第一篇 LED封装技术,天津轻工职业技术学院,光伏发电技术及应用专业，电子信息与自动化学院,LED制造技术与应用,沈 洁,情境3 LED封装的焊线环节,情境三 LED封装的焊线环节,焊线是LED生产中非常重要的一个环节，它是通过焊线机用金线将LED的支架管脚和LED芯片电极进行焊接，这样才能完成LED芯片的电气连接，使之发光。,3.1 焊线,焊线，也称作引线焊接、压焊、键合等。通常是采用热超声键合工艺，利用热及超声波，在压力、热量和超声波能量的共同作用下，使焊丝焊接到芯片的电极上及支架上，在芯片电极和外引线键合区形成良好的欧姆接触，完成芯片的内外电路的连接工作。 焊线需要用到的材料为：焊丝（一般为金线）、待焊线的支架，如图4-2所示。 需要用到的工具设备为：超声波金丝球焊线机、拉力计、防静电手环、布指套、镊子、螺丝刀、挑晶笔、酒精、钨丝、铁盘、夹具。,3.1.1 焊线用物料金线,LED键合金线是由纯度为99.99%以上的金（Au）材质键合拉丝而成。 金线在LED封装中起到导线连接的作用，将芯片表面电极和支架连接起来。当导通时，电流通过金线进入芯片，使芯片发光。 1. 金线的拆装,2. 金线的检验 金线进料检验主要是金线外观和拉力的检测，外观要求金线干净无尘和整洁，拉力测试对进料卷数抽取30%做拉力测试，取每卷的510cm做拉力测试，测试结果：1.0mil金线拉力必须大于7g，小于或等于7g为不合格；1.2mil金线拉力必须大于15g，小于或等于15g为不合格。,3.1.2 焊线用物料瓷嘴,瓷嘴，也称作陶瓷劈刀，是焊线机的一个重要组成部件；金线通过焊线机的送线系统最后到达瓷嘴；在瓷嘴上下移动的过程中完成烧球、焊线等操作。,瓷嘴和金线相互作用的过程,瓷嘴堵塞的解决方法,（1）轻微堵塞：用镊子夹酒精棉球包住瓷嘴尖部，然后操作焊线机左边面板上的“超声测试”开关或按键，利用超声功率（可适当调大功率）清洗瓷嘴，每次连续时间约3秒钟； （2）一般堵塞：用金球粘结法处理。首先在支架上焊接几个金球堆，然后加大压力、功率、加长时间，让瓷嘴在金球堆上焊接，即可将孔内的堵塞物粘拉出或挤拉出，最后重复第（1）项； （3）严重堵塞：用浓硝酸和浓盐酸混合液（比例1:3）浸泡，即可将堵塞物腐蚀掉，然后用清水清洗几次，再重复第（1）项； （4）特严重堵塞：可用钨丝直接将堵塞物顶出，然后重复第（1）项。,3.1.3 焊线用设备 超声波金丝球焊线机,超声波金丝球焊线机的基本原理是在超声能量、温度、压力的共同作用下形成焊点，其工艺过程可简单表示为：烧球一焊拉丝二焊断丝烧球。,操作说明,（1）首次操作 设置好工作温度，视不同的支架和芯片设定适当的温度，待工作温度达到设定值后方可工作。对于不同的产品，建议先做一次工作面高度的检测，后进行其他参数的设定。设定好参数后，便可作试焊生产。 根据产品的特性和要求，操作者可对焊接进行跟踪调节（如焊接跨度、高度、金球等参数调节）。首根支架试焊完成后，送检；经检测合格后，即可进行实际生产。 （2）持续操作 在生产过程中，需中断工作时，可关闭电源或只关闭照明灯和停止夹具加温即可。即使电源关闭，原有设定参数仍然保存在记忆体中，不被清除（除非作数据清除操作）。终止操作时，应按“复位”键使整机恢复至原始位置，保证瓷嘴不被意外碰损。继续操作时，先调整显微镜，让工作面在视野中间，方可进行下一步的操作。,3.1.4 焊线用检测设备拉力计,在成品LED使用过程中，其封装胶体环氧树脂胶等会受到环境影响，产生应力，如果该应力大于LED内部所焊金线的拉力，则会造成金线被拉断，从而LED死灯。因此，在焊线环节中，检测LED焊线的拉力大小是非常重要的一道QC工序。,常见的五种断线模式,A：第一焊点和电极之间的脱离； B：第一焊点上升部位断线； C：在BD之间断线； D：在第二焊点断线； E：第二焊接点断线。 其中，断线模式D、E的不同在于： D模式时，第二焊点多少有一些残留物； E模式时，第二焊接点只有压痕，确认不了有熔溃的痕迹。,3.1.5 焊线流程与工艺要求,1. 准备工作 2. 操作步骤,3.工艺要求,焊点要正、焊球光滑一致； 无多余焊丝、无掉片、无损伤芯片、无压伤电极； 不同外观的双电极芯片焊接要有正确的走线方向，双线不能交叉、重叠。 要有一定的弧度和拉力； 杜绝虚、松、漏焊； 作业人员应每人佩戴手指套和防静电手腕； 房间温度应控制在1830，湿度应控制在3065%RH，当湿度低于30%RH时用加湿器进行加湿,4.注意事项,作业前检查机台是否接地良好，作业人员要佩戴静电环，并定时检查静电环功能是否正常。 所焊线支架必须是经过标准固化时间的材料。 焊线前必须检查所焊支架规格与随工单是否相符，须经检验确认后方可作业。 支架焊好后作业人员需自主检查支架是否有弯曲，如有发现就立即停止并请维修人员处理。,4.2 焊接四要素,功率 压力 时间 温度 焊接四要素的调节方法见上文焊线机调节部分。经过调节后，所焊线的焊点应满足：第一焊点呈圆形且边沿有一定厚度、有光泽、大小一致；第二焊点呈鱼尾形、有细腻感、有一定厚度；并且焊线无伤痕，弧形一致。,3.3 焊线中常见问题,焊线时要注意：焊线机温度一般设置为180200左右；第一焊点的压力设置为5570克，第二焊点压力设置为90115克；焊线拉力适中，焊线弧度高度应大于1/2芯片高度并小于3/2芯片高度；第一焊点直径为金线直径的23倍，焊点应有2/3以上在电极上；焊线不能有虚焊、脱焊、断焊，能承受5g以上拉力；尾丝不能太长。,小结,