LED路燈的大功率LED燈珠的焊接問題
灝天光電—價值無處不在
LED應用指南---焊接作業篇
1、LED 焊接的原理
1.1、大功率LED 焊接主要包括引腳焊接和銅基座底部的焊接，引腳焊接解決的是LED 導電
通道的問題，銅基座底部焊接解決的是LED散熱通道的問題。
1.2、LED是電能轉換成光能和熱能的電子元器件，所以必須施加正常的電流和電壓才能工作，
而芯片的正負極是通過金線連接到支架引腳，所以必須將引腳正確焊接到鋁基板上。
1.3、大功率LED在點亮後，會產生大量的熱，若熱量沒能及時傳導到外界，LED內部PN 結
溫度就會不斷升高，光輸出減少，導致LED 光衰過快，最後死燈。而芯片產生的熱量，90%左右
都是通過銅基座進行傳導的，所以壹定要做好LED銅基座的焊接。
2、LED 焊接的方式及註意事項
2.1、大功率LED 焊接主要有手工烙鐵焊接和回流焊接兩種（附圖1-2），手工烙鐵焊接適用於
所有類型的LED，而回流焊接只適用於倒模封裝的LED，透鏡封裝的LED 不可過回流焊，因為
PC透鏡的耐溫極限只有120℃左右。
圖1 電烙鐵圖2 回流焊機
2.2、手工烙鐵焊接
2.2.1、手工烙鐵焊接是通過烙鐵高溫熔錫，將引腳同鋁基板焊盤焊接到壹起，同時在LED
銅基座底部和鋁基板之間塗覆導熱矽脂的焊接方式。
2.2.2、手工烙鐵焊接不論是有鉛錫線還是無鉛錫線，建議焊接溫度都不要超過350℃，焊
接時間控制在3-5 S，否則烙鐵的高溫會對芯片的PN結造成損傷。
2.2.3、烙鐵焊接過程中，壹定要規範操作，以避免烙鐵頭將模頂膠體或支架燙傷，影響
LED的正常使用，為了避免帶電焊接LED，電烙鐵壹定要接地。
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2.2.4、為了取得良好的導熱效果，建議客戶使用導熱率不低於2W/m·K的導熱矽脂，而
且塗覆時要薄而且均勻，導熱矽脂不能少，但也不能過多。
2.2.5、焊接完成後，需安排人員對焊接情況進行全檢，將虛焊、翹焊、偏焊等焊接
不良的LED 及時挑出並返修。
2.3、回流焊接
2.3.1、回流焊接是通過回流焊機施加高溫讓錫膏熔化，將LED銅基座和鋁基板焊接在壹
起，實現良好的導熱效果的壹種焊接方式。
2.3.2、建議客戶使用溫度穩定且控制準確的回流焊機，對於大功率LED，用8 溫區和5
溫區的回流焊機均可，5溫區溫度變化相對較快。
2.3.3、建議客戶使用熔點低於180℃的低溫無鉛錫膏，回流最高溫度不要超過210℃，因
為溫度過高，對芯片PN結有破壞作用，而且可導致LED封裝矽膠出現異常。
2.3.4、在回流作業之前，先要根據回流焊機的特點和錫膏的熔點進行回流溫度曲線設定，
壹般回流焊過程分為升溫區、保溫區、回流區、冷卻區四個部分（附圖3）。
圖 3 回流焊過程圖
2.3.4.1、升溫區。其目的是將鋁基板的溫度從室溫提升到錫膏內助焊劑發揮作用
所需的活性溫度。但升溫速率要控制在適當範圍以內，如果過快，會產生熱沖擊，LED
可能受損；過慢，則溶劑揮發不充分，影響焊接質量。為防止熱沖擊對LED 的損傷，
建議升溫速度為1-3℃/s。
2.3.4.2、保溫區。壹般為60S 左右，其目的是將鋁基板維持在某個特定溫度
範圍並持續壹段時間，使鋁基板上各個區域的元器件溫度相同，減少他們的相對溫差，並
使錫膏內部的助焊劑充分的發揮作用，去除元器件電極和焊盤表面的氧化物，從而提高焊
接質量。如果活性溫度設定過高會使助焊劑過早的失去除汙的功能，溫度太低助焊劑則發
揮不了除汙的作用。活性時間設定的過長會使錫膏內助焊劑的過度揮發，致使在焊接時缺
少助焊劑的參與使焊點易氧化，潤濕能力差，時間太短則參與焊接的助焊劑過多，可能會
出現錫球，錫珠等焊接不良。
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2.3.4.3、回流區。壹般為30S 左右， 其目的是使鋁基板的溫度提升到錫膏的熔
點溫度以上並維持壹定的焊接時間，使其形成合金，完成元器件與焊盤的焊接。在這壹區
域裏溫度設置最高，壹般超過錫膏熔點20-40℃。如果溫度過低將無法形成合金而實現
不了焊接，若過高會對LED帶來損害，同時也會加劇鋁基板的變形。如果時間不足會使合
金層較薄，焊點的強度不夠，時間較長則合金層較厚使焊點較脆。
2.3.4.4、冷卻區。其目的是使鋁基板降溫，以得到明亮的焊點並有好的外形
和低的接觸角度，通常設定為每秒3-4℃。如速率過高會使焊點出現龜裂現象，過慢則會
加劇焊點氧化。理想的冷卻曲線應該是和回流區曲線成鏡像關系，越是靠近這種鏡像關系，
焊點達到固態的結構越緊密，得到焊接點的質量越高，結合完整性越好。
2.4、倒模LED膠體沒有PC透鏡固定保護，而固化後的矽膠膠體本身較軟，壹旦受到外力作
用，膠體就容易產生移動或損傷，容易將LED 的金線拉斷，造成開路死燈，所以倒模LED應用的
原則是壹定要避免有外力作用在矽膠膠體上，具體如下：
2.4.1、若為自動貼片，壹定要避免吸嘴撞擊矽膠膠體；
2.4.2、若為手動貼片，將LED 從包裝盒取出時，不能讓手或其他物體碰到膠體，可用防靜電
鑷子夾住引腳取出；另外，建議依據膠體尺寸設計截面中空夾具，以實現在下壓倒模
LED時，只是壓住支架的外圈膠體，而不會壓到倒模膠體；
2.4.3、在存放和周轉的過程中，壹定要避免包裝盒受到擠壓，比如，要輕拿輕放，不能讓重
物放在LED的包裝盒上；
2.5、為了取得理想的焊接效果，建議客戶使用鋼網刷錫，而且將錫膏厚度設定在0.15-0.2mm。
3、LED 焊接的其他註意事項
3.1、焊接完成後，若鋁基板或焊點表面的助焊劑過多，在清除處理時，建議如下：
3.1.1、用無塵防靜電碎布蘸濕無水乙醇，對鋁基板上的臟汙小心擦洗；
3.1.2、不可用丙酮、天那水等強腐蝕性溶劑進行清洗；
3.1.3、當LED 的倒模膠體粘有異物時，可用無塵防靜電碎布蘸濕無水乙醇後，用手小
心擦洗；作業人員需戴橡膠手套，避免無水乙醇對皮膚的影響。
3.2、最後，由於每個公司所采用的設備及錫膏特性不同，所以在使用的過程中溫度和時間的
設定會不同。特建議客戶在使用我司產品的時候，先了解錫膏的熔點以及LED 在焊接時的耐溫條
件後再適當調整回流焊機的參數，本應用指南僅供客戶參考使用。