LED封裝缺陷研究及其在線檢測儀機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì).pdf

1、LED憑借其優(yōu)越的性能，被譽(yù)為新一代照明光源。我國LED的發(fā)展起步于20世紀(jì)70年代，LED產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)于20世紀(jì)80年代，相對落后。隨著我國“國家半導(dǎo)體照明工程”(2003年)和國家863計(jì)劃“半導(dǎo)體照明工程”重大項(xiàng)目(2006年)的啟動，LED正以疾速的步伐向我們的生活走來。面對千載難逢的歷史機(jī)遇，發(fā)展我國的半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)的最佳時機(jī)已經(jīng)到來。
　　 由于LED產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)定性和可靠性還不太理想，對LED質(zhì)量的檢測是必不可少的生產(chǎn)

2、環(huán)節(jié)。目前，LED的檢測主要還是針對外延片的半導(dǎo)體參數(shù)檢測，以及LED成品特性參數(shù)檢測，尚無針對封裝過程中LED質(zhì)量的檢測工序。我國LED產(chǎn)量大，目前的封裝成品率不算理想，而LED封裝又是主要的生產(chǎn)成本。LED封裝缺陷不但影響LED性能的穩(wěn)定性和可靠性，而且增加了生產(chǎn)成本，阻礙了LED照明的普及。因此，對封裝過程中LED質(zhì)量進(jìn)行檢測是非常必要的，對推動LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和LED照明的普及具有重要的意義。
　　 本課題在國家自然科學(xué)

3、基金(NO.60676031)、重慶市科技攻關(guān)項(xiàng)目基金資助下，對LED封裝缺陷及其封裝過程中的質(zhì)量檢測進(jìn)行了研究，主要工作如下：
　　 ①研究背景介紹。介紹LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程、現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢，及LED檢測的現(xiàn)狀，發(fā)掘出我國LED產(chǎn)業(yè)目前亟待解決的問題。
　　 ②LED典型封裝缺陷分析。介紹LED的封裝工藝，對LED封裝過程中容易產(chǎn)生的缺陷進(jìn)行歸納，分析它們產(chǎn)生的主要成因、表象特征及危害。鍵合系統(tǒng)缺陷是LED典型封裝缺陷

4、中最常見、危害最大的缺陷之一，因此選擇了鍵合系統(tǒng)缺陷進(jìn)行重點(diǎn)研究。介紹LED鍵合系統(tǒng)的基本組成及鍵合工藝情況，對常見的LED鍵合缺陷進(jìn)行歸納，分析各種常見鍵合系統(tǒng)缺陷的成因、表象特征及主要危害。
　　 ③缺陷鍵合LED的光電特性分析。污染物鍵合是LED常見鍵合缺陷中危害最大的鍵合缺陷之一，因此選擇了污染物鍵合作為研究對象。首先，理論分析了污染物鍵合對LED電氣特性的影響及其他危害。由理論分析可知，鍵合污染物為非導(dǎo)體時對LED性能

5、的影響更大，因此選擇了油污鍵合的LED作為實(shí)驗(yàn)對象。對LED芯片進(jìn)行了油污鍵合實(shí)物模擬，分別測量了正常鍵合LED和油污鍵合LED的光譜特性和短路光生電流，存在鍵合缺陷的LED在相同激勵條件下，發(fā)光強(qiáng)度和短路光生電流均明顯小于正常鍵合的LED。利用鍵合缺陷LED的等效電路對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了具體分析，理論與實(shí)驗(yàn)吻合較好。
　　 ④LED在線檢測儀機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。由于目前尚無針對LED封裝過程中檢測的方法，利用缺陷鍵合與正常鍵合LED測得的短

6、路光生電流存在的較大差異，結(jié)合LED封裝過程中的具體情況，提出了一種非接觸式在線檢測LED鍵合缺陷的方法。基于此方法，研制了一臺LED在線檢測儀樣機(jī)，已能成功檢測LED的鍵合缺陷，但也存在一些技術(shù)問題有待解決。論文總結(jié)了第一代LED在線檢測樣機(jī)的不足之處，著手開始研制第二代LED在線檢測儀樣機(jī)。第二代樣機(jī)采用二維傳動式檢測方式，更符合實(shí)際LED封裝生產(chǎn)過程中的檢測，而且只需要一組激勵光源、感應(yīng)磁芯繞組和放大處理電路，節(jié)約成本的同時，也打