LED小芯片封裝技術(shù)難點(diǎn)？深圳LED燈珠廠(chǎng)家告訴你
近年來(lái)，隨著(zhù)LED芯片材料的發(fā)展，以及取光結構、封裝技術(shù)的優(yōu)化，單芯片尺寸的功率(W)越做越高，芯片的光效(lm/W)、性?xún)r(jià)比(lm/$)也越來(lái)越好，在這樣的背景支持之下，LED芯片的微小化已成趨勢。芯片尺寸微小化背后的含意，除了發(fā)光組件的總體尺寸能更佳符合未來(lái)產(chǎn)品輕、薄、短、小的趨勢之外，單一外延片所能切割的小芯片數量更多了，固定功率下所需使用的芯片數量更少了，這些對于降低LED的生產(chǎn)支出有很大的幫助，畢竟”成本”永遠都是個(gè)大問(wèn)題。 在大功率照明領(lǐng)域，采用多個(gè)小芯片串并聯(lián)的技術(shù)已經(jīng)使用的很成熟也很廣泛。和單一大功率芯片比起來(lái)，此工藝的芯片成本較低，整體的散熱性也更好、光效更高、光衰更慢，可同時(shí)達到率及高功率的目標，雖然有工序較復雜、信賴(lài)性較低等隱憂(yōu)，但也難以動(dòng)搖它的地位。其次，在顯示屏應用的領(lǐng)域，RGB多芯片封裝是一個(gè)主流的工藝，隨著(zhù)象素的密度越高(即分辨率越高)，單位面積下單個(gè)象素點(diǎn)的尺寸就越來(lái)越小，在逐漸朝著(zhù)”小間距化”方向發(fā)展的同時(shí)，所能使用的R、G、B三色芯片的尺寸也越來(lái)越小，藉此滿(mǎn)足市場(chǎng)上高分辨率的要求。從上述趨勢看來(lái)，如何做好小尺寸芯片的封裝，就成為一個(gè)重要的課題。 在LED封裝的技術(shù)中，目前仍是以傳統固晶、打線(xiàn)的制程為主，至于時(shí)下當紅的覆晶封裝(Flip Chip)或是芯片級封裝(Chip Scale Package，CSP)等其他新制程，礙于當前良率、成本、設備投資等考慮，短時(shí)間內還是很難取代原有制程。隨著(zhù)芯片尺寸的縮小，直接影響到的就是固晶制程的難易度；同時(shí)芯片上的電極跟著(zhù)變小，使用的鍵合線(xiàn)的線(xiàn)徑也減小，所搭配的瓷嘴也同步優(yōu)化。因此，進(jìn)入了”小芯片封裝”的領(lǐng)域之后，要克服的難點(diǎn)就是固晶、打線(xiàn)制程會(huì )用到的固晶膠、鍵合線(xiàn)、瓷嘴。 關(guān)于固晶的挑戰 固晶膠是固晶制程的關(guān)鍵耗材，它的作用包含了固定芯片、(導電)及散熱，其主要成分由高分子或是銀粉加高分子材料所組成。藉由成分配比的不同，形成了不同的剪切強度、觸變指數、玻璃轉移溫度、體積電阻率等等的特性參數，進(jìn)而達到了不同的固晶效果及信賴(lài)性。此外，隨著(zhù)芯片尺寸的縮小，固晶膠的使用量也減小，如果膠量過(guò)多容易產(chǎn)生芯片滑動(dòng)，若是過(guò)少又可能導致芯片因粘不緊而掉落，這其中該如何拿捏也是一門(mén)藝術(shù)了。 如何選用鍵合線(xiàn)材 所謂好的鍵合線(xiàn)材，具備以下要求： 1.滿(mǎn)足客戶(hù)規范的機械及電氣性能(如融斷電流、弧長(cháng)弧高、球形尺寸等) 2.的直徑 3.表面無(wú)劃痕、清潔 4.無(wú)彎曲、扭曲應力 5.內部組織結構均勻 除了上述要求之外，小線(xiàn)徑線(xiàn)材又可能面臨多芯片間串并聯(lián)，或是植球型焊線(xiàn)如BSOB(Bond Stick On Ball)、BBOS(Bond Ball On Stitch)等特殊打線(xiàn)手法的需求，更是制線(xiàn)工藝上的挑戰，舉例來(lái)說(shuō)，芯片串聯(lián)的過(guò)程會(huì )涉及到芯片間Pad to Pad的打線(xiàn)，若是使用銅線(xiàn)或純銀線(xiàn)來(lái)進(jìn)行焊接會(huì )有作業(yè)性不好及良率不高的問(wèn)題，遠遠不及及高金、合金線(xiàn)的表現，這些都是要納入考慮的。 此外，隨著(zhù)線(xiàn)徑變小，鍵合線(xiàn)的荷重(Breaking load，BL)會(huì )跟著(zhù)下降，將影響到焊線(xiàn)的拉力與信賴(lài)性；再來(lái)，隨著(zhù)各種線(xiàn)材的成分配比、合金的均勻控制，以及拉絲、退火條件的不同，將產(chǎn)生不同的線(xiàn)材硬度、荷重、延伸率(Elongation，EL)、熱影響區(Heat Affection Zone，HAZ)及電阻等特性，在焊線(xiàn)變細的同時(shí)如何能抵抗模流等外力而不至于塌線(xiàn)、拉出來(lái)的線(xiàn)弧形態(tài)如何能穩定不損傷、需要的焊線(xiàn)推拉力數值如何能達成、怎樣控管好小線(xiàn)徑的尺寸、如何在不影響主要特性的情況下替客戶(hù)降低成本，并且維持線(xiàn)材的抗硫化性等等，都是鍵合線(xiàn)供貨商可以努力的方向。關(guān)于不同的鍵合線(xiàn)特性的不同可參考下方比較表，從表中我們可以很清楚地發(fā)現，藉由高金線(xiàn)、合金線(xiàn)等相關(guān)產(chǎn)品的使用，不僅能降低20%-40%成本，同時(shí)可滿(mǎn)足與線(xiàn)不相上下的性能，目前也已通過(guò)許多客戶(hù)的認可，受到業(yè)界廣泛的使用了。也就是說(shuō)，選用好的高金線(xiàn)或合金線(xiàn)，是降低成本，且同時(shí)做好小芯片封裝的關(guān)鍵，如圖一所示。 表一、線(xiàn)、高金線(xiàn)、合金線(xiàn)之相關(guān)特性比較表 圖一、選用好的高金線(xiàn)或合金線(xiàn)，是降低成本，且同時(shí)做好小芯片封裝的關(guān)鍵 瓷嘴與焊線(xiàn)參數 瓷嘴方面的參數優(yōu)化也很關(guān)鍵，在鍵合線(xiàn)徑減小以符合電極焊盤(pán)尺寸的前提下，可選用單倒角形態(tài)配合針頭表面粗糙化的瓷嘴來(lái)達到更好的焊點(diǎn)強度；此外，使用較大的針頭直徑(T)、表面角度(FA)搭配較小的外弧半徑(OR)可達到更好的二焊點(diǎn)強度及魚(yú)尾的穩定度。當然，透過(guò)實(shí)際的狀況配合經(jīng)驗來(lái)調整出適當的焊線(xiàn)參數如燒球電流、焊線(xiàn)時(shí)間、焊線(xiàn)功率…等也是非常重要的。 總的來(lái)說(shuō)，由于優(yōu)勢明顯，小芯片的應用是未來(lái)LED的趨勢之一，無(wú)論是大功率照明或是小間距顯示屏的發(fā)展都與此息息相關(guān)，而小芯片封裝更是達到此目標的關(guān)鍵技術(shù)。要打出好的焊線(xiàn)，除了適當的參數、正確的瓷嘴外，選用質(zhì)量好的鍵合線(xiàn)也是非常重要的，這三者缺一不可，也這三者都完善了，小芯片封裝的技術(shù)才會(huì )更好LED鍍銀支架（LED燈腳）使用注意事項！
為了減少led鍍銀支架在倉儲及使用中的不良，在使用方便的同時(shí)，請關(guān)注以下事項：
     1、  LED鍍銀支架是功能性的電鍍，我們注重的是可焊性及銀鍍層導電的良好性，其次是支架的抗氧化性等功能。
      2、  銀鍍層化學(xué)性質(zhì)：?jiǎn)钨|(zhì)銀在常規狀態(tài)下化學(xué)性質(zhì)表現穩定，同水及空氣中的氧極少發(fā)生化學(xué)反應，但遇到硫化氫、氧化合物、紫外線(xiàn)照射，酸、堿、鹽類(lèi)物質(zhì)作用則極易發(fā)生化學(xué)反應，其表現為銀層表面發(fā)黃并逐漸變成黑褐色。雖然我司對電鍍后的LED支架對鍍銀層進(jìn)行微弱的有機保護處理，但其抗變色性能依然很弱，所以，在支架不走生產(chǎn)流程操作時(shí)，請密封保存。
        3、  倉儲使用中注意事項：
a、  在未打開(kāi)包裝的條件下，倉儲放置條件：25℃以下，相對濕度<65%以下； b、  LED鍍銀支架的包裝一旦打開(kāi)，請注意以下事項： 1請勿用徒手接觸支架。徒手接觸支架，汗液會(huì )附著(zhù)于支架表面，后續存放或烘烤中將加速支架鍍層變色氧化及支架基體生銹氧化，若徒手接觸支架功能區，其焊線(xiàn)效果極差； 2作業(yè)環(huán)境應保持恒定，控制于25℃以下，相對濕度<65%以下，以防止支架氧化生銹； 3在晝夜溫差時(shí)，應盡量減少作業(yè)環(huán)境中的空氣流動(dòng)，長(cháng)時(shí)間不作業(yè)的支架應采用不含硫框、箱予以密封保護； 4LED支架在烤箱內，在維持烤箱正常運行下，其排氣口盡量關(guān)閉； 5在低溫季節，要盡量減少裸支架在流程中的存放時(shí)間，因為環(huán)境溫度較低時(shí)，大氣氣壓同時(shí)偏低，空氣污染指數較高，日常工作所產(chǎn)生的廢氣難以散發(fā)，而容易與銀發(fā)生化學(xué)反應導致變色。 6封裝完畢的產(chǎn)品應盡快鍍錫處理（含全鍍品），否則容易出現引線(xiàn)腳氧化，導致外觀(guān)不良及焊錫不良； 7由于助焊劑呈酸性，因此產(chǎn)品焊錫以后需清洗干凈表現殘留物質(zhì)，否則將在較短的時(shí)間出現氧化生銹。
        4、  為使用的支架堆放需不超過(guò)四層，防止重力擠壓變形；搬運過(guò)程中應輕拿輕放；拆開(kāi)包裝時(shí)應用刀片劃開(kāi)粘膠帶。
        5、  由于支架沖壓模具是機械配合，須定期維護模具，以支架的機械尺寸在圖紙公差范圍內。為了貴司作業(yè)順暢，請做好支架的分批管制，以減少不同批支架的偏差： a、  確認包裝箱上封箱色帶及生產(chǎn)日期編號，兩者能統一則以同批投料，否則請分開(kāi)投料； b、  檢驗時(shí)，請勿混放不同批次的產(chǎn)品； c、  不同時(shí)間進(jìn)料的支架盡量分開(kāi)使用。
       6、  成品后的保存環(huán)境同3-a要求，但由于銅材材質(zhì)的變化，很難少年宮BAR切口處不生銹。所以，為了提司的產(chǎn)品檔次，建議采用半鍍支架，封裝后的半成品再做鍍錫保護。高顯指LED燈珠的顯指高低由什么決定的，有什么作用？
高顯指LED燈珠的顯色指數高低，是由熒光粉和晶片波段搭配出來(lái)的，顯指是對物體顏色的再現程度。顯指數是代表，人眼對光經(jīng)物體反射回來(lái)，看到物體的一個(gè)逼真程度 如：攝影燈 補光燈
在不同環(huán)境中有不同要求，一般通用室內照明都是常規，暖白65-70 正白75左右就可以。通過(guò)加入高顯色的粉使得光通量有降低。燈珠的顯指和燈珠質(zhì)量好壞沒(méi)有直接的關(guān)系。當然同比亮度情況下，顯指越高越好了，但是價(jià)格相對會(huì )貴一些。顯指數是代表，人眼對光經(jīng)物體反射回來(lái)，看到物體的一個(gè)逼真程度。一般是顯指越差，人反映到物體，離真實(shí)物體的顏色就越差。顯指越高就月逼真。
高顯指LED燈珠比LED燈珠顯色性更好，顯指越高，色彩越鮮明。高顯指LED就顯指接近太陽(yáng)色的RA100   科維晶鑫生產(chǎn)的高顯可以做到96-97 做到真正高顯高流明。
90-100  優(yōu)良 ，需要色彩對比的場(chǎng)所
80-89  需要色彩正確判斷的場(chǎng)所
60-79  普通，需要中等顯色性的場(chǎng)所