生產實習報告
單位：五邑大學應用物理與材料學院
專業：應用物理學
指導老師：*****
撰寫人： 阿光
撰寫時間：2023年11月24日
一．實習目的
通過生產實習，了解本專業的生產過程，鞏固所學專業知識。了解led封裝產業的發展現狀；熟悉led封裝和數碼管製作的整個流程；掌握led封裝流程中的各種方法及其存在問題；嘗試找出更佳的方法提高公司的產品率。
二．實習時間
2023年11月8日 ~ 2023年11月20日
三．實習單位
江門市長利光電技術****、吉華精密光電****
四．實習內容
1．led封裝產業發展產業現狀網上調研
led光電產業是乙個新興的朝陽產業，具有節能、環保的特點符合我們國家的能源、減碳戰略，從而獲得更多的產業和市場需求，成為一道亮麗的產業發展風景。
led產業鏈總體分為上、中、下游，分別是led外延晶元、led封裝及led應用。作為led產業鏈中承上啟下的led封裝產業，在整個產業鏈中起得無可比擬的重要作用。另外中國是led封裝大國，據估計全世界80%數量的led器件封裝集中在中國。
下面我們從八方面來論述我國led封裝產業的現狀與未來：
1.1 led的封裝產品
led封裝產品大致分為直插式、貼片式、大功率三大類，三大類產品中有不同尺寸、不同形狀、不同顏色等各類產品。
1.2 led封裝產能
中國已逐漸成為世界led封裝器件的製造中心，其中包括台資、港資、美資等企業在中國的製造基地。
據估算，中國的封裝產能佔全世界封裝產能的60%，並且隨著led產業的聚集度在中國的增加。此比例還在上公升。大陸led封裝企業的封裝產能擴充較快，隨著更多資本進入大陸封裝產業，led封裝產能將會快速擴張。
1.3 led封裝生產及測試裝置
led封裝主要生產裝置有自動固晶機、自動焊線機、自動封膠機、自動分光分色機、動點膠機、自動貼帶機等；led主要測試裝置有is標準儀、光電綜合測試儀、tg測試
測試儀、積分球留名測試儀、螢光粉測試儀、冷熱衝擊箱、高溫箱等。
中國在封裝裝置硬體上，由於購買了最新型和最先進的封膠裝置，擁有後發優勢，具備先進封裝技術和工藝發展的基礎。
1.4 led晶元
led封裝器件的效能在50%程度上取決於晶元，50%取決於封裝工藝和輔助材料。
目前中國大陸的led晶元企業約有十家左右，起步較晚，規模不夠大，最大led晶元企業年產值約3個億人民幣，每家平均產能在1至2個億。
國內中小尺寸晶元已能基本滿足國內封裝企業的需求，大尺寸還需要進口，主要來自美國、台灣企業。
國產品牌的中小尺寸晶元效能與國外品牌差距較小，具有良好的價效比，能滿足絕大部分led應用企業的需求。
國產大尺寸瓦級晶元還需努力，以滿足未來照明市場的巨大需求。
隨著資本市場對上游晶元企業的介入，預計未來三年我國led晶元企業將有較大的發展，將有力地促進led封裝產業總體水平的提高。
1.5 led封裝輔助材料
led封裝輔助材料主要有支架、膠水、模條、金線、透鏡等。
目前中國大陸的封裝輔助材料**鏈已較完善，大部分材料已能在大陸生產**。
高效能的環氧樹脂和矽膠以進口居多，這兩類材料主要要求耐高溫。耐紫外線、優異折射率及良好的膨脹係數等。
隨著全球一體化的程序，中國led封裝企業已能應用到世界上最新和最好的封裝輔助材料。
1.6 led封裝設計
直插式led的設計已相對成熟，目前主要在衰減、光學配比。失效率等方面可進一步上台階。貼片式led的設計尤其是頂部發光的**d在不斷發展之中，封裝支架尺寸、封裝結構設計、材料選擇、光學設計、散熱設計等不斷創新，具有廣闊的技術潛力。
功率型led的設計則是一片新天地。功率型大尺寸晶元製造還處於發展階段，使得功率型led的結構、光學、材料、引數設計也處於發展之中，不斷有新型的設計出現。
目前中國的led封裝設計水平還與國外行業巨頭有一定的差距，這也與中國led行業缺乏規模龍頭企業有關，缺乏有組織、有計畫的規模性的研發設計投入。
1.7 led封裝工藝
led封裝工藝包括固晶引數工藝、焊線引數工藝、封膠引數工藝、烘烤引數工藝、分光分色工藝等 。我國led封裝企業這幾年快速發展，led封裝工藝已經上公升到乙個較好的水平，不過我國大功率封裝工藝水平還有待進一步完善。
1.8 led封裝器件的效能
小晶元的亮度已與國外最高亮度產品接近；在光衰方面我國led封裝工藝經過多年的發展和積累，已有較好的基礎，在光衰的控制上已與國外一些產品匹敵；失效率與晶元質量、封裝輔助材料、生產工藝、設計水平和管理水平相關，中國封裝企業的led失效率整體水平有待提高，不過也有少量中國優秀封裝企業的失效率已達到世界水平。led的光效90%取決於晶元的發光效率。中國led封裝企業對封裝環節的光效提高技術也有大量研究。
如果中國在大尺寸瓦級晶元的研發生產上取得突破及量產，將會極大促進功率型封裝器件光效的提高。
2.直插式led封裝工藝基本流程
2.1 固晶
在固晶前我們首先要確定我們加工的這批產品是l型（垂直型）還是v型（水平型）
封裝，因為如果我們選擇l型封裝那麼我們就要對應選擇能夠導電的銀膠，相反我們選擇v型封裝就要選擇絕緣膠。除此之外我們要根據客戶的要求，這一批產品是聚光還是散光，不同要求我們就要選取不同的支架。當確定晶元、膠水和支架時，那麼我們就可以開始固晶了。
以下以聚光、垂直型封裝為例，首先是往支架的聚光杯裡面注入適量的
銀膠，然後再往裡面放進晶元，這一道工序的最後一步是烘烤。
就我個人認為這一到工藝最重要的有三步，如果不做好一定會影響led光效率。
其一，注入銀膠量的多少。採用銀膠的目的是粘著晶元和支架，還有就是利用銀膠導電性。膠量最好控制在晶元高度的2/3~1/2，如果膠量過多(超過晶元高度1/2)，會造成pn結短路，最終而無法正常發光，還有銀片間的結合層阻值還會增大。
另外銀膠量少或者缺膠，那就無法起到粘著晶元的作用。
其二，晶元放置的位置及放置時的力度。在固晶中我們最理想的狀態是把晶元放置在聚光杯的正**，這樣方便我們更好的採光，如果我們把晶元的位置放偏了，一方面在下一步自動焊線機中有可能找不到晶元的電機進行焊接，最後會造成死燈。另外就算焊接好了，那麼聚光杯無法最大化的採集光線，光效率大減折扣。
出現不良品的原因有：晶元懸浮在銀膠上、晶元傾斜超過5°（焊線就找不到位置）、晶粒表面破損1/4、晶粒翻轉和晶元表面粘膠。
其三，烘烤溫度及時間的控制。溫度過低我們就無法使銀膠固化，晶元與支架粘附
不好，晶元可能會脫離。另外溫度過高，產生應力大，體積電阻也相應發生變化。進一步影響焊線工藝。
2.2 焊線
完成固晶這一步工序之後，接下來我們就要進行焊線工作。焊線的目的是在壓力、
熱量和超聲波能量的共同作用下，使金線在晶元電極和外引線鍵合區之間形成良好的歐姆接觸，完成內外引線的連線。
2.2.1 技術要求
a．金絲與晶元電極、引線框架鍵合區間的連線牢固
b．金絲拉力的測試。第一焊點金絲拉力以最高點測試，從焊絲的最高點垂直引線框架表面在顯微鏡觀察下向上拉，測試拉力。如果我們抽取的樣品拉力不夠，就要改變金線弧度，長度等引數，否則下一道工藝灌膠會把金線拉斷，造成死燈現象。
因此這是led焊線工序參考是否合格的乙個引數。
c．焊點的要求。第一焊點是金球與晶元電極的鍵合，如果沒有選擇好正確的引數，那麼我們就會造成偏焊，虛焊。偏焊和虛焊都會影響電氣連線，會出現漏電的現象，影響led的發光及其壽命。
第二焊點要增大表面積牢固的把它焊在支架的另一邊上。
d．焊線的要求。焊線的檢測也作為焊線工序合格的乙個引數。合格的焊線要求各條金絲鍵合拱絲高度合適，無塌絲，無多餘焊絲。
焊絲的弧度不對，就會有可能造成陰陽極接觸，出現短路現象。焊線多餘除開會出現短路現象，還會出現漏電，影響led正常發光
及壽命。
2.2.2 工藝引數的要求
由於不同機台的引數設定都不一樣，所以就沒有對引數進行統一。在這過程中主要的引數有鍵合溫度、第一第二焊點的焊接時間、焊接壓力、焊接功率、拱絲高度、燒球電流、絲尾長度等等。焊接時間影響它的牢固性，焊接壓力和功率過大會損壞晶元，高度不當會造成短路，燒球電流過小滿足不了焊點要求。
要做好焊線這一步工序就要嚴格控制，哪一步也不能麻煩，否則會影響產品質量。
2.2.3 注意事項
a.不得用手直接接觸支架上的晶元以及鍵合區域。
b.操作人員需要佩戴靜電手環，穿防靜電工作服，避免靜電對晶元造成傷害。
c.材料在搬運過程中須小心輕放，避免靜電的產生及碰撞，需防倒絲、塌絲、斷線及粘
附雜物。
2.2.4 問題討論：為什麼要金線焊接，銅線可不可以？
絲球焊廣泛採用金引線，金絲具有電導率大、耐腐蝕、韌性好等優點，廣泛應用於整合電鋁絲由於存在形球非常困難等問題，只能採用楔鍵合，主要應用在功率器件、微波器件和光電器件。但是金的**昂貴，成本較高。很多研究結果表明銅是金的最佳代替品。
銅絲球焊具有很多優勢：
a.**優勢：成本只有金絲的1/3~1/10。
b.電學效能和熱學效能：銅的導電率比金的導電率大，銅的熱導率也高於金。
c.機械效能：銅引線相對金引線的高剛度使得其更適合細小引線鍵合。
d.焊點金屬間化合物：對於金引線鍵合到鋁金屬化焊盤，會出現「紫斑」和「白斑」問題，並且因金和鋁兩種元素的擴散速率不同，導致介面處形成柯肯德爾孔洞及裂紋。
降低了焊點力學效能和電學效能，對於銅引線鍵合到鋁金屬化焊盤，研究較少，不過有些
人認為較好。因此，銅絲球焊焊點的可靠性藥高於金絲球焊焊點。
但是目前銅絲球焊所佔引線鍵合的比例依然很少，主要是因此銅絲球焊技術面臨著一些難點：
(1) 銅容易被氧化，鍵合工藝不穩定；
(2) 銅的硬度、屈服強度等物理引數高於金和鋁。鍵合時需要施加更大的超聲能量和鍵合壓力，因此容易對矽晶元造成損傷甚至是破壞。
2.3 點螢光粉
點螢光粉是針對白光led，主要步驟是點膠和烘烤。
根據查資料，目前所有螢光粉有兩種，其中乙個是「藍色晶元+yag」，另一種是「紫色或紫外+rgb螢光粉」，不過現在市場上用的主要是前者螢光粉，後者還不成熟存在較多要解決的問題。就yag為例說明led螢光粉的配比問題。改變樹脂內yag螢光體濃度之後，led色區座標的結果，由圖可知只要色座標是在led與yag螢光體兩色座標形成的直線範圍內，就可任意調整色調，依此可知yag螢光體濃度較低時，藍色穿透光的比率較多，整體就會呈藍色基調白光；相對的如果yag螢光體濃度較高時，黃色轉換光的比率較多，整體呈黃色基調白水。
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