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说说led固晶锡膏的那些事

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浏览:- 发布日期:2016-06-27 11:26:00【
led固晶锡膏不仅热导率高、电阻小、传热快,能满足LED芯片的散热需求,而且固晶质量稳定,焊接机械强度高,能有效保证固晶的可靠性。其具体特性参数如下:
热导率:
固晶锡膏主要合金SnAgCu的导热系数为67W/m·K左右,电阻小、传热快,能满足LED芯片的散热需求(通用的银胶导热系数一般为1.5-25W/m·K)。

晶片尺寸:
锡膏粉径为10-25μm(5-6#粉),能有效满足5 mil-75 mil(0.127-1.91mm)范围大功率晶片的焊接。

固晶流程:
备胶--取胶和点胶--粘晶--共晶焊接。固晶机点胶周期可达240ms,粘晶周期150ms,固晶速度快,产率高。

焊接性能:
可耐长时间重复点胶,焊点饱满光亮,空洞率小于5%,固晶可靠性好,质量稳定。

触变性:
采用粒径均匀的超细锡粉和高触变性的助焊膏,触变性好,不会引起晶片的漂移,低粘度,为10000-25000cps,可根据点胶速度调整大小。

残留物:
残留物极少,将固晶后的LED底座置于恒温箱中240小时后,残留物及底座金属不变色,且不影响LED的发光效果。

机械强度:
焊接机械强度比银胶高,焊点经受10牛顿推力而无破坏和晶片掉落现象。

焊接方式:
回流焊或台式回流焊,将回流炉的温度直接设定在合金共晶温度焊接即可,焊接固晶过程可在5min内完成,而银胶一般为30min,减少了固晶能耗。

合金选择:
客户可根据自己固晶要求选择合适的合金,SnAg3Cu0.5无铅锡膏满足ROHS指令要求,SnSb10熔点为245-250℃,满足需要二次回流的LED封装要求,其热导率与合金SnAgCu0.5接近。

成本比较:
满足大功率LED导热散热需求的键合材料中,固晶锡膏的成本远远低于银胶、银浆和Au80Sn20合金,且固晶过程节约能耗。

二、led固晶锡膏操作:

1、手动或自动点锡膏要注意量,不能太多也不能太少,锡膏多了融化后大面积有锡膏外观上给人感觉不爽,另外锡膏多了有可能溢到芯片表面造成短路;锡膏少了则会使芯片底部焊接面积减少影响散热.

2、锡膏保存:锡膏一般保存温度为2-10℃,从冰箱中取出来经过回温后再使用,效果甚佳。每次锡膏取用不超过2-3小时为宜。

3、锡膏烘烤时间及温度:由于led芯片所承受温度有限,在过回流焊的时候,锡膏固晶整个过程一般不超过5分钟,最高温度为270度8-10秒。如果没有回流焊而采用烤箱来做,那么时间方面需自己多行实验掌握。

三、led固晶锡膏选择。

锡膏为焊料粉(金属)与稳定粘度的助焊膏的均匀一致的混合物,用来在加热时连接两个金属表面。锡膏因焊料粉的成分不同特性也不同,所以不同的成分有不同的用途,否则会出现不理想的效果。

1、锡膏固晶,最早提出用SnAgCu锡膏固晶,但实验证明发现使用SnAgCu锡膏固晶与silicone封装后, 无法耐后续的无铅锡膏回焊制程(Lead free reflow process), SnAgCu锡膏会劣化脆裂, 导致晶片与支架剥离, 因为接触变差, 有些电压会上升、不稳、甚至发生短路;也可能因接触变差, 使热阻上升, Tj上升而产生其他的失效。依据测试, SnCu 锡膏则不会有此问题。

2、焊锡粉的颗粒大小:目前使用led固晶对锡膏的流动性要求很高,焊料粉越细,那么更有利于自动机点锡膏,另外颗粒小,在焊接过程中锡膏融化均匀。所以led固晶锡膏要求采用5#以上的粉目。

led固晶锡膏导电性高,且粘合度强,因此制程后,不易由电性与推力测试发现锡膏与芯片是否结合良好,还需要观察芯片推开后观察锡膏横切面,观察锡膏的覆盖率、锡膏内部是否有空洞,来确认该制程是否正常。锡膏制程建议使用回流焊来烘烤,因为回流焊可控制温度曲线,且温度均匀稳定。