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LED 封裝製程 資料整理：林奕良、張威弘 參考來源： 矽格股份有限公司 周道炫 大安高工 楊啟榮 OUTLINE LED 封裝簡介 LED 封裝之形式 LED 封裝材料與封裝製程 白光 LED 封裝技術 LED 應用市場 LED 封裝簡介 LED 封裝之目的: 將半導體晶片封裝程可以供商業使用之電子元件 保護晶片防禦輻射, 水氣, 氧氣, 以及外力破壞 提高元件之可靠度 改善/提升晶片性能 提供晶片散熱機構 設計各式封裝形式, 提供不同之產品應用 LED 封裝形式 依外型分類 插件式, Lamp type ( DIP) 佔80% 市場 屬傳統LED封裝方式 表面黏著式 surface mount device (SMD) 佔20% 市場 約1980開始發展, 有逐步取代DIP 之趨勢 適用於密集電路設計 LED 封裝形式 依發光功率分類 傳統 20 mA LED High power LED ( 350mA) 依光點數分類 單點 LED 多點 LED (matrix LED) LED 封裝形式 LED 封裝製程 LED 封裝材料 LED 封裝材料- 基板 LED 封裝材料- 基板 LED 封裝材料- 基板 LED 封裝材料- 基板 LED 封裝材料- 固晶 LED 封裝材料- 固晶 LED 封裝材料- 固晶 LED 封裝材料- 固晶 LED 封裝材料- 銲線 LED 封裝材料- 銲線 LED 封裝材料- 銲線 LED 封裝材料- 成型材料 依製程可分為: 灌注型: 材料常溫呈液態 射出型: 材料常溫呈固態 燒結型: 通常為玻璃類 帽蓋型: 以金屬為封裝材料 Vertical LED 外觀 LED 熱力學-高散熱封裝 LED 熱力學-主動式散熱 高功率 LED-Flip Chip 白光 LED 白光 LED 之優點 省電 耐震 應答速度快 壽命長 低電壓啟動 演色性佳 溫度低 商品設計自由度高 白光 LED 白光 LED 白光 LED 白光 LED 白光 LED 白光 LED 螢光粉 Phosphor YAG : 580nm yellow SrGa2S4 : Eu2+ ; 540nm Green SrS : Eu2+ ; 610nm Red Ba2MgSiO7 : CaSrEuZn forUV LED 螢光粉 Phosphor-特性要求 長時間使用性質穩定 光色不因溫度, 時間, 日照, 晶片效率而改變 反應時間快, ~120ns 吸收短波長光, 放出常波長光,且過程可逆 LED 應用市場 LED 應用市場分類 LED 市場應用實例 – 顯示 LED 應用市場趨勢–照明 全球 LED 市場發展 Our Earth at Night Al2O3 n-GaN p-GaN n-metal n-metal Solder Solder Si 基板 色光之混合 RGB LED 混光 Red LED Green LED Blue LED 基板 基板 Blue LED Blue LED 激發RG螢光粉 Blue LED 激發YAG螢光粉 基板 Blue LED 基板 UV LED UV LED 激發RGB螢光粉 ZnSe LED ZnSe 基板 CdZnSe 薄膜 * * 依用途分類 傳統顯示型 LED 七區顯示器 號誌用 LED 光傳輸 LED IR LED 照明用 LED 白光 LED 固晶 (die attached) 烘烤 (epoxy curing) 打線 (wire bonding) 成型 (molding) 分割 (singluration) 測試 (testing) 分類 (sorting) 1. 封裝核心: 基板 基板的性能對於非晶粒性之失效有決定性之影響 2. 封裝的基石: 固晶 3. 對外的橋樑: 銲線 4. 美麗的外衣: 成型樹酯 基板成型之分析 LED 封裝製程介紹 LED 封裝製程介紹 LED 封裝製程-固晶 固晶(Die Attachment or Die Bonding) 固晶之目的為將晶粒固著於基板之上 固晶之製程重點: 根據晶片進行頂針, 吸嘴, 吸力參數調整 根據晶片與基座進行銀膠參數調整 晶粒位置, 偏移角及推力製程調整 固晶機台各部系統 進/出料系統 晶粒/基座之辨識系統 晶粒取/放系統 基板輸送系統 點膠系統 固晶機台各部系統 進料系統 晶圓 基板輸送系統 出料系統 晶粒取放系統 晶粒辨識系統 點膠系統 基座輸送方向 晶粒輸送方向 半成品輸送方向 基板辨識系統 固晶十二大品質異常項目 漏固 掉晶片 晶片破損 晶片沾銀膠 晶片倒置 銀膠量異常 晶片傾斜 基座變形 固位不正 晶片旋轉角偏移 銀膠偏移 推力不足 LED 封裝製程-銲線 銲線(Wire Bonding)