Spiegazione del processo di confezionamento dei chip LED: selezione dei materiali, incollaggio dello stampo, incollaggio dei fili e incapsulamento
Questi passaggi chiave garantiranno elevata efficienza e lunga durata per i LED SMD e le lampade LED.
L'imballaggio dei chip LED è il processo principale che determina l'efficacia luminosa, la durata e le prestazioni termiche. Essenzialmente mette un “rivestimento protettivo” sul chip semiconduttore massimizzando al tempo stesso la conversione dell’energia elettrica in luce. Ogni fase, dalla selezione dei materiali al controllo del processo, deve essere gestita rigorosamente per produrre chip LED di alta qualità.
1. Selezione dei materiali prima del confezionamento – La Fondazione
La qualità dei componenti principali determina direttamente le prestazioni del prodotto finale.
Chip LED: scegli la potenza, la lunghezza d'onda e il grado di luminosità appropriati in base all'applicazione. Ispezionare preventivamente i chip per verificare la presenza di graffi e disallineamento degli elettrodi e garantire che i parametri fotoelettrici soddisfino le specifiche del lotto.
Leadframe/staffa: per i LED generici di piccola e media potenza, sono comuni le staffe PPA o PMC (termoplastiche). I LED ad alta potenza richiedono staffe in ceramica o alluminio per una migliore dissipazione del calore. La placcatura della staffa deve essere piana e priva di ossidazione per evitare successivi problemi di saldatura.
Materiali ausiliari dell'imballaggio: resina epossidica o silicone ad alta trasparenza, filo legante in oro (purezza ≥99,99%), grasso termico, ecc. L'indice di rifrazione dell'incapsulante deve corrispondere a quello del chip per ridurre al minimo la perdita di luce.
2. I quattro processi fondamentali di confezionamento
Passaggio 1: incollaggio dello stampo
Utilizza un adesivo conduttivo o isolante per fissare con precisione il chip LED al centro della coppa della staffa. La quantità di adesivo deve essere controllata a un'altezza compresa tra ½ e ⅔ dello spessore del chip – evitare traboccamenti che potrebbero bloccare l'area di emissione della luce. Dopo l'incollaggio dello stampo, una cottura a temperatura costante (normalmente 1–2 ore) polimerizza completamente l'adesivo, garantendo un fissaggio forte. Quando abbiamo bisogno di un LED SMD bianco, lo produciamo con un chip LED blu all'interno e una copertura al fosforo nella parte superiore. Quando abbiamo bisogno di un LED SMD verde, produciamo il LED SMD con chip LED verde all'interno e uguale ad altri LED, come LED IR, LED UV o LED ambra, giallo.
Passaggio 2: incollaggio del filo
Un bonder a sfera dorato collega gli elettrodi positivo e negativo del chip ai cavi della staffa. L'anello di filo d'oro dovrebbe avere un angolo di 15–25°, con una forza di trazione ≥ 5 g. Ciò impedisce collegamenti allentati o fili rotti che causano LED guasti. Il wire bonding è la fase che richiede più precisione nel processo: l'errore di posizionamento deve essere compreso tra ±2 micron.
Passaggio 3: incapsulamento (fosforo/silicone)
Iniettare l'incapsulante preparato (epossidico o siliconico) nella coppa dell'attacco, coprendo completamente il chip e i fili d'oro. La superficie deve essere piana e priva di bolle. Per i LED bianchi, una polvere di fosforo dosata con precisione viene miscelata nell'incapsulante prima dell'erogazione. La sedimentazione uniforme del fosforo è fondamentale per una temperatura di colore correlata (CCT) coerente.
Fase 4: stagionatura, cernita e raccolta
Dopo l'incapsulamento, i LED vengono sottoposti a cottura a bassa temperatura (80°C per 1 ora) seguita da una cottura ad alta temperatura (120°C per 3-4 ore) per polimerizzare completamente il materiale. Infine, le apparecchiature di smistamento classificano i LED in base al flusso luminoso, alla CCT e alla tensione diretta. Il rigoroso binning garantisce che tutti i LED di un lotto abbiano parametri fotoelettrici coerenti.
3. Test di affidabilità: il traguardo finale della qualità
I campioni casuali di ciascun lotto vengono sottoposti a:
Test di invecchiamento: 1000 ore a 85°C/85% UR sotto tensione. Il deprezzamento dei lumen <3% è considerato superato.
Test di shock termico – Alternanza tra -40°C e 100°C per verificare la presenza di crepe o LED guasti.
Solo i lotti che superano questi test vengono rilasciati per la spedizione.
4. Guardando avanti
Con l’avvento delle tecnologie Mini‑LED e Micro‑LED, i processi di confezionamento si stanno evolvendo verso la miniaturizzazione e l’integrazione. Tuttavia, i principi fondamentali del die bonding, del wire bonding e dell’incapsulamento rimangono universali. Padroneggiare ogni passaggio è l'unico modo per costruire chip LED che offrano elevata efficacia e lunga durata.
