簡(jiǎn) 介:
目前大功率LED 特別是白光LED已產(chǎn)業(yè)化并推向市場(chǎng),并向普通照明市場(chǎng)邁進(jìn)。由于LED 芯片輸入功率的不斷提高,對(duì)這些功率型LED 的封裝技術(shù)提出了更高的要求。
功率型LED 封裝技術(shù)主要應(yīng)滿足以下二點(diǎn)要求:一是封裝結(jié)構(gòu)要有高的取光效率,其二是熱阻要盡可能低。對(duì)于大工作電流的功率型LED芯片,低熱阻、散熱良好及低應(yīng)力的新的封裝結(jié)構(gòu)是功率型LED 器件的技術(shù)關(guān)鍵。
錫膏一般用于金屬之間焊接,其導(dǎo)熱系數(shù)為67W/m·K左右,遠(yuǎn)大于現(xiàn)在通用的導(dǎo)電銀膠。因此,在LED晶圓封裝等領(lǐng)域超細(xì)錫膏可代替現(xiàn)有的導(dǎo)電銀膠和導(dǎo)熱膠等封裝材料,從而實(shí)現(xiàn)更好的導(dǎo)熱效果,且大大降低封裝成本。
深圳雙智利通過長(zhǎng)時(shí)間的研發(fā)和測(cè)試,已經(jīng)開發(fā)出了具有高觸變性、低粘度的LED固晶用錫膏。該錫膏不僅熱導(dǎo)率高、電阻小、傳熱快,能滿足LED芯片的散熱需求,而且固晶質(zhì)量穩(wěn)定,焊接機(jī)械強(qiáng)度高,能有效保證固晶的可靠性。其具體特性參數(shù)如下:
熱導(dǎo)率:
固晶錫膏主要合金SnAgCu的導(dǎo)熱系數(shù)為67W/m·K左右,電阻小、傳熱快,能滿足LED芯片的散熱需求(通用的銀膠導(dǎo)熱系數(shù)一般為1.5-25W/m·K)。
晶片尺寸:
錫膏粉徑為10-25μm(5-6#粉),能有效滿足5 mil-75 mil(0.127-1.91mm)范圍大功率晶片的焊接。
固晶流程:
備膠--取膠和點(diǎn)膠--粘晶--共晶焊接。固晶機(jī)點(diǎn)膠周期可達(dá)240ms,粘晶周期150ms,固晶速度快,產(chǎn)率高。
焊接性能:
可耐長(zhǎng)時(shí)間重復(fù)點(diǎn)膠,焊點(diǎn)飽滿光亮,空洞率小于5%,固晶可靠性好,質(zhì)量穩(wěn)定。
觸變性:
采用粒徑均勻的超細(xì)錫粉和高觸變性的助焊膏,觸變性好,不會(huì)引起晶片的漂移,低粘度,為10000-25000cps,可根據(jù)點(diǎn)膠速度調(diào)整大小。
殘留物:
殘留物極少,將固晶后的LED底座置于恒溫箱中240小時(shí)后,殘留物及底座金屬不變色,且不影響LED的發(fā)光效果。
機(jī)械強(qiáng)度:
焊接機(jī)械強(qiáng)度比銀膠高,焊點(diǎn)經(jīng)受10牛頓推力而無(wú)破壞和晶片掉落現(xiàn)象。
焊接方式:
回流焊或臺(tái)式回流焊,將回流爐的溫度直接設(shè)定在合金共晶溫度焊接即可,焊接固晶過程可在5min內(nèi)完成,而銀膠一般為30min,減少了固晶能耗。
合金選擇:
客戶可根據(jù)自己固晶要求選擇合適的合金,SnAg3Cu0.5無(wú)鉛錫膏滿足ROHS指令要求,SnSb10熔點(diǎn)為245-250℃,滿足需要二次回流的LED封裝要求,其熱導(dǎo)率與合金SnAgCu0.5接近。
成本比較:
滿足大功率LED導(dǎo)熱散熱需求的鍵合材料中,固晶錫膏的成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于銀膠、銀漿和Au80Sn20合金,且固晶過程節(jié)約能耗。
一、產(chǎn)品合金
Sn96.5Ag3Cu0.5
二、產(chǎn)品特性
1. 高導(dǎo)熱、導(dǎo)電性能,SZL-800Z合金導(dǎo)熱系數(shù)為54W/M·K左右。
2. 粘結(jié)強(qiáng)度遠(yuǎn)大于銀膠,工作時(shí)間長(zhǎng)。
3. 觸變性好,具有固晶及點(diǎn)膠所需合適的粘度,分散性好。
4. 殘留物極少,將固晶后的LED底座置于40℃恒溫箱中240小時(shí)后,殘留物及底座金屬不變色,且不影響LED的發(fā)光效果。
5. 錫膏采用超微粉徑,能有效滿足25-75mil范圍大功率晶片的焊接,尺寸越大的晶片固晶操作越容易實(shí)現(xiàn)。
6. 回流共晶固化或箱式恒溫固化,走回流焊接曲線,更利于芯片焊接的平整性。
7. 固晶錫膏的成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于銀膠和Au80Sn20合金,且固晶過程節(jié)約能耗。
8.顆粒粉徑有(5號(hào)粉15-25um、6號(hào)粉10-20um、7號(hào)粉8-12um)
三、產(chǎn)品材料及性能
未固化時(shí)性能
主要成分:超微錫粉、助焊劑
黏度(25℃):10000cps、18-50pa.s
比重:4
觸變指數(shù):4.0
保質(zhì)期:3個(gè)月
四、包裝規(guī)格及儲(chǔ)存
1.針筒裝包裝:5cc/10g每支,或者根據(jù)客戶使用條件和要求進(jìn)行包裝。另外為適應(yīng)客戶對(duì)粘度的不同要求,每個(gè)樣品和每批次出貨中附有一支專用的。
2.標(biāo)簽上標(biāo)有廠名、產(chǎn)品名稱、型號(hào)、生產(chǎn)批號(hào)、保質(zhì)期、重量。
3.請(qǐng)?jiān)谝韵聴l件密封保存:
溫度:2-10℃
相對(duì)濕度:35-70%
五、使用方法
1.使用前,將固晶錫膏置于室溫(25℃左右),回溫1小時(shí)。
2.使用時(shí),一定要避免容器外有水滴浸入錫膏中,混入水汽將影響其特性。
3.錫膏為狀物質(zhì),表面容易因溶劑揮發(fā)而干燥,因此在開蓋后,建議盡量縮短在空氣中暴露的時(shí)間,如果針筒中錫膏不能一次性使用完全,請(qǐng)將針筒剩下的錫膏按要求冷藏。
4.固晶設(shè)備可以是點(diǎn)膠機(jī),也可用固晶機(jī)。點(diǎn)膠工藝與銀膠相同,可根據(jù)晶片大小和點(diǎn)膠速度選擇合適的針頭和氣壓。
5.根據(jù)客戶的使用習(xí)慣和要求,如果錫膏粘度較大,可以在錫膏中適當(dāng)?shù)姆执渭尤雽S玫?,攪拌均勻后再固晶;固晶錫膏含有極少量可揮發(fā)性的溶劑,如果因固晶時(shí)間過長(zhǎng)而導(dǎo)致錫膏粘度變大,也可以加入適當(dāng)?shù)?,攪拌均勻后再固晶?span>
六、固晶工藝及流程
1.固晶工藝:點(diǎn)膠頭為具有粗糙表面的錐形或十字形,根據(jù)晶片的大小選擇適當(dāng)?shù)某叽纭?span>
2.固晶流程:
a.備膠:在膠盤中放入適量的固晶錫膏,調(diào)整膠盤的高度,使膠盤刮刀轉(zhuǎn)動(dòng)將錫膏表面刮平整并且獲得適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)膠厚度。
b.取膠和點(diǎn)膠:利用點(diǎn)膠頭從膠盤蘸取錫膏,再將取出的錫膏點(diǎn)附于基座上的固晶中心位置。點(diǎn)膠頭為具有粗糙表面的錐形或十字形,根據(jù)晶片的大小選擇適當(dāng)?shù)某叽纭?span>
c.粘晶:將底面具有金屬層的LED芯片置于基座點(diǎn)有錫膏的固晶位置處,壓實(shí)。
d.共晶焊接:將固好晶片的支架置于共晶溫度的回流爐或臺(tái)式回流焊爐中,使LED芯片底面的金屬與基座通過錫膏實(shí)現(xiàn)共晶焊接。
七、注意事項(xiàng)
1.本大功率固晶錫膏密封儲(chǔ)存于冰箱內(nèi),2-10℃左右保存有效期3個(gè)月。
2.點(diǎn)膠環(huán)境和用具、被粘物品等需充分保持清潔、干燥,否則錫膏易引起固化不良。
3.本固晶錫膏使用時(shí)如發(fā)現(xiàn)有填充物沉淀或發(fā)干現(xiàn)象請(qǐng)充分?jǐn)嚢杈鶆蛟偈褂茫粽扯忍?,可用本公司專用的溶劑稀釋,但加入量不宜太多,粘度適當(dāng)即可。
4.本錫膏啟封后請(qǐng)與6天內(nèi)用完,在使用過程中情勿將錫膏長(zhǎng)時(shí)間暴露在空氣中,使用過剩后的錫膏請(qǐng)另用容器放置,不宜再混合到新鮮的錫膏中。
5.本錫膏必須避免混入水分等其他物質(zhì)。
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