LED知識庫:淺述LED晶圓的製作工藝

1.LED晶圓檢驗

鏡檢:材料表面是否有機械損傷及麻點麻坑lockhill晶圓尺寸及電極大小是否符合工藝要求電極圖案是否完整

2.LED擴片

由於LED晶圓在划片后依然排列緊密間距很小(約0.1mm),不利於后工序的操作。採用擴片機對黏結晶圓的膜進行擴張,使LED晶圓的間距拉伸到約0.6mm。也可以採用手工擴張,但很容易造成晶圓掉落浪費等不良問題。

3.LED點膠

在LED支架的相應位置點上銀膠或絕緣膠。對於GaAs、SiC導電襯底,具有背面電極的紅光、黃光、黃綠晶圓,採用銀膠。對於藍寶石絕緣襯底的藍光、綠光LED晶圓,採用絕緣膠來固定晶圓。

工藝難點在於點膠量的控制,在膠體高度、點膠位置均有詳細的工藝要求。由於銀膠和絕緣膠在貯存和使用均有嚴格的要求,銀膠的醒料、攪拌、使用時間都是工藝上必須注意的事項。

4.LED備膠

和點膠相反,備膠是用備膠機先把銀膠塗在LED背面電極上,然後把背部帶銀膠的LED安裝在LED支架上。備膠的效率遠高於點膠,但不是所有產品均適用備膠工藝。

5.LED手工刺片

將擴張后LED晶圓(備膠或未備膠)安置在刺片台的夾具上,LED支架放在夾具底下,在顯微鏡下用針將LED晶圓一個一個刺到相應的位置上。手工刺片和自動裝架相比有一個好處,便於隨時更換不同的晶圓,適用於需要安裝多種晶圓的產品。

6.LED自動裝架

自動裝架其實是結合了沾膠(點膠)和安裝晶圓兩大步驟,先在LED支架上點上銀膠(絕緣膠),然後用真空吸嘴將LED晶圓吸起移動位置,再安置在相應的支架位置上。自動裝架在工藝上主要要熟悉設備操作編程,同時對設備的沾膠及安裝精度進行調整。在吸嘴的選用上盡量選用膠木吸嘴,防止對LED晶圓表面的損傷,特別是藍、綠色晶圆必須用膠木的。因為鋼嘴會划傷晶圓表面的電流擴散層。

7.LED燒結

燒結的目的是使銀膠固化,燒結要求對溫度進行監控,防止批次性不良。銀膠燒結的溫度一般控制在150℃,燒結時間2小時。根據實際情況可以調整到170℃,1小時。絕緣膠一般150℃,1小時。

銀膠燒結烘箱的必須按工藝要求隔2小時(或1小時)打開更換燒結的產品,中間不得隨意打開。燒結烘箱不得再其他用途,防止污染。

8.LED壓焊

壓焊的目的是將電極引到LED晶圓上,完成產品內外引線的連接工作。

LED的壓焊工藝有金絲球焊和鋁絲壓焊兩種。鋁絲壓焊的過程為先在LED晶圓電極上壓上第一點,再將鋁絲拉到相應的支架上方,壓上第二點后扯斷鋁絲。金絲球焊過程則在壓第一點前先燒個球,其餘過程類似。

壓焊是LED封裝技術中的關鍵環節,工藝上主要需要監控的是壓焊金絲(鋁絲)拱絲形狀,焊點形狀,拉力。

9.LED封膠

LED的封裝主要有點膠、灌封、模壓三種。基本上工藝控制的難點是氣泡、多缺料、黑點。設計上主要是對材料的選型,選用結合良好的環氧和支架。(一般的LED無法通過氣密性試驗)

LED點膠   TOP-LED和Side-LED適用點膠封裝。手動點膠封裝對操作水平要求很高(特別是白光LED),主要難點是對點膠量的控制,因為環氧在使用過程中會變稠。白光LED的點膠還存在熒光粉沉澱導致出光色差的問題。

LED灌膠封裝   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后,將LED從模腔中脫出即成型。

LED模壓封裝   將壓焊好的LED支架放入模具中,將上下兩副模具用液壓機合模並抽真空,將固態環氧放入注膠道的入口加熱用液壓頂桿壓入模具膠道中,環氧順著膠道進入各個LED成型槽中並固化。

10.LED固化與后固化

固化是指封裝環氧的固化,一般環氧固化條件在135℃,1小時。模壓封裝一般在150℃,4分鐘。后固化是為了讓環氧充分固化,同時對LED進行熱老化。后固化對於提高環氧與支架(PCB)的粘接強度非常重要。一般條件為120℃,4小時。

11.LED切筋和划片

由於LED在生產中是連在一起的(不是單個),Lamp封裝LED採用切筋切斷LED支架的連筋。SMD-LED則是在一片PCB板上,需要划片機來完成分離工作。

12.LED測試

測試LED的光電參數、檢驗外形尺寸,同時根據客戶要求對LED產品進行分選。

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