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LED小芯片封装技能难点解析

LED小芯片封装技术难点解析-本文从关于固晶的挑战、如何选用键合线材、瓷嘴与焊线参数等几个方面向大家阐述在微小化的趋势下关于LED小芯片封装技术难点解析。

  近年来,跟着LED芯片资料的开展,以及取光结构、封装技能的优化,单芯片尺度的功率(W)越做越高,芯片的光效(lm/W)、性价比(lm/$)也越来越好,在这样的布景支撑之下,LED芯片的细小化已成趋势。芯片尺度细小化背面的含义,除了发光组件的全体尺度能更佳契合未来产品轻、薄、短、小的趋势之外,单一外延片所能切开的小芯片数量更多了,固定功率下所需运用的芯片数量更少了,这些关于下降LED的出产开销有很大的协助,究竟”本钱”永远都是个大问题。

  在大功率照明范畴,选用多个小芯片串并联的技能现已运用的很老练也很广泛。和单一大功率芯片比起来,此工艺的芯片本钱较低,全体的散热性也更好、光效更高、光衰更慢,可一起到达高效率及高功率的方针,虽然有工序较杂乱、信任性较低一级隐忧,但也难以不坚定它的位置。其次,在显示屏运用的范畴,RGB多芯片封装是一个干流的工艺,跟着象素的密度越高(即分辨率越高),单位面积下单个象素点的尺度就有必要越来越小,在逐步朝着”小距离化”方向开展的一起,所能运用的R、G、B叁色芯片的尺度也有必要越来越小,藉此满意商场上高分辨率的要求。从上述趋势看来,怎么做好小尺度芯片的封装,就成为一个重要的课题。

  在LED封装的技能中,现在仍是以传统固晶、打线的制程为主,至于时下当红的覆晶封装(Flip Chip)或是芯片级封装(Chip Scale Package,CSP)等其他新制程,碍于当时良率、本钱、设备出资等考虑,短时刻内仍是很难替代塬有制程。跟着芯片尺度的缩小,最直接影响到的便是固晶制程的难易度;一起芯片上的电极有必要跟着变小,运用的键合线的线径也有必要减小,所调配的瓷嘴也有必要同步优化。因而,进入了”小芯片封装”的范畴之后,首先要战胜的难点便是固晶、打线制程会用到的固晶胶、键合线、瓷嘴。

  关于固晶的应战

  固晶胶是固晶制程的要害耗材,它的作用包含了固定芯片、(导电)及散热,其首要成分由高分子或是银粉加高分子资料所组成。藉由成分配比的不同,形成了不同的剪切强度、触变指数、玻璃搬运温度、体积电阻率等等的特性参数,从而到达了不同的固晶作用及信任性。此外,跟着芯片尺度的缩小,固晶胶的运用量也有必要减小,如果胶量过多简单发生芯片滑动,若是过少又或许导致芯片因粘不紧而坠落,这其间该怎么拿捏也是一门艺术了。

  怎么选用键合线材

  所谓好的键合线材,有必要具有以下要求:

  1.满意客户标准的机械及电气功能(如融断电流、弧长弧高、球形尺度等)

  2.准确的直径

  3.外表无划痕、清洁无污染

  4.无曲折、歪曲应力

  5.内部安排结构均匀

  除了上述要求之外,小线径线材又或许面对多芯片间串并联,或是植球型焊线如BSOB(Bond Stick On Ball)、BBOS(Bond Ball On Stitch)等特别打线方法的需求,更是制线工艺上的应战,举例来说,芯片串联的进程会涉及到芯片间Pad to Pad的打线,若是运用铜线或纯银线来进行焊接会有作业性欠好及良率不高的问题,远远不及纯金及高金、合金线的体现,这些都是要归入考虑的。

  此外,跟着线径变小,键合线的荷重(Breaking load,BL)会跟着下降,将影响到焊线的拉力与信任性;再来,跟着各种线材的成分配比、合金的均匀操控,以及拉丝、煺火条件的不同,将发生不同的线材硬度、荷重、延伸率(Elongation,EL)、热影响区(Heat Affection Zone,HAZ)及电阻等特性,在焊线变细的一起怎么能反抗模流等外力而不至于塌线、拉出来的线弧形状怎么能安稳不损害、需求的焊线推拉力数值怎么能到达、怎样控管好小线径的尺度、怎么在不影响首要特性的情况下替客户下降本钱,而且保持线材的抗硫化性等等,都是键合线供货商能够尽力的方向。关于不同的键合线特性的不同可参阅下方比较表,从表中咱们能够很清楚地发现,藉由高金线、合金线等相关产品的运用,不只能下降20%-40%本钱,一起可满意与纯金线平起平坐的功能,现在也已经过许多世界级客户的认可,遭到业界广泛的运用了。也便是说,选用好的高金线或合金线,是下降本钱,且一起做好小芯片封装的要害,如图一所示。

  表一、纯金线、高金线、合金线之相关特性比较表

  

  

  图一、选用好的高金线或合金线,是下降本钱,且一起做好小芯片封装的要害

  瓷嘴与焊线参数

  瓷嘴方面的参数优化也很要害,在键合线径有必要减小以契合电极焊盘尺度的前提下,可选用单倒角形状合作针头外表粗糙化的瓷嘴来到达更好的榜首焊点强度;此外,运用较大的针头直径(T)、外表视点(FA)调配较小的外弧半径(OR)可到达更好的第二焊点强度及鱼尾的安稳度。当然,透过实践的情况合作经历来调整出恰当的焊线参数如烧球电流、焊线时刻、焊线功率…等也是非常重要的。

  总的来说,因为优势显着,小芯片的运用是未来LED的趋势之一,无论是大功率照明或是小距离显示屏的开展都与此休戚相关,而小芯片封装更是到达此方针的要害技能。要打出好的焊线,除了恰当的参数、正确的瓷嘴外,选用质量好的键合线也是非常重要的,这叁者缺一不可,也唯有这叁者都完善了,小芯片封装的技能才会更好。(作者:廖艺泽(1985-),台湾台北人,从事LED封装方面的相关研讨)

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