LED灯珠生产工艺以及8种质量评估方法

在LED照明行业，作为产品基本构成单元的LED 灯珠， 其质量的好坏直接影响着LED 成品的可靠性。下面本文和大家一起来聊一聊  LED灯珠的生产工艺以及8种评估方法，有兴趣的小伙伴一起来学习下！

 一、生产工艺

1.清洗：采用超声波清洗PCB或LED支架，并烘干。

2.装架：在LED管芯（大圆片）底部电极备上银胶后进行扩张，将扩张后的管芯（大圆片）安置在刺晶台上，在显微镜下用刺晶笔将管芯一个一个安装在PCB或LED支架相应的焊盘上，随后进行烧结使银胶固化。

3.压焊：用铝丝或金丝焊机将电极连接到LED管芯上，以作电流注入的引线。LED直接安装在PCB上的，一般采用铝丝焊机。（制作白光TOP-LED需要金线焊机）

4.封装：通过点胶，用环氧将LED管芯和焊线保护起来。在PCB板上点胶，对固化后胶体形状有严格要求，这直接关系到背光源成品的出光亮度。这道工序还将承担点荧光粉（白光LED）的任务。

5.焊接：如果背光源是采用SMD-LED或其它已封装的LED，则在装配工艺之前，需要将LED焊接到PCB板上。

6.切膜：用冲床模切背光源所需的各种扩散膜、反光膜等。

7.装配：根据图纸要求，将背光源的各种材料手工安装正确的位置。

8.测试：检查背光源光电参数及出光均匀性是否良好。

9.包装：将成品按要求包装、入库。

 二、封装工艺

1. LED的封装的任务

是将外引线连接到LED芯片的电极上，同时保护好LED芯片，并且起到提高光取出效率的作用。关键工序有装架、压焊、封装。

2. LED封装形式

LED封装形式可以说是五花八门，主要根据不同的应用场合采用相应的外形尺寸，散热对策和出光效果。LED按封装形式分类有Lamp-LED、TOP-LED、Side-LED、SMD-LED、High-Power-LED等。

 3. LED封装工艺流程

三、封装工艺说明

1.芯片检验

镜检：材料表面是否有机械损伤及麻点麻坑（lockhill） 芯片尺寸及电极大小是否符合工艺要求，电极图案是否完整。

2.扩片

由于LED芯片在划片后依然排列紧密间距很小（约0.1mm），不利于后工序的操作。我们采用扩片机对黏结芯片的膜进行扩张，是LED芯片的间距拉伸到约0.6mm。也可以采用手工扩张，但很容易造成芯片掉落浪费等不良问题。

3.点胶

在LED支架的相应位置点上银胶或绝缘胶。（对于GaAs、SiC导电衬底，具有背面电极的红光、黄光、黄绿芯片，采用银胶。对于蓝宝石绝缘衬底的蓝光、绿光LED芯片，采用绝缘胶来固定芯片。） 工艺难点在于点胶量的控制，在胶体高度、点胶位置均有详细的工艺要求。 由于银胶和绝缘胶在贮存和使用均有严格的要求，银胶的醒料、搅拌、使用时间都是工艺上必须注意的事项。

4.备胶

和点胶相反，备胶是用备胶机先把银胶涂在LED背面电极上，然后把背部带银胶的LED安装在LED支架上。备胶的效率远高于点胶，但不是所有产品均适用备胶工艺。

5.手工刺片

将扩张后LED芯片（备胶或未备胶）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。手工刺片和自动装架相比有一个好处，便于随时更换不同的芯片，适用于需要安装多种芯片的产品。

6.自动装架

自动装架其实是结合了沾胶（点胶）和安装芯片两大步骤，先在LED支架上点上银胶（绝缘胶），然后用真空吸嘴将LED芯片吸起移动位置，再安置在相应的支架位置上。 自动装架在工艺上主要要熟悉设备操作编程，同时对设备的沾胶及安装精度进行调整。在吸嘴的选用上尽量选用胶木吸嘴，防止对LED芯片表面的损伤，特别是兰、绿色芯片必须用胶木的。因为钢嘴会划伤芯片表面的电流扩散层。

7.烧结

烧结的目的是使银胶固化，烧结要求对温度进行监控，防止批次性不良。银胶烧结的温度一般控制在150℃，烧结时间2小时。根据实际情况可以调整到170℃，1小时。 绝缘胶一般150℃，1小时。银胶烧结烘箱的必须按工艺要求隔2小时（或1小时）打开更换烧结的产品，中间不得随意打开。烧结烘箱不得再其他用途，防止污染。

8.压焊

压焊的目的将电极引到LED芯片上，完成产品内外引线的连接工作。我们在这里不再累述。

9.点胶封装

LED的封装主要有点胶、灌封、模压三种。基本上工艺控制的难点是气泡、多缺料、黑点。设计上主要是对材料的选型，选用结合良好的环氧和支架。（一般的LED无法通过气密性试验）白光LED的点胶还存在荧光粉沉淀导致出光色差的问题。

10.灌胶封装

Lamp-LED的封装采用灌封的形式。灌封的过程是先在LED成型模腔内注入液态环氧，然后插入压焊好的LED支架，放入烘箱让环氧固化后，将LED从模腔中脱出即成型。

11.模压封装

将压焊好的LED支架放入模具中，将上下两副模具用液压机合模并抽真空，将固态环氧放入注胶道的入口加热用液压顶杆压入模具胶道中，环氧顺着胶道进入各个LED成型槽中并固化。

12.固化与后固化

固化是指封装环氧的固化，一般环氧固化条件在135℃，1小时。模压封装一般在150℃，4分钟。

13.后固化

后固化是为了让环氧充分固化，同时对LED进行热老化。后固化对于提高环氧与支架（PCB）的粘接强度非常重要。一般条件为120℃，6小时。

14.切筋和划片

由于LED在生产中是连在一起的（不是单个），Lamp封装LED采用切筋切断LED支架的连筋。SMD-LED则是在一片PCB板上，需要划片机来完成分离工作。

15.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。

16.包装

将成品进行计数包装。超高亮LED需要防静电包装。

 8种LED灯珠的评估方法

 1.芯片辐射功率等级的区别：

以厦门三安的芯片为例，S-23BBMUP-C******* ，芯片尺寸为23X10mil，这个芯有4个辐射功率等级（@20mA），辐射功率越高，做出的灯珠越亮。

D24 辐射功率 26-28mW

D25 辐射功率 28-30mW

D26 辐射功率 30-33mW

D27 辐射功率 33-36mW

D24与D27的辐射功率相差8mW，也就是说，相同尺寸的芯片，做出的灯珠亮度不同，相差很多，需要了解芯片的辐射功率等级。

 2灯珠支架材料的区别：

目前市场上有铝支架、黄铜支架、紫铜支架等，铝支架最便宜，紫铜支架最贵，价格相差十几倍。即便是紫铜支架，镀银的价格也有高低之分，市场一般称为好支架的，大部分是黄铜镀银做的。

 3芯片尺寸的区别：

通常所报的芯片尺寸是以mil，如果没有高倍测量显微镜，一般是很难区分的，芯片越大越亮，我们可以通过计算芯片面积来比较芯片大小，如23X10，芯片的面积是230平方mil，用芯片面积区别芯片大小才是个好方法。

 4焊线材料的区别：

芯片与支架是用金线焊接方法完成电极连通，目前市场上有合金线、纯金线两种，纯金线最好，金线按照粗细又分0.7、0.9、1.0、1.2等，金线越粗，热组越低，寿命越长，所有要问清金线的材质和直径。

 5荧光粉的区别：

白光灯珠是用蓝光芯片加黄色荧光粉做成的，荧光粉主要分铝酸盐和硅酸盐，铝酸盐性能优于硅酸盐，铝酸盐最为代表的是YAG，YAG性能稳定，光衰低，硅酸盐自身的化学稳定性较差，但亮度比YAG高，想做性能稳定的产品，可不要被所谓的高亮度忽悠了，这可是个大问题。

 6胶水的区别：

荧光粉是要和胶水搅拌后在点在芯片上的，胶水的好坏影响到光衰和色漂移，差的胶水时间长会黄化，光衰加大，好的胶水是果冻胶。

 7分色、分压与分光的规格：

分色：就是色温分档，如3200K-3350K为一档，正规的封装厂会提供色温的BIN码，色温分档越小越好，色温分档小，做出的光源光的颜色一致性好。

分压：就是芯片的电压分档，如3.0V-3.15V，对于光源是串并联的连接方式，电压分档控制在0.15V以内，这样光源的电流分布均匀，有利于提高光源的寿命。

分光：就是灯珠亮度分档，有流明分档或者光强度分档，对于用于照明光源，最好采用流明分档。建议采购LED，还是以光效为依据，高光效的产品，才会节能，寿命长。

 8LED芯片电极图谱：

芯片生产厂家的不同，LED品质也不同，LED供应商都会表白自己的LED灯珠是采用品牌芯片封装的，白光LED封装后，是无法从外观判断芯片的生产厂家的，需要剥离芯片在高倍显微镜下检验，不同的LED芯片表面的导电电极排布的图案是不同的（如下图），这个电极图形也称为芯片电极图谱，通过检验芯片电极图谱，可以验证LED供应商标称的芯片厂家，因为不同的芯片生产厂的电极图谱是不一样的，通过这个方法，可以验证芯片的生产厂家，品牌芯片封装的LED产品是有质量保证的。

掌握以上8种LED灯珠的评估方法，就可以保证采购的LED产品最基本的品质保证，在LED灯珠供应市场中，最多的问题是流明虚高，芯片尺寸不符合，假冒品牌芯片，用铁支架冒充铜支架等等，这些问题需要以上知识进行鉴别，也可以让专业的LED测试的淘宝店提供检测。

以上是采购LED灯珠的几条原则，只有了解这些内容，并把这些条款做在你的定货合同里，你才会有机会保护自己的权益，否则，吃亏的一定是你，灯珠的价格是最诱人的陷阱，一旦陷下去，企业只有关门走人了。