固晶貼片機(jī)在LED封裝行業(yè)的應(yīng)用
LED固晶機(jī)從芯片的演變進(jìn)程中發(fā)現(xiàn),各大LED出產(chǎn)商在上游技能上不斷改善,如運(yùn)用不同的電極規(guī)劃操控電流密度,運(yùn)用ITO薄膜技能令通過LED的電流能均勻分布等,使在結(jié)構(gòu)上都盡可能產(chǎn)生較多的。再運(yùn)用各種不同辦法去抽出LED宣告的每一粒光子,如出產(chǎn)不同外形的芯片;運(yùn)用芯片周邊有效地操控光折射度行進(jìn)LED取率,研制擴(kuò)展單一芯片外表規(guī)范(>2mm2)添加發(fā)光面積,更有運(yùn)用粗糙的外表添加光線的透出等等。
有一些高亮度LED芯片上p-n兩個電極的方位相距拉近,令芯片發(fā)光功率及散熱才華行進(jìn)。而較近已有的出產(chǎn),便是運(yùn)用新改善的溶解(Laserlift-o)及金屬黏合技能(metalbonding),將LED磊晶晶圓從GaAs或GaN長晶基板移走,并黏合到另一金屬基板上或其它具有高反射性及高熱傳導(dǎo)性的物質(zhì)上面,幫忙大功率LED行進(jìn)取光功率及散熱才華。
封裝規(guī)劃
通過多年的打開,筆直(φ3mm、φ5mm)和SMD燈(外表貼裝LED)已演變成一種規(guī)范產(chǎn)品形式。但隨著芯片的打開及需求,開荒出切合大功率的封裝產(chǎn)品規(guī)劃,為了運(yùn)用自動化拼裝技能下降制造本錢,大功率的SMD燈亦應(yīng)運(yùn)而生。并且,在可攜式消費(fèi)產(chǎn)品商場急速的帶動下,大功率LED封裝體積規(guī)劃也越小越薄以供給更闊的產(chǎn)品規(guī)劃空間。
為了堅持制品在封裝后的光亮度,新改善的大功率SMD器材內(nèi)加有杯形反射面,有助把全部的光線能一致地反射出封裝外以添加輸出。而蓋住LED上圓形的,用料上更改用以Silone封膠,替代以往在環(huán)氧樹脂(Epoxy),使封裝能堅持必定的耐用性。
封裝工藝及計劃
封裝之首要目的是為了保證半導(dǎo)體芯片和底層電路間之正確電氣和機(jī)械性的互相接續(xù),及維護(hù)芯片不讓其遭到機(jī)械、熱、濕潤及其它種種的外來沖擊。選擇封裝辦法、資料和運(yùn)用機(jī)臺時,須考慮到LED磊晶的外形、電氣/機(jī)械特性和固晶精度等要素。因LED有其光學(xué)特性,封裝時也須考慮和保證其在光學(xué)特性上能夠滿意。
無論是筆直LED或SMD封裝,都必須選擇一部高精度的固晶機(jī),因LED晶粒放入封裝的方位精準(zhǔn)與否是直接影響整件封裝器材發(fā)光效能。若晶粒在反射杯內(nèi)的方位有所差錯,光線未能徹底反射出來,影響制品的光亮度。但若一部固晶機(jī)具有先進(jìn)的預(yù)先圖畫辨識體系(PRSystem),雖然質(zhì)量參差的引線結(jié)構(gòu),仍能精準(zhǔn)地焊接于反射杯內(nèi)預(yù)訂之方位上。
一般低功率LED器材(如指示設(shè)備和手機(jī)鍵盤的照明)首要是以銀漿固晶,但因?yàn)殂y漿自身不能抵受高溫,在行進(jìn)亮度的一同,發(fā)熱現(xiàn)象也會產(chǎn)生,因而影響產(chǎn)品。要獲得高質(zhì)量高功率的LED,新的固晶工藝隨之而打開出來,其間一種便是運(yùn)用共晶焊接技能,先將晶粒焊接于一散熱基板(soubmount)或熱沉(heatsink)上,然后把整件晶粒連散熱基板再焊接于封裝器材上,這樣就可增強(qiáng)器材散熱才華,令發(fā)相對地添加。至于基板資料方面,硅(Silicon)、銅(Copper)及陶瓷(Ceramic)等都是一般常用的散熱基板物料。
共晶焊接
技能較關(guān)鍵是共晶資料的選擇及焊接溫度的操控。新一代的InGaN高亮度LED,如選用共晶焊接,晶粒底部能夠選用純錫(Sn)或金錫(Au-Sn)合金作接觸面鍍層,晶粒可焊接于鍍有金或銀的基板上。當(dāng)基板被加熱至適宜的共晶溫度時,金或銀元素滲透到金錫合金層,合金層成份的改動行進(jìn)溶點(diǎn),令共晶層固化并將LED緊固的焊于熱沉或基板上。
選擇共晶溫度視乎晶粒、基板及器材資料耐熱程度及往后SMT回焊制程時的溫度要求。考慮共晶固晶機(jī)臺時,除高方位精度外,另一重要條件便是有靈敏并且安穩(wěn)的溫度操控,加有氮?dú)饣蚧旌蠚怏w設(shè)備,有助于在共晶過程中作防氧化維護(hù)。當(dāng)然和銀漿固晶相同,要達(dá)至高精度的固晶,有賴于慎重的機(jī)械規(guī)劃及高精度的馬達(dá)運(yùn)動,才華令焊頭運(yùn)動和焊力操控適可而止之余,亦無損高產(chǎn)能及高良品率的要求。
進(jìn)行共晶焊接工藝時亦可加入助焊劑,這技能較大的特點(diǎn)是無須額定附加焊力,故此不會因固晶焊力過大而令過多的共晶合金溢出,減低LED產(chǎn)生短路的機(jī)會。
覆晶(FlipChip)焊接
覆晶焊接近年被積極地運(yùn)用于大功率LED制程中,覆晶辦法把GaNLED晶粒倒接合于散熱基板上,因沒有了金線焊墊阻礙,對行進(jìn)亮度有必定的幫忙。因?yàn)殡娏髁鬓D(zhuǎn)的間隔縮短,電阻減低,所以熱的產(chǎn)生也相對下降。一同這樣的接合亦能有效地將熱轉(zhuǎn)至下一層的散熱基板再轉(zhuǎn)到器材外面去。當(dāng)此工藝被運(yùn)用在,不但行進(jìn)光輸出,更能夠使產(chǎn)品全體面積縮小,擴(kuò)展產(chǎn)品的運(yùn)用商場。
覆晶LED技能打開上有兩個首要的計劃:一是鉛錫球焊(Solderbumpreflow)技能;另一個是熱超聲(Thermosonic)焊接技能。
鉛錫球焊接已在IC封裝運(yùn)用多時,工藝技能亦已老練,故在此不再臚陳。針對低本錢及低線數(shù)器材的出產(chǎn),熱超聲覆晶(Thermosonicflipchip)技能特別適用于大功率LED焊接。以金做焊接的,因?yàn)榻鸫宋镒陨砣埸c(diǎn)溫度較鉛錫球和銀漿高,對固晶后的制程規(guī)劃方面更有彈性。
此外,還有無鉛制程、工序簡略、金屬接位可靠等利益。熱超聲覆晶工藝通過多年的研討及履歷累積,已掌握較優(yōu)化的制程參數(shù),并且在幾大LED出產(chǎn)商已成功地投入量產(chǎn)。足出產(chǎn)線運(yùn)用外,其他許多的(如芯片粘片機(jī)、引線焊接機(jī)、機(jī)、編帶機(jī))等自動化設(shè)備還全都依靠進(jìn)口。
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