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    LED显示屏用小功率LED发光管的封装工艺介绍:

     

    •  引脚式封装工艺

    主要工艺如下:

    •  芯片检验

    用显微镜检查材料表面是否有机械损伤及麻点;芯片尺寸及电极大小是否符合工艺要求;电阻图案是否完整。

    •  扩片

    由于 LED 芯片在划片后依然排列紧密间距很小(约 0.1mm ),不利于后工序的操作。采

    用扩片机对黏结芯片的膜进行扩张,使 LED 芯片的间距拉伸到约 0.6mm 。也可以采用手工扩张,但很容易造成芯片掉落浪费等不良问题。

    •  点胶

    在 LED 支架的相应位置点上银胶或绝缘胶。对于 GaAs 、 SiC 导电衬底,具有背面电极

    的红光、黄光、黄绿芯片,采用绝缘胶来固定芯片。

    工艺难点在于点胶量的控制,在胶体高度、点胶位置均有详细的工艺要求。由于银胶和绝缘胶在贮存和是用均有严格的要求,银胶的醒料、搅料、使用时间都是工艺上必须注意的事项。

    •  备胶

    和点胶相反,备胶是用备胶机先把银胶涂在 LED 背面电极上,然后把背部带银胶的 LED

    安装在 LED 支架上,备胶的效率远高于点胶,但不是所有产品均适用备胶工艺。

    •  手工刺片

    将扩张后 LED 芯片(备胶或未备胶)安置在刺片台的夹具上, LED 支架放在夹具底下,

    在显微镜下用针将 LED 芯片一个一个刺到相应的位置上。

    手工刺片和自动装架相比有一个好处,便于随时更换不同的芯片,适用于需要安装多种芯片的产品

    •  自动装架

    自动装架其实是结合了沾胶(点胶)和安装芯片两大步骤:现在 LED 支架上点上银胶(绝缘胶),然后用真空吸嘴将 LED 芯片吸起移动位置,再安置在相应的支架位置上。

    自动装架在工艺上主要熟悉设备操作编程,同时对设备的沾胶及安装精度进行调整。

    在吸嘴的选用上尽量选用胶木吸嘴,防止对 LED 芯片表面的损伤,特别是兰、绿色芯片必须用胶木的。因为钢嘴会划伤芯片表面的电流扩散层。

    •  烧结

    烧结的目的是使银胶股韩剧啊,烧结要求对温度进行监控,防止批次性不良。

    银胶烧结的温度一般控制在 150 ℃ , 烧结时间 2 小时。根据实际情况可以调整到 170 ℃ , 1 小时。绝缘胶一般 150 ℃ , 1 小时。

    银胶烧结烘箱的必须按工艺要求隔 2 小时(或 1 小时)打开更换烧结的产品,中间不得随意打开。烧结烘箱不得再其他用途,防止污染。

    •  压焊

    压焊的目的将电极引到 LED 芯片上,完成产品内外引线的连接工作。

    LED 的压焊工艺有两种:铝丝压焊和金丝球焊。

    铝丝压焊:现在 LED 芯片电极上压第一点,再将铝丝拉到相应的支架上方,压上第二点

    后扯断铝丝。

    金丝球焊:在压第一点前先烧个球,其余过程类似。

    压焊是 LED 封装技术中的关键环节,工艺上主要需要监控的是压焊金丝(铝丝)拱丝形状,焊点形状,拉力。

    对压焊工艺的深入研究涉及到多方面的问题,如金(铝)丝材料、超声功率、压焊压力、劈刀(钢嘴)运动轨迹等等。

    •  封胶

    封胶主要有点胶、灌胶、模压三种。基本上工艺控制的难点是气泡、多缺料、黑点。设计上主要是对材料的选型,选用结合良好的环氧和支架。(一般的 LED 无法通过气密性试验)

    点胶封装: TOP-LED 和 Side-LED 适用点胶封装。手动点胶封装对操作水平要求很高(特别是白光 LED ),主要难点是对点胶量的控制,因为环氧在使用过程中会变稠。白光 LED 的点胶还存在荧光粉沉淀导致出光色差的问题。

    灌胶封装: Lamp-LED 的封装采用灌胶的形式。灌胶的过程是现在 LED 成型模腔内注入液态环氧,然后插入压焊好的 LED 支架,放入烘箱让环氧固化后,将 LED 从模腔中脱出即成型。

    模压封装:将压焊好的 LED 支架放入模具中,将上下两副模具用液压机合模并抽真空,将固态环氧放入注胶道的入口加热用液压顶杆压入模具胶道中,环氧顺着胶道进入各个 LED 成型槽中并固话。

    ( 10 ) LED 固化与后固化

    固化是指封装环氧的固化,一般环氧固化条件在 135 ℃, 1 小时。模压封装一般在 150 ℃, 4 分钟。后固化是为了让环氧充分固化,同时对 LED 进行热老化。后固化对于提高环氧与支架( PCB )的粘接强度非常重要。一般条件为 120 ℃, 4 小时。

    ( 11 )切筋和划片

    由于 LED 在成产中是连在一起的(不是单个), Lamp 封装 LED 采用切筋切断 LED 支架的连筋。 SMD-LED 则是在一片 PCB 板上,需要划片机来完成分离工作。

    ( 12 )测试

    测试 LED 的光电参数,检测外形尺寸,同时根据客户需求对 LED 产品进行分选。

    ( 13 )包装

    将成品进行计数包装。超高亮 LED 需要防静电包装。

    •  食人鱼 LED 封装工艺

    •  选定食人鱼 LED 的支架

    根据每一个食人鱼管子要放几个 LED 芯片,需要确定食人鱼支架中冲凹下去的碗的形

    状大小及深浅。

    •  清洗支架。

    •  将 LED 芯片固定在支架碗中。

    •  经烘干后把 LED 芯片两极焊好。

    •  根据芯片的多少和出光角度的大小,选用相应的模粒。

    食人鱼 LED 封装模粒的形状是多种多样的,有 3mm 圆头和 5mm 圆头,也有凹型形状和

    平头形状 ,根据出光角度的要求可选择相应的封装模粒。

    •  在模粒中灌满胶,把焊好 LED 芯片的食人鱼支架对准模粒倒插在模粒中。

    •  待胶干后(用烘箱烘干),脱模即可。

    •  然后放到切筋模上把它切下来。

    •  接着进行测试和分选。

    •  功率型 LED 的封装工艺

    •  L 型电极的大功率 LED 芯片封装

    首先在 SiC 衬底渡一层金锡合金(一般做芯片的厂家已渡好),然后在热沉上同样也渡

    一层金锡合金,讲 LED 芯片底座上的金属和热沉上的金属溶合在一起,称为共晶焊接。

    这种封装方式一定要注意当 LED 芯片与热沉在一起加热时,二者要接触好,最好二者之间加有一定压力,而且二者接触面受力均匀,两面平衡。

    控制好金和锡的比例,这样焊接效果才好,这种方法做出来的 LED 的热阻较小、散热较好、光效较好。

    这种封装方式上下两面输入电流,如果与热沉相连的一极是与热沉直接导电的,则热沉也成为一个电极。

    使用这种 LED 要测试热沉是否与其接触的一极是零电阻,若为零则是连通的。

    因此连接热沉与散热片时要注意绝缘,而且要是用导热胶把热沉与散热片粘连好。

    •  V 型电极的大功率 LED 芯片的封装

    这种封装应在绝缘体的下表面用一种(绝缘)胶把 LED 芯片与热沉粘合,上面把两个电极用金丝焊出。

    在封装 V 型电极大功率 LED 芯片时,由于点亮时发热量比较大,可以在 LED 芯片上涂上一层硅凝胶,而不可用环氧树脂,这样一方面可防止金丝热膨胀冷缩与环氧树脂不一致而被拉断;另一方面防止因温度高而使环氧树脂变黄变污,结果透光性能不好。所以在只做 V 型电极大功率 LED 时应用硅凝胶调和荧光粉。

    而且在绝缘体的底层外壳上一般渡有一层光反射层,可以使射到衬底的光反射回来,从而让光线从正面射出,以提高光效。

    •  V 型电极的大功率 LED 芯片倒装封装

    •  理论基础

    Ic=Sin-1n2/n1,n2 < n1, 若 n2 与 n1 的数值相差越大,则全反射临界角 (ic) 越小,光线

    越容易发生全反射现象。

    •  正装的 LED 芯片

    GaN 类正装芯片封装的 LED 的出光通道折射率变化为:有源层( n=2.4 )→环氧树脂

    ( n=1.5 )→空气( n=1 )。

    •  倒装的 LED 芯片

    GaN 类倒装芯片封装的 LED 的出光通道折射率变化为:有源层( n=2.4 )→蓝宝石( n=1.8 )

    →环氧树脂( n=1.5 )→空气( n=1 );采用倒装芯片封装的 LED 的出光率比正装芯片要高。

    •  集成 LED 芯片封装

    使用单层或双层铝基板作为热沉,把单个芯片或多个芯片用固晶胶直接固定在铝基板

    (或同基板)上, LED 芯片的 p 和 n 两个电极则健合在铝基板表层的薄铜板上。

    根据所需功率的大小确定底座上排列 LED 芯片的数目,可组合封装成 1W 、 2W 、 3W 等高亮度的大功率 LED 。

     

     

     

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