改善的溶解(Laserlift-o)及金屬黏合技能(metalbonding),將LED磊晶晶圓從GaAs或GaN長晶基板移走,并黏合到另一金屬基板上或其它具有高反射性及高熱傳導性的物質上面,幫忙大功率LED行進取光功率及散熱才華?!?/p>


              封裝規劃


              通過多年的打開,筆直(φ3mm、φ5mm)和SMD燈(外表貼裝LED)已演變成一種規范產品形式。但隨著芯片的打開及需求,開荒出切合大功率的封裝產品規劃,為了運用自動化拼裝技能下降制造本錢,大功率的SMD燈亦應運而生。并且,在可攜式消費產品商場急速的帶動下,大功率LED封裝體積規劃也越小越薄以供給更闊的產品規劃空間?!?/p>




              為了堅持制品在封裝后的光亮度,新改善的大功率SMD器材內加有杯形反射面,有助把全部的光線能一致地反射出封裝外以添加輸出。而蓋住LED上圓形的,用料上更改用以Silone封膠,替代以往在環氧樹脂(Epoxy),使封裝能堅持必定的耐用性。


              封裝工藝及計劃 


              封裝之首要目的是為了保證半導體芯片和底層電路間之正確電氣和機械性的互相接續,及維護芯片不讓其遭到機械、熱、濕潤及其它種種的外來沖擊。選擇封裝辦法、資料和運用機臺時,須考慮到LED磊晶的外形、電氣/機械特性和固晶精度等要素。因LED有其光學特性,封裝時也須考慮和保證其在光學特性上能夠滿意。


              無論是筆直LED或SMD封裝,都必須選擇一部高精度的固晶機,因LED晶粒放入封裝的方位精準與否是直接影響整件封裝器材發光效能。若晶粒在反射杯內的方位有所差錯,光線未能徹底反射出來,影響制品的光亮度。但若一部固晶機具有先進的預先圖畫辨識體系(PRSystem),雖然質量參差的引線結構,仍能精準地焊接于反射杯內預訂之方位上。


              一般低功率LED器材(如指示設備和手機鍵盤的照明)首要是以銀漿固晶,但因為銀漿自身不能抵受高溫,在行進亮度的一同,發熱現象也會產生,因而影響產品。要獲得高質量高功率的LED,新的固晶工藝隨之而打開出來,其間一種便是運用共晶焊接技能,先將晶粒焊接于一散熱基板(soubmount)或熱沉(heatsink)上,然后把整件晶粒連散熱基板再焊接于封裝器材上,這樣就可增強器材散熱才華,令發相對地添加。至于基板資料方面,硅(Silicon)、銅(Copper)及陶瓷(Ceramic)等都是一般常用的散熱基板物料。


              共晶焊接


              技能較關鍵是共晶資料的選擇及焊接溫度的操控。新一代的InGaN高亮度LED,如選用共晶焊接,晶粒底部能夠選用純錫(Sn)或金錫(Au-Sn)合金作接觸面鍍層,晶??珊附佑阱冇薪鸹蜚y的基板上。當基板被加熱至適宜的共晶溫度時,金或銀元素滲透到金錫合金層,合金層成份的改動行進溶點,令共晶層固化并將LED緊固的焊于熱沉或基板上?!?/p>


              選擇共晶溫度視乎晶粒、基板及器材資料耐熱程度及往后SMT回焊制程時的溫度要求??紤]共晶固晶機臺時,除高方位精度外,另一重要條件便是有靈敏并且安穩的溫度操控,加有氮氣或混合氣體設備,有助于在共晶過程中作防氧化維護。當然和銀漿固晶相同,要達至高精度的固晶,有賴于慎重的機械規劃及高精度的馬達運動,才華令焊頭運動和焊力操控適可而止之余,亦無損高產能及高良品率的要求。


              進行共晶焊接工藝時亦可加入助焊劑,這技能較大的特點是無須額定附加焊力,故此不會因固晶焊力過大而令過多的共晶合金溢出,減低LED產生短路的機會。


              覆晶(FlipChip)焊接


              覆晶焊接近年被積極地運用于大功率LED制程中,覆晶辦法把GaNLED晶粒倒接合于散熱基板上,因沒有了金線焊墊阻礙,對行進亮度有必定的幫忙。因為電流流轉的間隔縮短,電阻減低,所以熱的產生也相對下降。一同這樣的接合亦能有效地將熱轉至下一層的散熱基板再轉到器材外面去。當此工藝被運用在,不但行進光輸出,更能夠使產品全體面積縮小,擴展產品的運用商場。


              覆晶LED技能打開上有兩個首要的計劃:一是鉛錫球焊(Solderbumpreflow)技能;另一個是熱超聲(Thermosonic)焊接技能。


              鉛錫球焊接已在IC封裝運用多時,工藝技能亦已老練,故在此不再臚陳。針對低本錢及低線數器材的出產,熱超聲覆晶(Thermosonicflipchip)技能特別適用于大功率LED焊接。以金做焊接的,因為金此物自身熔點溫度較鉛錫球和銀漿高,對固晶后的制程規劃方面更有彈性。


              此外,還有無鉛制程、工序簡略、金屬接位可靠等利益。熱超聲覆晶工藝通過多年的研討及履歷累積,已掌握較優化的制程參數,并且在幾大LED出產商已成功地投入量產。足出產線運用外,其他許多的(如芯片粘片機、引線焊接機、機、編帶機)等自動化設備還全都依靠進口。


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            自動固晶機貼裝過程及工作原理 LED全自動固晶機的結構組成

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