焊线工艺对LED封装光源性能的影响及分析
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为什么要用覆晶LED覆晶焊技术支持的LED光源与传统封装光源相比,具有热阻低,电压低,大电流密度光效高的特点,综合研究表明覆晶LED光源在应用上有其独特的潜力和优势。
优点:(1)、高可靠性,最稳定的SMT锡制程,承受拉力是传统LED的数十倍。
(2)、低热阻(3014热阻为40℃/W,倒装为5.8℃/W),高散热性,防止热量过高而烧坏晶片或荧光粉和封装胶。
(3)、无金线可实现多芯片的集成,特别是COB和高压LED灯源。
也有效的避免金线引起的各种风险,比如热膨胀使之断裂,外部冲击波或压力造成金钱断裂等优势。
(4)、导电面积大,内阻小,能承受大电流通过,减少因为内阻大引起的过大热量。
(5)、发光率高,发光角度大等优点。
(6)、封装工艺简化,降低封装成本,高提生产良率。
(7)、低光衰,不因为热引起的快速光衰,从而延长了芯片的寿命,是普通灯具的10倍以上一、结构优势??? 首先,相对于正装和垂直的芯片封装方式,覆晶封装没有金线存在,可以有效避免金线可能引起的各种风险。
下表为硅胶、金线、芯片的热膨胀系数值,其数量级的差距说明了硅胶热膨胀对金线的拉扯会造成可靠性的隐患。
?材料热膨胀系数??? 其次,覆晶焊采用金属与金属直接接触的方式,其大电流散热能力比传统封装更好。
如图为传统封装与覆晶封装在散热通道方面的区别,传统正装封装通过蓝宝石和固晶银胶散热,覆晶焊通过金属通道散热,传统封装的蓝宝石和固晶胶成为散热瓶颈。
下表所示的数值为蓝宝石、固晶胶、金属三者在导热系数大小,三者对比明显可以发现覆晶焊金属导热通道的巨大优势。
材料导热系数传统封装光源散热通道覆晶焊封装光源散热通道??? 最后,覆晶焊的封装不存在金线的焊线弧度,能够实现超薄型的平面封装。
传统封装方式金线的拉力仅10g左右,而覆晶焊的接触面推力达到500g以上,覆晶封装可以抵抗一定的表面挤压而不影响LED的光电性能,适合于狭小的应用空间内。
例如手机、摄像机、背光等领域。
LED灯虚焊的分析报告背景介绍LED灯是一种节能环保的照明设备,由于其寿命长、亮度高和耗能低等特点,被广泛应用于家居照明、商业照明甚至汽车照明领域。
然而,在生产过程中,由于操作不当或设备故障等原因,LED灯虚焊的问题经常出现。
虚焊是指焊接不牢固或出现明显缺陷的现象,会导致LED灯的性能下降甚至无法正常工作。
本文将通过分析虚焊问题的原因和解决方法,帮助解决LED灯虚焊问题,提高产品质量。
问题分析LED灯虚焊的主要原因如下:1. 温度不均匀在焊接过程中,如果温度不均匀,会导致焊料无法充分熔化,从而造成焊点虚焊。
这可能是由于焊接设备的温度控制不准确或工作环境不稳定造成的。
2. 质量控制不严格LED灯的虚焊问题也可能是由于生产过程中的质量控制不严格导致的。
例如,焊接操作不规范、使用低质量的焊料或焊接工艺不合理等。
3. 材料问题LED灯虚焊的另一个可能原因是材料问题。
如果使用的焊接材料质量不好或与其他材料不兼容,可能会导致焊点虚焊。
解决方案针对LED灯虚焊问题,可以采取以下解决方案:1. 温度控制优化优化焊接设备的温度控制系统,确保温度均匀且稳定。
可以使用温度传感器监测焊接过程中的温度变化,并及时调整设备参数,以提高焊接质量。
2. 加强质量控制在生产过程中,加强对焊接操作的质量控制,确保操作规范和焊接工艺合理。
定期对焊接设备进行维护和保养,避免设备故障对焊接质量造成负面影响。
另外,选择优质的焊接材料,确保焊接质量。
3. 定期检查定期对LED灯进行检查,特别是焊点部分。
及时发现虚焊问题,并采取修复措施,以避免出现性能下降或无法工作的情况。
结论LED灯虚焊是一个常见的问题,可能由温度不均匀、质量控制不严格或材料问题等原因导致。
为了解决虚焊问题,可以优化温度控制、加强质量控制和定期检查LED灯。
这些措施将有助于提高产品质量,确保LED灯能够正常工作并具有较长的寿命。
注意:本文仅为分析虚焊问题及解决方法的报告,不涉及任何与Ai人工智能相关的内容。
LED封装工艺以及各站工艺作用一、LED封装工艺介绍LED封装工艺是将LED芯片、引线和外壳材料通过各种工艺流程进行封装,并通过金线焊接等工艺将引线与芯片连接,最终形成完整的LED光源。
封装工艺直接影响LED产品的性能和质量,也是LED产业链中的重要环节之一、常见的LED封装工艺有贴片封装、背胶封装、球泡封装和模组封装等。
1、贴片封装贴片封装是将LED芯片通过SMT设备贴在PCB基板上,然后通过回流焊接将芯片与基板连接。
贴片封装制造工艺简单、效率高,适用于批量生产,广泛应用于指示灯、车内灯等领域。
2、背胶封装背胶封装是将LED芯片放置在胶水中,经过固化形成背胶,然后进行线焊接。
背胶封装能够提高LED灯珠的防水性能,常用于户外照明和大型显示屏等场合。
3、球泡封装球泡封装是将LED芯片封装在玻璃灯泡内,然后通过线焊接将芯片与引线连接,最终形成常见的LED球泡灯。
球泡封装的优势是灯光均匀,视觉效果好,常用于室内照明和装饰灯饰等领域。
4、模组封装模组封装是将多个LED芯片进行封装,放置在PCB基板上,并通过线焊接连接。
模组封装常用于室外照明和广告显示屏等场合,具有防水、抗风化和可拆卸性能。
1、芯片测试芯片测试是封装过程中的重要环节,用于检测芯片的电性能、光效和色温等参数,对于提高产品质量和减少不良品率非常重要。
2、引线焊接引线焊接是将芯片与引线连接的关键工艺,通过高温焊接将引线与芯片焊在一起,保证电流通畅,引线与芯片之间的连接牢固。
3、背胶固化背胶固化是将涂有背胶的LED灯珠放置在特定的固化机器中进行固化,固化后的胶水能够有效保护芯片和引线,提高产品的防水性能。
4、外形整形外形整形是通过机器对封装好的LED灯珠进行整形,使得LED灯珠的外形更加美观,并符合产品设计要求。
5、测试分类测试分类是利用测试设备对封装好的LED灯珠进行光电参数测试,包括颜色、亮度、色温等参数,合格产品通过测试后可以进入后续的灯具组装环节。
led灯珠焊线制造工艺
LED灯珠焊线制造工艺一般分为以下几个步骤:
1. 准备工作:准备LED灯珠、焊线、焊接工具和器材等。
2. 焊接前处理:将LED灯珠和焊线进行清洁处理,去除表面的污垢和氧化物。
3. 焊接准备:按照设计要求,将焊线进行切割和整理,确保长度和形状符合需求。
4. 焊接过程:使用焊接工具(如电烙铁)进行焊接,将焊线与LED灯珠的焊盘(或焊点)连接起来。
焊接时需要控制好温度、接触时间和焊接压力,保证焊接质量。
5. 焊接后处理:焊接完成后,进行焊接点的观察和检查,确保焊接质量良好。
6. 测试和包装:对焊接的LED灯珠进行电气测试,验证其亮度和功能,然后进行包装,准备出货。
需要注意的是,在LED灯珠焊线制造过程中,要控制好焊接温度和时间,避免对LED灯珠和焊线造成损害。
同时,还要选择合适的焊接工具和辅助材料,以确保焊接质量。
LED封装流程实验1 LED封装之手动固晶实验本实验流程为:扩晶—刷银胶—固晶—烘烤(以LED数码管为例);对于单颗引脚式LED 的实验流程为扩晶—点银胶—固晶—烘烤。
实验2 LED封装之焊线实验超声波焊线机主要应用于大功率器件:发光二极管(LED)、激光管(激光)、中小型功率三极管、集成电路和一些特殊半导体器件的内引线焊接。
具体过程:首先金丝的首端必须经过处理形成球形(采用负电子高压成球),并且对焊接的金属表面先进行预热处理;接着金丝球在时间和压力的共同作用下,在金属焊接表面产生塑性变形,使两种介质达到可靠的接触,并通过超声波摩擦振动,两种金属原子之间在原子亲和力的作用下形成金属键,实现了金丝引线的焊接。
超声焊线机包括金线机、铝线机,其中金线机由于黄金的高电导性,高塑性,比铝丝要细得多,主要用于焊接各种照明用的LED灯,包括高亮的LED灯。
铝线机主要用于焊接数码管等。
实验3 LED封装之灌胶实验LED灌胶是LED封装工艺中在固晶焊线工序之后的一个关键工序,对固好晶和焊好线的PCB电路板起保护作用,涉及配胶、注胶和脱泡处理等工艺,灌胶结果的好坏直接影响着成品率,技术的难点在于解决好封胶中的气泡问题。
在LED封装工艺中,固好芯片和焊好线的电路板,需要通过封胶工艺把它保护起来。
LED 封胶的目的是为了维护LED本身的气密性,并保护不受周围环境中湿度与温度的影响,以及防止组件受到机械振动、冲击产生破损而造成组件特性的变化。
一般直插式LED-Lamp和LED 数码管采用的都是传统的灌胶封装工艺。
LED封装总流程固晶—焊线—灌胶(模压)—切割(分离)—分光—包装—入库固晶通俗的说是用固晶胶(银胶,绝缘胶)把芯片粘在支架上,然后把胶水烤干后,进入下工序。
焊线是用金线把芯片上的正负极与支架连接起来灌胶又叫点胶,是用胶水(环氧胶、硅胶)点进杯口,然后烘烤。
(模压)主要是针对PCB板材,切割(分离)是把材料分成一颗一颗的分光根据客户需要,分出客户所要的色温包装分卷带包装,和散装(包装钱材料除湿)入库贴上相应的标签,流入仓库【思考问题】1. 固晶应该注意什么?(1)将涂好银胶扩晶好的芯片膜放在固晶的框架上,并用手将其按到底且保持水平。
影响LED光衰的因素及其解决方案一、影响LED光衰的因素:1.发光芯片质量:发光芯片的质量直接影响LED的光衰情况。
发光芯片的制造工艺和材料决定了其使用寿命和光衰速度。
低质量的发光芯片容易发生劣化和退化,导致光衰加剧。
2.封装工艺:LED的封装工艺也会影响光衰情况。
封装材料的选择和封装工艺的合理性都会影响LED的热耐久性和光衰速度。
不良的封装工艺可能导致温度过高,加速光衰的发生。
3.热管理:热管理是影响LED光衰的关键因素之一、LED在工作过程中会产生大量的热量,如果不能及时有效地散热,会导致发光芯片温度升高,进而加速光衰的过程。
4.电流驱动:恒流驱动是常见的LED电流供应方式,电流的大小和稳定性会直接影响LED的光衰情况。
电流过高会导致LED发热过多,加速光衰的发生;电流不稳定会引起发光芯片温度的波动,也会加剧光衰。
5.环境温度:环境温度也对LED的光衰有一定的影响,高温环境会加速LED的光衰速度。
特别是一些户外应用的LED灯具,常会受到暴晒和高温的影响,导致光衰更严重。
二、解决方案:1.提高发光芯片质量:选择高质量的发光芯片,减少劣化和退化的发生。
选择知名品牌的产品,遵循一流制造工艺和质量控制标准。
2.优化封装工艺:对封装材料进行优化选择,确保其优良的热传导性能,提高LED的热耐久性和光衰稳定性。
采用适当的工艺手段,确保封装过程中的温度和湿度控制。
3.加强热管理:设计合理的散热结构,提高LED灯具的散热性能。
可采用铝制导热片、风扇、散热器等散热手段,确保发光芯片在工作温度范围内。
此外,还可以考虑设计散热空间,增加散热面积。
4.优化电流驱动:采用质量稳定的电源供应,确保LED的供电电流稳定。
可以采用恒流源或采用当前先进的电流调节技术,控制供电电流,减少电流的波动。
5.控制环境温度:对于户外LED灯具,可以考虑在设计中设置散热装置,减少热量积累。
并对于特别高温环境,可以加装防水、防尘等外壳保护。
死灯,不亮属于灾难性失效.下面列举常见的失效案例及预防措施供大家参考
1)LED散热不佳,固晶胶老化,层脱,芯片脱落
预防措施:做好LED散热工作,保证LED的散热通道顺畅(焊接时防止LED 悬浮,倾斜)
2)过电流过电压冲击,驱动,芯片烧毁(开路或短路)
预防措施:做好EOS防护,防止过电流过电压冲击或者长时间驱动LED。
3)过电流冲击,金线烧断4)使用过程中,未做好ESD防静电防护,导致LED PN结被击穿。
预防措施:防止过电流过电压冲击LED。
4)使用过程未做好防静电防护,导致LED PN结被击穿。
预防措施:做好ESD防护工作
5)焊接温度过高,胶体膨胀剧烈扯断金线或者外力冲击碰撞封装胶体,扯断金
线。
预防措施:按照推荐的焊接条件焊接使用,装配过程中注意保护封装结构部分不受损坏。
6)LED受潮未除湿,回流焊过程中胶裂,金线断。
预防措施:按照条件除湿,可利用防潮箱或者烘箱进行干燥除湿。
应按照推荐的回流参
数过回流焊。
7)回流焊温度曲线设置不合理,造成回流过程胶体剧烈膨胀导致金线断。
预防措施:按照推荐的回流参数过回流焊。
8)齐纳被击穿,装配时LED正负极被短接或者PCB板短路,LED被击穿。
预防措施:做好ESD防静电保护工作,避免正负极短路,PCB要做仔细排查。
led封装实验报告LED封装实验报告引言:近年来,随着科技的飞速发展,LED(Light Emitting Diode)作为一种新型的照明装置,逐渐在各个领域得到广泛应用。
本实验旨在通过对LED封装过程的研究与实践,探究其原理和技术,并对其性能进行评估。
一、实验目的本实验的主要目的是研究LED封装过程中的关键技术和参数,探究其对LED性能的影响,并通过实验数据分析和对比,评估不同封装工艺对LED性能的影响。
二、实验原理LED封装是将LED芯片与外部环境隔离,并提供电气连接和机械保护的过程。
封装过程中的关键技术包括芯片粘合、导线焊接、封装胶固化等。
不同的封装工艺和材料选择会对LED的光电性能产生重要影响。
三、实验步骤1. 芯片粘合:将LED芯片粘贴在导电胶水上,确保芯片与基板之间的良好接触。
2. 导线焊接:将导线焊接到芯片的金属引脚上,以实现电气连接。
3. 封装胶固化:使用特定的封装胶固化装置,对封装胶进行固化,以提供机械保护和光学性能。
四、实验结果与分析通过实验数据的记录和分析,我们可以得出以下结论:1. 不同的芯片粘合技术会对LED的热导性能产生影响,影响LED的散热效果。
2. 导线焊接的质量直接影响LED的电气连接性能,焊接不良会导致电流传输不畅,影响LED的亮度和稳定性。
3. 封装胶的固化时间和温度对LED的机械保护和光学性能有重要影响,过长或过短的固化时间都会影响LED的稳定性和寿命。
五、实验总结通过本次实验,我们深入了解了LED封装的原理和技术,了解了不同封装工艺对LED性能的影响。
同时,我们也认识到在实际应用中,除了封装过程本身,LED的性能还受到其他因素的影响,如芯片质量、散热设计等。
因此,在实际应用中,需要综合考虑多个因素,以实现最佳的LED性能。
六、展望随着科技的不断进步,LED封装技术也将不断创新和完善。
未来,我们可以进一步研究和探索LED封装过程中的新材料、新工艺和新技术,以提高LED的光电性能和应用范围。
LED灯带失效分析及质量改进建议摘要:本文对某照明企业两种型号完好的LED柔性灯带产品(型号A使用3528 LED封装,型号B使用5050 LED封装)进行机械应力、电学应力和热学应力试验,并根据试验结果对LED灯带的失效现象进行分析。
本文同时总结已失效灯带的可见性损坏情况,并放大扫描正常灯珠和失效灯珠,从微观角度分析失效原因。
通过各种失效分析,给出LED柔性灯带产品的质量改进建议。
关键词:失效;试验;质量前言:LED柔性灯带广泛应用于装饰照明领域,光线柔和又具有观赏性,是直接照明的补充。
其驱动一般是简单的桥堆整流,且实际使用中经常被弯曲成任意形状,所以经常出现部分或整体失效。
1.物理试验分析1.1机械应力试验1.1.1扫频振动测试中将两种型号的LED灯带,每型号一捆50m,放置于振动台上,如图1所示。
型号A为暖色灯带,包装于包装盒内,置于下部,型号B置于包装盒上,用夹具夹紧后开展扫频振动测试。
扫频振动模拟LED灯带在使用过程中受到环境的振动影响。
参考GB/T 2423.10-2019标准试验方法,扫频范围(5-55Hz),重力加速度2g,试验时间4h【1】。
图1 图2扫频振动试验后,灯带无可见性损坏,型号B的其中1m不能点亮。
仔细观察,所有封装、电阻、走线和外壳均无异样。
通过挤压不亮那段靠近前一段接线口的地方,灯带偶尔能点亮,无闪烁现象。
结合故障现象,初步判断是振动条件下引起这段灯带的焊接点接触不良,可能存在的触点不良包括封装的管脚焊接点、LED封装内部的封装键合点。
扫描振动测试表明,管脚焊接点或封装内部键合点受扫频振动的影响较大,建议提高焊接工艺和键合工艺。
1.1.2弯曲试验分别取型号A、B灯带样品各2组(5m/组),在220V,50Hz下正常点亮。
弯曲试验用耐弯折摇摆试验机进行(图2),灯带下挂10N的砝码使之保持垂直状态。
试验进行到300次以上时,型号B #1样品灯带随着摇摆出现明暗交替情况; 试验进行到500次以上时, 型号B #2样品出现同样情况。
简析LED贴片封装生产的死灯问题LED封装处于LED产业链的下游环节,是连接产业与市场的纽带,主要任务是将外引线连接到LED芯片电极上,同时保护好芯片,且提高光取出效率的作用。
其中,贴片式LED由于体积小、散射角大、发光均匀性好等优点,广泛用于建筑物轮廓灯、娱乐场所装饰照明、广告装饰灯光照明领域等。
LED贴片式封装的企业越来越多,竞争也相对白热化。
目前,行业内各家企业所采用的原材料都是大同小异,金线、芯片、胶水、荧光粉、支架等差别并不大,价格也相对透明化。
那么,要想在激烈的市场竞争中赚到一点薄利,关键就取决于各企业封装工艺的控制及对原材料的选取和搭配。
同样的材料,有的企业良品率只能做到80%(20%的档外品),有的企业却能够把良品率做到90%以上,差距非常大,良品率的高低决定着一批货最终成本的增减。
而不良品中,死灯作为常见的主要问题之一,无论封装企业、应用企业以及使用的单位和个人都经常会碰到,如何避免死灯成为LED生产工艺中要解决的首要问题。
1 常见死灯问题分析目前,很多生产应用企业、封装企业和使用单位经常会遇到LED灯不亮的情况,这种情况通常被业界称为死灯现象或死灯问题。
LED贴片封装中的死灯问题是影响产品可靠性和产品质量的一个非常重要的因素,LED照明企业如何降低和避免死灯现象的发生是提高产品质量和可靠性的关键所在,也是LED封装企业亟待解决的一个重要课题。
本文讲到的贴片式LED封装的主要工艺流程为:固晶:通过在支架上点绝缘胶或银胶,把LED芯片固晶到支架的碗杯中央。
焊线:用导线将芯片表面电极和支架连接起来,当导通电流时,芯片发光。
点粉:由于LED芯片为单色光,通过LED芯片激发不同的荧光粉,从而实现白光输出,此外也起到保护芯片和提高出光率的作用。
分光分色:对LED光源色温、亮度、电压、波长、漏电等光电性能进行测试,按照客户要求将不同参数等级材料分BIN级。
包装:采用防静电材料包装。
1.1 固晶不良引起的死灯固晶中,点胶量的多少直接影响LED灯珠死灯。
焊线工艺对LED封装光源性能的影响及分析王忆1,*关华生1,2黄旭升2龙陈2(1五邑大学应用物理与材料学院广东江门529020,2广州光为照明科技有限公司广州番禺511400)一、引言LED由于体积小、耗电量低、使用寿命长、环保、坚固耐用等特点,开启了第三次照明革命的新时代。
环保和节能成为市场热点,LED照明将迎来快速发展时期。
现阶段,LED照明行业亟待解决的核心技术难题主要包括外延片、芯片的研发技术以及封装工艺技术。
而封装技术的重要性不亚于芯片生产,LED产品中很多问题诸如死灯、电压偏高、波长偏移、亮度降低都有可能是由于对封装工艺问题的认识不足而导致的。
LED封装工艺流程中,焊线是指将金线末端采用电子打火棒打火烧结成金球,再利用焊针经由超声波振荡能量在一定的焊接压力下让金球与焊垫产生相对的摩擦运动,并借由快速摩擦产生的能量使金球与焊垫达到离子程度的熔接。
焊线工艺是将芯片跟支架连接起来将电能转化为光能最直接的体现。
在焊线工艺里,必须选取好质量较好的相关材料、性能稳定的设备、调节好各项程序参数以及技术员熟练的操作,这样才能保证生产出高品质的半成品,同时也为后续工序稳固了基础。
目前,解决LED死灯和较大光衰等问题是行业内亟待解决的重大技术难题。
LED 死灯是影响产品质量、可靠性的主要因素,如何减少和杜绝死灯,提高产品质量和可靠性,是封装及照明应用企业需要解决的关键问题。
本论文旨在从LED封装流程中焊线工艺出发,探究由于不正确的焊线操作而导致产品不良的原因,以及分析由此而对产品性能产生的影响。
通过修正和改善,从而减少和杜绝产品在焊线工艺出现不良,从而为生产高品质、可靠性高的产品打下了稳固的基础。
本论文将从焊线材料、焊线设备、以及焊线程序以及其参数入手来研究LED内部连线的情况,进而从内部保证产品有良好的电性导通,做到裸晶测试的数据跟所给芯片相关参数相差不大。
针对于常见的几种焊线不良的产品,通过修改焊线设备参数以及焊线程序参数来得到合格的产品,并给出初步解决方案。
二、焊线工艺需注意的关键技术全自动焊线机是由多个系统集成的一种复杂设备。
它的控制系统包括计算机系统、运动系统、通信系统、图像系统,各个系统都相互依存,由此组成光机电一体化设备。
设备不仅具有高响应、低振动、高效率的特性,而且还有稳定的超声输出、打火系统和高精准的图像捕捉,焊接材料可以由全自动进出料系统来进行全自动循环焊接。
超声波焊线机是利用超声波的振动能量,将相同金属或不同金属连接起来的一种方法。
焊接时,设备没有给金属输送电流,也没有给予高温,只是将振动的能量通过转换而变成为工作件间的摩擦,使金属焊接面温度有一定的升高,从而发生塑性变形。
在焊接初时,在一定静压力作用下,两种金属在焊接接头通过瞬时的熔合和凝结便可实现良好连接。
焊接过程不会产生飞溅和氧化等现象。
金、银、铜、铝等金属的细丝都能通过超声波焊线机进行单点焊接或者多点焊接。
图1. 常用全自动焊线机根据焊线工艺的要求,焊线前的准备工作尤为重要,比如1W的单颗大功率碗杯型支架、普瑞45mil的芯片、直径1.2mil的金线等等。
软件初始化完毕后,载入的程序如无意外应该是上次关机前保存的焊线程序。
如果要做与上次不同的产品,就是把当前的程序删掉,删掉的程序包括工作区域的设置、进出料盒和进料轨道的参数、支架和芯片电极对点及其PR光、金线连接的程序。
除此之外,还需要进行以下几个方面的认真检查:(1)完成固晶的半成品要确保支架没有弯曲变形,否则会引起支架掉落或者造成机台卡料从而致使产品不良或降低生产效率;(2)芯片、支架表面无杂物,若有杂物可能导致自动焊接过程中PR光搜索不到点而导致机台显示警告信号,若可以搜索到则瓷嘴直接焊接在杂物上而导致漏焊或者虚焊,严重的可能会使金球焊接不上导致金线断开,更严重的则直接导致瓷嘴阻塞或者撞坏瓷嘴,所以这一步检查非常有必要;(3)金线的地线必须良好接地,因为焊接本身就是一个回路,回路中有电流通过,若金线地线没有接好,则在焊接过程中会经常出现断线的情况;(4)确保金线线夹里面无杂质,因为焊接过程拉动金线的是靠气体,若有杂物卡住金线,则会导致金球滑球,即是焊接时金球滑离电极中心;(5)焊接温度必须要调节好,包括焊前预热温度、焊接温度和焊后温度,因为温度在焊接过程中有相当重要的作用,而温度随不同的产品而不尽相同,比如某机台的的预热温度是180℃,焊接温度是180℃,焊后温度是100℃。
设置焊球组和焊线组,相对于一些COB产品或者集成产品十分必要,以下几个方面需要认真考虑:(1)一焊线接触时间、接触功率、接触压力:一焊是指焊接在芯片上的金球与电极之间的焊接,时间是先决因素,若没有接触时间,接触功率和接触压力则没有任何意义,此三者将决定金球与电极是否焊接得上;(2)一焊球、二焊线接触时间、接触功率、接触压力:两者都是控制金球与支架之间的焊接,时间是先决因素,若没有接触时间,接触功率和接触压力则没有任何意义,此三者将决定金球与支架是否焊接得上;(3)一焊线时间、功率、压力:时间和功率会同时影响烧出金球的大小,功率和压力会决定金球的大小和厚度,功率过小会致使烧出的金球比较小而厚,功率过大会使金球比较大而扁;压力过小会使拉力测试达不到标准,拉力过大在拉力测试时电极脱落或者压坏芯片;(4)一焊球时间、功率、压力:时间和功率会同时影响烧出金球的大小,功率过小或压力过小都会导致金球太小,也有可能会拉力测试达不到标准,还可能会断E点;功率过大或者压力过大都有可能导致焊不上;(5)二焊线时间、功率、压力:时间就是指鱼尾与支架上金球的键合时间,功率过小会导致鱼尾焊不上,功率过大会导致鱼尾与金球键合中心偏移;压力过小会导致拉力测试达不到标准,压力过大会导致支架上的金球被压得太扁或者鱼尾跟金球焊不上,直接翘线;(6)线弧:常见的线弧模式有三种:第一种是STD-QA,只用一个折点,适合于焊点在芯片边缘时;第二种是STD-SQ,具有平台弧,适用于跨芯片比例小于50%时;第三种是BGA-LAST,具有长平台弧,适用于跨芯片比例大于50%时。
焊线完成后需要进行几项重点检测。
一是焊线弧线的的检验,如图2.所示。
图2. 焊线的线弧检验基准图二是焊点检测。
主要包含以下4点:(1).金球为锥形,应扁平而不能高圆;(2).金球直径为金线直径的3~5倍(约占电极的80%~100%);(3)金球厚度为金球直径的1/2-2/3;(4)金球同金线交接点完整无折痕。
具体列表如表一:图3. 一焊球检测标准图表1. 焊点检测合格与不合格对比图说明三是拉力检测。
表二拉力检测标准三、综合测试判断除了上述三种主要检测标准之外,由于机台的不稳定性、焊线材料的不一致性以及程序参数的协调性,很难保证经过焊线出来的产品都是良品,其中肯定有不良品,包括有重焊、偏焊、虚焊以及漏焊。
重焊是焊线位置金线数量多于设计数量;偏焊是金球与电极中心键合有偏移;虚焊是焊点脱落或者金线虚连;漏焊是芯片与电极没有金线连接。
(一)外观检测图4.(1)良品图4.(2)重焊图4.(3)偏焊图4.(4)虚焊对于重焊情况,由于每个电极上都焊接了两条金线,第二次焊接的金球直接压在了第一条金线的线颈上,从外观可以看出金球已经变形,线弧也不符合标准,而且由于第一条金线的线颈被压在芯片表面,很容易导致芯片表面的正负极导电触手相连接造成漏电。
管控标准规定:金球与芯片电极焊接面积必须大于金球面积的2/3。
对于偏焊情况,由于一焊金球没有压在电极中心,金球已经偏离电极中心一半的距离,这样会导致金球与芯片电极键合程度不够高,金球很容易在受热时脱离电极造成死灯现象。
另外,由于芯片上电极以外的区域与金球很难融合,故金球的形状也会发生改变。
对于虚焊情况,线弧会出现不稳定的情况。
这极有可能是因为热板上有杂物或者热压板没有压紧支架使得实际高度跟测量高度不一致而造成虚焊现象。
一般来说,由于芯片处于中间位置,故一焊影响不大。
但是,二焊球跟支架的键合不够牢固,金球只是附在支架表面,而且鱼尾也会压偏在金球边缘,极易发生翘线现象。
而且当后段灌胶烘烤时,由于应力的作用二焊点肯定会脱离支架,造成频闪或者死灯。
而漏焊就是芯片上有一个或者多个电极没有焊上金线,导致芯片不亮或者单边亮的现象。
(二)综合检测主要是通过光、色、电综合性能的检测来判断。
因此对于焊线合格与不合格的判断,最好还要通过光电色的综合测试来进行。
几个关键步骤如下:(1).使用低电流点亮,观察晶片导通是否正常,双线晶片需确认有无单边不亮现象;(2).使用额定电流(350mA),确认芯片有无频闪及暗亮现象;(3).额定电流点亮,分别对重焊、偏焊、虚焊、漏焊以及良品进行裸晶测试,观察所测得的光学参数,包括光通量Φ、发光效率η、光辐射功率P、主波长λd、色坐标(x,y)、半波宽Δλp、色纯度P、正向电压U、显色指数Ra;(4).建立图表,进行数据处理以及分析;(5).得出结论,并确定问题的原因和解决方案。
四、焊线问题的一些解决方案要想生产出合格的焊线产品,必须要做到以下几点:(一)要保证自动焊线机台的稳定性,包括电性稳定和气压稳定;(二)做好材料的防潮、防氧化保护措施,确保进入机台的待焊线材料都是符合生产标准的;(三)熟练的焊线技术和良好的操作习惯;(四)对于重焊现象,纯粹是因为操作员不小心把已经焊线完毕的材料再次放进机台进行第二次焊线,所以操作员要学会把材料归类放好即可避免;(五)对于偏焊现象,一是编辑焊线程序芯片对点时十字光标没有对准电极中心;二是拉线时十字光标没有对准电极中心;三是编辑程序完毕进入自动焊线之前没有进行金球位置校正;四是由于温度延迟时间过短导致温漂;五是线夹有杂物导致金球滑球;(六)对于虚焊现象,一是由于电子打火杆挡到瓷嘴下降;二是焊线功率和焊线压力过小;三是是由于热板太低或者热压板太高而导致材料压不紧;(七)对于漏焊现象,一是接触功率和接触应力过小;二是金线地线没接好导致断线;三是烧球电流过大导致断线;四是线尾过长或者过短导致烧球失败。
总之,焊线产品出现焊线不良的情况,可根据上述方案探究其产生的原因,问题基本上都可以得到解决。