led工艺流程及产业介绍(全)演示幻灯片.ppt

,*,led,工艺流程及产业介绍,1,电光源发展,2,什么是,LED,？,LED=Light Emitting Diode,，发光二极管，是一种能够将电能转化为可见光的固态的,半导体器件,，它可以直接把电转化为光。,优点：,节能。,绿色环保。,寿命长。,重量轻，体积小。,耐振动。,响应时间快。,色彩鲜明、辨识性优。,3,LED,芯片结构,4,LED,发光原理,当给发光二极管加上正向电压后，从,P,区注入到,N,区的空穴和由,N,区注入到,P,区的电子，在,PN,结附近数微米内分别与,N,区的,电子,和,P,区的,空穴复合,，,产生荧光,。,LED,与普通二极管一样是由一个,PN,结,组成，也具有单向导电性。,5,Led,发光颜色,6,白光,LED,7,白光,LED,光谱分布,8,LED应用,9,LED,上游工艺：外延和芯片,10,外延工艺,-MOCVD,通常,MOCVD,生长的过程可以描述如下：,被,精确控制流量,的反应源材料在载气（通常为,H2,，也有的系统采用,N2,）的携带下被通入石英或者不锈钢的,反应室,，在衬底上发生表面反应后,生长外延层,，衬底是放置在被,加热,的基座上的。在反应后残留的尾气被扫出反应室，通过去除微粒和毒性的,尾气处理,装置后被排出系统。,11,MOCVD,设备,12,MOCVD,配置的载体,3 x 8”(200mm),5 x 6”(150mm),13 x 4”(100mm),20 x 3”(75mm),48 x 2”(50mm),13,MOCVD,主要的四个部分,一，气体操作系统,气体操作系统包括控制,族金属有机源和,V,族氢化物源的气流及其混合物所采用的所有的阀门、泵以及各种设备和管路。,二，反应室,反应室是,MOCVD,生长系统的核心组成部分，反应室的设计对生长的效果有至关重要的影响。,三，加热系统,MOCVD,系统中衬底的加热方式主要有三种：射频加热，红外辐射加热和电阻加热。,四，尾气处理系统,必须,对反应过后的尾气进行处理,14,MOCVD,优点,1,，可以通过,精确控制,气态源的流量和通断时间来控制外延层的组分、掺杂浓度、厚度等。,2,，反应室中气体流速较快，在需要改变多元化合物的组分和掺杂浓度时，可以,迅速进行改变,，减小记忆效应发生的可能性。,3,，晶体生长是以热解化学反应的方式进行的，是,单温区外延生长,。只要控制好反应源气流和温度分布的均匀性，就可以保证外延材料的均匀性。,4,，通常情况下，晶体生长速率与,族源的流量成正比，因此，生长速率,调节范围较广,。,5,，,使用较灵活,。原则上只要能够选择合适的原材料就可以进行包含该元素的材料的,MOCVD,生长。,6,，由于对真空度的要求较低，,反应室的结构较简单,。,7,，随着检测技术的发展，可以对,MOCVD,的生长过程进行,在位监测,。,15,MOCVD,生产的外延片,21 x 2”,16,2010,中国,LED,外延企业竞争力排名,17,LED,芯片工艺,18,黄光室：,匀胶机、加热板、曝光机、显影台、金相显微镜、,甩干机、台阶仪,清洗室：,有机清洗台、酸性清洗台、撕金机、扫胶机、,甩干机,蒸镀室：,ICP,、,ITO,蒸镀机、合金炉管、,Pad,蒸镀机、,PECVD,、,扫胶机、手动点测机、光谱仪,芯片设备简介：,19,ICP,曝光机,芯片加工设备,20,PECVD,蒸镀机,21,研磨机,上蜡机,22,NEW WAVE,激光切割机,JPSA,激光切割机,23,里德劈裂机,24,分选机,点测机,25,各大芯片外观,26,27,28,29,2010,大陆、台湾、国际,LED,芯片知名厂商,国外,LED,芯片厂商,：,CREE,，惠普（,HP,），,日亚化学,，丰田合成，大洋日酸，东芝、昭和电工，,Lumileds,，旭明，,Genelite,，,欧司朗,，,GeLcore,，,首尔半导体,等,台湾：,晶元光电,、,广镓光电,，新世纪，华上、泰谷光电、奇力，钜新，,光宏,，晶发，视创，洲磊，联胜，汉光，,光磊,，,鼎元,，曜富洲技，燦圆，国通，联鼎，全新光电等。,大陆：,三安光电,、上海蓝光、,士兰明芯,、大连路美、迪源光电、,华灿光电,、南昌欣磊、上海金桥大晨、河北立德、河北汇能、深圳奥伦德、深圳世纪晶源、广州普光、扬州华夏集成、甘肃新天电公司、东莞福地等,30,LED,封装目的,保,护,内,部,线,路,(,晶片、金线,),连,接,外,部,线,路,提供,焊点,提供,散,热,途径,31,LED,封装形式,1.,直插式,Lamp-LED,2.,贴片型,(SMD),Chip-LED,TOP-LED,Side-LED,3.,功率型,Power-LED,32,LED封装工艺流程,扩晶,固晶,烘烤,焊线,灌胶,配胶,短烤,长烤,切一,(,上,Bar),电镀,切一,(,负极,),排测,&,外观,切二,分光,点荧光胶,烤荧光胶,配粉,白光,包装,33,Lamp-LED,封装,1.,扩晶,由于,LED,芯片在切割后依然排列紧密间距很小,(,约,0.1mm),，不利于固晶工序的操作。故采用扩晶机对粘结芯片的膜进行扩张，使,LED,芯片的间距拉伸到约,0.6mm,。,GOOD,Reject,撕蓝膜正确手法,34,Lamp-LED,封装,2.,固晶,固晶其实是结合了点胶和固晶两大步骤，先用点胶,Pin,在,LED,支架上点上银胶,/,绝缘胶，然后用真空吸嘴将,LED,晶片吸起移动位置，再安置在相应的支架位置上。,2.1,原物料,支架,晶片,银胶,/,绝缘胶,支架,晶片,银胶,35,Lamp-LED,封装,2.2,管制要点,固晶位置,点胶位置,银胶量,(1/3-1/2,晶片高度,),支架、晶片放置方向,固晶后及时烘烤,银胶,/,绝缘胶,储存条件：,-15-40,回温条件：,60min,搅拌时间：,15-30min,使用期限：,24hrs,胶盘清洗：,1,次,/24hrs,90,蓝膜晶片方向,固晶后晶片方向,36,Lamp-LED,封装,3.,烘烤,烘烤的目的是使银胶固化，使晶片固着于支架上，利于后续工艺作业。,银胶烘烤的温度一般控制在,150,，,2,小时。正在烘烤银胶的烤箱必须按工艺要求作业，中间不得随意打开。烘烤银胶的烤箱不得再其他用途，防止污染。,3.1,管制要点,烘烤温度,烘烤时间,晶片推力,60g,，且可接受的破坏模式为,C,、,D,A.,晶片与银胶被推掉，且支架上无残胶。,B.,晶片与银胶脱离，且晶片上无残胶,D.,晶片被推断,C.,银胶被推断，,且支架上有残胶,37,Lamp-LED,封装,4.,焊线,利用,热,及,超,声,波,使用,金,线焊接于晶片上焊垫及支架上连接内外部线路，使晶片得以与外界沟通。,金线,4.1,原物料,金线,38,Lamp-LED,封装,4.2,管制要点,焊线外观,金线拉力,金球推力,线弧高度,晶片,/Die,支架,/L/F,魚尾,/Stitch,线颈,/Neck,峰端,/Peak,金球,/Ball,支架,/L/F,焊垫,/Bond Pad,金线,/Wire,线颈,/Neck,D,C,B,A,E,金线焊接定义,金球推力破坏模式,39,Lamp-LED,封装,4.3,打线方式,(1)Single Bond,(2)Double Bond,BBOS,BSOB,Forward bonding(,正打,),Reverse bonding(,反打,),Single Bond,BBOS,BSOB-,正打,BSOB-,反打,40,Lamp-LED封装,BBOS,BSOS-,正打,BSOS-,反打,Single Bond,二焊侧面,BBOS,二焊侧面,BSOB,二焊侧面,41,Lamp-LED,封装,5.,封装,利,LED,的封装主要有点胶、灌封、模压三种。目的是保护内部的电路免受外部电路的破坏或不受影响。,Lamp-LED,的封装采用灌封的形式。灌封的过程是先在,LED,成型模粒内注入液态环氧树脂，然后插入焊好线的,LED,支架，放入烤箱让环氧树脂固化后，将,LED,从模粒中脱出即成型。,5.1,原物料,A/B,胶,色素,(C),扩散剂,(DF),耗材,：模条,42,Lamp-LED,封装,5.2,管制要点,(1),配胶,A,胶,/,色素,/,扩散剂预热,:70,1hr,配胶比,:A:B,、,A:B:C/A:B:DF,、,A:B:C:DF,配胶顺序,:,色素扩散剂,A,胶,B,胶,搅拌,:510min,制样,:4pcs,抽真空,:505,15min,(2),灌胶,上料方向,粘胶量,灌胶量,胶的使用时间,:1.5hrs,外观,(3),模条,使用次数,:50,次,卡点,导柱,43,Lamp-LED,封装,6.,短烤,灌,胶,后,环,氧,树,脂,固化，,一般环氧固化条件在,120,，,1hr,。,6.1,管制要点,(1),箱式烤箱,温度,时间,摆放,(2),隧道烤箱,阶梯温度,44,Lamp-LED,封装,7.,长烤,长烤是为了让环氧树脂充分固化，同时对,LED,进行热老化。长烤对于提高环氧树脂与支架的粘接强度非常重要。一般长烤条件为,130,，,8hrs,。,7.1,管制要点,温度,时间,摆放,45,Lamp-LED,封装,8.,切一,(,上,Bar),切上,Bar,是用模具将连接,Lamp-LED,支架的横筋切除，利于后续电镀作业，此工序多用于半镀支架。,8.1,管制要点,切面偏移,毛刺,歪头,压伤,46,Lamp-LED,封装,9.,电镀,(,镀锡,),电镀的目的是在基材上镀上金属镀层，改变基材表面性质或尺寸。,Lmap-LED,半镀支架半成品主要进行镀锡作业。,9.1,管制要点,密着性,:,指,镀,层,与,基,材,间,的,结,合,力,，,密,着,性,不佳,则,镀,层,会,有,脱,离,现,象,。,致密性,:,指镀层金属本身之间结合力，晶粒细小无杂质则有很好的致密性，若是致密性不佳则会导致电镀表层粗糙。,均一性,:,指,电,镀,浴,能,使,镀,件,表,面,沉,积,均,匀,厚度,的,镀,层,之,能,力,。,好,的,均,一,性,可,在,凹处,难,镀,到,的,地,方,也,能,镀,上,，,对,美观,、,耐,腐蚀,性,很重,要,。,美观性,:,镀件,要具有美感，,必须无斑点、起泡脱皮缺陷，,表面需保,持,光,泽,、,光滑,。,47,Lamp-LED,封装,10.,切一,(,负极,),切负极是用模具将,Lamp-LED,半成品负极切出来，利于后续排测外观作业。,10.1,管制要点,切脚方向,短脚尺寸,外观,48,Lamp-LED,封装,11.,排测,&,外观,区分良品与不良品,(,包括制程不良、电性不良、电镀不良）,49,Lamp-LED,封装,12.,切二,切二是,Lamp-LED,支架下,Bar,切除，得到单颗,Lamp-LED,成品。,12.1,管制要点,短脚尺寸,外观,50,Lamp-LED,封装,14.,包装,将成品进行计数包装。白管、蓝管和翠绿管等产品用防静电袋包装。,14.1,管制要点,称重,封口,标签,装箱,51,分散光子束封装（,SPE,）,-,远程荧光体,这种远程荧光结构模式能够减少,LED,芯片对荧光体反射光的吸收，,提高光的抽取效率,，缓解,LED,芯片,热量,对荧光体的影响。另一方面这种远程荧光结构使得器件的,相关色温和颜色均匀性,得到明显改善,52,53,54,LED,55,56,各种大功率LED,57,2010,中国,LED,封装企业竞争力排名,58,LED应用器件,59,60,61,62,