smd led支架技术工艺发展趋势分析

第一节 产品技术发展现状

近年来，由于节能环保概念的原因，大量资本和人力流入led行业。伴随着led行业的飞速发展，大量smd led支架生产商如雨后春笋般纷纷投产，支架产品的技术工艺也有了长足的进步。

在过去的五年里，外资led支架企业不断内迁大陆，内资支架企业不断成长发展，技术不断成熟和创新。在中低端led支架器件领域，中国企业的市场占有率较高，在高端led支架器件领域，仍旧以国外产品为主，但是目前已有部分中国led生产商有较大突破。随着工艺技术的不断成熟和品牌信誉的积累，中国led支架企业必将在中国这个led应用大国里扮演重要和主导的角色。

第二节 产品工艺特点或流程

Smd led支架的主要生产流程有以下几个步骤：

1、原物料

对于LED的射出支架厂而言，原物料占生产成本的主要部份包括冲压金属、电镀金属与射出的塑胶。

2、冲压制程

绝大部份的LED金属导线架均是使用铜合金(Copper Alloy)，例如A-194。而IC的金属导线架则是使用铁合金，例如A-42。主要是因为A-42较不易形成氧化层，同时热膨胀系数只有4.5 ppm /°C，与晶片的热膨胀系数2.3~2.6 ppm /°C较接近。但是由于环氧树脂的热膨胀系数高达16~20 ppm/°C，与A-194的热膨胀系数17~18 ppm/°C相吻合，A-194可以降低塑胶与金属介面之间的热机械应力(Thermomechanical Stress)。

3、电镀制程

如同电子连接器(Connector)的金属接点，是以镀金(Gold Plating)为主。这主要是因为金是良好的电与热的导体，同时亦耐腐蚀。发光二极体的金属接脚，因为不需做金属接触(Matting)，或多次插拔，而是被焊接在电路板上，因此是以镀银(Silver Plating)为主。也就是发光二极体导线架表面加工的主要目的是防蚀(Minimize Corrosion)与增加焊锡性(Enhance Solderability)。相对于镀金，镀银属于非贵重金属表面加工。银易与硫(Sulfur)与氯(Chlorine)形成表面氧化膜，造成电气失效。还好此氧化膜很软，极易被破坏。镀银的另一缺点是银迁移(Migration)，造成电路接点短路。

镀银生产线又可分为全镀、半镀与选镀(Selective Plating)。镀金的三种主要方式是全镀、选镀与复合镀。LED镀银则是分为全镀、半镀与选镀。半镀(Flash Plating)在Lamp LED的电镀上是为了节省成本的作法。亦即在LED支架的功能区，银层厚度要符合客户要求，但两脚的切折区只要厚度极少的镀银部份。虽然银价不若金价般的昂贵，但是银价仍是节节高升。业者可以评估选镀线的设立。 LED导线架镀银层对LED亮度的影响，可由镀层反射率与折射率来解释。首先要量测镀银层厚度，其次量测镀银层表面粗糙度(Roughness)，然后再比较镀银层的反射率与折射率。发现镀层经过粗化，反射率较佳。

4、射出制程

（1）塑胶粒处理

（2）射出参数的设定

重要的射出参数包含射出行程、保压设定、VP切换位置、模温设定与熔胶温度等。射出容量是由螺杆大小与射出行程决定。若设定初始射出容量，则VP切换位置固定。改变VP切换位置，查看有无“射饱”。保压设定与产品尺寸与重量有关。保压时间视流道(Runner)设计而定。射压与保压压力的切换有多种方式，重点是切换要平顺，其次要确定熔胶温度。

对于射出支架厂而言，成形时间(Cycle Time)的多寡是最重要的参数，也是能否赚钱的关键。增加模温将增加成形时间，对于射出支架厂是划不来的。但是对于耐高温尼龙粒而言，必需要使用高模温，否则产生所谓的“二次结晶”(Secondary Crystalline)或“再结晶”(Re-Crystalline)，造成对物性的影响。图四由示差热分析仪(Differential Scanning Calorimeter; DSC)显示出加模温与不加模温的变化。注意模温并非一直加上去，这主要是与“结晶度”相关。结晶性塑胶的结晶行为是有最适化的温度点。此乃是由于结晶成核(Nucleation)与结晶扩散(Diffusion)二过程彼此竞争，与“过冷度”有关。

（3）塑胶模具

塑胶模具的设计首重“浇道平衡”(Runner Balance)。早期的LED射出支架均使用”树枝状”非平衡浇道。这种方式的优点在节省流道重量，但是会产生缺料的情况。注意虽然已改成H型平衡浇道，但是竖浇道(Sprue)、流道(Runner)、二次流道(Second runner)与浇口(Gate)并未做最适化。其次要依据塑胶材料供应商建议的模收缩(Mold Shrinkage)及拔模角(Draft Angle)开模。最后进行模流分析(含浇道及成品)。另外经常在产品上看到短射(Short Shot)。改善包风可由改善顶针(Ejector Pin)的逃气(Venting)加以改良。

第三节 国内外技术未来发展趋势分析

未来国内外smd led支架生产技术主要有以下三个发展趋势：

1、结构设计

采用特制的物理复合线型材料来代替传统的板材整体冲压，可以不再需要冲压、落料、剪切，将材料的利用率大大提高。

2、材料选用

采用特殊的物理复合线型材料来代替常用的低碳钢材料，可以有效提高LED电极支架的导电性能和电热性能，大幅提高LED产品的光电转化效率和使用寿命。

3、生产工艺

采用烫珠工艺来替代传统的下、中横梁固定支架工艺，大幅减少后续加工工艺工序。

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