Cree---LED产品在生产工艺和应用设计中的注意事项

LED在生產工艺和应用设计中的注意事項张甲丰2015.6.4提纲•加工前的注意事项•焊接XLAMP系列的注意事项1•关于焊膏类型和焊膏厚度的说明•回流焊接工艺簡單介紹•化学品和敷形涂料•组件储存和处理•如何烘烤•认识ESD和各种ESD标准模型•静电的危害•生产车间的总体技术要求•生产工艺•如何测量结温•XLAMP系列的元器件库•整机分析介绍•案例分析•COB的注意事项XLAMP系列Copyright©2013,Cree,Inc.XR-C/EMX-6/3XP-C/E/G/E2/G2MC-EMPLXM-L/L2XM-EZWMT-G/G2CXA/CXBML-E/BXB-DXT-EXT-EHVWXM-LHVWpg.3XQ-EXQ-B/DXH-B/G加工前的注意事项11包装检查包装检查记录REELID.漏气标识:开封时间、使用和保存情况检查湿度卡检查湿度卡不需烘烤需烘烤主要针对XR和MC-E以及MPL等系列湿气敏感度湿气敏感度XR和MC-E系列(单位：天)MPL系列(单位：天)焊接前注意事项XP、XM、MX6、MT-G、ML系列经测试在不超过30℃/85%(RH)条件下,在车间放置时间不受限[85℃/85%(RH)吸湿168小时,然后进行3次回流焊,并在每个阶段进行目检和电气检查].处理XLAMP系列的注意事项12处理XLAMP系列的注意事项Cree建议在处理XP系列LED或含有这些LED的组件时始终遵循以下两点：1：避免在LED透镜上施加机械应力；2：不得用手指或尖锐物体接触光学器件表面，以免弄脏或损坏LED透镜表面，进而影响LED的光学性能.从原厂的载带和圈盘包装中取出XP系列LED时,建议尽可能使用拾放工具.3：在流出回流焊的设备时,由于整个板子中的所有器件的温度都比较高,因此建议最好不要对这些器件施加外力,以免发生脱落等现象.另外回流焊的溫度控制希望能嚴格按照會流焊曲線來實施操作。Copyright©2010,Cree,Inc.准确拿取的保证要点:避免在透镜上施加机械压力,不得用手指或尖物接触透镜.建议使用SMT专用贴装工具，材料采用防靜電材料的(如TEFLON等)XPMX-6Copyright©2010,Cree,Inc.MPLMC-EXB-DCopyright©2010,Cree,Inc.pg.12Nozzle-1Nozzle-2123Copyright©2008,Cree,Inc.pg.13Ultem1000(PEI聚醚酰亚胺1000)Teflon(聚四氟乙烯)Peek(聚醚醚酮(PEEK)复合材料)Delrin(聚甲醛)Urethane90D(聚氨酯90D)–newasof10/15/11Copyright©2013,Cree,Inc.XP/XTpg.133.8~4.4XQ-E手工处理时的注意事项Copyright©2008,Cree,Inc.pg.14Copyright©2008,Cree,Inc.pg.15Copyright©2010,Cree,Inc.错误方法Copyright©2008,Cree,Inc.pg.16焊接XLAMP系列的注意事项13Copyright©2008,Cree,Inc.pg.17XP从卷带中拿出注意事项XP从卷带是无法直接用镊子拿出，建议使用小吸笔或将灯仔逐个倒出，用镊子夹其基板，放在焊接板的焊盘上（注意：请勿将灯仔堆积）Copyright©2008,Cree,Inc.pg.18加热板焊接Copyright©2008,Cree,Inc.pg.18温度需恒定地控制在240℃~260℃之间，进行加热焊接。1：印刷上锡膏和参考焊料;2：贴上XLAMP;3：焊接：待参考焊料充分熔化后取下.1、Xlamp2、线路板3、焊盘4、参考焊料5、热电偶6、控温加热板XP系列LED设计用于以回流焊方式焊接在PCB上。回流焊可以使用回流焊炉完成，或者将PCB放在热板上并遵照下图所列的回流焊温度曲线操作。不要波焊Xlamp系列LED，也不要手焊它们。焊接XLAMP系列LED的说明关于焊膏类型和焊膏厚度的说明41：焊膏类型在焊接XlampXP系列LED时，Cree强烈建议使用“免清洗型”焊膏，这样在回流焊后就不需要清洗PCB。Cree内部使用下列焊膏：•IndiumCorporationofAmerica®部件号82676；•Sn62/Pb36/Ag2合成焊膏；•焊剂：NC-SMQ92J；Cree建议使用下列焊膏成分：SnPbAg、SnAgCu和SnAg。2：焊膏厚度焊料的选择与应用方法将决定所需焊料的具体数量。为了获得最一致的效果，我们推荐使用自动点胶系统或焊膏丝网印刷机。Cree选择的是能够产生宽度为3-mil（密耳）(75-μm)焊带的焊料厚度，焊接效果良好。焊膏类型和焊膏厚度的说明4550系列XR系列XP系列MC-E系列MX-6MPL推荐XLAMP焊盘尺寸MPL错误的焊接的后处理3：LED贴片锡层中经常有空洞产生这是由于LED贴片过程中，在加温炉内加热期间，焊锡中夹住的空气或助焊剂等化合物的膨胀所引起的。焊点可靠性不仅取决于焊料合金，还取决于LED器件和PCB的金属镀层。此外，回流焊工艺的时间和温度曲线对无铅焊点的性能也有着显著影响，因为它会影响焊点的浸润性能和微观结构。空洞比过高会导致焊锡的热阻增高、导热系数下降，并且在冷热冲击测试的环境下，引起气泡热涨冷缩，焊锡开裂，使得灯珠可靠性降低。4：焊接后焊接后应当使LED冷却至室温再进行后续处理。过早处理器件，特别是透镜周围部分，可能会导致LED损坏。建议在回流焊后检查几个试焊PCB焊缝的一致性，以验证焊接工艺。在剪除电路板上的所选器件后，看上去焊料应当已经完全回流焊接（没有明显的焊料颗粒）。从封装和电路板的后面看，在焊接区域应当几乎看不到空洞。5：焊接后清洁PCB建议使用“免清洗型”焊膏，这样在回流焊后就不需要清洗焊剂。如果需要清洗PCB，建议使用异丙醇(IPA)。不要使用超声波清洗。6：湿气敏感度LED的存储条件是：30ºC/85%相对湿度(RH)，如果远离这个数值的话要适当烘烤。Copyright©2008,Cree,Inc.pg.27回流焊接工艺簡單介紹5确定温度曲线的要素回流焊接工艺簡單介紹1：预热区：溶剂蒸发；温升慢避免溶剂爆溅及锡球产生；2：预热二/浸润区/保温区：助焊剂浸润将要被焊接的金属及焊料表面；浸润区也被用于平衡PCB板上冷热不均区域的温度；3：回流区：焊料熔化，其在金属表面的浸润开始；4：冷却区：PCB很快降到液态温度(179ºc/183ºc)以下；避免焊点和元器件之间的热应力，降温一定不能太快。Xlamp系列LED符合JEDECJ-STD-020C标准。作为一般指导原则，Cree建议用户遵循所用焊膏制造商推荐使用的焊接温度曲线,请采用免清洗锡膏.如需清洗请用异丙醇(IPA),不要用超声波清洗。请注意此一般指导原则可能并不适用于所有PCB设计和回流焊设备的配置。LED回流焊特征注：具体详见CREE网站对应产品的焊接注意事项化学品和敷形涂料6化学品与XLAMP的兼容注：具体详见CREE网站对应XLamp_Chemical_Comp文件案例正常LED受污染的LEDC标准LED336小小时后把光等组件通气被光学组件密封化学兼容性实验化学品与XLAMP的兼容注：具体详见CREE网站对应XLamp_Chemical_Comp文件化学品兼容性测试标准膠紙在测试化学物•可用的化学兼容性测试裝备•样本测试版•说明书•密封的玻璃瓶化学品和敷形涂料A:推荐使用的化学品经过测试，Cree发现下列化学品用于XLampXP系列LED不会造成损坏。•水•异丙醇(IPA)•ArcticSilver&ArcticAlumina品牌散热膏•3MScotch-Weld环氧粘合剂DP-190（聚合金刚石、高岭土）B:推荐使用的敷形涂料经过测试，Cree发现下列敷形涂料用于XLampXP系列LED不会造成损坏。敷形涂料不可直接应用在LED上，因为这可能会影响LED的光学性能和可靠性。•DowCorning3-1953•DowCorning1-4105•DowCorning1-2577•Dymax9-20557•Humiseal1H20AR1/S•HumisealUV40•Humiseal1B51NS•Humiseal1B73•Humiseal1C49LV•Shat-R-Shield•SpecialtyCoatingSystems–Parylene•TechSprayTurbo-Coat丙烯酸敷形涂料(2108-P)注：具体详见CREE网站对应XLamp_Chemical_Comp文件经过测试，Cree发现下列化学品会对XLampXP系列LED造成损坏。对含有XLampXP系列LED的LED系统，Cree建议不要在其中任何地方使用这些化学品。即使这些化学品量很少，其所释放出的气体也有可能导致LED损坏。•可能会导致芳香烃化合物释气的化学品（例如甲苯、苯、二甲苯）•乙酸甲酯或乙酸乙酯（即：指甲膏清洗剂）•氰基丙烯酸酯（即：强力胶）•乙二醇（包括RadioShack?精密电子设备清洁剂-二丙二醇单甲醚双丙二醇-甲基醚）•甲醛或丁二烯（包括AshlandPLIOBOND?粘合剂）•Dymax984-LVUF敷形涂料•LoctiteSumo粘胶•Gorilla粘胶•Clorox漂白剂•CloroxClean-Up清洁喷雾剂•Loctite384粘胶•Loctite7387活化剂•Loctite242螺纹胶测试中发现有害的化学品Copyright©2008,Cree,Inc.pg.40组件储存和处理17Copyright©2008,Cree,Inc.pg.41在短期内储存也可以用以下的方法需将新鲜干燥剂和湿度卡一起放入包装袋中,并且要求检验在相对湿度小于20%情况下用胶带封口用热封机封口组件储存和处理堆放含有XLampXP系列的PCB或组件时，不要使所有重量都落在LED透镜上。施加在LED透镜上的力可导致透镜脱落。堆放含有XLampXP系列LED的PCB或组件时，应当在LED透镜上方留出至少2cm的空隙。不要在XLampXP系列LED上直接使用发泡包装纸。来自发泡包装材料的力可能会损坏LED。已经从原始包装拆封，但尚未焊接的MC-ELED应当以下列方法之一加以储存：•将部件储存在带有贴合紧密盖子的结实金属容器中。将新鲜干燥剂和相对湿度卡一同放入容器中，以便检验温度是否为25±5°C且相对湿度不超过10%。•将部件储存在干燥、内部充氮的柜子或容器中，并要求柜子或容器内的温度能够始终保持在25±5°C，相对湿度保持在10%以下。•如果只是短期储存：拆封后，可以很快将LED重新密封在原始MBB袋中。可能需要新鲜干燥剂。使用随附的湿度卡检验相对湿度是否低于20%。•如果没有相对湿度低于10%的环境可供储存，在回流焊之前一个小时，所有MC-ELED都应当如上所述进行烘烤。储存条件如何烘烤8烘烤条件没有必要对所有MC-E进行烘烤。只有满足下列标准的LED才必须进行烘烤：1.已经从原始MBB包装取出的LED2.暴露于潮湿环境的时间超过上面“湿气敏感度”部分所列时间的LED3.尚未焊接的LED烘烤步骤烘烤LED将除去包装内的湿气，经过烘烤处理后的LED的暴露时间需重新按照上面的“湿气敏感度”部分确定。对可能曾经暴露在过于潮湿环境中的LED，Cree建议作烘烤处理。1.从MBB包装中取出LED或LED卷盘。2.LED可以在其原始卷盘上进行烘烤。3.将LED或LED卷盘在80ºC下烘烤24小时。4.在烘烤后一个小时内对部件进行回流焊，或者立即将部件储存在相对湿度小于10%的容器内。重要提醒：请勿在高于80ºC的温度下烘烤LED卷盘。烘烤条件和烘烤步骤•烘烤时卷盘远离热源或热风口；•温度设置使内部温度控制在80℃，将LED卷盘挂在烘烤箱内,避免接触金属支架,尽量远离热源或热风口，在干燥箱内烘烤24小时；•使用时需进行QC温度监测（首件确认及过程确认每4小时一次）；•更换控温精度高，温度均匀