關(guān)于LED封裝的實(shí)習(xí)報(bào)告
專 業(yè):電子信息工程
班 級(jí):
姓 名:
實(shí)習(xí)單位
實(shí)習(xí)起止日期20xx.01-20xx.04
20xx年4 月 日
一．實(shí)習(xí)目的
通過(guò)生產(chǎn)實(shí)習(xí)，了解本專業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程，鞏固所學(xué)專業(yè)知識(shí)。了解LED封裝產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀；熟悉LED封裝和數(shù)碼管制作的整個(gè)流程；掌握LED封裝流程中的各種方法及其存在問(wèn)題；嘗試找出更佳的方法提高公司的產(chǎn)品率。
二．實(shí)習(xí)時(shí)間
20xx年03月7日 ~至今
三．實(shí)習(xí)單位
常州偉志電子有限公司
四．實(shí)習(xí)內(nèi)容
1．LED封裝產(chǎn)業(yè)發(fā)展產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀網(wǎng)上調(diào)研
LED光電產(chǎn)業(yè)是一個(gè)新興的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)，具有節(jié)能、環(huán)保的特點(diǎn)符合我們國(guó)家的能源、減碳戰(zhàn)略，從而獲得更多的產(chǎn)業(yè)和市場(chǎng)需求，成為一道亮麗的產(chǎn)業(yè)發(fā)展風(fēng)景。
LED產(chǎn)業(yè)鏈總體分為上、中、下游，分別是LED外延芯片、LED封裝及LED應(yīng)用。作為L(zhǎng)ED產(chǎn)業(yè)鏈中承上啟下的LED封裝產(chǎn)業(yè)，在整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈中起得無(wú)可比擬的重要作用。另外中國(guó)是LED封裝大國(guó)，據(jù)估計(jì)全世界80%數(shù)量的LED器件封裝集中在中國(guó)。下面我們從八方面來(lái)論述我國(guó)LED封裝產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀與未來(lái)：
1.1 LED的封裝產(chǎn)品
LED封裝產(chǎn)品大致分為直插式、貼片式、大功率三大類，三大類產(chǎn)品中有不同尺寸、不同形狀、不同顏色等各類產(chǎn)品。
1.2 LED封裝產(chǎn)能
中國(guó)已逐漸成為世界LED封裝器件的制造中心，其中包括臺(tái)資、港資、美資等企業(yè)在中國(guó)的制造基地。 據(jù)估算，中國(guó)的封裝產(chǎn)能占全世界封裝產(chǎn)能的60%，并且隨著LED產(chǎn)業(yè)的聚集度在中國(guó)的增加。此比例還在上升。大陸LED封裝企業(yè)的封裝產(chǎn)能擴(kuò)充較快，隨著更多資本進(jìn)入大陸封裝產(chǎn)業(yè)，LED封裝產(chǎn)能將會(huì)快速擴(kuò)張。
1.3 LED封裝生產(chǎn)及測(cè)試設(shè)備
LED封裝主要生產(chǎn)設(shè)備有自動(dòng)固晶機(jī)、自動(dòng)焊線機(jī)、自動(dòng)封膠機(jī)、自動(dòng)分光分色機(jī)、動(dòng)點(diǎn)膠機(jī)、自動(dòng)貼帶機(jī)等；LED主要測(cè)試設(shè)備有IS標(biāo)準(zhǔn)儀、光電綜合測(cè)試儀、TG測(cè)試
測(cè)試儀、積分球留名測(cè)試儀、熒光粉測(cè)試儀、冷熱沖擊箱、高溫箱等。
中國(guó)在封裝設(shè)備硬件上，由于購(gòu)買了最新型和最先進(jìn)的封膠設(shè)備，擁有后發(fā)優(yōu)勢(shì)，具備先進(jìn)封裝技術(shù)和工藝發(fā)展的基礎(chǔ)。
1.4 LED芯片
LED封裝器件的性能在50%程度上取決于芯片，50%取決于封裝工藝和輔助材料。
目前中國(guó)大陸的LED芯片企業(yè)約有十家左右，起步較晚，規(guī)模不夠大，最大LED芯片企業(yè)年產(chǎn)值約3個(gè)億人民幣，每家平均產(chǎn)能在1至2個(gè)億。
國(guó)內(nèi)中小尺寸芯片已能基本滿足國(guó)內(nèi)封裝企業(yè)的需求，大尺寸還需要進(jìn)口，主要來(lái)自美國(guó)、臺(tái)灣企業(yè)。
國(guó)產(chǎn)品牌的中小尺寸芯片性能與國(guó)外品牌差距較小，具有良好的性價(jià)比，能滿足絕大部分LED應(yīng)用企業(yè)的需求。
隨著資本市場(chǎng)對(duì)上游芯片企業(yè)的介入，預(yù)計(jì)未來(lái)三年我國(guó)LED芯片企業(yè)將有較大的發(fā)展，將有力地促進(jìn)LED封裝產(chǎn)業(yè)總體水平的提高。
1.5 LED封裝輔助材料
LED封裝輔助材料主要有支架、膠水、模條、金線、透鏡等。
目前中國(guó)大陸的封裝輔助材料供應(yīng)鏈已較完善，大部分材料已能在大陸生產(chǎn)供應(yīng)。
高性能的環(huán)氧樹脂和硅膠以進(jìn)口居多，這兩類材料主要要求耐高溫。耐紫外線、優(yōu)異折射率及良好的膨脹系數(shù)等。
隨著全球一體化的進(jìn)程，中國(guó)LED封裝企業(yè)已能應(yīng)用到世界上最新和最好的封裝輔助材料。
1.6 LED封裝工藝
LED封裝工藝包括固晶參數(shù)工藝、焊線參數(shù)工藝、封膠參數(shù)工藝、烘烤參數(shù)工藝、分光分色工藝等 。我國(guó)LED封裝企業(yè)這幾年快速發(fā)展，LED封裝工藝已經(jīng)上升到一個(gè)較好的水平，不過(guò)我國(guó)大功率封裝工藝水平還有待進(jìn)一步完善。
2.直插式LED封裝工藝基本流程
2.1 固晶
在固晶前我們首先要確定我們加工的這批產(chǎn)品是L型（垂直型）還是V型（水平型）
封裝，因?yàn)槿绻覀冞x擇L型封裝那么我們就要對(duì)應(yīng)選擇能夠?qū)щ姷你y膠，相反我們選擇V型封裝就要選擇絕緣膠。除此之外我們要根據(jù)客戶的要求，這一批產(chǎn)品是聚光還是散光，不同要求我們就要選取不同的支架。當(dāng)確定芯片、膠水和支架時(shí)，那么我們就可以開始固晶了。以下以聚光、垂直型封裝為例，首先是往支架的聚光杯里面注入適量的
銀膠，然后再往里面放進(jìn)芯片，這一道工序的最后一步是烘烤。
就我個(gè)人認(rèn)為這一到工藝最重要的有三步，如果不做好一定會(huì)影響LED光效率。
其一，注入銀膠量的多少。采用銀膠的目的是粘著芯片和支架，還有就是利用銀膠導(dǎo)電性。膠量最好控制在芯片高度的2/3~1/2，如果膠量過(guò)多(超過(guò)芯片高度1/2)，會(huì)造成PN結(jié)短路，最終而無(wú)法正常發(fā)光，還有銀片間的結(jié)合層阻值還會(huì)增大。另外銀膠量少或者缺膠，那就無(wú)法起到粘著芯片的作用。
其二，芯片放置的位置及放置時(shí)的力度。在固晶中我們最理想的狀態(tài)是把芯片放置在聚光杯的正中央，這樣方便我們更好的采光，如果我們把芯片的位置放偏了，一方面在下一步自動(dòng)焊線機(jī)中有可能找不到芯片的電機(jī)進(jìn)行焊接，最后會(huì)造成死燈。另外就算焊接好了，那么聚光杯無(wú)法最大化的采集光線，光效率大減折扣。出現(xiàn)不良品的原因有：芯片懸浮在銀膠上、芯片傾斜超過(guò)5°（焊線就找不到位置）、晶粒表面破損1/4、晶粒翻轉(zhuǎn)和芯片表面粘膠。
其三，烘烤溫度及時(shí)間的控制。溫度過(guò)低我們就無(wú)法使銀膠固化，芯片與支架粘附不好，芯片可能會(huì)脫離。另外溫度過(guò)高，產(chǎn)生應(yīng)力大，體積電阻也相應(yīng)發(fā)生變化。進(jìn)一步影響焊線工藝。
2.2 焊線
完成固晶這一步工序之后，接下來(lái)我們就要進(jìn)行焊線工作。焊線的目的是在壓力、熱量和超聲波能量的共同作用下，使金線在芯片電極和外引線鍵合區(qū)之間形成良好的歐姆接觸，完成內(nèi)外引線的連接。
2.2.1 技術(shù)要求
a．金絲與芯片電極、引線框架鍵合區(qū)間的連接牢固
b．金絲拉力的測(cè)試。第一焊點(diǎn)金絲拉力以最高點(diǎn)測(cè)試，從焊絲的最高點(diǎn)垂直引線框架表面在顯微鏡觀察下向上拉，測(cè)試?yán)�。如果我們抽取的樣品拉力不夠，就要改變金線弧度，長(zhǎng)度等參數(shù)，否則下一道工藝灌膠會(huì)把金線拉斷，造成死燈現(xiàn)象。因此這是LED焊線工序參考是否合格的一個(gè)參數(shù)。
c．焊點(diǎn)的要求。第一焊點(diǎn)是金球與芯片電極的鍵合，如果沒(méi)有選擇好正確的參數(shù)，那么我們就會(huì)造成偏焊，虛焊。偏焊和虛焊都會(huì)影響電氣連接，會(huì)出現(xiàn)漏電的現(xiàn)象，影響LED的發(fā)光及其壽命。第二焊點(diǎn)要增大表面積牢固的把它焊在支架的另一邊上。
d．焊線的要求。焊線的檢測(cè)也作為焊線工序合格的一個(gè)參數(shù)。合格的焊線要求各條金絲鍵合拱絲高度合適，無(wú)塌絲，無(wú)多余焊絲。焊絲的弧度不對(duì)，就會(huì)有可能造成陰陽(yáng)極接觸，出現(xiàn)短路現(xiàn)象。焊線多余除開會(huì)出現(xiàn)短路現(xiàn)象，還會(huì)出現(xiàn)漏電，影響LED正常發(fā)光及壽命。
2.2.2 工藝參數(shù)的要求
由于不同機(jī)臺(tái)的參數(shù)設(shè)置都不一樣，所以就沒(méi)有對(duì)參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)一。在這過(guò)程中主要的參數(shù)有鍵合溫度、第一第二焊點(diǎn)的焊接時(shí)間、焊接壓力、焊接功率、拱絲高度、燒球電流、絲尾長(zhǎng)度等等。焊接時(shí)間影響它的牢固性，焊接壓力和功率過(guò)大會(huì)損壞芯片，高度不當(dāng)會(huì)造成短路，燒球電流過(guò)小滿足不了焊點(diǎn)要求。要做好焊線這一步工序就要嚴(yán)格控制，哪一步也不能麻煩，否則會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量。
2.2.3 注意事項(xiàng)
a.不得用手直接接觸支架上的芯片以及鍵合區(qū)域。
b.操作人員需要佩戴靜電手環(huán)，穿防靜電工作服，避免靜電對(duì)芯片造成傷害。
c.材料在搬運(yùn)過(guò)程中須小心輕放，避免靜電的產(chǎn)生及碰撞，需防倒絲、塌絲、斷線及粘附雜物。
2.3 點(diǎn)熒光粉
點(diǎn)熒光粉是針對(duì)白光LED，主要步驟是點(diǎn)膠和烘烤。
根據(jù)查資料，目前所有熒光粉有兩種，其中一個(gè)是“藍(lán)色芯片+YAG”，另一種是“紫色或紫外+RGB熒光粉”，不過(guò)現(xiàn)在市場(chǎng)上用的主要是前者熒光粉，后者還不成熟存在較多要解決的問(wèn)題。就YAG為例說(shuō)明LED熒光粉的配比問(wèn)題。改變樹脂內(nèi)YAG熒光體濃度之后，LED色區(qū)坐標(biāo)的結(jié)果，由圖可知只要色坐標(biāo)是在LED與YAG熒光體兩色坐標(biāo)形成的直線范圍內(nèi)，就可任意調(diào)整色調(diào)，依此可知YAG熒光體濃度較低時(shí)，藍(lán)色穿透光的比率較多，整體就會(huì)呈藍(lán)色基調(diào)白光；相對(duì)的如果YAG熒光體濃度較高時(shí)，黃色轉(zhuǎn)換光的比率較多，整體呈黃色基調(diào)白水。
2.4. 灌膠
灌膠的過(guò)程是先在LED成型模腔內(nèi)注入液態(tài)環(huán)氧，然后插入焊好的LED支架放入烘
箱讓環(huán)氧固化后，將LED從模腔中脫出就成型了。LED灌膠工藝看似很簡(jiǎn)單，但是還
要注意一下幾個(gè)方面：
(1).將模條按一定方向裝在鋁盤上，吹塵后放進(jìn)125℃/40分鐘的烘箱內(nèi)進(jìn)行預(yù)熱。
(2).根據(jù)生產(chǎn)的需求量進(jìn)行配膠，后將已配好的膠攪拌均勻后置入45℃/15分鐘的真空烘箱內(nèi)進(jìn)行脫泡。
(3).進(jìn)行灌膠，后進(jìn)行初烤，初烤的溫度和時(shí)間要看LED的直徑大小。
(4).進(jìn)行離模，為了更好的固化，后進(jìn)行長(zhǎng)烤(125℃/6-8小時(shí))。
如果灌膠的不良，可能會(huì)出現(xiàn)一下現(xiàn)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(guò)高或時(shí)間過(guò)長(zhǎng))
(2).環(huán)氧樹脂中有氣泡
(3).雜質(zhì)、多膠、少膠、霧化
(4).膠水水紋、膠體損傷、膠體龜裂(膠水老化或比例不對(duì))、膠體變黃(A膠比例過(guò)大)
2.5 切筋、測(cè)試、分光、包裝
由于LED在生產(chǎn)中是連在一起的(不是單個(gè))，Lamp封裝LED采用切筋切斷LED支架的連筋。(如果是SMD式的LED則是在一片PCB板上，需要?jiǎng)澠瑱C(jī)來(lái)完成分離工作)。
然后我們就可以對(duì)切筋后的'LED進(jìn)行測(cè)試，光電參數(shù)、檢測(cè)外形尺寸，以此同時(shí)根據(jù)客戶要求用分光、分色機(jī)對(duì)LED產(chǎn)品進(jìn)行分選，最后對(duì)分好類的LED產(chǎn)品進(jìn)行計(jì)數(shù)包裝。超亮度LED需要放靜電包裝。
五、實(shí)習(xí)總結(jié)
生產(chǎn)實(shí)習(xí)是教學(xué)計(jì)劃中一個(gè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，雖然時(shí)間不長(zhǎng)，但在實(shí)習(xí)的過(guò)程中，都學(xué)到了很多東西。
在公司里我屬于生產(chǎn)部，主要做技術(shù)這一部分。做各種機(jī)器的的維修和保養(yǎng)，保證公司的生產(chǎn)向著更優(yōu)化的趨勢(shì)發(fā)展！在實(shí)習(xí)的過(guò)程中，我對(duì)于直插LED封裝有了更加直觀的了解，通過(guò)觀看封裝的整個(gè)流程，結(jié)合書本里面所講的知識(shí)，我對(duì)LED的封裝工藝有了更加深入的認(rèn)識(shí)；我了解到直插式LED的封裝工藝大致可以分五步：固晶、焊線、（點(diǎn)熒光粉）、灌膠、檢測(cè)、包裝。
實(shí)習(xí)中，我認(rèn)識(shí)到書本理論知識(shí)與現(xiàn)實(shí)操作的差距。
這次實(shí)習(xí)，使我受益匪淺，通過(guò)實(shí)習(xí)，我認(rèn)識(shí)到我們應(yīng)該將課本與實(shí)際實(shí)習(xí)結(jié)合起來(lái)，通過(guò)兩個(gè)課堂提高自己的能力，使自己更好的掌握所學(xué)知識(shí)。在實(shí)習(xí)中我對(duì)LED封裝全過(guò)程有一個(gè)完整的感性認(rèn)識(shí)，學(xué)到了生產(chǎn)技術(shù)與管理等方面的知識(shí)，驗(yàn)證、鞏固、深化和擴(kuò)充了所學(xué)的課程的理論知識(shí)。而我對(duì)生產(chǎn)實(shí)習(xí)的目的也有了更進(jìn)一步的理解，我會(huì)認(rèn)真的把實(shí)習(xí)的知識(shí)運(yùn)用到我今后的學(xué)習(xí)當(dāng)中，從中獲取有幫助的知識(shí)，更好完成后續(xù)課程，并且把知識(shí)和學(xué)到的理論經(jīng)驗(yàn)運(yùn)用到我今后的工作中，它是我在學(xué)習(xí)生涯的一筆寶貴的財(cái)富！
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