模擬系統之建構

本論文之研究對象為發光二極體(LED)之封裝測試廠。圖 10 為建構模擬系統流程 圖。欲構建一模擬系統，首先需收集並瞭解產品流程圖以及生產線相關參數設定等相 關資訊，接著將蒐集到的資訊透過模擬軟體建立初步之模型，建構模型完成後再將各 項相關參數輸入至建構之元件中，接著進行模型的確認及驗證，若初步模型執行後的 資料不如預期或是與生產線現況不符，則進行修改相關參數直到模型確認與驗證完畢 為止。

圖 10 建構模擬系統流程圖

LED 產品主要可以分為單晶、雙晶以及多晶三大類，其詳細的封裝流程如圖 11 所示。各流程的工作內容如下：

圖 11 LED 封裝測試流程圖

資料來源：白光發光二極體製作技術-由晶粒金屬化至封 裝，劉如熹(2009)，頁 8-24。

1. 清洗：採用超聲波清洗 PCB 板或者 LED 支架，並烘乾。

2. 固晶膠的塗敷：用以固定晶片的銀膠可以用點膠的方式點到支架裏面，也可以用 背膠的方式塗敷在晶片的背面，成為背膠。目前對於小尺寸的晶粒，用背膠的方 式更多，可以利用背膠機塗敷；而大功率 LED 晶片的固晶用膠，還是用點膠的方 式較為主流。

3. 固晶：固晶就是把 LED 晶片固定於支架內。手動的方式多數選擇在 LED 晶片背面 塗敷固晶膠，然後再對 LED 的藍膜進行擴張，將擴張後的晶片安置在刺晶台上，

在顯微鏡下用刺晶筆將管芯一個一個安裝在 PCB 或 LED 支架相應的焊盤上；如果 用自動機台，其即為固晶機，先在支架內點銀膠，然後把用機械手臂把一個個晶 粒從藍膜上抓起來，放在支架內的銀膠上。手動和自動的固晶，最後都需要將支 架整個放入爐內烘烤使銀膠固化。

4. 焊線：用鋁線或金絲焊機將 LED 晶片的電極連接到 LED 管芯上，以作電流注入的 引線。通常用金線作為連接引線，金線直徑從0.8mil(1 mil=25.4μm)到 2mil 不等。

5. 點粉：把事先按照配比配好的螢光粉和膠體混合物，通過點膠機精確控制出膠的 量，點到晶片表面。小功率的晶片，螢光粉一般用環氧樹脂混合；對於大功率晶 片，螢光粉就需要跟高溫性能好的矽膠進行混合。

6. 灌膠封裝：灌封的過程是先在 LED 成型模腔內注入液態環氧樹脂，然後插入壓焊 好的 LED 支架，放入烘箱讓環氧固化後，將 LED 從模腔中脫出即成型。

7. 固化與後固化：固化是指封裝環氧的固化，一般環氧固化條件在 135 度、1 小時。

後固化是為了讓環氧充分固化，同時對 LED 進行熱老化，後固化對於提高環氧與 支架(PCB)的粘接強度非常重要，一般條件為 120 度、4 小時。

8. 切腳：由於 LED 在生產中支架是連在一起的，在 LED 封裝完成後需要經過切腳分 開成為單粒的 LED 燈，才可進行點測及最後使用。

9. 分光分色：封裝完的 LED 需要分光分色才能交付給客戶使用。分光分色機測試 LED 的光電參數、檢驗外型尺寸，同時根據客戶要求對 LED 產品進行分選。分撿的條 件包括電學的和光學的性能指標，產品不能有漏電，另外根據驅動電壓、亮度、

色溫…等，分成不同的等級，滿足不同客戶的需求。

10. 包裝：將成品進行計數包裝，包裝袋要能防靜電，避免在儲存、運送途中被靜電 擊穿造成漏電而不能使用。

本論文為 LED 封裝測試廠生產排程計畫之探討。主要排程的產品有兩種，而選

擇此兩種產品是因為該封裝、測試廠製造系統會因不同產品而有不同製程，其相關製 程如圖 12 所示。

圖 12 生產流程圖

產線的加工程序首先會流經 Die Bond 進行固晶程序，接著至 Wire Bond 站打線，

打完線後產線將分流為兩條線，一條進到 Dispensing 站加工，另一條則流進 Molding 站進行加工。LED 產品不管是單晶、雙晶還是多晶，其生產製程在點粉、灌膠封裝 之步驟時可分為 Dispensing 或是 Molding 兩種不同製程，Dispensing 製程主要生產 SMD 型式的白光 LED，Molding 製程生產之產品種類較 Dispensing 來的廣泛。灌膠 封裝製程完成後兩條生產線再合併為一條，接著進到 Testing 站進行測試，測試完成 後進到 Taping 站進行包裝，包裝完成後出貨。

本論文針對單晶的產品進行排程研究，由於單晶產品因製程不同也分為兩類，為 了方便辨識，將單晶 Dispensing 製程之產品以產品 A 作為代稱，單晶 Molding 製程 之產品以產品 B 為代稱。產品 A 及產品 B 的加工流程如表 5 產品加工途程表所示。

表 5

產品加工途程表

加工途程

產品 A Die Bond → Wire Bond → Dispensing → Trim/Form → Testing → Taping 產品 B Die Bond → Wire Bond → Molding → Cutting → Testing → Taping