灯杆灯具LED生产工艺流程

生产工艺流程

一、灯杆

1、切割下料

在整个开料过程中，采用数控自动等离子切割，切口精细，切缝不超过1mm，为后续工艺创造许多有利条件。

2、成形

采用长达15米数控液压折弯机，控制精度高，灯杆成形美观，圆度不大于1mm，外表光滑，一次成形达13米以上。

3、焊接

采用数控自动收口机焊接。此设备集收口、焊接功能于一体，克服了传统由于合拢需点焊而影响整条直焊缝的整体性；焊缝一次成形，表面均匀，直线度不大于2‰。

4、配门

（1）配电门采用数控等离子切割机切割、具有精度高、切割小等优点，与杆体浑然一体。

（2）杆门内配有接地装置和接地线。

5、整形

本公司在整个生产过程中，分两次整形。第一次在灯杆纵缝焊接完成后进行，有利于灯杆组焊的正确性和整批灯杆外观的一致性；第二次在镀锌后，喷塑前进行，用于消去热镀锌由于热应力所造成的灯杆的弯曲。成品保证灯杆直线度不大于1‰，全长不大于5mm。

6、镀锌

热浸镀锌生产工艺主要分为下列几个流程：

镀锌前检验→酸洗→助镀→烘干→镀锌→钝化→检验

6.1、镀锌前检验：

在镀锌前对灯杆的表面进行检验，是否存在油漆焊渣等杂物，如果存在必须进行清除，并检查是否留有镀锌工艺孔。

6.2、酸洗：

6.2.1、除油

对灯杆表面的油污进行清除，将灯杆放入除油剂中浸泡30分钟左右，

待没法除尽方可，然后进行清洗。

6.2.2、酸洗

对灯杆表面的氧化层进行清洗，在盐酸中浸泡，根据氧化程度不同浸泡时间不同，待灯杆表面全部氧化层清洗干净后，方可进入下道工序，如果表面有局部氧化层，需用工具打磨后再酸洗20分钟左右，酸液成分24小时分析一次。

酸洗完成后，必须在清洗池中进行清洗以去除灯杆表面的酸根离子。清洗次数必须在两次以上。

6.3、助镀

当灯杆清洗完成后，进入助镀池中进行助镀处理，温度在60－70摄氏度，时间约为3分钟，助镀剂成分4小时分析一次。

6.4、烘干

进行助镀后，灯杆放在烘干台上进行烘干，待灯杆烘干完毕后方可进入镀锌池中进行镀锌。

6.5、镀锌

灯杆在进镀锌锅时需缓慢进入，在锌液中停留时间约为3－5分钟，在漂灰时必须干净。任何灯杆慢慢提升，使得表面的锌流均匀平整，随后进行水冷却。锌液成分8小时分析一次。

6.6、钝化

经过水冷却后，为防止镀锌表面产生氧化，必须对镀锌表面进行铬酸处理，同时表面会产生黄色钝化斑，雨水冲淋后自然褪去。

6.7、检验

成品冷却后，进行整修。对于小的行刺、积瘤等缺陷进行清除，使得表面光洁平整。

检验以检查锌层厚度（厚度标准为80－100um）、结合力、表面光洁度、平整度、有无色差及发黑等现象。如符合标准方可进入下道工序，如不符合则重新镀锌。

采用先进的热浸镀锌技术工艺和国内先进的镀锌设备，同时解决了喷铝和喷锌只能是一种的物理结合，没有形成锌钛合金金属附着力差，使用寿命短的问题。

本公司从根本上解决了以下几方面的问题：

（1）采用上海宝钢公司的材料，改变了钢板板材。

（2）严格对镀锌工艺的管理，按国家标准GB/T13912－92，对酸洗、镀锌温度等技术参数严加把关。

（3）良好的镀锌保证防腐寿命达30年以上。

7、喷塑

在镀锌灯杆表面进行喷塑处理，经过多年实践，通过对塑粉的精心筛选以及工艺参数的严格控制，圆满解决了喷塑层与热镀锌表面的附着力问题，同时也解决了塑层在室外的褪色、粉化、发脆的问题。热镀锌后表面喷塑处理层具有附着力强、抗紫外线、长期不褪色、不粉化、柔韧性好的特点，特别适用于在盐度高的地区使用。正常情况下，寿命可达5－10年。其具体工艺流程如下：

（1）在镀锌上进行表面预处理

（2）利用专业设备自动对镀锌表面进行物理处理

（3）静电喷塑

（4）进入烤箱烘烤

（5）冷却

（6）现场检验、表面处理、理丝等

（7）对灯杆进行包装

其优点在于：

（1）表面由于经过物理拉毛等处理后，静电喷粉后烘烤，其塑层与镀锌表面结合力很好，具有较强的柔韧性，撞击后也不会造成塑层剥落。

（2）喷塑采用的塑粉具有优良的耐候性，在恶劣环境下能保持塑层的颜色和强度稳定。

二、灯具：

1、壳体

（1）材料进厂，壳体材料采用L2（GB3190-82）,入厂后，进行化学成份及机械性能抽样检验。

（2）熔铝

采用数控控制的燃烧炉加热铝锭，并至熔化状态，严格控制温度，防止

铝合金元素的损坏。

（3）采用1200T大型压铸机进行压铸成型，由于此设备具有压力大、压射力高及压射速度快，锁损力好等优点，能保证熔铝在模具内具有很好的流动性，保证产品外观光滑，质地致密，无气孔、夹渣、微裂等缺陷。

（4）整理、钻孔采用细粒砂纸对产品局部表面进行抛光，并完成相关钻孔及改进工作。

（5）表面处理

由于压铸处的产品表面有油污，通过放进特别的去污液的加热槽体，进行浸煮，取出清洗，再浸煮、清洗，循环几次，产品内外表面的油污、脏物清洗干净，产品外观图有光泽。

（6）喷塑

喷塑在全自动控制的流水流上完成，流水线上专门配有氧化烘干、喷粉、固化、冷却装置，其质量完全由高质量的设备完成，塑层表面光滑，塑层均匀、附着力高，保证塑层寿命超过十年。

2、反光罩

采用公有制铝板L2M，通过专用模具拉伸而成，表面氧化，具有强度高、亮度好，并保证具有理想的配光曲线。

3、灯罩

采用厚度5mm钢化玻璃经热压成形，具有强度高、重量轻点优点。

4、装配

采用模块安装方式、便于维护、使用。

电器组件的安装，在装配流水线上完成，并经耐压、绝缘、试灯测试。

反光罩与灯罩的安装

反光罩与灯罩之间采用玻璃胶连接，保证高防护等级性能，防止蚊虫、灰尘、喷水的进入。

灯座采用内换泡结构形式，便于维护。

5、灯体与面框采用扣攀式连接。

三、LED

LED是一种新兴照明能量，由于其比较“娇气”所以在LED封装环境是比较苛刻的，全程流程都需要防ESD无尘，且温度要控制在23±2℃，湿度要控制50±10％的环境中进行。

一.工艺：

a) 清洗：采用超声波清洗PCB或LED支架，并烘干。

b) 装架：在LED管芯（大圆片）底部电极备上银胶后进行扩张，将扩张后的管芯（大圆片）安置在刺晶台上，在显微镜下用刺晶笔将管芯一个一个安装在PCB或LED支架相应的焊盘上，随后进行烧结使银胶固化。

c)压焊：用铝丝或金丝焊机将电极连接到LED管芯上，以作电流注入的引线。LED直接安装在PCB上的，一般采用铝丝焊机。（制作白光TOP-LED 需要金线焊机）

d)封装：通过点胶，用环氧将LED管芯和焊线保护起来。在PCB板上点胶，对固化后胶体形状有严格要求，这直接关系到背光源成品的出光亮度。这道工序还将承担点荧光粉（白光LED）的任务。

e)焊接：如果背光源是采用SMD-LED或其它已封装的LED，则在装配工艺之前，需要将LED焊接到PCB板上。

f)切膜：用冲床模切背光源所需的各种扩散膜、反光膜等。

g)装配：根据图纸要求，将背光源的各种材料手工安装正确的位置。

h)测试：检查背光源光电参数及出光均匀性是否良好。

I)包装：将成品按要求包装、入库。

二、封装工艺

1. LED的封装的任务

是将外引线连接到LED芯片的电极上，同时保护好LED芯片，并且起到提高光取出效率的作用。关键工序有装架、压焊、封装。

2. LED封装形式

LED封装形式可以说是五花八门，主要根据不同的应用场合采用相应的外形尺寸，散热对策和出光效果。LED按封装形式分类有Lamp-LED、TOP-LED、Side-LED、SMD-LED、High-Power-LED等。

3. LED封装工艺流程

4.封装工艺说明

1.芯片检验

镜检：材料表面是否有机械损伤及麻点麻坑（lockhill）芯片尺寸及电极大小是否符合工艺要求

电极图案是否完整

2.扩片

由于LED芯片在划片后依然排列紧密间距很小（约0.1mm），不利于后工序的操作。我们采用扩片机对黏结芯片的膜进行扩张，是LED芯片的间距拉伸到约0.6mm。也可以采用手工扩张，但很容易造成芯片掉落浪费等不良问题。

3.点胶

在LED支架的相应位置点上银胶或绝缘胶。（对于GaAs、SiC导电衬底，具有背面电极的红光、黄光、黄绿芯片，采用银胶。对于蓝宝石绝缘衬底的蓝光、绿光LED芯片，采用绝缘胶来固定芯片。）

工艺难点在于点胶量的控制，在胶体高度、点胶位置均有详细的工艺要求。

由于银胶和绝缘胶在贮存和使用均有严格的要求，银胶的醒料、搅拌、使用时间都是工艺上必须注意的事项。

4.备胶

和点胶相反，备胶是用备胶机先把银胶涂在LED背面电极上，然后把背部带银胶的LED安装在LED支架上。备胶的效率远高于点胶，但不是所有产品均适用备胶工艺。

5.手工刺片

将扩张后LED芯片（备胶或未备胶）安置在刺片台的夹具上，LED支架放在夹具底下，在显微镜下用针将LED芯片一个一个刺到相应的位置上。手工刺片和自动装架相比有一个好处，便于随时更换不同的芯片，适用于需要安装多种芯片的产品.

6.自动装架

自动装架其实是结合了沾胶（点胶）和安装芯片两大步骤，先在LED 支架上点上银胶（绝缘胶），然后用真空吸嘴将LED芯片吸起移动位置，再

安置在相应的支架位置上。

自动装架在工艺上主要要熟悉设备操作编程，同时对设备的沾胶及安装精度进行调整。在吸嘴的选用上尽量选用胶木吸嘴，防止对LED芯片表面的损伤，特别是兰、绿色芯片必须用胶木的。因为钢嘴会划伤芯片表面的电流扩散层。

7.烧结

烧结的目的是使银胶固化，烧结要求对温度进行监控，防止批次性不良。

银胶烧结的温度一般控制在150℃，烧结时间2小时。根据实际情况可以调整到170℃，1小时。

绝缘胶一般150℃，1小时。

银胶烧结烘箱的必须按工艺要求隔2小时（或1小时）打开更换烧结的产品，中间不得随意打开。烧结烘箱不得再其他用途，防止污染。

8.压焊

压焊的目的将电极引到LED芯片上，完成产品内外引线的连接工作。LED的压焊工艺有金丝球焊和铝丝压焊两种。右图是铝丝压焊的过程，先在LED芯片电极上压上第一点，再将铝丝拉到相应的支架上方，压上第二点后扯断铝丝。金丝球焊过程则在压第一点前先烧个球，其余过程类似。压焊是LED封装技术中的关键环节，工艺上主要需要监控的是压焊金丝（铝丝）拱丝形状，焊点形状，拉力。

对压焊工艺的深入研究涉及到多方面的问题，如金（铝）丝材料、超声功率、压焊压力、劈刀（钢嘴）选用、劈刀（钢嘴）运动轨迹等等。（下图是同等条件下，两种不同的劈刀压出的焊点微观照片，两者在微观结构上存在差别，从而影响着产品质量。）我们在这里不再累述。

9.点胶封装

LED的封装主要有点胶、灌封、模压三种。基本上工艺控制的难点是气泡、多缺料、黑点。设计上主要是对材料的选型，选用结合良好的环氧和支架。（一般的LED无法通过气密性试验）如右图所示的TOP-LED和Side-LED适用点胶封装。手动点胶封装对操作水平要求很高（特别是白光LED），主要难点是对点胶量的控制，因为环氧在使用过程中会变稠。白光

LED的点胶还存在荧光粉沉淀导致出光色差的问题。

10.灌胶封装

Lamp-LED的封装采用灌封的形式。灌封的过程是先在LED成型模腔内注入液态环氧，然后插入压焊好的LED支架，放入烘箱让环氧固化后，将LED从模腔中脱出即成型。

11.模压封装

将压焊好的LED支架放入模具中，将上下两副模具用液压机合模并抽真空，将固态环氧放入注胶道的入口加热用液压顶杆压入模具胶道中，环氧顺着胶道进入各个LED成型槽中并固化。

12.固化与后固化

固化是指封装环氧的固化，一般环氧固化条件在135℃，1小时。模压封装一般在150℃，4分钟。

13.后固化

后固化是为了让环氧充分固化，同时对LED进行热老化。后固化对于提高环氧与支架（PCB）的粘接强度非常重要。一般条件为120℃，4小时。

14.切筋和划片

由于LED在生产中是连在一起的（不是单个），Lamp封装LED采用切筋切断LED支架的连筋。SMD-LED则是在一片PCB板上，需要划片机来完成分离工作。

15.测试

测试LED的光电参数、检验外形尺寸，同时根据客户要求对LED产品进行分选。

16.包装

将成品进行计数包装。超高亮LED需要防静电包装。