时间：2022-10-24 05:06:59
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇封装工艺论文，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
中图分类号:TN312+.8文献标识码:C
Reasearch on Encapsulation Technology Reliability of
High Power White-Light LED
(Ledman Optoelectronic Co., Shenzhen 518108, China)
Abstract: The package prospects and the main function of high power white-light LED are introduced firstly in this paper. And then, the key technology of high power white-light LED package is explained, which including fluorescent coating packaging technology, selecting the sealed silicone, packaging of large-size chip, reliability testing and evaluation. also some detailed researches on meliorating the light spot and improving luminous have been done.
Keywords: High Power White-Light LED; Encapsulation Reliability Technology; light spot; luminous
前 言
全世界已越来越重视节能省电的问题,而LED照明又被视为是下个10年颇受关注的应用,LED要走入普通照明仍有许多问题要克服,主要是由于发光效率太低､成本太高等两大限制,然而此两大限制却皆与大功率白光LED封装技术的发展息息相关｡LED封装的功能主要包括:(1)机械保护,以提高可靠性;(2)加强散热,以降低晶片结温,提高LED性能;(3)光学控制,提高出光效率,优化光束分布;(4)供电管理,包括交流/直流转变,以及电源控制等｡为提高大功率LED封装技术的可靠性,究竟可以从哪些方面去努力呢?
1 大功率白光LED封装关键技术
剖析LED封装所需的每一道制程可知,大功率白光LED封装技术可细分成:(1)支架的设计(包括取光与散热);(2)晶片的选择与排列方式;(3)固晶方式;(4)金线线形与粗细;(5)荧光粉种类与涂布结构;(6)Silicone Lens的曲率与折射率｡此六项制程皆对LED的散热性能(热阻值)､光通量(流明)､发光效率､相对色温(CCT)､光色的均匀性､寿命等特性深具影响,因此每一环节皆不可轻忽｡下面将针对荧光粉涂层结构､封装胶体､大尺寸晶片封装作一些研究,并逐一说明其对LED特性影响的关系｡
具体从大功率白光LED封装以下几个关键技术做如下研究和说明:
1.1 荧光胶封装工艺
荧光粉的作用在于光色复合,形成白光｡研究表明随着温度上升,荧光粉量子效率降低,出光减少,辐射波长也会发生变化从而引起白光LED色温､色度的变化｡较高的温度还会加速荧光粉的老化,原因在于荧光粉涂层是由硅胶与荧光粉调配而成,散热性能较差,当受到紫光或紫外光的辐射时,易发生温度碎灭和老化,使发光效率降低｡此外,高温下荧光胶的热稳定性也存在问题｡
1.1.1 光斑改善问题
传统的荧光粉涂敷方式是将荧光粉与硅胶混合然后点涂在晶片上｡根据白光的发光原理可以知道,如果荧光粉加入的量太多就会造成发出的光偏黄,加入的量太少就会使得发出的光偏蓝｡现选用相对应波段的黄色荧光粉和硅胶,根据荧光粉的发光效率合理配制荧光胶,做出的白光其色坐标是在x=0.333,y=0.333附近,但是封装出的成品光斑是一片蓝,一片白,四周黄｡这是因为荧光粉被蓝光激发的不均匀,也就是说荧光粉的细小颗粒没有被蓝色的光完全激发｡分析具体的原因可能是荧光粉的涂敷厚度和形状未控制好,晶片各个发光面的荧光粉敷盖厚度不均或荧光粉沉淀导致出射光色彩不一致,出现局部光偏蓝或者偏黄｡
为了解决光斑不均匀问题,根据两层透镜的光辐射图样,凸透镜的角度与外封胶形成的透镜角度是相近的,于是我们选取荧光粉在支架面上形成的凸透镜,即荧光胶点凸杯,这样光斑有一定的改善,但效果仍然不是很理想｡
于是引入了扩散剂用以增强蓝光激发荧光粉的效率,增强荧光粉的发光效率｡通过实验,发现扩散剂的确对光斑有了改善,使得发出的光斑均匀一致,但是对LED进行测试的时候,发现其亮度不能达到预期的效果｡
1.1.2光通量提高问题
在烘烤的过程中,不同温度和时间对荧光胶的沉淀有不同的影响,使得荧光粉溶液的浓度分布均匀度有偏差,最后造成白光LED的色温分布不均,使得白光LED的亮度和光斑都不能达到预期效果｡那如何改善荧光粉的沉淀,这是新一步研究的问题｡从三个方面去改善:
(1) 通过生产工艺改善｡即生产过程中,在很短时间里将荧光胶均匀搅拌并脱泡,加快点荧光粉的速度,点好荧光粉的半成品很快进入烘烤,同时依据硅胶特性选定最合适的烘烤温度和时间｡
(2) 加入一种新的物质,使得荧光粉在高温下也能保持很好的均匀混合状态｡于是导入了化工里面的一种可以同时吸附有机物和无机物的表面活性剂,在温度和湿度以及荧光粉溶液都相同的条件下,将其中一瓶加入表面活性剂,并做好标号,将两瓶溶液都搅拌相同的时间至均匀｡将其分别排入晶片上,分时间间隔进行色温测试,通过实验我们得到了如图1所示色温变化图:
70min后加入表面活性剂的溶液比不加活性剂的溶液中荧光粉的沉淀率降低将近14%｡
(3)采用倒装晶片,将荧光粉混合溶液直接涂抹在晶片上｡所用到的溶液胶体不再是硅胶,因为硅胶的流动性较强,如果用传统的硅胶来混合荧光粉,荧光粉溶液就会从晶片表面溢出,所以这里选择可以自动成型的UV胶,将UV胶与普通荧光粉按照一定的比例进行均匀混合调配,将调配好的原料加入点胶机针筒对大功率发光二极管晶片进行点胶涂布,将涂布完成的晶片用紫外灯照射进行固化,完成固化工艺过程｡UV胶固化后对光线无遮挡,透光性极强,紫外光固胶,固化速度快,产能高,同时流明值提高近10%｡
1.2 封胶胶体的研究
在LED使用过程中,电子和空穴复合产生的光子在向外发射时产生的损失,主要包括三个方面:晶片内部结构缺陷以及材料的吸收;光子在出射界面由于折射率差引起的反射损失;由于入射角大于全反射临界角而引起的全反射损失｡
根据折射定律,光线从光密介质入射到光疏介质时,当入射角达到一定值,即大于等于临界角时,会发生全发射｡能射出的光只有入射角小于临界角所围成空间立体角内的光,因此其有源层产生的光只有小部分被取出,大部分易在内部经多次反射而被吸收,易发生全反射导致过多光损失｡为了提高LED产品封装的取光效率,必须提高外封胶的折射率,以提高产品的临界角,从而提高产品的封装发光效率｡同时,封装材料对光线的吸收要小｡为了提高出射光的比例,封装的外形采取模塑(molding)半球形,这样,减少了出射界面由于折射率差引起的反射损失,而且光线从封装材料射向空气时,几乎是垂直射到界面,因而不再产生全反射｡
对大功率白光LED 模塑进行灌胶,选取透光率､折射率､耐热性较好的双组份有机硅胶,这种封胶材料不会因为温度的剧变所产生的内应力使金线与引线框架断开,并且全硅胶形成的"透镜"不会黄变｡
1.3 大尺寸晶片封装
目前,在大功率白光LED中,要在照明领域中普及,取代白炽灯,必须提高总的光通量或者说可以利用的光通量｡光通量的增加可以通过提高集成度,加大电流密度､使用大尺寸晶片等措施来实现｡虽然大型LED晶片可以获得大光束,不过加大晶片面积会导致晶片内发光层的电界不均等,发光部位受到局限､晶片内部产生的光线放射到外部过程会严重衰减｡同厂商60mil和45mil晶片,其它封装物料相同,初始光通量60mil晶片比45mil晶片高了5个流明,但1,000h老化衰减大了10%,其成品老化光通量衰减对比如图2所示:
目前大尺寸晶片封装的散热,抗衰减等技术问题仍有待进一步研究｡
1.4 封装可靠性测试与评估
LED器件的失效模式主要包括电失效,如短路或断路､光失效,如高温导致的灌封胶黄化､光学性能劣化等;机械失效,如引线断裂,脱焊等｡而这些因素都与封装结构和工艺有关｡对于主要用于照明用途的大功率LED,其使用寿命一般指LED输出光通量衰减为初始的70%的使用时间,寿命测试通常采取加速环境实验的方法进行可靠性测试与评估,对LED寿命的预测机理和方法的研究仍是有待研究的难题｡
2 结束语
环保议题日益突出,各国政府持续推动节能政策,LED照明市场前景很是乐观｡大功率白光LED封装是一个涉及到光学､热学､机械､电学､力学､材料､半导体等多学科的研究课题｡为了提升LED封装技术的可靠性,须着重LED封装技术的每一环节,从某种角度而言,LED封装不仅是一门制造技术,而且也是一门基础科学｡良好的封装需要对热学､光学､材料和工艺力学等物理本质的理解和应用｡在封装过程中,虽然散热基板,荧光粉,灌封胶等材料选择很重要,但封装结构,如热学界面,光学界面及封装方式对LED光效和可靠性影响也很大｡大功率白光LED封装需要不断的引入新材料,新工艺,新思路来提高其可靠性及在照明领域中的地位｡
雷曼光电愿与各界同仁一起致力于大功率LED的研发,为LED光电事业做出贡献｡
参考文献
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关键词：光伏岗位；实践教学体系；建立；实施
中图分类号：G434；N45 文献标志码：B 文章编号：1674-9324（2015）38-0256-02
引言：
各国高校所开设的光伏专业是以培养能在光伏领域内，从事太阳电池、组件、发电系统设计、制造和新产品、新技术开发等方面工作的高级科技人才为目标的。无论从技术角度还是从学科角度考虑，都要求光伏从业人员不仅要掌握全面的光伏专业知识，而且还应具备较强的实践能力和技术创新能力。然而目前，我国高校培养的光伏专业学生专业实践能力普遍偏弱，成为制约我国光伏产业发展的巨大障碍。究其根源在于现在国内高校光伏专业在人才培养方面未形成系统化、可借鉴、有效的实践教学体系，所以如何构建科学合理的光伏实践教学体系是开设光伏专业高校必须要关注的重要课题。
专业主修能力是指本科生经过四年的学习应具备和达到的专业能力。通过专业主修能力的提升，可以带动其他能力的发展与提升。渤海大学是国内最早开设光伏人才培养的高校之一，在光伏人才培养方面，非常注重学生专业主修能力的培养和专业实践技能的提升。本文以光伏就业岗位需求为导向，从专业主修能力培养角度，介绍渤海大学光伏专业实践教学体系的建设情况，探讨光伏实践教学如何建立和如何有效实施等基本问题。
一、光伏岗位所需的实践能力简析
完整的光伏产业链呈现出金字塔形结构，主要包括硅料、铸锭（拉棒）、切片、电池片、电池组件、光伏发电系统等6个环节，其中上游为硅料、硅片环节，中游为电池片、电池组件环节，下游为光伏发电系统环节。与这一产业链相关的岗位群主要包括：单晶（多晶）硅棒、硅片制造生产、光伏电池生产、光伏组件加工、光伏发电系统施工等。对太阳电池、组件及发电系统标准生成过程而言，可以将光伏岗位所需的实践能力分为基础实践能力、基本实践能力和主修实践能力三个层次的综合，如图1所示。其中基础实践能力是所有光伏专业本科毕业生都应该具备的能力，具体包括常规工艺测试能力、一般设备的操作能力和简单工艺结果的分析能力等实践能力；基本实践能力是从事某专业岗位所需的最基本的基础技能，是岗位群内通用的能力，包括工艺参数控制能力、设备维护和保养能力、实验过程设计能力等实践能力；主修实践能力是指运用专业技术完成某种岗位的任务，并通过分析研究可以进一步做出正确决策并实施管理的能力，包括特定工作岗位上需要的工艺和器件设计能力、工艺过程监控和调整的能力、设备维修和开发等实践能力。岗位能力是多种能力模块融会贯通形成的，能力模块之间具有某种递进或层次关系，正确划分实践能力模块是岗位能力培养的前提和基础。
二、模块化实践教学体系的建立
依据光伏岗位实际需求所开设的实践教学环节，目前渤海大学已建成四个光伏技能综合训练模块（如图2所示），用于专业基础实践能力和专业主修能力的培养。四个光伏技能综合训练模块包括工艺模块、测试模块、EDA仿真模块以及太阳能发电系统工程技术模块。工艺模块包括清洗、扩散、氧化、光刻、湿法刻蚀、干法刻蚀、金属膜蒸镀、退火、介质膜生长、晶片切割、芯片封装等若干子模块。测试模块包括半导体工艺过程参数测试、半导体器件成品参数测试、光伏发电系统参数等子模块；EDA仿真模块包括半导体工艺仿真、半导体器件设计、电子线路等子模块；太阳能发电系统工程技术模块包括光伏组件、光伏逆变系统、储能系统、高效光伏发电系统等子模块。各模块的实践教学内容覆盖了半导体测试与表征技术、半导体材料、半导体器件制造工艺、半导体器件物理、电子元器件失效分析、EDA技术等课程的实验教学任务，学生可实现光伏技术规范基本技能训练。通过形成系统化、规模化、工程化的实践教学体系，开设与光伏企业实际生产过程紧密结合的实验教学内容及选修实践教学内容，突出专业主修实践能力的“专”、“精”、“独”、“特”的特点。
三、基于主修能力培养的实践教学内容设定
渤海大学新能源学院拥有辽宁省微电子工艺控制重点实验室、辽宁省光电功能材料检测与技术重点实验室、辽宁省光伏发电控制与集成工程技术研究中心等6个省级实验教学平台，可实现晶硅太阳电池、小型光伏发电系统、功率半导体器件和小规模集成电路的设计、加工、表征、测试和组装工艺训练，为增强实践教学效果提供了强有力的支撑。
在工艺训练过程中，大学一年级属于奠定基础阶段。该阶段主要结合大学物理、工科化学和计算机等相关课程的实践教学，培养学生的基本实践动手能力和实践兴趣。大学二年级属于技能养成阶段。该阶段主要借助一些专业课程关联的实践课程，如近代物理实验、电路分析实验、模拟电子技术实验、数字电子技术实验、现代测试技术和创新实践等实践环节，强化学生的实验技能培养，同时以开放实验的形式，加强学生对光伏技术有关工序的理解。大学三年级属于技能提高阶段。该阶段主要通过专业基础实验、专业测试实验和专业工艺实验等实践教学环节，结合学生的兴趣完成专业基本实践能力和专业主修实践能力的培养。通过这些与工作岗位结合的实训内容的训练，训练学生的实践动手能力，达到在做中学、在学中练的目的。
在专业基本实践能力培养过程中，开设大量综合实验和基本技能训练实验。在确定专业实验题目过程中，每年都根据人才市场专业人才需求的变化，对培养方案中实践教学内容进行调整，确保人才培养与市场需求紧密结合；探索新的实践模式，提高了人才培养的质量。目前，各模块均开出多种综合性实验题目，学生可获得多种光伏技术基本技能的训练，有效地锻炼了光伏类专业学生的实践能力。
在主修实践教学过程中，渤海大学重点培养以下几方面的实践动手能力，具体包括：晶硅片切磨抛加工；晶硅电池扩散加工；介质膜材料生长控制；电池组件封装；化合物电池制备。学生依据兴趣可选择培养：设备使用能力和工艺参数控制能力。具体包括晶片切磨抛加工设备的使用和工艺参数控制、晶硅电池扩散加工设备的使用和工艺参数控制、介质膜材料生长加工设备的使用和工艺参数控制、电池组件封装加工设备的使用和工艺参数控制、化合物电池加工设备的使用和工艺参数控制。在设备使用能力的考核过程中，主要考核方法为实操。在工艺参数控制能力的考核过程中，主要考核方法为论文和分析报告。并根据考核结果给出学生的最终成绩。
四、结论
渤海大学光伏专业依据岗位实际需求确定专业实践体系，并建立了可极大提升实践教学效果和学生专业实践技能的模块化实践教学环节。在实践教学体系建设方面，探索出一条适用于国内高校光伏类专业人才培养的实践教学途径。学生可根据基本实践能力培养要求和未来欲从事的专业技术岗位，选择自己感兴趣的工艺实验题目。从而明确了学生学习的主体地位，强调了学生对老师、对实践课程的自主选择权。通过这种以学生为本的专业主修能力训练，让学生进入工作模式，扮演技术人员角色，进行具体操作，让学生把理论形态的实践能力转化为实践形态的实践能力。
参考文献：
[1]王勃华.中国光伏产业市场发展及趋势[J].电气工业，2007，（7）：30-31.
[2]周雷，孙云龙，刘伟.光伏技能型人才培养模式的思考[J].职业时空，2011，7（10）：121-122.
【关键词】机电设备安装；常见问题；处理措施；调试
0、引言
随着科学技术的飞速发展，电动设备安装技术也日益完善。在建筑机电设备安装施工完成之后，通常要对电动机及其所带的机械作单机起动调试。调试运行设备是在施工单位人员的操作下，按照正式生产或使用的条件和要求进行较长时间的工作运转，与项目设计的要求进行对比。目的是考验设备设计、制造和安装调试的质量，验证设备连续工作的可能性，对设备性能作一检测，并将检测的数据与设备制造出厂记录的数据进行比较，对设备工程的质量作出评价。
一、机电设备安装常见技术问题
1.螺栓联接问题。螺栓、螺母联接是机电行业的一种最基本的装配，联接过紧时.螺栓在机械力与电磁力的长期作用下容易产生金属疲劳，发生剪切或螺牙滑丝等联接过松的情况，使部件之间的装配松动，引发事故。对于电气工程传导电流的螺栓、螺母联接。不仅要注意其机械效应，更应注意其电热效应，压接不紧，接触电阻增大，通电时产生发热一接触面氧化一电阻增大恶性循环，直至严重过热，烧熔联接处，造成接地短路、断开事故。对于一次设备及母线，联接线的并沟线夹、T型线夹、设备线夹、接线相等都可能因此产生程度不同的事故。
2超电流问题。
（1）泵：轴承损坏，转子与壳体相磨擦，泵内有异物等。
（2）电机：功率偏小，过载电流整定偏小，线路电阻偏高，电源缺相等。
（3）工艺操作：所送介质超过泵的设计能力如密度大、粘度高、需求量高等。
3.振动问题。
（1）泵：转子不平衡，轴承间隙大，转子和定子相磨擦，转子与壳体同心度差等，这些都是机械方面的问题。
（2）电机：：转子不平衡，轴承间隙大，转子和定子气隙不均匀。
（3）操作：主要是工艺操作参数偏离泵的额定参数太多引起泵的运行不平稳。例如：出口阀控制的流量太小引起的震动等，这要求工艺尽量接近泵的额定参数进行操作。
4.电气设备问题。
（1）安装隔离开关时动、静触头的接触压力与接触面积不够或操作不当可能导致接触面的电热氧化使接触电阻，增大，灼伤、烧蚀触头，造成事故。
（2）断路器弧触指及触头装配不正确插入行程、接触压力、同期性、分合闸速度达不到要求，将使触头过热、熄弧时间延长，导致绝缘介质分解，压力骤增。引发断路器爆炸事故。
（3）电流互感器因安装检修不慎，使一次绕组开路，将产生很高的过电压，危及人身与设备安全。
（4）有载调压装置的调节装置机构装配错误，或装配时不慎掉入杂物，卡住机构，也将发生程度不同的事故。
（5）主变压器绝缘破坏或击穿。在安装主变吊芯和高压管等主要工作时，不慎掉入杂物（如螺帽、钥匙等，这些情况在工程实践中并不罕见），器身、套管内排水不彻底，密封装置安装错误，或者在安装中损坏，都会使主变绝缘强度大为降低，可能导致局部绝缘破坏或击穿，造成恶性事故。
二、机电设备安装技术处理措施
1.严格施工组织设计及设备、设施选择。施工组织设计和设备、设施选择是经有关科技人员共同研究商定的，通过技术计算和验算，既有其使用价值，又可保证良好的经济效益，不要随便更改选用设备，否则会影响基础工作的进展。
2.按计划开展安装工作、统一安排。每一项机电设备安装工作顺序都有其科学性。一个安装工程的计划排队是经过多方面的考虑，经过技术论证排出的，是有科学根据并有一定指导性的.不要随便改动。以免造成背工窝工，工程进度连续不上。对大型安装工程，由于设备多，安装环节多，因此对每一项安装都必须有总体布置做到统一安排，施工队中必须有一个统一指挥的机电队长（或项目副经理）对各项工作进行协调处理，集思广益，多征求职工的工作意见。
3.严格按照设计要求进行施工做到要主次分明。每一种设备的安装，都有很严格的技术要求，只有按设计技术要求施工，才能减少不必要的时间流失和材料消耗。一种设备的基础是经过设计部门的计算设计出来的，按要求施工，才能保证质量，保证安全。
4.按常规安装方式对设备进行安装。每种设备的安装，都有一定的作业方式和工作顺序，不能急于求成，工序颠倒。例如：井架安装，常规作业方法是一层组装起后，进行初操平找正。然后逐层安装。井架安装完后，各连接部位必须一条不少地穿上螺栓，拧紧所有连接螺栓，进行整体操平找正。最后才是井架四脚二次灌灰。切不可一层安装完后不进行初操平找正，整体安装完后不精确操平找正，连接部位缺件，就二次灌灰，给上层安装工作带来困难，造成不好安、对不上、穿不上螺栓等尾工量多的现象结果造成安装质量低不合乎安装质量标准要求。
5.提高机电工人整体素质。机电工索质低是造成安装速度和安装质量低的人为因素。机电工在安装对必须经过岗前培训，掌握一般安装知识，熟知安装标准，该找平的必须找平。该连接的部位螺栓必须一条不少，该穿地脚螺栓的部位必须一条不少；电工在设备供配电上应做到按规程规范接电，对供电设备开关、控制盘应做到提前检修，接好电后必须对设备进行试运转。
三、通电调试
1.机电设备调试过程。机电设备在出厂时一般无法进行总装和负荷试验，即使是使用过的设备，由于拆卸、搬运及再次安装，难免改变原始安装状态，所以，对安装好的机电设备尽快进行调试就显得非常重要。
（1）要再次检查设备装配的完整性、合理性、安全性和渗漏痕迹等，以便调试工作安全、顺利进行。
（2）调试时，主要试验其工作质量、操作性能、可靠性能、经济性能等。
（3）应在施工现场进行空负荷和负荷试验，以正确检验其性能是否达到工业化生产技术条件要求。调试过程中，参加调试的机械技术人员和随机操作人员须时时到位，以主动了解设备的现实技术状况、调试程序、操作控制方法等。
2.撰写安装调试技术报告。撰写安装调试技术报告是机电设备初次安装调试后进行技术、资产及财务验收的主要依据之一，是一项必须做好的工作。安装调试报告应以读者能再现其安装、调试过程。并得出与文中相符的结果为准。机电设备安装调试技术报告作为一种科技文件，其内容比较专深、具体，有关人员应意识到它的重要性。撰写时注意与论文的区别，应详略得当、主次分明。
四、验收
机电设备安装调试结束之后，要进行技术验收和总结。施工承包单位在工程具备竣工验收条件时，应在自评、自查工作完成后，向项目监理部提交竣工验收报验单及竣工报告；总监理工程师组织各专业监理工程师对工程竣工资料及工程实体质量完成情况进行预验收对检查出的问题，督促蒯工单位及时整改，经项目监理部对竣工资料和工程实体全面检查、验收合格后，由总监理工程师签署工程竣工报验单，并向建设单位提出资料评估报告。对一些竣工验收后工程移交前未来得及完成整改的问题，可征得安装单位的同意，做甩项处理，在监理的督促和跟踪下可以在工程移交后继续完善。
五、结束语
参考文献
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