LED灯生产工艺汇总

LED灯生产工艺汇总

§1 LED制造流程概述

LED的制作流程包括上游的单晶片衬底制作、外延晶片生长；中游的芯片、电极制作、切割和测试分选；下游的产品封装。

图2.1 LED制造流程图

上游

晶片：单晶棒（砷化镓、磷化镓） 单晶片衬底 在衬底上生长外延层 外延片 成品：单晶片、外延片 中游

制程：金属蒸镀 光罩腐蚀 热处理（正负电极制作） 切割 测试分选 成品：芯片 下游

封装：固晶 焊线 树脂封装 切脚 测试分选 成品：LED灯珠、LED贴片和组件

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§2 LED芯片生产工艺

LED照明能够应用到高亮度领域归功于LED芯片生产技术的不断提高，包括单颗晶片的功率和亮度的提高。LED上游生产技术是LED行业的核心技术，目前在该技术领先的国家主要日本、美国、国，还有我国，而我国大陆在LED上游生产技术的发展比较靠后。下图为上游外延片的微结构示意图。

图2.2 蓝光外延片微结构

正极 P型GaN P型AlGaN InGaN量子阱（well） N型InGaN 负极 N型AlGaN N型GaN P型GaN GaN缓冲层（buffer） 蓝宝石衬底（subatrate）

生产出高亮度LED芯片，一直是世界各国全力投入研制的目标，也是LED发的方向。目前，利用大功率芯片生产出来的白光1W LED流明值已经达能到150lm之高。 LED上游技术的发展将使LED灯具的生产成本越来越低，更显LED照明的优势。以下以蓝光LED为例介绍其外延片生产工艺如下：首先在衬低上制作氮化鎵(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,以及GaAs、AlN、ZnO等材料。

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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LED PN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毛片进行划片、测试和分选，就可以得到所需的LED芯片了。

图2.3 LED生产流程

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基板（衬底） 单晶炉、切片机、磨片机等 磊晶制程（扩散、溅射、化学气相沉淀） 外延炉（MOCVD） 磊晶片 清洗 清洗机 蒸镀 蒸镀机、电子枪 黄光作业 烘烤、上光阻、照相曝光、显影 化学蚀刻 刻蚀机 熔合 研磨 减薄机、清洗机 切割 切割机 探针测试台、颗粒度检测仪 测试

§3 大功率LED生产工艺

作为LED节能灯光源的大功率LED，它是LED节能灯的核心部分。大功率LED的生产工艺如何直接影响LED的性能，进而影响LED灯具的性能，如光衰、光效等。

§3.1 LED封装工艺流程

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以大功率LED封装产品为例，介绍它的封装制程如下：

图2.4 大功率LED封装制

晶片 扩晶 框晶 银胶 解冻 搅拌 支架 金線 荧光粉 配胶 搅拌 抽气 Lens 胶 配胶 搅拌 抽气 入库 QA 包裝 分BIN 固晶 固检 烘烤 推力检查 品检 测试 焊线 切脚 点胶 测试 灌胶 拉力检查 長烤 套Lens 外观

§3.2 大功率LED生产工艺

流程站别 使用设备及工具 作业条件 备注 5 / 9

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1．储存银胶：0℃一下保存。 2．银胶退冰：室温4小时 3．扩晶机温度：50℃±10℃ 1.储存银胶冰箱 2.银胶搅拌机 固晶 3.扩晶机 4.固晶机（如AD809） 5.烤箱 6离子风扇 4．点银胶高度为晶片厚度的1/4 5．作业时静电环必须做测试记录 6．固晶时须使用离子风扇，离子风扇正面与晶片距离为20cm～140cm之间。 7．晶片固于支架杯子正中央，偏移量小于1/4晶片宽度，具体参考固晶图。 8．烤银胶条件：150℃±10℃/2小时。 1．339EG焊线机热板温度﹕150℃±1. 339EG焊线机 10℃，焊线方式参固晶焊线图。 焊线 2. 1.2mil的瓷嘴 2．瓷嘴42K更换一次。 3. 大功率打线制具 注﹕焊线时第二焊点一定要按照固晶焊线图上第二焊点位置(打斜线区域)焊线。 1.电子称 1．抽气时间：１个大气压/5mins。 2.烤箱 点胶 3.抽真空机 4.点胶机 1.在套Lens前材料要用150℃±10℃烘烤15分钟﹐然而lens也要烘烤80℃±10℃/20min﹐然后套注意不要压塌金线，套盖 1.镊子 Lens。 2.夹起Lens，判别双耳朵位置后，放置于支架上白壳配合孔﹐并压到位。 否则送到返修站，并记录事故率。 2．荧光胶烘烤条件﹕120℃±10℃/2Hrs。 荧光胶配比参考实验数据。 6 / 9

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1.以Silicone乔越OE-6250(A): 乔越OE-6250(B)=1:1进行配胶。 2.抽气:１个大气压/5mins。 1.电子称 2.烤箱 3.抽真空机 灌胶 4.点胶机 5.镊子 6.棉花棒 7.不锈钢盘 3.以镊子压制lens上方，再将针头插至lens耳朵孔位进行灌胶，在点胶时点胶机气压先调至0.15MPA﹐配好的胶要在30分然后根椐胶的粘度来做调整﹐直至胶由对面孔位少量溢出。 4.将整片支架倒置水平后，用力压实。 5.用棉花棒将多胶部分擦拭干净。 6.灌好胶后不用烘烤﹐在常温下将支架水平倒置整齐存放在不锈钢盘24小时即可。 1.弯脚后，Pin脚总长度为14.5mm±切脚&弯脚 1.手动弯脚机 0.2mm（注：弯脚时要注意Pin脚的长度及平整度）。 1.有无汽泡、杂物﹑铜柱发黄。 外观检验 1.静电环 2.PIN脚变形﹑多胶﹑缺脚。 1.测试﹕IF=350mA,VF>4.0V为不1.维明658H测试机 测试 2.积分球 良VR=5V,IR>10uA为不良。 2.测试机只能开单向电源测试（详情请参TS）。 包装 1.Tapping机 使用Carrier Tape包装﹐1000PCS/7 / 9

钟用完，且一次不宜配太多胶。 作业前做静电环测试。 优选

2.静电袋 卷，1卷/袋，10袋/箱。 1.测试﹕IF=350mA，VF>4.0V为不良，VR=5V，IR>10uA为不良。 2.测试后外观﹕有无汽泡、杂物﹑铜QA 1.维明658H测试机 柱发黄。 3.型号、数量、包装方式正确，包装外观无缺损。

§4 LED节能灯具生产流程

LED灯具是利用LED做光源结合光学、热学、力学、电学、美学等学科知识生产出来的一种高效节能灯具。

图2.5 LED节能灯生产技术

LED光源 光学 热学 力学 电学 美学 灯具物料与工LED节能灯具

以路灯为例介绍LED节能灯的生产流程如下：

图2.6 LED路灯生产流程

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LED光源 电路板 散热硅纸 散热器 电源 反光罩 透光玻璃 LED检测 LED焊接 QA 包装 电路检测 测试 电路板与散热器凝合 烧机 安装透光玻璃 组装电源 烧机 固定反光罩 防水处理 水浴测试

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