LED製程

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LED散熱基板之厚膜與薄膜製程差異分析

1、簡介
LED模組現今大量使用在電子相關產品上,隨著應用範圍擴大以及照明系統的不斷提升,約從1990年開始高功率化的要求急速上升,尤其是以白光高功率型式的需求最大,現在的照明系統上所使用之LED功率已經不只1W、3W、5W甚至到達10W以上,所以散熱基板的散熱效能儼然成為最重要的議題。影響LED散熱的主要因素包含了LED晶粒、晶粒載板、晶片封裝及模組的材質與設計,而LED及其封裝的材料所累積的熱能多半都是以傳導方式散出,所以LED晶粒基板及LED晶片封裝的設計及材質就成為了主要的關鍵。 2、散熱基板對於LED模組的影響
LED從1970年以後開始出現紅光的LED,之後很快的演進到了藍光及綠光,初期的運用多半是在一些標示上,如家電用品上的指示,到了2000年開始,白光高功率LED的出現,讓LED的運用開始進入另一階段,像是戶外大型看版、小型顯示器的背光源等 (如圖一),但隨著高功率的快速演進,預計從2010年之後,車用照明、室內及特殊照明的需求量日增,但是這些高功率的照明設備,其散熱效能的要求也越益嚴苛,因陶瓷基板具有較高的散熱能力與較高的耐熱、氣密性,因此,陶瓷基板為目前高功率LED最常使用的基板材料之一。 .. 閱讀全文
2009年Q2以來,由於三星(Samsung)砸下10億美金促銷LED TV,使LED TV成為市場火熱焦點,而各家電視品牌廠商也紛紛上修2010年LED TV出貨目標,並啟動擴產計畫,研究機構LEDinside估計,2009年台系LED廠商資本支出規模將達到新台幣135億元,年增率24%,其中晶片廠資本 支出高達97億元,封裝廠約38億元,2010年台灣LED廠的資本支出可望較去年成長158%,達到350億元。 受惠於LCD TV搭載LED背光,帶動LED產業的需求,近期日亞化學工業(Nichia)副社長田崎登及晶電董事長李秉傑都對外指出,LED產業因液晶電視(LCD TV)應用市場需求激增,缺貨狀況將會持續到2010年。而LED上下游的業者也紛紛啟動擴產計畫。 LEDinside調查發現,2010年台灣LED廠的資本支出中,主要集中上游MOCVD設備購置以及廠房擴充,至於封裝廠商的資本支出,則需視個別封裝廠是否有配合各家電視品牌業者的需求而擴產。 .. 閱讀全文
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初步瞭解LED灌膠製程

Lamp-LED的封裝採用灌封的形式。灌封的過程是先在LED成型模腔內注入液態環氧,然後插入壓焊好的LED支架,放入烘箱讓環氧固化後,將LED從模腔中脫出即成型。LED灌膠製程看似很簡單,但是還要注意以下幾個方面:
1.將模條按一定的方向裝在鋁船上。後進行吹塵後置入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,後將已配好的膠攪拌均勻後置入45℃ /15分鐘的真空烘箱內進行脫泡。
3.進行灌膠,後進行初烤(3φ、5 φ 的產品初烤溫度為125 ℃ /60分鐘;8 φ -10 φ 的產品初烤溫度為110 ℃ /30分鐘+125 ℃ /30分鐘)
4.進行離模,後進行長烤125 ℃ /6-8小時。 如果灌膠的不良,可能會出現以下現象:
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.碗氣泡、珍珠氣泡、線性氣泡、表面針孔氣泡
3.雜質、多膠、少膠、霧化
4.膠面水紋、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)。
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什麼是bonding?

一、什麼是bonding?
bonding,也就是晶片打線,晶片覆膜,又稱邦定。bonding是晶片生產製程中一種打線的方式,一般用於封裝前將晶片內部電路用金線與封裝管腳連接,一般bonding後(即電路與管腳連接後)用黑色膠體將晶片封裝,同時採用先進的外封裝技術COB(Chip On Board),這種製程的流程是將已經測試好的晶圓植入到特製的電路板上,然後用金線將晶圓電路連接到電路板上,再將融化後具有特殊保護功能的有機材料覆蓋到晶圓上來完成晶片的後期封裝 二、bonding技術優勢 1、bonding晶片防腐、抗震,性能穩定。 .. 閱讀全文
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兩種多晶片白光LED創下流明效率新紀錄

根據美國國家標準技術局NIST報告,18W暖白光LED和72W中性白光LED可分別實現77.4lm/W和89.8lm/W的流明效率。

加州大學爾灣分校
光電封裝與材料實驗室宣佈其研製的暖白光和中性白光多晶片LED均創下流明效率新紀錄。兩種LED均採用的是商業化的藍光晶片。2008年12月美國國家標準與技術研究院(NIST)的報告證實了以上兩種LED的性能。以上均是在LED和散熱器均達到37℃的熱平衡狀態之後測量的結果。 據該實驗室史國均(Frank Shi)教授(e-mail: fgshi2000@yahoo.com; fgshi@uci.edu)說明,以上成果的取得來自於封裝設計、封裝工藝、白光LED螢光粉和封裝材料製程優化等方面的創新, 而非採用任何特殊的原型晶片。

18W暖白光LED .. 閱讀全文
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LED基礎知識之EOS與ESD的區別

 一、什麼是EOS?   EOS為Electrical Over Stress的縮寫,指所有的過度電性應力。當外界電流或電壓超過器件的最大規範條件時,器件性能會減弱甚至損壞。   EOS通常產生於 1.電源(AC/DC) 干擾、電源雜訊和過電壓。 .. 閱讀全文
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垂直結構LED技術面面觀

由於藍寶石基板的導熱係數差,影響LED的發光效率。為了解決LED的散熱難題,未來有可能將主要採用垂直結構LED的架構,促進LED產業的技術發展。關於垂直結構LED技術相信大家都有所耳聞,下面僅從技術表層進行介紹,謹供參考。 我們知道,LED晶片有兩種基本結構,橫向結構(Lateral)和垂直結構(Vertical)。橫向結構LED晶片的兩個電極在LED晶片的同一側,電流在n-和p-類型限制層中橫向流動不等的距離。垂直結構的LED晶片的兩個電極分別在LED外延層的兩側,由於圖形化電極和全部的p-類型限制層作為第二電極,使得電流幾乎全部垂直流過LED外延層,極少橫向流動的電流,可以改善平面結構的電流分佈問題,提高發光效率,也可以解決P極的遮光問題,提升LED的發光面積。 .. 閱讀全文
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LED結溫產生的原因及對策

1、什麼是LED的結溫?
LED的基本結構是一個半導體的P—N結。實驗指出,當電流流過LED元件時,P—N結的溫度將上升,嚴格意義上說,就把P—N結區的溫度定義為LED的結溫。通常由於元件晶片均具有很小的尺寸,因此我們也可把LED晶片的溫度視之為結溫。 2、產生LED結溫的原因有哪些?
在LED工作時,可存在以下五種情況促使結溫不同程度的上升:
a、元件不良的電極結構,視窗層襯底或結區的材料以及導電銀膠等均存在一定的電阻值,這些電阻相互壘加,構成LED元件的串聯電阻。當電流流過P—N結時,同時也會流過這些電阻,從而產生焦耳熱,引致晶片溫度或結溫的升高。
b、由於P—N結不可能極端完美,元件的注人效率不會達到100%,也即是說,在LED工作時除P區向N區注入電荷(空穴)外,N區也會向P區注人電荷(電子),一般情況下,後一類的電荷注人不會產生光電效應,而以發熱的形式消耗掉了。即使有用的那部分注入電荷,也不會全部變成光,有一部分與結區的雜質或缺陷相結合,最終也會變成熱。 .. 閱讀全文
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LED固晶破裂的解決辦法

單電極晶片在封裝行業對固晶的要求非常高,例如在LED生產過程中,固晶品質的好壞影響著LED成品的品質。造成LED固晶破裂的因素有很多,我們僅從材料、機器、人為三方面因素,探討LED固晶破裂的解決方法。 一、晶片材料本身破裂現象
晶片破損大於單邊晶片寬度的1/5或破損處於斜角時,各單邊長大於2/5晶片或破損到鋁墊,此類晶片都不可接受(這個是晶片檢驗標準中的一個專案)。產生不良現象的原因主要有:
1.晶片廠商作業不當
2.晶片來料檢驗未抽檢到
3.線上作業時未挑出
解決方法:
1.通知晶片廠商加以改善
2加強進料檢驗,破損比例過多的晶片拒收。
3.線上作業Q檢時,破損晶片應挑出,再補上好的晶片。 二、LED固晶機器使用不當
1、機台吸固參數不當
機台的吸嘴高度和固晶高度直接受機台電腦內參數控制。參數大,吸固高度小;參數小,吸固高度大,而晶片的破損與否,直接受機台吸固高度參數影響。產生不良現象的原因主要是:機台參數大,呼固高度低,晶片受力過大,導致晶片破損。
解決方法: .. 閱讀全文
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LED知識之光阻劑

光阻,亦稱為光阻劑,是一個用在許多工業制程上的光敏材料。像是光刻技術,可以在材料表面刻上一個圖案的被覆層。 光阻有兩種,正向光阻(positive photoresist)和負向光阻(negative photoresist)
正向光阻是光阻的一種,其照到光的部分會溶於光阻顯影液,而沒有照到光的部份不會溶於光阻顯影液。 負向光阻是光阻的一種,其照到光的部分不會溶於光阻顯影液,而沒有照到光的部份會溶於光阻顯影液。 正型光阻劑及負型光阻劑主要是應用在LED晶粒製造的金屬電極蒸鍍Lift-off制程中,由於LED電極所使用的金屬材料不易經由蝕刻的方式製作電路圖形,所以利用拔起(Lift-off)微影制程,得到突起的(Overhang)光阻圖形,使金屬在蒸鍍過程中不會連續性滿布在光阻劑上,再用去光阻劑的方式將未遭金屬布蓋的光阻部份拔起,完成金屬電極的圖案。 半導體制程常用的正型光阻劑,在光學曝光方式下,光阻劑上層接受能量較下層光阻高,使得正型光阻劑成像大部份圖形為上窄下寬,無法經一次曝光方式即得到Overhang的圖形,而負型光阻劑的成像恰好與正型光阻劑圖像相反,所以負型光阻劑是lift-off制程的最佳選擇。
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