佛山市国星半导体技术有限公司
一、LED芯片简介及主要的封装形式
LED作为一种发光二极管，其出现代表着社会生活应用光源作为主要工作方式的场景得以提高和进步，不仅表现在技术的层面上，对于基本的经济投入和主要的能耗大小也都进行了改善，主要在于，由于LED的发光特性和主要的组装形式，在实际的耗电方面较之传统的发光器件能耗更低，而且发光效率更高、使用寿命更长、损耗更小，因此LED发光芯片被逐渐的应用在生活的各个场景中。此外对于LED芯片的封装形式主要有：1、CSP封装形式，这种形式的出现使得LED的封装得以小型化，并且性价比更高，逐渐的成为热门的LED芯片封装技术，被主要的应用在手机闪光灯和显示器的背光显示板中；2、去电源化模块封装，这种封装技术的出现使得LED在实际的组装过程中能够去掉原有的电解电容和主要的电阻以及变压器等器件，将电源内置，使得其能够与所使用的驱动电路共用一个基板，实现高度的集成化生产，因此这种封装形式较之传统的封装成本更低，而且体积更小；3、倒装LED封装，这种封装技术的主要实现方式是通过倒装的形式免去了对LED打金线的环节，从而在实际的使用中可以更好的进行散热，提高了耐热度，并且能够承受更高的电流，实现超高电流的驱动，获得更高的发光亮度；4、EMC封装技术指的是环氧塑封料，这种封装形式拥有高耐热、高集成度体积更孝稳定性更高的特点，因此主要的应用场景在对散热要求比较高的场所。
二、LED芯片封装技术难点
随着社会的发展和进步，LED芯片的发展逐步的趋于成熟，在其中的发光材料以及封装技术中都有所改进和完善，并且主要的芯片发光效率和性价比也更高，逐步的使得LED被广泛的应用在各行各业中，在这其中，LED的封装技术主要还是以传统的固态晶体封装和打金线为主，至于其他新型的封装先进技术没有被完全的应用，因此主要的封装技术的实现就难以得到提高和进步，主要的技术难点有以下几点：
（一）封装晶体技术难点
在实际的LED芯片的封装过程中主要使用的材料就是固态化的晶体，在这其中，固晶胶是主要的耗材，固晶胶的作用表现在将芯片进行固定以及起到主要的散热和导电功能，因此由于不同裁切强度和触变指数的改变，晶体的不同效果就会表现出来，所以如何把握裁切强度和主要的触变指数就显得尤为重要，这也是主要的技术实现难点。
（二）焊接线材的选择
在LED芯片的实际封装过程中涉及到主要的打线技术，因此线材的选择就要考虑实际的技术实现手段，选用的线材主要是合金线和纯铜以及纯银线。在这其中还要结合满足实际机械电器性能和精确的线材直径以及其主要的扭曲应力和拉伸应变力等，所以线材的使用能够使得LED芯片的主要性能得以表现，再加上完善的焊接技术就能实现主要的功能，但对于线材的选择和实际的焊接需要就成为了主要的技术难点。
（三）焊接线的选用
焊接线俗称焊锡，在焊锡的选择过程中要实际结合主要的焊接线材的热效应，在焊锡的高温融化焊接过程中，线材能否承受住高温的影响而不出现质量的改变和性能的降低就显得尤为重要，因此这也成为主要的技术实现难点，其实现需要极高的焊接技术和主要的焊锡选择方式。
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三、LED芯片的封装流程和主要的技术实现
LED作为主要的发光材料，其在社会生活中应用广泛，并且主要的可以节省相应的经济投入和能耗方面的降低，因此，其是提高社会发展和经济增长的一种主要器件。在实际的LED芯片的封装过程中，需要涉及多个环节，其流程复杂，焊接和封装技术较难，所以重点在于：
（一）LED芯片封装流程
首先，要检验材料表面是否有机械损伤及麻点麻坑，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。采用扩片机对黏结芯片的膜进行扩张，使LED芯片的间距拉伸到约0.6mm。
其次，在LED支架的相应位置点上银胶或绝缘胶。在胶体高度、点胶位置均有详细的工艺要求。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。
最后，铝丝压焊的过程是先在LED芯片电极上压上第一点，再将铝丝拉到相应的支架上方，压上第二点后扯断铝丝。金丝球焊过程则在压第一点前先烧个球，其余过程类似。压焊是LED封装技术中的关键环节，工艺上主要需要监控的是压焊金丝拱丝形状，焊点形状，拉力。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。由于LED在生产中是连在一起的，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。
（二）LED芯片封装主要技术
LED封装过程中的关键问题主要涉及热、力、光、电四个部分。热学部分主要涉及：1、器件的导热；2、模块的散热；3、荧光粉热效应；4、硅胶/环氧树脂的热问题。力学部分主要涉及：1、银胶/共晶焊接；2、金丝焊接；3、封装胶应力；4、模块封装中的力学问题。光学部分主要涉及1、芯片出光；2、荧光粉混光；3、一次光学；4、二次光学。电学部分主要涉及1、芯片的电学；2、器件的电学；3、驱动电路；4、控制系统。 热问题主要包括热的产生、热的传导和热的发散等热物理过程以及热对LED性能产生的影响。LED封装中与热最直接相关的两个因素1、固晶材料；2、封装基板。现阶段较成熟且普通接受度较高的即为以氮化铝作为散热基板；然而目前受限于氮化铝基板不适用传统厚膜制程。因此，氮化铝基板线路需以薄膜制程备制，制作成本较高。
（三）LED封装技术的提高
在实际的LED封装技术的实现过程中需要较高的技术作为主要的技术实现手段，因此LED芯片的封装主要受到技术的限制，在现有的技术方式中对于LED芯片的焊接和封装只在现有的社会需要层面中，因此，要逐步的提高对于LED芯片的封装技术，加强投入和技术开发，以提高现有的LED芯片封装技术。
四、总结
总而言之，对于LED芯片和封装技术的研究，要结合实际的技术实现方式和主要运用的封装技术，在此基础上对其进行研究，考虑现有的社会需要和主要的技术能否在最大程度上实现对于LED芯片封装技术的要求，这是重中之重。
参考文献：
[1]周子睿. 高显指LED倒装芯片封装关键工艺的研究[D].华南理工大学,2017.
[2]刘超. 芯片级封装LED的封装结构与热仿真分析[D].南京航空航天大学,2017.
[3]张步阳. 半导体芯片封装过程中视觉定位关键技术研究[D].华中科技大学,2016.
论文作者:余金隆
论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第12期
论文发表时间:2019/9/19
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