LED顯示屏器件封裝所用的主要材料組成包括支架、芯片、固晶膠、鍵合線(xiàn)和封裝膠等。SMD(Surface Mounted Devices)指表面貼裝型封裝結構LED，主要有PCB板結構的LED(ChipLED)和PLCC結構的LED(TOP LED)。
本文主要研究TOP LED，下文中所提及的SMD LED均指的是TOP LED。下面從封裝材料方面來(lái)介紹目前國內的一些基本發(fā)展現狀。
01
LED支架
（1）支架的作用。PLCC(Plastic Leaded Chip Carrier)支架是SMD LED器件的載體，對LED的可靠性、出光等性能起到關(guān)鍵作用。
（2）支架的生產(chǎn)工藝。PLCC支架生產(chǎn)工藝主要包括金屬料帶沖切、電鍍、PPA(聚鄰苯二酰胺)注塑、折彎、五面立體噴墨等工序。其中，電鍍、金屬基板、塑膠材料等占據了支架的主要成本。
（3）支架的結構改進(jìn)設計。PLCC支架由于PPA和金屬結合是物理結合，在過(guò)高溫回流爐后縫隙會(huì )變大，從而導致水汽很容易沿著(zhù)金屬通道進(jìn)入器件內部從而影響可靠性。
為提高產(chǎn)品可靠性以滿(mǎn)足高端市場(chǎng)需求的高品質(zhì)的LED顯示器件，部分封裝成廠(chǎng)改進(jìn)了支架的結構設計，如佛山市某光電股份有限公司采用先進(jìn)的防水結構設計、折彎拉伸等方法來(lái)延長(cháng)支架的水汽進(jìn)入路徑，同時(shí)在支架內部增加防水槽、防水臺階、放水孔等多重防水的措施。
該設計不僅節省了封裝成本，還提高了產(chǎn)品可靠性，目前已經(jīng)大范圍應用于戶(hù)外led顯示屏產(chǎn)品中。
通過(guò)SAM(Scanning Acoustic Microscope)測試折彎結構設計的LED支架封裝后和正常支架的氣密性，結果可以發(fā)現采用折彎結構設計的產(chǎn)品氣密性更好。
02
芯片
LED芯片是LED器件的核心，其可靠性決定了LED器件乃至LED顯示屏的壽命、發(fā)光性能等。LED芯片的成本占LED器件總成本也是很大的。隨著(zhù)成本的降低，LED芯片尺寸切割越來(lái)越小，同時(shí)也帶來(lái)了一系列的可靠性問(wèn)題。
隨著(zhù)尺寸的縮小，P電極和N電極的pad也隨之縮小，電極pad的縮小直接影響焊線(xiàn)質(zhì)量，容易在封裝過(guò)程和使用過(guò)程中導致金球脫離甚至電極自身脫離，最終失效。
同時(shí)，兩個(gè)pad間的距離a也會(huì )縮小，這樣會(huì )使得電極處電流密度的過(guò)度增大，電流在電極處局部聚集，而分布不均勻的電流嚴重影響了芯片的性能，使得芯片出現局部溫度過(guò)高、亮度不均勻、容易漏電、掉電極、甚至發(fā)光效率低等問(wèn)題，最終導致led顯示屏可靠性降低。
03
鍵合線(xiàn)
鍵合線(xiàn)是LED封裝的關(guān)鍵材料之一，它的功能是實(shí)現芯片與引腳的電連接，起著(zhù)芯片與外界的電流導入和導出的作用。LED器件封裝常用鍵合線(xiàn)包括金線(xiàn)、銅線(xiàn)、鍍鈀銅線(xiàn)以及合金線(xiàn)等。
（1）金線(xiàn)。金線(xiàn)應用廣泛，工藝成熟，但價(jià)格昂貴，導致LED的封裝成本過(guò)高。
（2）銅線(xiàn)。銅線(xiàn)代替金絲具有廉價(jià)、散熱效果好，焊線(xiàn)過(guò)程中金屬間化合物生長(cháng)數度慢等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是銅存在易氧化、硬度高及應變強度高等。尤其在鍵合銅燒球工藝的加熱環(huán)境下，銅表面極易氧化，形成的氧化膜降低了銅線(xiàn)的鍵合性能，這對實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中的工藝控制提出更高的要求。
（3）鍍鈀銅線(xiàn)。為了防止銅線(xiàn)氧化，鍍鈀鍵合銅絲逐漸受到封裝界的關(guān)注。鍍鈀鍵合銅絲具有機械強度高、硬度適中、焊接成球性好等優(yōu)點(diǎn)非常適用于高密度、多引腳集成電路封裝。
04
膠水
目前，LED顯示屏器件封裝的膠水主要包括環(huán)氧樹(shù)脂和有機硅兩類(lèi)。
（1）環(huán)氧樹(shù)脂。環(huán)氧樹(shù)脂易老化、易受濕、耐熱性能差，且短波光照和高溫下容易變色，在膠質(zhì)狀態(tài)時(shí)有一定的毒性，熱應力與LED不十分匹配，會(huì )影響LED的可靠性及壽命。所以通常會(huì )對環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行攻性。
（2）有機硅。有機硅相比環(huán)氧樹(shù)脂具有較高的性?xún)r(jià)比、優(yōu)良的絕緣性、介電性和密著(zhù)性。但缺點(diǎn)是氣密性較差，易吸潮。所以很少被使用在LED顯示屏器件的封裝應用中。
另外，高品質(zhì)LED顯示屏對顯示效果也提出特別的要求。有些封裝廠(chǎng)采用添加劑的方式來(lái)改善膠水的應力，同時(shí)達到啞光霧面的效果。
無(wú)外觀(guān)破壞及標記損壞在IPA溶劑中浸泡5±0.5分鐘，室溫下干燥5分鐘，然后擦拭10次。
