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| 涂覆YAG熒光粉的工藝流程和制作方法 |
| 2013-04-01 |
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當前大多數封裝廠商都是采用這種方法來制作白光LED，在LED藍光芯片上涂覆YAG熒光粉來制作白光LED的工藝流程如圖1所示，下面的內容將對這種工藝流程中的關鍵因素進行討論。
選擇藍光芯片
選擇與熒光粉匹配的藍光芯片是制作好白光LED的第一步。波長為430~470nm的光都是藍光，需要選擇其中某一波長的藍光與熒光粉進行匹配，可以有效激發這種熒光粉，從而實現較高的量子效率且出光穩定。
具體做法可以用熒光粉比較儀來選擇熒光粉，即用不同波長的藍光來激發它。哪一種在比較儀上顯示的相對比值最高，就選定這種熒光粉和這一波長的藍光芯片。一般激發熒光粉的藍光的波長寬度約為2.5nm。選擇這種波長是因為生產芯片的廠家要更精確地挑選出光的波長也有困難，需要更精密的測試儀器，這會使制造成本提高。
固定芯片
制作白光LED時一定要把LED芯片固定在支架上（或熱沉上），所以必須選擇一種膠把芯片粘合在支架上。使用什么膠要根據芯片來選定。
如果LED芯片是L型電極的，也就是說這種芯片是上、下各有一個電極，那么要求芯片粘合的膠既要能導電，又要能把LED芯片上的熱量通過膠傳導到支架或熱沉上。所以，必須用導熱性能好、導電性能也好的固晶膠。現在市場上很多種可供選擇的膠。
如果LED芯片是V型電極的，也就是說在上面有兩個電極，下面沒有電極，因此下面就不允許導電。但是仍然需要導熱性能，所以必須使用絕緣導熱性能較好的膠。
絕緣導熱的膠與既導電又導熱的膠相比，后者的導熱性能更好。當LED芯片襯底采用藍寶石時，有人為了追求導熱性能更好，也可用既導電又導熱的膠作為固晶膠。圖2給出了將LED芯片使用導熱導電膠和導熱絕緣膠固定的示意圖。
電極焊線
在制作白光LED時，必須注意芯片p/n兩個電極的焊線，一般采用金絲球焊的可靠性較好。特別需要注意的是，加在焊線上的壓力不要太大，一般是30-40g之間，壓力太大容易把電極打裂，而這種裂縫通過一般的顯微鏡都是看不見的。如果存在電極裂縫，那么在通電加熱后，這個裂縫會逐步變大，相應的漏電流也會增大，這樣LED在使用時會很快損壞。
生產環境
制作白光LED的生產環境要有一萬級到十萬級的凈化車間，并且溫度和濕度都是可調控的。白光LED的生產環境中要有防靜電措施，車間內的地板、墻壁、桌、椅等都要有防靜電功能，特別是操作人員要穿上防靜電服并戴上防靜電手套。
在LED芯片生產流程的每個工序中，都必須要有防靜電措施。例如，在將藍光芯片從藍膜上撕開時，會產生1000V以上的靜電，足以將LED芯片擊穿。在沒有靜電防護的情況下，當人體接觸LED時，人體上的靜電通過LED放電而導致LED芯片局部擊穿。芯片由于靜電而被擊穿后，將在LED的兩個電極有源層及電極界面和有源層體內形成結構缺陷。即使一定的載流子注入了填充了所有的缺陷，但是多余的載流子部分將發生輻射復合，并伴隨著光的輸出。
很難在測試時或開始使用時判定LED是否受到靜電損傷，但是在使用的過程中會不斷出現“黑燈”的現象。因為這種LED在使用過程中其正向漏電流會逐漸變大，達到一定程度就不再正常工作。
烘烤芯片
在制作白光LED工藝過程中，要隨著工藝流程將LED芯片放進烘箱內烘烤三四次。應當合理控制烘箱的溫度和烘烤的時間，最好溫度不超過120℃；否則放在烘箱內的LED芯片溫度超過120℃后，將會損壞pn結。因此，可以將烘烤的時間設定得長一些，但是溫度最好不要高于120℃。
涂覆熒光粉
首先要把熒光粉和環氧樹脂調配好，調配的濃度和數量都要根據以往的經驗。這里要特別強調的是，膠和熒光粉一定要充分攪拌均勻，要讓A、B膠充分混合。在點熒光粉（熒光粉和膠混合，即點膠）的過程中，熒光粉不能沉淀，濃度要始終保持一致。
點熒光粉所用的設備、裝膠的容器和針頭都要保持一定的溫度并不斷攪拌，防止膠凝固和熒光粉沉淀。點膠的針頭最好使用不粘膠的針頭，這種針頭只需輕輕一吹就會干凈。在點膠過程中要保證針頭不會發生堵塞，并且出膠要均勻。這樣做才能使白光的色溫一致性較好。
目前生產白光LED的廠家，大多數是采用人工點熒光粉，點熒光粉的工人要經過長期的培訓，在掌握經驗后才能很好地完成這項工藝。點熒光粉所用的點膠機一般有兩種：
·粘膠機：即將熒光粉和膠配好后，均勻地分布在滾筒上，滾筒不斷滾動，這樣膠就可以均勻分布在滾筒的外壁上。把焊好金絲的藍光芯片的整個支架（20粒）靠到滾筒上，滾筒上的熒光粉膠就會均勻地粘到20個芯片的支架“碗”內。圖3給出了熒光粉粘膠機的示意圖。
·點膠機：另一種是用自動配好熒光粉的膠從針頭滴到焊好LED的支架上，其工作原理就像灌膠機一樣。灌膠機一次可灌20粒，點熒光粉膠一般一次為4~5粒。這種點膠機滴出來的膠量可以進行調節控制。裝在點膠機容器內的膠要保持一定的溫度，需要經常攪拌，這樣不會產生沉淀。以上兩種都適用于φ3mm、φ5mm等引腳式封裝的LED管子。圖4給出了熒光粉點膠機的示意圖。
有些制造大功率白光LED的方法，是預先把熒光粉和膠調配好，然后開出一個模子，把熒光粉膠刷在模子上，讓它干后成為一片膠餅。再把膠餅蓋在焊好的大功率LED芯片上，并用適量的膠把膠餅固定在芯片上。這樣做出來的LED其色溫會比較一致。
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