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白色LED制造新工藝:通過(guò)凝膠狀片材完成封裝

編輯:admin 2014-06-25 14:53:14 瀏覽�1139  �(lái)源:

 在白�< color=#0000ff>LED模塊需求以< color=#0000ff>照明用途為中心不斷高漲的情況下,日本愛(ài)德克公司(IDEC)針�(duì)將組合藍(lán)色LED元件和黃色熒光材料實(shí)�(xiàn)白色光的模塊(偽白色< color=#0000ff>LED模塊),�(kāi)�(fā)出了新的制造工藝(�1)*1。新工藝與傳�(tǒng)工藝的不同在于通過(guò)�(shù)脂封�< color=#0000ff>基板上LED元件的工序,將含有熒光材料的凝膠狀硅樹(shù)脂片材貼在LED元件上加熱封裝。與傳統(tǒng)工藝相比,新工藝可將封裝工序所需�(shí)間縮短至1/9,而且可實(shí)�(xiàn)�(wěn)定的品質(zhì)并簡(jiǎn)化設(shè)備�

白色LED制造新工藝

�1:采用新工藝生產(chǎn)的LED模塊(a)以及凝膠狀�(shù)脂片材(b�

  通過(guò)組合使用�(lán)色LED元件和黃色熒光材料來(lái)�(shí)�(xiàn)白色光。LED元件的封裝采用含有熒光材料的凝膠狀硅樹(shù)脂片材(日東電工制造)�

  �1:實(shí)�(xiàn)白色光的方式還包括組合使用光的三原色——紅色、綠色和�(lán)色的LED元件。不�(guò),其用途多為顯示器的光源。在照明用途中,偽白色LED模塊是主流�

  �2中是傳統(tǒng)工藝與新工藝之間的比較*2。傳�(tǒng)工藝通過(guò)含有熒光材料的液狀�(shù)脂來(lái)封裝LED元件。首先,在基板上的LED元件周圍形成用來(lái)阻擋�(shù)脂流出的“壩”,并使其硬化。然后,攪拌液狀�(shù)脂與熒光材料、澆注到基板上的壩內(nèi)。最后,�(duì)澆注的樹(shù)脂�(jìn)行熱硬化處理。整�(gè)封裝工序所需要的�(shí)間約為六�(gè)小時(shí)�

白色LED制造新工藝

  �2:傳�(tǒng)工藝與新工藝在封裝工序上的比�

  傳統(tǒng)工藝在整�(gè)封裝工序上(形成壩并使其硬化、攪拌樹(shù)脂和熒光材料、澆注液狀�(shù)脂并使其硬化)需要花�(fèi)約六�(gè)小時(shí)。新工藝只需將凝膠狀片材貼在LED元件上�(jìn)行硬化即可,因此僅需40分鐘。由本刊根據(jù)�(ài)德克的資料制作�

  �2:此外,還有通過(guò)含有熒光材料的固體樹(shù)脂片材來(lái)封裝LED元件的制造工藝。該制造工藝容易穩(wěn)定質(zhì)量,不過(guò)�(wú)法單�(dú)通過(guò)固體�(shù)脂片材�(jìn)行封裝,需要另外使用液體樹(shù)脂�(jìn)行封裝,因此生產(chǎn)效率較低�

       但在這種制造工藝中,存在樹(shù)脂和熒光材料未均勻混合、熒光體在樹(shù)脂中沉淀、澆注的�(shù)脂量多少不一等諸多會(huì)造成品質(zhì)不穩(wěn)定的�(wèn)題,難以維持�(zhì)量。如果封裝工序的品質(zhì)不均,就�(huì)�(chǎn)生色度偏差,可能�(huì)影響LED模塊的性能�

  而新工藝則是在基板上�LED元件上粘貼凝膠狀的樹(shù)脂片材、加熱至�150℃,�(jīng)�(guò)�40分鐘后片材硬化,由此完成封裝,因此可大幅縮短所需要的�(shí)間。而且,凝膠狀�(shù)脂片材基本上不會(huì)出現(xiàn)熒光材料沉淀等會(huì)�(dǎo)致封裝工序質(zhì)量不均的因素,因此可以輕松提高作為L(zhǎng)ED模塊的性能。比如,�(guān)于前面提到的色度偏差,與傳統(tǒng)工藝相比,新工藝可將偏差降至一半左右。而且,直至完成封裝的工序�(shù)量也很少,因此生�(chǎn)�(shè)備也可以�(shí)�(xiàn)�(jiǎn)化�

       另外新工藝還改善了熱循環(huán)特性,雖然�(ài)德克原本并沒(méi)有這方面的打算。以分別在低溫環(huán)境下�-55℃)和高溫環(huán)境下�85℃)暴露30分鐘為一�(gè)循環(huán)�(kāi)展試�(yàn)�(shí)�(fā)�(xiàn),采用傳�(tǒng)工藝法生�(chǎn)的模塊在�200次循�(huán)后開(kāi)始出�(xiàn)故障,而采用新工藝生產(chǎn)的模塊在2000多次循環(huán)后也�(méi)有出�(xiàn)故障�

  改�(jìn)分子�(gòu)造保持凝膠狀

  凝膠狀�(shù)脂片材由日東電工�(kāi)�(fā)。作為基�(chǔ)材料的硅�(shù)脂本�(lái)難以保持凝膠狀�(tài),普通環(huán)境下只能以液體或固體狀�(tài)存在。但是,�(ài)德克通過(guò)改�(jìn)硅樹(shù)脂自身的分子�(gòu)造,使其保持了凝膠狀�(tài)�

       在封裝工序中,會(huì)從通過(guò)金屬線與基板連接的LED元件的上方開(kāi)始粘貼片材,因此需要防止金屬線出現(xiàn)損傷和斷線等(圖3)。關(guān)于這一�(diǎn),可通過(guò)改�(jìn)分子�(gòu)造以�(diào)整凝膠特性(彈性率等)�(lái)加以�(yīng)�(duì)�

白色LED制造新工藝

  �3:對(duì)金屬線的影響

  連接LED元件電極和基板電極的金屬線,在通過(guò)凝膠狀片材封裝LED元件前后幾乎�(méi)有變形,不會(huì)造成損傷等不良影響。由本刊根據(jù)日東電工的資料制作�

       �(ài)德克�2012�7月開(kāi)始推�(jìn)確立采用該片材的新工藝試制白色LED模塊。該公司此前曾在多家日本�(guó)�(nèi)工廠生產(chǎn)照明用白色LED模塊,不�(guò)在開(kāi)�(fā)新工藝的�(shí)候,�(ài)德克以提高生�(chǎn)效率和投資效率為目的,將照明用白色LED模塊的生�(chǎn)集中到了濱松工廠。今后將加速開(kāi)�(fā)和導(dǎo)入支持新工藝的生�(chǎn)�(shè)備,�2013年度�(nèi)使所有模塊的生產(chǎn)都改用新工藝�3�

  �3:愛(ài)德克將新工藝稱作“EX-PRESS工法”(EX-PRESS是Extreme Prehardened Sheet Sealed的簡(jiǎn)稱),將采用新工法制造的LED模塊稱作“SS-COB”(Sheet Sealed-Chip on Board的簡(jiǎn)稱)�

       另外,不僅限于愛(ài)德克,日東電工將廣泛地銷售凝膠狀�(shù)脂片材。兩家公司之間并�(méi)有特別設(shè)立關(guān)于經(jīng)銷商和銷售時(shí)間的限制�

       雙方�(kāi)展合作的契機(jī)是雙方均參與策劃了以光技�(shù)�(chuàng)新等為目的設(shè)立的大阪大學(xué)光子�(xué)中心。愛(ài)德克常務(wù)�(zhí)行董事、技�(shù)�(zhàn)略負(fù)�(zé)人藤田俊弘表示,“此次成果是雙方合作的第一步”,今后還將在與光技�(shù)相關(guān)的各�(gè)�(lǐng)域開(kāi)展合作�

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