单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,二级,三级,四级,五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,二级,三级,四级,五级,大功率白光LED封装基础与芯片检测,LED封装工艺与设备技术,2,大功率白光,LED,封装基础与芯片检测,【,学习目标,】,本课题要求掌握白光,LED,的工艺结构和白色原理、,LED,封装形式与,LED,芯片基础知识，熟悉,LED,的防静电要求与,LED,的可靠性检测知识。,【,任务引入,】,LED,种类多、应用广，掌握大功率白光,LED,的原理，识别,LED,封装形式，掌握,LED,芯片的显微镜检测方法是一项基本技能。,3,大功率白光,LED,封装基础与芯片检测,【,相关知识,】,一,、白光,LED,工艺结构和白色,原理,对于一般照明，白光,LED,在工艺结构上通常采用两种方法形成。第一种方法是利用“蓝光技术”与荧光粉配合形成白光；第二种方法是利用多种单色光混合形成白光。这两种方法都已能成功产生白光，利用第一种方法产生白光的封装结构如,图所,示。,白光,LED,封装结构,4,大功率白光,LED,封装基础与芯片检测,白光,LED,的种类和原理如,表所,示。,芯片数,激发源,发光材料,发光原理,1,蓝色,LED,InGaN,（铟氮化镓）,/YAG,InGaN,的蓝光与,YAG,的黄光混合形成白光,蓝色,LED,InGaN/,荧光粉,InGaN,的蓝光激发的红绿蓝三原色荧光粉发白光,蓝色,LED,ZnSe,（硒化锌）,由薄膜层发出的蓝光和在基板上激发的黄光混合形成白光,紫外,LED,InGaN/,荧光粉,InGaN,的紫外激发的红绿蓝三原色荧光粉发白光,2,蓝色,LED,InGaN,、,GaP,（磷化稼）,将具有补色关系的两种芯片封装在一起，构成白光,LED,黄绿,LED,3,蓝色,LED,InGaN,AlInGaP,（铝铟镓磷）,将发三原色的三种芯片封装在一起，构成白光,LED,绿色,LED,红色,LED,4,多种光色的,LED,InGaN,、,GaP,将遍布可见光区的多种光芯片封装在一起，构成白光,LED,AlInGaP,白光,LED,的种类和原理,5,大功率白光,LED,封装基础与芯片检测,从消耗功率来讲，我们通常把毫瓦级的,LED,称为小功率，把瓦级的,LED,称为大功率。目前通常所见的大功率,LED,分为单芯片,LED,、多芯片,LED,和,COB,集成,LED,三种，如,图所,示。,（,a,）单芯片,LED,（,b,）多芯片,LED,（,c,）,COB,集成,LED,大功率,LED,6,大功率白光,LED,封装基础与芯片检测,二、,LED,封装形式,（一）概述,1,封装的必要性,2,封装的作用,3,封装形式的选择,4,封装的发展历程,（二）小功率,LED,封装,1,引脚式封装,（,1,）引脚式封装,结构,7,大功率白光,LED,封装基础与芯片检测,（,2,）引脚式封装,（,5mm,引脚式封装）,过程,（,3,）引脚式封装的作用,引脚式圆柱形封装,8,大功率白光,LED,封装基础与芯片检测,2,平面式封装,（,1,）平面式封装原理,（,2,）平面式封装结构,平面式封装结构,9,大功率白光,LED,封装基础与芯片检测,3,表贴式封装,表贴式封装结构,10,大功率白光,LED,封装基础与芯片检测,4,食人鱼式封装,（,1,）食人鱼式封装结构,（,2,）食人鱼式封装的优点,食人鱼式封装结构,11,大功率白光,LED,封装基础与芯片检测,（三）功率型封装,1,大尺寸环氧树脂（或硅胶）封装,2,仿食人鱼式环氧树脂（或硅胶）封装,大尺寸环氧树脂（或硅胶）封装,仿食人鱼式环氧树脂（或硅胶）封装,12,大功率白光,LED,封装基础与芯片检测,3,铝基板（,MCPCB,）式封装,铝基板式封装,13,大功率白光,LED,封装基础与芯片检测,4,借鉴大功率晶体管思路的,TO,封装,TO,封装,14,大功率白光,LED,封装基础与芯片检测,5,功率型,SMD,封装,6,铝基板（,MCPCB,）集成化封装,功率型,SMD,封装,铝基板（,MCPCB,）集成化封装,15,大功率白光,LED,封装基础与芯片检测,三、,LED,芯片基础,知识,LED,芯片是,LED,封装五大材料的关键材料，决定了,LED,的亮度等重要技术指标。因此，需要进一步学习与,LED,芯片相关的知识。,1,材料基础,1,）,LED,芯片是封装原物料（芯片、支架、金线、胶水、银胶、绝缘胶、环氧树脂、硅胶、荧光粉）中最重要的组成部分。,2,）,LED,芯片的组成。,3,）,LED,的波长取决于外延材料的禁带宽度,Eg,。,4,）,LED,发出的光分为可见光和不可见光,。,16,大功率白光,LED,封装基础与芯片检测,可见光光谱分布,（,1m,103mm,106m,109nm,）,17,大功率白光,LED,封装基础与芯片检测,5,）常用各个颜色,LED,的峰值波长如,表所,示。,芯片材料,颜色,峰值波长,/nm,GaAs,：,Si,（砷化镓：硅）,红外,950,AlGaAs,（铝镓砷）,红,650,Ga0.35As 0.65P,（磷化镓砷）,橙,632,Ga0.15As 0.85P,（磷化镓砷）,/AlInGaP,黄,590,AlInGaP,（铝铟镓磷）,绿,570,GaN,（氮化镓）,绿,520,GaN,（氮化镓）,蓝,465,常用各个颜色,LED,的峰值波长,18,大功率白光,LED,封装基础与芯片检测,2,芯片结构,芯片结构,19,大功率白光,LED,封装基础与芯片检测,3,芯片工艺流程与划片、裂片工艺流程,芯片工艺流程,20,大功率白光,LED,封装基础与芯片检测,划片、裂片工艺流程,21,大功率白光,LED,封装基础与芯片检测,4,芯片的分类,（,1,）按功率分,（,2,）按尺寸分,（,3,）按芯片结构分,正装芯片与倒装芯片结构,22,大功率白光,LED,封装基础与芯片检测,（,4,）按电极分,单电极芯片,双,电极芯片,23,大功率白光,LED,封装基础与芯片检测,四、,LED,芯片技术指标,LED,芯片的主要技术参数有几何尺寸、材料组成、衬底材料、波长范围、,PN,型电极材料、裸晶的亮度范围、工作环境温度、正向电压（,VF,）、正向电流（,IF,）、反向电压（,VR,）、反向电流（,IR,）、储存温度等。,24,大功率白光,LED,封装基础与芯片检测,五、,LED,芯片检测与使用,1,芯片检测,（,1,）检测项目,（,2,）电极不良图例,电极不良图例,25,大功率白光,LED,封装基础与芯片检测,（,3,）晶粒切割不良图例,（,4,）发光区污染,晶粒切割不良图例,发光区污染图例,26,大功率白光,LED,封装基础与芯片检测,（,5,）排列异常,排列异常图例,27,大功率白光,LED,封装基础与芯片检测,2,芯片使用,（,1,）储存,（,2,）使用,（,3,）防止静电损伤,防静电袋及防止静电损伤操作,夹取芯片,28,大功率白光,LED,封装基础与芯片检测,六、高功率,LED,芯片制造方法,1,加大尺寸法,2,硅底板倒装法,硅底板倒装法,29,大功率白光,LED,封装基础与芯片检测,3,陶瓷底板倒装法,4,蓝宝石衬底过渡,法,5,AlGaInN/SiC,背面出光法,6,多芯片组合集成封装的大功率,LED,7,超大功率芯片（多芯片模组）,蓝宝石衬底过渡法,陶瓷底板倒装法,30,大功率白光,LED,封装基础与芯片检测,七、,LED,产业链与芯片品牌介绍,1,产业分布,（,1,）,LED,上游产业涉及衬底与外延片,（,2,）,LED,中游产业涉及芯片制造,（,3,）,LED,下游产业涉及,LED,封装与应用,2,芯片厂家介绍,（,1,）国外,LED,芯片厂商,（,2,）国内,LED,芯片厂商,31,大功率白光,LED,封装基础与芯片检测,八、,ESD,知识,1,术语及其定义,2,ESD,的含义及形式,（,1,）人体形式,（,2,）微电子器件带电形式,（,3,）场感类形式,（,4,）其他形式,3,静电防护,（,1,）接地,（,2,）静电屏蔽,（,3,）离子中和,4,LED,车间内防静电的办法,（,1,）控制静电的生成环境,（,2,）防止人体带电,32,大功率白光,LED,封装基础与芯片检测,九、,LED,可靠性要求,LED,器件的失效模式主要包括电失效（如短路或断路）、光失效（如高温导致的灌封胶黄化、光学性能劣化等）和机械失效（如引线断裂、脱焊等），而这些因素都与封装结构和工艺有关。,LED,的使用寿命以平均失效时间（,MTTF,）来定义，对于照明用途，一般指,LED,的输出光通量衰减为初始值的,70%,（对显示用途一般定义为初始值的,50%,）的使用时间。由于,LED,寿命长，因此通常采取加速环境试验的方法进行可靠性测试与评估。测试内容主要包括高温储存（,100,，,1000h,）、低温储存（,55,，,1000h,）、高温高湿（,85/85%,，,1000h,）、高低温循环（,55,85,）、热冲击、耐腐蚀性、抗溶性、机械冲击等。然而，加速环境试验只是问题的一个方面，,LED,寿命的预测机理和方法仍是有待研究的难题。,33,大功率白光,LED,封装基础与芯片检测,【,技能训练,】,一、,LED,芯片显微镜检测,LED,芯片显微镜检测要求能使用显微镜对,LED,芯片进行目视检测，检测其外观与电极结构，并识别出不良项目和,LED,电极性。,1,LED,芯片检测显微镜,规格,（,1,）用途,（,2,）,组成,2,LED,芯片检验,要求,LED,芯片光学检测显微镜,34,大功率白光,LED,封装基础与芯片检测,二、芯片检验操作步骤,1,测试前,2,测试中,调节显示器图像旋钮,显示器连接口,显示器电源,35,大功率白光,LED,封装基础与芯片检测,三、实训报告,试验结束后应填写报告，报告应包括以下内容：,1,）试验的样品名称及试验数量，不良品情况与分布。,2,）试验目的与步骤。,3,）试验日期与时间。,4,）试验的结果与试验员。,36,大功率白光,LED,封装基础与芯片检测,【,练习与考核,】,一,、思考练习题,1,）请按照显微镜检测出的图形画出电极图案，并指出正负极。,2,）芯片的分类方式有哪些？,3,）请说明,LED,芯片的加工工艺流程。,4,）大功率芯片封装形式有哪些？,5,）国内外著名芯片品牌有哪些？,6,）,LED,器件的失效模式主要包括哪几个方面？,37,大功率白光,LED,封装基础与芯片检测,二、考核内容及标准,考核内容,分值,扣分标准,得分,实训报告,10,实训报告按要求内容填写，内容缺少或不符合每项扣,2.5,分,ESD,10,没有按照车间防静电要求操作扣,5,分,6S,20,没有执行车间安全管理要求（,6S,）的扣,10,分，没有及时清洁台面、整理台面或摆放凌乱的扣,5,分，考勤与执行力方面不符合每项扣,2.5,分,操作,60,没有执行操作步骤的，每错或漏一步扣,10,分,考核内容及标准,注：车间,6S,要求即整理（,seiri,）、整顿（,seiton,）、清扫（,seiso,）、清洁（,seiretsu,）、素养（,shitsuke,）、安全（,security,）。,谢谢观看！,LED封装工艺与设备技术,