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详解基于芯片与封装的两种LED分选方法及应用
2022-07-23 00:40
本文摘要:人眼对于光的颜色及亮度的分辨率十分低,尤其是对于颜色的差异和变化十分脆弱。对于有所不同颜色波长的光人眼的敏感度是有所不同的。例如,对于波长是585nm光,当颜色变化小于1nm时,人眼就可以感觉到;而对于波长为650nm的红光,当颜色变化在3nm的时候,人眼才能察觉到。 在早期,由于LED主要被用于命令或表明灯用,而且一般以单颗器件经常出现,所以对于其波长的分选和亮度的掌控拒绝并不低。但随着LED的效率和亮度的大大提升,其应用于范围更加甚广。

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人眼对于光的颜色及亮度的分辨率十分低,尤其是对于颜色的差异和变化十分脆弱。对于有所不同颜色波长的光人眼的敏感度是有所不同的。例如,对于波长是585nm光,当颜色变化小于1nm时,人眼就可以感觉到;而对于波长为650nm的红光,当颜色变化在3nm的时候,人眼才能察觉到。

  在早期,由于LED主要被用于命令或表明灯用,而且一般以单颗器件经常出现,所以对于其波长的分选和亮度的掌控拒绝并不低。但随着LED的效率和亮度的大大提升,其应用于范围更加甚广。当LED作为阵列表明和显示屏器件时,由于人眼对于颜色波长和亮度的敏感性,用没分选过的LED逆就不会产生不均匀分布的现象,进而影响人们的视觉效果。

波长和光亮度的不均匀分布都会给人产生不难受的感觉。这是各LED显示器制造厂家都不不愿看见的,也是人们无法拒绝接受的。  LED一般来说按照主波长、发光强度、光通亮、色温、工作电压、偏移穿透电压等几个关键参数展开测试与分选。

LED的测试与分选是LED生产过程中的一项适当工序。目前,它是许多LED芯片和PCB厂商的生产能力瓶颈,也是LED芯片生产和PCB成本的最重要组成部分。  LED的分选方法  LED的分选有两种方法:一是以芯片为基础的测试分选,二是对PCB好的LED展开测试分选。

  (1)芯片的测试分选  LED芯片分选难度很大,主要原因是LED芯片尺寸一般都较小,从9mil到14mil(0.22-0.35nm)。这样小的芯片必须微探针才需要已完成测试,分选过程必须准确的机械和图像识别系统,这使得设备的耗资显得很高,而且测试速度受到限制。

现在的LED芯片测试分选机价格大约在100万元人民币台,其测试速度在每小时10000只左右。如果按照每月25天计算出来,每一台分选机的生产能力为每月5KK。  目前,芯片的测试分选有两种方法:  一种方法是测试分选由同一台机器已完成,它的优点是可信,但速度极快,生产能力较低;  另一种方法是测试和分选由两台机器已完成,测试设备记录下每个芯片的方位和参数,然后把这些数据传送到分选设备上,展开较慢分选、这样做到的优点是较慢,但缺点是可靠性较为较低,更容易错误,因为在测试与分选两个步骤之间一般来说还有衬底减薄和芯片分离出来的工艺过程,而在这个过程中,外延片有可能碎片、局部残缺不全碎片或局部残缺不全,使得实际的芯片产于与储存在分选机里的数据相符,导致分选艰难。

  彻底解决问题芯片测试分选瓶颈问题的关键是提高外延片均匀分布性。如果一片外延片波长产于在2nm之内,亮度的变化在+15%之内,则可以将这个片子上的所有芯片不属于一档(Bin),只要通过测试把不合格的芯片除去才可,将大大增加芯片的生产能力和减少芯片的成本。

在均匀分布性不是很好的情况下,也可以用测试并把不合格产品较多的芯片区域用喷墨涂抹的方式处置掉,从而较慢地获得想的合格芯片,但这样做到的成本太高,不会把很多合乎其他客房拒绝的芯片都当作不合格证的废品处置,最后核算出有的芯片成本有可能是市场无法拒绝接受的水平。  (2)LED的测试分选  PCB后的LED可以按照波长、发光强度、闪烁角度以及工作电压等展开测试分选。其结果是把LED分为很多档(Bin)和类别,然后测试分选机会自动地根据原作的测试标准把LED填装在有所不同的Bin盒内。

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由于人们对于LED的拒绝更加低,早期的分选机是32Bin,后来减少到64Bin,现在有数72Bin的商用分选机。即使这样,分Bin的LED技术指标依然无法符合生产和市场的市场需求。

  LED测试分选机是在一个特定的工作台电流下(如20mA),对LED展开测试,一般还不会做到一个偏移电压值的测试。现在的LED测试分选机价格大约在40~50万人民币/台,其测试速度在每小时18000只左右。

如果按照每月25天,每天20小时的工作时间计算出来,每一台分选机的生产能力为每月9KK。  大型显示屏或其他高档应用于客户,对LED的质量拒绝较高。

特别是在波长与亮度一致性的拒绝上很严苛。假如LEDPCB厂在芯片订购时没明确提出严苛的拒绝,则这些PCB厂在大量的PCB后不会找到,PCB好的LED中只有很少数量的产品能符合某一客户的拒绝,其余大部分将变为仓库里的存货。这种情形被迫LEDPCB厂在订购LED芯片时明确提出严苛的拒绝,尤其是波长、亮度和工作台电压的指标;比如,过去对波长拒绝是+2nm,而现在则拒绝为+1nm,甚至在某些应用于上,已明确提出+0.5nm的拒绝。

这样对于芯片厂就产生了极大的压力,在芯片销售前必需展开严苛的分选。  从以上关于LED与LED芯片分挑选的分析中可以显现出,较为经济的作法是对LED展开测试分选。但是由于LED的种类多样,有有所不同的形式,不现的形状,有所不同的尺寸,有所不同的闪烁角度,有所不同的客户拒绝,有所不同的应用于拒绝,这使用权得几乎通过LED测试分挑选展开产品的分选显得很难操作者。而且目前LED的应用于主要产于在几个波长段和亮度段的范围,一个PCB厂很难打算全部客户必须的各种形式和种类的LED。

所以问题的关键又返回MOCVD的外延工艺过程,如何生长出所须要波长及亮度的LED外延片是降低成本的关键点,这个问题不解决问题,LED的生产能力及成本仍将得到几乎解决问题。但在外延片的均匀度获得掌控以前,较为行之有效的方法是解决问题较慢低成本的芯片分选问题。  分选设备  目前,LED芯片的测试分选设备主要由美国和日本厂商获取,而LED的测试分选设备大多由台湾地区、香港厂商获取,中国大陆还没能获取类似于设备的厂家。LED芯片分选机主要还包括两大硬件部分(机器手、微探针和光电测试仪)和一套系统软件,而这三部分分别由有所不同厂家获取再行构建一起;而LED测试分挑选机则还包括LED的机械传输,储存和光电测试两部分。

  LED分挑选技术发展趋势  (1)在外延片的均匀度获得掌控以前,研发较慢低成本芯片分选工艺和设备。  (2)随着W级功率LED技术的发展,传统LED产品参数检测标准及测试方法已无法符合灯光应用于的必须,需研发全新的测试标准和方法,包括更好的与灯光涉及的光学内容。  (3)在LED系统寿命测试中,研发LED系统的长年性能和寿命较慢测量评价技术。

  (4)照明用LED是正处于大电流驱动下工作,这就对其明确提出更高的可靠性拒绝。传统LED的检验方式不适合照明用大功率LED。必需研发新的检验试验办法,去除早期过热五品,确保产品的可靠性。


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