一、LED 发展简史
1907 年,英国科学家在碳化硅材料中观察到 “电致发光” 现象,但当时发出的光太暗,无法实际应用。1962 年,美国通用电气公司研发出首个红色可见的发光二极管,通过在砷化镓基础上使用磷化物掺杂提高了发光效率。1980 年,随着气相沉积外延技术进步,ALGaInP 材料制造出能发出红光、绿光、黄光和橙光的 LED。1994 年,日本科学家利用 GaN 基底研制出蓝光 LED,此后 RGB 全彩 LED 显示技术得以迅速发展。
二、LED 的性能优势
LED 不仅是高效节能的光源,还具有体积小、重量轻、高亮度、响应快、低发热、寿命长等优点,这些特性使其在众多领域得到广泛应用。
三、LED 的组成
LED 的主要组成成分一般包含 LED 框架、LED 芯片、固晶胶、键合线、封装胶等。目前主要有 CHIP 型灯珠和 TOP 型灯珠,两者因封装方法不同在组成结构上略有差异。CHIP 型采用芯片倒装工艺,无需键合线即可实现电性连接。
四、什么是 LED 封装
LED 封装是指用环氧树脂或有机硅等材料把 LED 芯片和框架封装在一起的过程。具体是将 LED 芯片及其他构成要素在支架或者基板上固定及连接,引出接线端子,并通过可塑性透光绝缘体介质包封固定,构成整体结构过程,为芯片正常工作提供保护并确保良好的散热性能。
五、LED 封装主要流程及原材料概述
- 固晶:固晶是 LED 封装中必不可少的步骤,将芯片从蓝膜转移到支架上指定位置,用导电胶(绝缘胶)将芯片与支架粘连。此步骤需用到 LED 框架、芯片、银胶、锡膏、绝缘胶等主料以及顶针、吸嘴、点胶针等辅助工具。
- 焊线:焊线是 LED 芯片正装工艺中重要工序,通过热超声波将键合线与芯片和支架连接形成电性互通。焊线模式有 NORMAL、BSOB 和 BBOS 三种类型,需用到键合线(金线、铜线、钯铜线和合金等金属细线)以及瓷嘴(或劈刀)。
- 封胶:使用封装胶对 LED 芯片进行封装保护并提供机械支撑,避免受外部环境影响,同时提升光学性能。封胶方式有灌胶、点胶、模压、贴膜等四种,需用到封装胶及离膜剂、洗膜胶、润模胶等辅料。封装胶有液态胶和固体胶两种,液态胶又分 A、B 胶,且需使用扩散粉、哑光粉、黑色剂。
- 分光:是 LED 封装关键环节,根据产品和客户需求,按一定电流对 LED 的 WLD、IV、VF 进行筛选分 BIN,确保发光特性一致。此步骤需用到 PE 袋、标签纸等。
- 装带:对不同机台、生产日期、批次、相同 BIN 号材料进行拌料,确保材料均匀性,避免模组模块化问题。装带时需将 LED 灯珠按同一方向、相同极性装带,便于客户高效贴装。需用到载带、转盘、标签纸等。
- 包装:是 LED 出货前最后工序,由于 LED 属湿度高敏感元器件,需对装带好的 LED 进行除湿,再真空防潮包装,避免运输中出现挤压、受潮等不良影响。需用到铝箔袋、干燥剂、湿度卡、标签纸和纸箱。
通过对 LED 发展历程和封装的详细介绍,我们可以更好地理解 LED 技术的演变和应用。随着科技的不断进步,LED 封装技术也将不断创新和完善,为各个领域带来更优质的照明和显示解决方案。