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关于高功率LED金线焊接结构之探讨

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（ 三 ）绝 热 环 境
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图１ 热电偶原理示意图
实验时将 Ｌ Ｅ Ｄ模块放人 压克力箱内 ，其 目的在避 免实验过程巾受 到环境气流的干扰 ，以减少实验误差 ，可视为一个 与外界隔绝 的环境 。 压克 箱尺寸为长 ２ ０ ｃ ｍ、宽 ２ ０ ｃ ｍ、高 ２ ０ ｃ ｍ。 三 、实 验 模 型 （ 一 ）Ｌ Ｅ Ｄ模 块 使用的 Ｌ Ｅ Ｄ为 Ｃ Ｒ Ｅ Ｅ所制 ，型号为 Ｘ Ｌ ａ ｍｐＸＲ — Ｃ。该 Ｌ Ｅ Ｄ有 向， 蓝 ，绿 ，红及琥珀五种颜色 。其 Ｌ Ｅ Ｄ芯片热阻为 ｌ ２ ℃ ～ １ ５ ℃／ Ｗ，最 大Ｊ ｕ ｎ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ温度 为 １ ５ ０ ℃。 （ 二 ）铝 基 板 该基 板 为 柏 汇 有 限公 司所 制 ，材 质 为 Ｎ Ｒ Ａ一 ８ ，厚 度 为 １ ． ５ ａｍ，热 ｒ 传导系数为 ２ Ｗ／ ｍ．Ｋ，热阻为 ０ ． ３ Ｃ ／ Ｗ。 四 、数 值 模 拟
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实 验 方 法
本实验之 目的在 于作 为模拟之 比较 ， 以确认 仿真之模型 ， 及仿真之 网格数 ，比较之数据 为温度 ，单位 为 Ｋ。实验 之方法是将 Ｌ Ｅ Ｄ置于绝 热箱 内，并于 Ｌ Ｅ Ｄ表面 以热 电偶量测温度 ，将 Ｌ Ｅ Ｄ连结 电源供应器 ， 尔后施予 ３ ５ ０ ｍＡ的电流 ，待上升之温度趋缓后 ，量测 Ｌ Ｅ Ｄ表面温度记
金 球 厚 度 ，金 线之 线 弧 高度 ，金 线 之 线弧 长度 及 金 线 之 线 台长度 ， 固定 因子 为 环境 温 度 ，金 球 之 推 力值 ，金 线之 拉 力值 ，及 推 ，拉 力持 续 时 间 ，
而被 动 变 因 为金 球接 面及 金 线 Ｈ Ａ Ｚ 部 位 之应 力 及安 全 系数 。
（ 二 ）热 电 偶 温 度 量 测 器
实体模 型建立完之 后， 要将 实体模 型网格化 产生有 限元素模型 。 有 限元素模 型之建立方法有两种 ： 直接建立法与间接建立法 。 直接 建立法
即直接建立节点（ ｎ ｏ ｄ ｅ ） 与元素（ ｅ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ） ， 产生所需之有限元素模 型 ， 此方 法适合用于形状较为简单或规 则之模 型。 而间接建立法 为在实体模 型建 立后 ， 再进 行网格 切割 ， 产生有 限元素模型 ， 此法适合用于建构复杂性 较高之模型。 在网格切割上可分成 自由网格（ Ｆ ｒ ｅ ｅ Ｍｅ ｓ ｈ ） 跟规则 网格（ Ｍａ ｐ ｐ ｅ ｄ Ｍｅ ｓ ｈ ） 两种。自由网格对于实体模型形状上并没有太多要求 ， 只须指定网格 大 小 、密度及形式 。由计算机 自动产生网格 ，具有快速及方便 的优点 。 而规则网格对于实体模型的形状有较严 的要求 ， 面网格之元素形状 必须为 四边形或三边形 ， 体网格则限制为六面体 ， 因此必须花很多时问 将实体模型做细部分割 ，才能完成网格切割。 本研究采用间接建立法建立有限元素模 型， 使用 自由网格进行网格 切割 ，针对金线的部分由较疏的网格 开始测试 ， 逐渐加密 网格 ，直到运
２ ０ １ ４年 第 ８期
电子 元 器 件
关 工 】同 吉 功率 Ｌ Ｅ Ｄ金线焊接 结构之探 讨
■袁文涛
本文以高功率 Ｌ Ｅ Ｄ之金 线，利用 Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ Ｗ ｏ ｒ ｋ ｂ ｅ ｎ ｃ ｈ进行热 ，推力及 拉 力模 拟之 探 讨 ， 主 动 变 因 为 Ｌ Ｅ Ｄ之 发 热 功率 ，金 线之 电 流值 ，金 线之
（ 一 ）Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ 软 件 介 绍
算结果不受网格增减所影响 ， 便 以此 网格大小做为数值模型网格化之依 据 ，运算处理则 以 Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ 所提供之热传分析模块及结构分析模块进行 分析 ，将金线 固定住 ，并给予 固定热源使其产生热 ，固定热对流 系数 ， 固定环境温度 ，仅调整网格大小 ，并观察网格 大小 与温度 ，应力及应变
的变 化 。
五 、 总结
本研究使用软件包 Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ Ｗｏ ｒ ｋ ｂ ｅ ｎ ｃ ｈ进行数值模拟 ，ＡＮ Ｓ Ｙ Ｓ是 以 有限元素分析之软 件 ，能与大多数 Ｃ ＡＤ （ Ｃ ｏ ｍｐ ｕ ｔ ｅ ｒ — ａ ｉ ｄ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ） 软件 ，进 行实体模 型间的转换 ，町提高建模速度 ，简化分析 丁作 。ＡＮ Ｓ ＹＳ所提 供 的丁程 分析能 力可以区分为结构分析 、 热传 分析 、 流场分 析 、 电磁 场 分析及耦合场分 析（ ｃ ｏ ｕ ｐ ｌ ｅ ｄ — ｉ ｆ ｅ ｌ ｄ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ） ５ 项 。Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ和大部分 的计算 机辅助分析软件相 同 ， 具有前处理器 、 分析器及后处理器 等三个基本 的 模组 。 （ 二 ）实体 模 型 建 立 本研究 的对 象是 Ｃ Ｒ Ｅ Ｅ的 ＸＬ ａ ｍ ｐ ＸＲ — Ｃ构装 形式 的 Ｌ Ｅ Ｄ，其内部 主要 构 造 ，包 含 Ｌ Ｅ Ｄ 芯 片 ，金 线 ，铝 垫 ，Ｓ ｉ ｌ ｉ ｃ ｏ ｎ ｅ填 胶 ，反 光杯 ，透 镜 ， 陶瓷 基板 ，Ｎ Ｒ Ａ一 ８铝板 。建立模 型通常有 两种 方式 ：由下而上或由上 而下。 所谓 的由下 而上是指先定义几个点 ， 由几个点来定义一条线 ， 由
一
几条线去定 义一个 面，然后再 由几个面来定义一个体 ；如此依照 （ 点一 线一 面一 体 ）的顺序来建 立模 型即称为 由下而上 。丽由上 Ｉ ｆ ＝ Ｉ ｉ 下的方法 为 直接 建立较 高单元之对象 ，利用 Ｂ ｏ ｏ ｌ ｅ ａ ｎ ｏ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ 来操作这些几何实 体， 耀造 Ｉ 叶 ｜ 想要 的几何模型 。 本研究之数值模 拟 ， 采用 由下而上 的方法 建立模 型。
热 电偶 之原理是将两种不 同材质的金属导线 Ａ、Ｂ 串接成一个 回 路， 如图 １ ， 在此接合点给予温度差 Ｔ １ ， 则在导线 的两端会产生 电动势 ， 这种 凼为温 度筹所 产生的热电压效应称之为席贝克效应。
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录下 来 。 二 、 实验 设 备
（ 一 ）电 源供 应 器
图 ２构造示 意图
（ 三 ）网格 数 确认
图３ Ｌ Ｅ Ｄ ３ Ｄ模型图
Hale Waihona Puke 电源供应 器为数 位式 直流电源供应器 ，主要用来供应 Ｌ Ｅ Ｄ组件所 需之 电源 ，其最 大输 ｝ ｆ Ｊ 电压为 ３ ０ Ｖ，最大输出 电流为 ｌ Ｏ Ａ。

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大功率LED焊接知识

大功率LED焊接知识

大功率LE‎D‎SMT简介SMT就是表面组装技术的缩写,是目前电子组装行业里最流行的一种技术和工艺，表面组装技术是一种无需在印制板上钻插装孔直 将表面组装元器件贴﹑ 到印制电路板表面规定位置上的电路装联技术，具体的说表面组装技术就是一定的工具将表面组装元器件引脚对准预先涂覆了了粘剂 剂和 膏的盘图形上，把表面组装组件贴装元器件贴装到未钻安装孔的PCB表面上，然后经过波峰 或回流使表面组装元器件和电路之间建立可靠的机械和电气连 。

一、SMT的特点1. 组装密度高，电子产品体积小重量轻,贴片元件的体积和重量只有传统插装元件的/10左右,一般采用M T之后,电子产品体积缩小%~60%,重量减轻0%~80%2. 可靠性高抗振能力强 点缺陷率低3. 高频特性好减少了电磁和射频干扰4. 易于实现自动化,提高生产效率5. 降低成本达30%~50%节省材料能源设备人力时间等二、为什么要用表面贴装技术(SMT)1. 电子产品追求小型化,以前使用的穿孔插件元件已无法缩小。

2. 电子产品功能更完整,所采用的集成电路(IC)已无穿孔元件,特别是大规模高集成C,不得不采用表面贴片元件。

3. 产品批量化,生产自动化,厂方要以低成本高产量,出产优质产品以迎合顾客需求及加强市场竞争力。

4. 电子元件的发展,集成电路(IC)的开发,半导体材料的多元应用。

5. 电子科技革命势在必行,国际潮流，大势所趋。

三、SMT工艺流程及作用1、单面板生产流程供板印刷红胶(或锡浆) 贴装元器件回流固化(或 ) 检查测试包装2、双面板生产流程(1) 一面锡浆﹑一面红胶之双面板生产流程:供板丝印锡浆贴装元器件回流 检查供板(翻面) 丝印红胶贴装元器件回流固化波峰 检查包装(2) 双面锡浆板生产流程供板第一面(集成电路少,重量大的元器件少) 丝印锡浆贴装元器件回流 检查供板第二面(集成电路多﹑重量大的元器件多) 丝印锡浆贴装元器件回流 检查包装丝印其作用是将膏或贴片胶漏印到C B的 盘上,为元器件的 做准备。

第4章 LED封装的焊线环节

第4章 LED封装的焊线环节


1. 金线的拆装
2. 金线的检验

金线进料检验主要是金线外观和拉力的检测，外观要求金 线干净无尘和整洁，拉力测试对进料卷数抽取30%做拉力 测试，取每卷的5~10cm做拉力测试，测试结果：1.0mil金 线拉力必须大于7g，小于或等于7g为不合格；1.2mil金线 拉力必须大于15g，小于或等于15g为不合格。
4.1.4 拉力计

在成品LED使用过程中，其封装胶体环氧树脂胶等会受到 环境影响，产生应力，如果该应力大于LED内部所焊金线 的拉力，则会造成金线被拉断，从而LED死灯。因此，在 焊线环节中，检测LED焊线的拉力大小是非常重要的一道 QC工序。
常见的五种断线模式
A：第一焊点和电极之间的脱离； B：第一焊点上升部位断线； C：在B～D之间断线； D：在第二焊点断线； E：第二焊接点断线。 其中，断线模式D、E的不同在于： D模式时，第二焊点多少有一些残留物； E模式时，第二焊接点只有压痕，确认不了有熔溃的痕迹。



（4）特严重堵塞：可用钨丝直接将堵塞物顶出，然后重复第（1） 项。
4.1.3 超声波金丝球焊线机

超声波金丝球焊线机的基本原理是在超声能量、温度、压 力的共同作用下形成焊点，其工艺过程可简单表示为：烧 球——一焊——拉丝——二焊——断丝——烧球。
操作说明
（1）首次操作 设置好工作温度，视不同的支架和芯片设定适当的温度，待工作温度达 到设定值后方可工作。对于不同的产品，建议先做一次工作面高度的检 测，后进行其他参数的设定。设定好参数后，便可作试焊生产。 根据产品的特性和要求，操作者可对焊接进行跟踪调节（如焊接跨度、 高度、金球等参数调节）。首根支架试焊完成后，送检；经检测合格后， 即可进行实际生产。 （2）持续操作 在生产过程中，需中断工作时，可关闭电源或只关闭照明灯和停止夹具 加温即可。即使电源关闭，原有设定参数仍然保存在记忆体中，不被清 除（除非作数据清除操作）。终止操作时，应按“复位”键使整机恢复 至原始位置，保证瓷嘴不被意外碰损。继续操作时，先调整显微镜，让 工作面在视野中间，方可进行下一步的操作。
LED中为什么要用金线做导线

LED中为什么要用金线做导线

LED中为什么要用金线做导线？铜线不可以吗？1 引言丝球焊是引线键合中最具代表性的焊接技术，它是在一定的温度下，作用键合工具劈刀的压力，并加载超声振动，将引线一端键合在IC芯片的金属法层上，另一端键合到引线框架上或PCB便的焊盘上，实现芯片内部电路与外围电路的电连接，由于丝球焊操作方便、灵活、而且焊点牢固，压点面积大（为金属丝直径的2.5－3倍），又无方向性，故可实现高速自动化焊接[1]。

丝球焊广泛采用金引线，金丝具有电导率大、耐腐蚀、韧性好等优点，广泛应用于集成电路，铝丝由于存在形球非常困难等问题，只能采用楔键合，主要应用在功率器件、微波器件和光电器件，随着高密度封装的发展，金丝球焊的缺点将日益突出，同时微电子行业为降低成本、提高可靠性，必将寻求工艺性能好、价格低廉的金属材料来代替价格昂贵的金，众多研究结果表明铜是金的最佳替代品[2－6]。

铜丝球焊具有很多优势：（1）价格优势：引线键合中使用的各种规格的铜丝，其成本只有金丝的1/3－1/10。

（2）电学性能和热学性能：铜的电导率为0.62（μΩ/cm）－1，比金的电导率[0.42（μΩ/cm）－1]大，同时铜的热导率也高于金，因此在直径相同的条件下铜丝可以承载更大电流，使得铜引线不仅用于功率器件中，也应用于更小直径引线以适应高密度集成电路封装；（3）机械性能：铜引线相对金引线的高刚度使得其更适合细小引线键合；（4）焊点金属间化合物：对于金引线键合到铝金属化焊盘，对界面组织的显微结构及界面氧化过程研究较多，其中最让人们关心的是"紫斑"（AuAl2）和"白斑"（Au2Al）问题，并且因Au和Al两种元素的扩散速率不同，导致界面处形成柯肯德尔孔洞以及裂纹。

降低了焊点力学性能和电学性能[7，8]，对于铜引线键合到铝金属化焊盘，研究的相对较少，Hyoung－Joon Kim等人[9]认为在同等条件下，Cu/Al界面的金属间化合物生长速度比Au/Al界面的慢10倍，因此，铜丝球焊焊点的可靠性要高于金丝球焊焊点。

LED灯带焊接技巧

LED灯带焊接技巧

LED灯带焊接技巧LED灯带是一种非常常见的照明设备，在室内装饰、建筑外墙亮化、广告牌展示等领域都得到了广泛的应用。

在制作LED灯带时，焊接技巧是非常重要的一环。

本文将介绍LED灯带焊接的基础知识、注意事项和常见问题及解决方法，帮助读者更好地掌握LED灯带焊接技巧。

一、基础知识1. LED灯带的结构LED灯带是由LED芯片、电路板、导线、外壳等部分组成的。

其中，LED芯片是LED灯带最核心的部分，其质量和数量的多少直接影响到LED灯带的亮度和寿命。

电路板则是LED芯片的载体，它可以提供电源和控制信号。

导线则是将电源和电信号传输到LED芯片的桥梁，外壳则是LED灯带的保护层。

2. LED灯带的分类按照灯珠数目来分，LED灯带可以分为单色、双色、RGB、RGBW 等。

单色灯带只有一种颜色，一般为红、绿、蓝、黄、白等。

双色灯带有两种颜色，例如红绿、红蓝等。

RGB灯带则是由红、绿、蓝三种颜色的LED芯片组成，可以通过控制电路板实现各种颜色的变化。

RGBW灯带则在RGB灯带的基础上增加了白光LED芯片，可以实现更加丰富的颜色效果。

3. LED灯带的电气参数在焊接LED灯带时，需要了解LED灯带的一些电气参数，如电压、电流、功率等。

这些参数不同的LED灯带会有所不同，需要根据具体情况进行调整。

二、注意事项1. 焊接工具准备在焊接LED灯带时，需要准备一些工具，如焊锡丝、焊锡笔、剪线器、钳子等。

焊锡丝应选择直径为0.5mm左右的，焊锡笔应选择功率较小的，以免对LED芯片造成损伤。

剪线器和钳子则用来剪断和夹住导线。

2. 防止静电LED灯带中的LED芯片非常敏感，容易受到静电的影响。

因此，在焊接LED灯带时，需要注意防止静电的产生。

可以使用静电手环或者将自己接地来避免静电的产生。

3. 焊接顺序在焊接LED灯带时，应该先焊接电源线，再焊接信号线。

这是因为电源线的电压较高，一旦接错会导致LED芯片烧毁。

而信号线的电压较低，即使接错也不会对LED芯片造成太大的影响。