LED構裝技術

　　隨著發光二極體(LED)製造技術的進步，新材料的開發，各種顏色的超高亮度LED取得了突破性發展，LED成為第四代光源已指日可待。本書介紹LED的基礎知識，詳細敘述了LED的原材料、構裝製程、構裝形式與技術、構裝的配光基礎、性能指標與測試，以及LED構裝防靜電的知識和行業標準等，本書可作為大學相關專業的教材，也可作為LED生產企業技術人員、管理人員的參考資料。

審定者簡介

顏怡文

　　學歷：國立台灣科技大學材料科學與工程學系副教授

　　經歷：
　　國立清華大學化學工程學系博士班畢
　　德國TU Clausthal-Institut feur Metallurgie短期研究
　　美國威斯康新大學材料系短期研究

　　專長：
　　電子構裝、無鉛銲料、材料熱力學與相平衡
　　界面反應、奈米科技、薄膜技術、綠能材料

第1章LED的基礎知識1
1.1LED的特點1
1.2LED的發光原理2
1.2.1LED簡述2
1.2.2LED的基本特性2
1.2.3LED的發光原理3
1.3LED系列產品介紹7
1.3.1LED產業分工7
1.3.2LED構裝分類8
1.4LED的發展史和前景分析9
1.4.1LED的發展史9
1.4.2可見光LED的發展趨勢和前景12
1.4.3LED的應用14
1.4.4全球光源市場的發展動向17第

第2章LED的構裝原物料19
2.1LED晶片結構19
2.1.1LED單電極晶片20
2.1.2LED雙電極晶片20
2.1.3LED晶粒種類簡介21
2.1.4LED基板材料的種類21
2.1.5LED晶片的製作流程23
2.1.6製作LED磊晶片方法的比較24
2.1.7常用晶片簡圖25
2.2lamp．LED支架介紹27
2.2.1lamp．LED支架結構與相關尺寸27
2.2.2常用支架外觀圖集29
2.2.3LED支架進料檢驗內容32
2.3LED模條介紹33
2.3.1模條的作用與模條簡圖33
2.3.2模條結構說明34
2.3.3模條尺寸34
2.3.4開模注意事項35
2.3.5LED構裝成形35
2.3.6模條進料檢驗內容36
2.4銀膠和絕緣膠36
2.4.1銀膠和絕緣膠的包裝37
2.4.2銀膠和絕緣膠成分37
2.4.3銀膠和絕緣膠作業條件37
2.4.4操作標準及注意事項38
2.4.5銀膠及絕緣膠烘烤注意事項38
2.4.6銀膠與絕緣膠的區別39
2.5銲接線—金線和鋁線39
2.5.1金線和鋁線圖樣和簡介39
2.5.2經常使用的銲線規格40
2.5.3金線應用相關知識40
2.5.4金線的相關特性41
2.5.5金線製造商檢測金線的幾種方法42
2.5.6LED構裝廠家檢驗金線的方法43
2.6構裝膠水43
2.6.1LED構裝經常使用的膠水型號43
2.6.2膠水相關知識44

第3章LED的封裝制程53
3.1LED構裝流程簡介54
3.1.1LED構裝整體流程54
3.1.2手動lamp．LED構裝線流程55
3.1.3手動晶圓固著站流程58
3.2銲線站製程69
3.2.1銲線站總流程69
3.2.2銲線站細部流程70
3.3填膠站製程77
3.3.1填膠站總流程77
3.3.2填膠站細部流程78
3.4測試站製程94
3.4.1測試站總流程94
3.4.2測試站細部流程94
3.5LED構裝製程指導書98
3.5.1T/B機操作指導書98
3.5.2AM機操作指導書99
3.5.3模具定期保養作業指導書100
3.5.4排測機操作指導書101
3.5.5電子秤操作指導書101
3.5.6攪拌機操作指導書102
3.5.7真空機操作指導書103
3.5.8封口機操作指導書104
3.5.9AM自動晶圓固著機參數範圍作業指導書（一）104
3.5.10AB自動銲線機參數範圍作業指導書105
3.5.11擴晶機操作指導書106
3.5.12AM自動晶圓固著機易耗品定期更換作業指導書107
3.5.13瓷嘴檢驗作業指導書107
3.5.14自動銲線操作指導書108
3.5.15自動晶圓固著操作指導書108
3.5.16手動銲線機操作指導書110
3.5.17AM自動晶圓固著機參數範圍作業指導書（二）112
3.5.18AM自動晶圓固著機參數範圍作業指導書（三）112
3.6金線(或鋁線)的正確使用113
3.6.1正確取出金線(或鋁線)和Al．4卷軸的方法與步驟114
3.6.2正確保存剩餘金線(或鋁線)和Al．4卷軸的方法與步驟115

第4章LED的構裝形式117
4.1LED常見分類117
4.1.1根據發光管發光顏色分類117
4.1.2根據發光管出光面特徵分類117
4.1.3根據發光二極體的結構分類117
4.1.4根據發光強度和工作電流分類117
4.2LED構裝形式簡述118
4.2.1為什麼要對LED進行構裝118
4.2.2LED構裝形式119
4.3幾種常用LED的典型構裝形式121
4.3.1lamp(引腳)式構裝121
4.3.2平面構裝124
4.3.3表面黏著式(SMD)構裝127
4.3.4食人魚構裝129
4.3.5功率型構裝131
4.4幾種前沿領域的LED構裝形式132
4.4.1高亮度、低衰減、完美配光的紅綠藍直插式橢圓構裝132
4.4.2高防護等級的戶外型SMD133
4.4.3廣色域、低衰減、高色溫穩定性白色SMD133

第5章大功率和白光LED構裝技術135
5.1高功率LED構裝技術135
5.1.1高功率LED和普通LED技術上的不同135
5.1.2高功率LED構裝的關鍵技術136
5.1.3高功率LED構裝技術流程143
5.1.4高功率LED的晶片裝架144
5.1.5高功率LED的構裝晶圓固著144
5.1.6提高LED晶圓固著品質六大步驟151
5.1.7高功率LED的構裝銲線152
5.1.8高功率LED構裝的未來156
5.2高功率LED裝架、點膠、晶圓固著操作規範技術卡159
5.3白光LED構裝技術173
5.3.1白光LED光效飛躍的歷程和電光轉換效率極限174
5.3.2白光LED發光原理及技術指標177
5.3.3白光LED的工藝流程和製作方法182
5.3.4高功率白光LED的製作187
5.3.5白光LED的可靠性及使用壽命190
5.4高功率和白光LED構裝材料192
5.4.1高功率LED支架192
5.4.2高功率LED散熱基板196
5.4.3高功率LED構裝用矽膠204
5.4.4高功率晶片208
5.4.5白光LED螢光粉210

第6章LED構裝的配光基礎221
6.1構裝配光的幾何光學法221
6.1.1由折射定律確定LED晶片的發光率221
6.1.2由幾何光學建立LED光學模型225
6.1.3用光學追跡軟體TracePro進行計算分析226
6.2基於蒙地卡羅（Monte Carlo）模擬方法的配光設計*229
6.2.1蒙地卡羅方法概述229
6.2.2LED構裝前光學模型的建立230
6.2.3蒙地卡羅方法的電腦求解過程232
6.2.4模擬結果的數值統計和表現237
6.2.5LED構裝光學結構的MC類比238

第7章LED的性能指標和測試246
7.1LED的電學指標246
7.1.1LED的正向電流IF246
7.1.2LED正向電壓VF247
7.1.3LED電壓與相關電性參數的關係247
7.1.4反向電壓和反向電流的單位和大小250
7.1.5電學參數測量250
7.2LED光學特性參數251
7.2.1發光角度251
7.2.2發光角度測量251
7.2.3發光強度IV251
7.2.4波長(WL)255
7.3色度學和LED相關色參數257
7.3.1CIE標準色度學系統簡介257
7.3.2顯色指數CRI262
7.3.3色溫262
7.3.4國際標準色度圖264
7.3.5什麼是CIE 1931264
7.3.6CIE 1931 XY表色方法266
7.4用光色電參數綜合測試儀檢測LED267
7.4.1光色電參數綜合測試儀說明267
7.4.2光色電參數綜合測試儀的主要原理268
7.4.3光色電參數綜合測試儀的軟體269
7.5LED主要參數的測量269
7.5.1LED光度學測量269
7.5.2LED色度學測量273
7.5.3LED電參數測量273

第8章LED構裝防靜電知識276
8.1靜電基礎知識276
8.1.1靜電基本概念276
8.1.2靜電產生原因277
8.1.3人體所產生的靜電279
8.1.4工作場所產生的靜電280
8.2靜電的檢測方法與標準283
8.2.1靜電檢測的主要參數283
8.2.2靜電的檢測方法284
8.3如何做好防靜電措施287
8.3.1靜電控制系統287
8.3.2人體靜電的控制287
8.3.3針對LED控制靜電的方法288
8.3.4防靜電標準工作臺和工作椅289
8.3.5中華人民共和國電子行業防靜電標準291附錄292

附錄ALED晶片特性表292
附錄B中國大陸LED晶片企業大全293
附錄C中國與世界他國現有LED測試標準—覽表295
附錄DASM．Eagle60和k&s1488機型銲線技術規範297
附錄ELED部分生產設備保養和材料檢驗標準參考表303
參考文獻319