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固晶锡膏在功率型LED封装中取代银胶 日期:2017-01-05
 
来源:高工LED    发布时间:2012-08-24 11:11:13
摘要:本文使用固晶锡膏ES1000和高导热固晶银胶进行封装对比,对灯珠进行可靠性实验,包括测试灯珠的光衰和芯片表面与固晶焊盘的温度,结果表明,固晶锡膏封装的灯珠散热效果明显优于银胶封装。
  晶片固晶是LED封装的重要环节,固晶材料的热传导性能对LED的散热能力有相当的影响,功率型LED封装更为明显。本文使用ES1000和高导热固晶银胶进行封装对比,对灯珠进行可靠性实验,包括测试灯珠的光衰和芯片表面与固晶焊盘的温度,结果表明,封装的灯珠散热效果明显优于银胶封装。另外,本文还通过对比表明,不仅能有效改善功率型LED封装中散热性能所导致的LED可靠性问题,还可以通过对工艺的更新,提高生产效率,降低成本,极大的提高产品的性价比。

  一、引言

  结温是影响LED使用性能的一个重要因素,结温过高将会引起LED内量子效率降低、芯片寿命缩短、封装材料老化等问题[1]。LED封装中所使用固晶材料导热性能的好坏直接影响到封装热阻,而热阻对LED结温有很大的影响。固晶热阻是晶片与基座间固晶层引入的热阻,对芯片的散热效果有很大影响[2]。目前,功率型LED封装中固晶胶大多采用传统的固晶银胶,而银胶中的环氧树脂导热性能很差,只能通过银粉进行热传递,致使银胶的导热效果较差,不能很好的满足功率型LED封装要求;同时银胶成本昂贵,固化时间长,不利于生产成本管控。为此,本文引入了LED,并通过实验对与固晶银胶进行对比,提出可取代固晶银胶应用于功率型LED封装的固晶材料--。

  二、可靠性实验对比与分析

  功率型LED目前主要采用银胶固晶封装,银胶的成分是环氧物与银粉的混合物,其导热系数一般较低,不高于25W/mK,我们选导热系数为25(W/mK)的日本高导热银胶与ES1000(表一)进行实验对比,如下所提到的日本高导热银胶简称为银胶。

        表一 固晶胶材料与品牌介绍



  为了确保实验数据的可比性,封装材料除固晶胶(ES1000和银胶)不同外其它物料均采用相同材料。

  同时为增加实验的随机对比性,分别对两种固晶材料各做500PCS成品,然后随机从中各抽取10PCS编号进行对比。

  2.1 封装固化工艺对比

  与共晶焊接类似,ES1000与传统银胶固晶固化工艺不同(表二)。传统的银胶是通过烘箱高温加热使内部环氧树脂完全固化后起到黏合固定作用,芯片、银胶和支架底座之间没有发生变化,属于物理连接;而ES1000是通过升温熔化后将晶片与热沉融合一体,芯片的背金层和支架的镀层金属在锡膏熔融过程与锡膏金属发生反应,生产新的金属间化合物,三者连成一体,属于化学连接,ES1000的熔点为217℃,采用链式回流焊机回流固化。

        表二 固化工艺对比

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