CN105280799A - 一种led芯片生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种LED芯片生产工艺，在加工过程中烘干采用恒温烘干，温度为75℃，时间为30min，在该温度下能够快速蒸发支架上的水分，同时不对支架结构造成破坏；扩片前对芯片进行预热，预热温度为50℃，预热能够使得芯片结构软化，在扩张过程中便于改变形状；采用木质真空吸嘴将LED芯片吸起移动位置，相较于钢嘴会划伤芯片表面的电流扩散层，木质吸嘴能够防止对LED芯片表面的损伤；压焊前进行预热，温度为220℃，压焊前对焊机进行预热，使得在压焊过程中焊机能够连续保持压焊温度；成品包装采用防静电包装，由于芯片中的电路***容易受到静电干扰，造成芯片不稳，因此防静电包装能够有效杜绝静电干扰。
Description
技术领域
本发明涉及LED领域，特别是涉及一种LED芯片生产工艺。
背景技术
LED芯片是一种固态的半导体器件，LED的心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端附在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极，使整个晶片被环氧树脂封装起来。也称为led发光芯片，是led灯的核心组件，也就是指的P-N结。其主要功能是：把电能转化为光能，芯片的主要材料为单晶硅。半导体晶片由两部分组成，一部分是P型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体，在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个P-N结。当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是LED发光的原理。而光的波长也就是光的颜色，是由形成P-N结的材料决定的。总的来说，LED制作流程分为两大部分：首先在衬底上制作氮化镓(GaN)基的外延片，这个过程主要是在金属有机化学气相沉积外延片炉(MOCVD)中完成的。准备好制作GaN基外延片所需的材料源和各种高纯的气体之后，按照工艺的要求就可以逐步把外延片做好。常用的衬底主要有蓝宝石、碳化硅和硅衬底，还有GaAs、AlN、ZnO等材料。MOCVD是利用气相反应物(前驱物)及Ⅲ族的有机金属和Ⅴ族的NH3在衬底表面进行反应，将所需的产物沉积在衬底表面。通过控制温度、压力、反应物浓度和种类比例，从而控制镀膜成分、晶相等品质。MOCVD外延炉是制作LED外延片最常用的设备。然后是对LEDPN结的两个电极进行加工，电极加工也是制作LED芯片的关键工序，包括清洗、蒸镀、黄光、化学蚀刻、熔合、研磨；然后对LED***进行划片、测试和分选，就可以得到所需的LED芯片。如果芯片清洗不够乾净，蒸镀***不正常，会导致蒸镀出来的金属层(指蚀刻后的电极)会有脱落，金属层外观变色，金泡等异常。蒸镀过程中有时需用弹簧夹固定芯片，因此会产生夹痕(在目检必须挑除)。黄光作业内容包括烘烤、上光阻、照相曝光、显影等，若显影不完全及光罩有破洞会有发光区残多出金属。芯片在前段工艺中，各项工艺如清洗、蒸镀、黄光、化学蚀刻、熔合、研磨等作业都必须使用镊子及花篮、载具等，因此会有芯片电极刮伤情形发生。
发明内容
一种LED芯片生产工艺，其特征在于，其步骤包括：
(1)清洗
采用超声波清洗LED的支架，清洗参数为：超声振动频率20000赫兹，时间15-30min，清洗完成后进行烘干；
(2)扩片
采用扩片机对黏结芯片的膜进行扩张,使得LED芯片的间距拉伸至0.55-0.75mm，扩片机的运行参数为：工作气压4Kg/cm2，温度25-100℃，扩张完成后对LED芯片进行固膜处理；
(3)刺片
将LED芯片安置在刺片台的夹具上，LED支架放在夹具底下,在显微镜下用针将LED芯片一个一个刺到相应的位置上；
(4)点胶
在LED支架的相应位置点上银胶，其参数为：点胶量10-15mg/单位，胶体高度0.15-0.27mm,点胶温度80-120℃；
(5)备胶
用备胶机先把银胶涂在LED背面电极上,备胶量为2.5-3.3g/cm2；
(6)装架
先在LED支架上点上银胶，然后用将LED芯片吸起移动位置,再安置在相应的支架位置上；
(7)烧结
银胶烧结的温度控制在140-160℃,烧结时间为1.5-2小时；
(8)压焊
用金丝焊机将电极连接到LED管芯上,以作电流注入的引线，开启焊机进行压焊，其压力为17-25KPa，压焊温度230℃-240℃；
(9)点胶封装
选用环氧支架对LED芯片进行点胶封装；
(10)固化
固化封装环氧,环氧固化条件在120-135℃,1-1.5小时；
(11)后固化
固化操作后进行后固化，让环氧充分固化,同时对LED进行热老化，条件为110-120℃,4-5小时；
(12)切筋和划片
采用切筋切断LED支架的连筋，在一片PCB板上,进行划片机来完成分离工作；
(13)测试
测试LED的光电参数、检验外形尺寸,同时根据客户要求对LED产品进行分选；
(14)包装
将成品进行计数包装，即为成品；
优选的，步骤(1)烘干采用恒温烘干，温度为75℃，时间为30min。
优选的，步骤(2)扩片前对芯片进行预热，预热温度为50℃。
优选的，步骤(6)采用木质真空吸嘴将LED芯片吸起移动位置。
优选的，步骤(8)压焊前进行预热，温度为220℃。
优选的，步骤(14)成品包装采用防静电包装。
有益效果：本发明提供了一种LED芯片生产工艺，在加工过程中烘干采用恒温烘干，温度为75℃，时间为30min，在该温度下能够快速蒸发支架上的水分，同时不对支架结构造成破坏；扩片前对芯片进行预热，预热温度为50℃，预热能够使得芯片结构软化，在扩张过程中便于改变形状；采用木质真空吸嘴将LED芯片吸起移动位置，相较于钢嘴会划伤芯片表面的电流扩散层，木质吸嘴能够防止对LED芯片表面的损伤；压焊前进行预热，温度为220℃，压焊前对焊机进行预热，使得在压焊过程中焊机能够连续保持压焊温度；成品包装采用防静电包装，由于芯片中的电路***容易受到静电干扰，造成芯片不稳，因此防静电包装能够有效杜绝静电干扰。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
实施例1：
一种LED芯片生产工艺，其特征在于，其步骤包括：
(1)清洗
采用超声波清洗LED的支架，清洗参数为：超声振动频率20000赫兹，时间15min，清洗完成后进行烘干，烘干采用恒温烘干，温度为75℃，时间为30min；
(2)扩片
采用扩片机对黏结芯片的膜进行扩张,扩片前对芯片进行预热，预热温度为50℃，使得LED芯片的间距拉伸至0.55mm，扩片机的运行参数为：工作气压4Kg/cm2，温度25℃，扩张完成后对LED芯片进行固膜处理；
(3)刺片
将LED芯片安置在刺片台的夹具上，LED支架放在夹具底下,在显微镜下用针将LED芯片一个一个刺到相应的位置上；
(4)点胶
在LED支架的相应位置点上银胶，其参数为：点胶量10mg/单位，胶体高度0.15mm,点胶温度80℃；
(5)备胶
用备胶机先把银胶涂在LED背面电极上,备胶量为2.5g/cm2；
(6)装架
先在LED支架上点上银胶，然后采用木质真空吸嘴将LED芯片吸起移动位置,再安置在相应的支架位置上；
(7)烧结
银胶烧结的温度控制在140℃,烧结时间为1.5小时；
(8)压焊
用金丝焊机将电极连接到LED管芯上,以作电流注入的引线，压焊前进行预热，温度为220℃，开启焊机进行压焊，其压力为17KPa，压焊温度230℃；
(9)点胶封装
选用环氧支架对LED芯片进行点胶封装；
(10)固化
固化封装环氧,环氧固化条件在120℃,1小时；
(11)后固化
固化操作后进行后固化，让环氧充分固化,同时对LED进行热老化，条件为110℃,4小时；
(12)切筋和划片
采用切筋切断LED支架的连筋，在一片PCB板上,进行划片机来完成分离工作；
(13)测试
测试LED的光电参数、检验外形尺寸,同时根据客户要求对LED产品进行分选；
(14)包装
将成品采用防静电包装，进行计数包装，即为成品；
实施例2：
一种LED芯片生产工艺，其特征在于，其步骤包括：
(1)清洗
采用超声波清洗LED的支架，清洗参数为：超声振动频率20000赫兹，时间25min，清洗完成后进行烘干，烘干采用恒温烘干，温度为75℃，时间为30min；
(2)扩片
采用扩片机对黏结芯片的膜进行扩张,扩片前对芯片进行预热，预热温度为50℃，使得LED芯片的间距拉伸至0.60mm，扩片机的运行参数为：工作气压4Kg/cm2，温度30℃，扩张完成后对LED芯片进行固膜处理；
(3)刺片
将LED芯片安置在刺片台的夹具上，LED支架放在夹具底下,在显微镜下用针将LED芯片一个一个刺到相应的位置上；
(4)点胶
在LED支架的相应位置点上银胶，其参数为：点胶量12mg/单位，胶体高度0.22mm,点胶温度100℃；
(5)备胶
用备胶机先把银胶涂在LED背面电极上,备胶量为2.8g/cm2；
(6)装架
先在LED支架上点上银胶，然后采用木质真空吸嘴将LED芯片吸起移动位置,再安置在相应的支架位置上；
(7)烧结
银胶烧结的温度控制在150℃,烧结时间为1.8小时；
(8)压焊
用金丝焊机将电极连接到LED管芯上,以作电流注入的引线，压焊前进行预热，温度为220℃，开启焊机进行压焊，其压力为20KPa，压焊温度238℃；
(9)点胶封装
选用环氧支架对LED芯片进行点胶封装；
(10)固化
固化封装环氧,环氧固化条件在132℃,1.5小时；
(11)后固化
固化操作后进行后固化，让环氧充分固化,同时对LED进行热老化，条件为115℃,4.5小时；
(12)切筋和划片
采用切筋切断LED支架的连筋，在一片PCB板上,进行划片机来完成分离工作；
(13)测试
测试LED的光电参数、检验外形尺寸,同时根据客户要求对LED产品进行分选；
(14)包装
将成品采用防静电包装，进行计数包装，即为成品；
实施例3：
一种LED芯片生产工艺，其特征在于，其步骤包括：
(1)清洗
采用超声波清洗LED的支架，清洗参数为：超声振动频率20000赫兹，时间30min，清洗完成后进行烘干，烘干采用恒温烘干，温度为75℃，时间为30min；
(2)扩片
采用扩片机对黏结芯片的膜进行扩张,扩片前对芯片进行预热，预热温度为50℃，使得LED芯片的间距拉伸至00.75mm，扩片机的运行参数为：工作气压4Kg/cm2，温度45℃，扩张完成后对LED芯片进行固膜处理；
(3)刺片
将LED芯片安置在刺片台的夹具上，LED支架放在夹具底下,在显微镜下用针将LED芯片一个一个刺到相应的位置上；
(4)点胶
在LED支架的相应位置点上银胶，其参数为：点胶量15mg/单位，胶体高度0.27mm,点胶温度120℃；
(5)备胶
用备胶机先把银胶涂在LED背面电极上,备胶量为3.3g/cm2；
(6)装架
先在LED支架上点上银胶，然后采用木质真空吸嘴将LED芯片吸起移动位置,再安置在相应的支架位置上；
(7)烧结
银胶烧结的温度控制在160℃,烧结时间为2小时；
(8)压焊
用金丝焊机将电极连接到LED管芯上,以作电流注入的引线，压焊前进行预热，温度为220℃，开启焊机进行压焊，其压力为25KPa，压焊温度240℃；
(9)点胶封装
选用环氧支架对LED芯片进行点胶封装；
(10)固化
固化封装环氧,环氧固化条件在135℃，1.5小时；
(11)后固化
固化操作后进行后固化，让环氧充分固化,同时对LED进行热老化，条件为120℃,5小时；
(12)切筋和划片
采用切筋切断LED支架的连筋，在一片PCB板上,进行划片机来完成分离工作；
(13)测试
测试LED的光电参数、检验外形尺寸,同时根据客户要求对LED产品进行分选；
(14)包装
将成品采用防静电包装，进行计数包装，即为成品；
根据上述表格数据可以得出，，当实施实施例2参数时，得到的LED芯片其麻坑率为0.5％，坑静电能力大于等于8500V，与设计点胶位置偏差小于等于2.7mm，使用寿命为50年，而现有技术指标的麻坑率为1％，坑静电能力大于等于6000V，与设计点胶位置偏差小于等于4.5mm，使用寿命为40年，相较而言本发明的LED芯片麻坑率低，抗静电能力强，点胶位置偏差小，使用寿命长，具有显著地优越性。
本发明提供了一种LED芯片生产工艺，在加工过程中烘干采用恒温烘干，温度为75℃，时间为30min，在该温度下能够快速蒸发支架上的水分，同时不对支架结构造成破坏；扩片前对芯片进行预热，预热温度为50℃，预热能够使得芯片结构软化，在扩张过程中便于改变形状；采用木质真空吸嘴将LED芯片吸起移动位置，相较于钢嘴会划伤芯片表面的电流扩散层，木质吸嘴能够防止对LED芯片表面的损伤；压焊前进行预热，温度为220℃，压焊前对焊机进行预热，使得在压焊过程中焊机能够连续保持压焊温度；成品包装采用防静电包装，由于芯片中的电路***容易受到静电干扰，造成芯片不稳，因此防静电包装能够有效杜绝静电干扰。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (6)
1.一种LED芯片生产工艺，其特征在于，其步骤包括：
（1）清洗
采用超声波清洗LED的支架，清洗参数为：超声振动频率20000赫兹，时间15-30min，清洗完成后进行烘干；
（2）扩片
采用扩片机对黏结芯片的膜进行扩张,使得LED芯片的间距拉伸至0.55-0.75mm，扩片机的运行参数为：工作气压4Kg/cm2，温度25-100℃，扩张完成后对LED芯片进行固膜处理；
（3）刺片
将LED芯片安置在刺片台的夹具上，LED支架放在夹具底下,在显微镜下用针将LED芯片一个一个刺到相应的位置上；
（4）点胶
在LED支架的相应位置点上银胶，其参数为：点胶量10-15mg/单位，胶体高度0.15-0.27mm,点胶温度80-120℃；
（5）备胶
用备胶机先把银胶涂在LED背面电极上,备胶量为2.5-3.3g/cm2；
（6）装架
先在LED支架上点上银胶，然后用将LED芯片吸起移动位置,再安置在相应的支架位置上；
（7）烧结
银胶烧结的温度控制在140-160℃,烧结时间为1.5-2小时；
（8）压焊
用金丝焊机将电极连接到LED管芯上,以作电流注入的引线，开启焊机进行压焊，其压力为17-25KPa，压焊温度230℃-240℃；
（9）点胶封装
选用环氧支架对LED芯片进行点胶封装；
（10）固化
固化封装环氧,环氧固化条件在120-135℃,1-1.5小时；
（11）后固化
固化操作后进行后固化，让环氧充分固化,同时对LED进行热老化，条件为110-120℃,4-5小时；
（12）切筋和划片
采用切筋切断LED支架的连筋，在一片PCB板上,进行划片机来完成分离工作；
（13）测试
测试LED的光电参数、检验外形尺寸,同时根据客户要求对LED产品进行分选；
（14）包装
将成品进行计数包装，即为成品。
2.一种权利要求1所述的LED芯片生产工艺，其特征在于，步骤（1）烘干采用恒温烘干，温度为75℃，时间为30min。
3.一种权利要求1所述的LED芯片生产工艺，其特征在于，步骤（2）扩片前对芯片进行预热，预热温度为50℃。
4.一种权利要求1所述的LED芯片生产工艺，其特征在于，步骤（6）采用木质真空吸嘴将LED芯片吸起移动位置。
5.一种权利要求1所述的LED芯片生产工艺，其特征在于，步骤（8）压焊前进行预热，温度为220℃。
6.一种权利要求1所述的LED芯片生产工艺，其特征在于，步骤（14）成品包装采用防静电包装。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107394031A (zh) * | 2017-07-21 | 2017-11-24 | 东莞中之光电股份有限公司 | 一种led倒装封装方法 |
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2015
- 2015-09-21 CN CN201510604440.2A patent/CN105280799A/zh active Pending
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