Introduksjon av LED-emballasjeprosess med høy effekt

- Feb 26, 2021-

Fra utviklingen av brikken, er det funnet at store LED-produsenter fortsetter å forbedre oppstrøms epitaxial teknologi, for eksempel ved hjelp av ulike elektrode design for å kontrollere dagens tetthet, ved hjelp av ITO tynnfilmteknologi for å jevnt distribuere strømmen gjennom LED, etc., slik at strukturen er Begge produsere så mange som mulig. Bruk deretter en rekke forskjellige metoder for å trekke ut hvert foton som sendes ut av LED-lampen, for eksempel å produsere chips med forskjellige former; bruke periferien av brikken til effektivt å kontrollere lys brytning for å øke LED-utbyttet, og utvikle og utvide overflatestørrelsen på en enkelt chip (>2mm2) for å øke lys-emitting området , Og mer bruk av grov overflate for å øke lysoverføring og så videre.


Det er noen LED-sjetonger med høy lysstyrke der p-n-elektrodene plasseres nærmere hverandre, noe som forbedrer den lysende effektiviteten og varmespredningskapasiteten til brikken. Nylig er den eksisterende produksjonen å bruke den nylig forbedrede oppløsningen (Laserlift-o) og metallbindingsteknologi (metallbinding) for å fjerne LED-epitaxial wafer fra GaAs eller GaN vekstsubstrat og binde den til et annet metallsubstrat. Eller andre materialer med høy reflektivitet og høy varmeledningsevne for å hjelpe høyeffekts lysdioder med å forbedre effektiviteten til lett ekstraksjon og varmespredning.


Pakkedesign


Etter mange års utvikling har vertikale (φ3mm, φ5mm) og SMD-lamper (overflatebrakett-LED) utviklet seg til en standard produktmodell. Men med utvikling og behov for chips, høy effekt emballasje produkt design er utviklet. For å kunne bruke automatisert monteringsteknologi for å redusere produksjonskostnadene, har det også dukket opp høyeffekts SMD-lamper. Videre, drevet av den raske stasjonen i det bærbare forbrukerproduktmarkedet, er volumdesignen av høyeffekts LED-pakker også mindre og tynnere for å gi et bredere produktdesignområde.


For å opprettholde lysstyrken på det ferdige produktet etter emballasje, legges en koppformet reflekterende overflate til den nylig forbedrede høyeffekts SMD-enheten, noe som bidrar til å reflektere alt lyset ut av pakken for å øke utgangen. Den runde formen på LED-lampen er dekket med Silone tetningsmasse i stedet for epoksyharpiks (Epoxy) tidligere, slik at pakken kan opprettholde en viss grad av holdbarhet.


Pakkeprosess og plan


Hovedformålet med emballasjen er å sikre riktig elektrisk og mekanisk sammenkobling mellom halvlederbrikken og den underliggende kretsen, og å beskytte brikken mot mekanisk, varme, fuktighet og andre ytre påvirkninger. Når du velger emballasjemetoder, materialer og bruker maskiner, må faktorer som utseende, elektriske/mekaniske egenskaper og die bonding nøyaktighet av LED epitaxy vurderes. Fordi LED har sine optiske egenskaper, er det nødvendig å vurdere og sikre at dens optiske egenskaper kan tilfredsstilles når du pakker.


Enten det er en vertikal LED- eller SMD-pakke, må en høypresisjons die bonder velges, fordi den nøyaktige plasseringen av LED-lampen dør inn i pakken, direkte påvirker den lysende effekten av hele den pakkede enheten. Hvis plasseringen av krystallkornene i reflekterende kopp er avviket, vil lyset ikke bli fullstendig reflektert, noe som vil påvirke lysstyrken på det ferdige produktet. Men hvis en die bonder har et avansert pre-image recognition system (PRSystem), kan den nøyaktig sveises til forhåndsbestemt posisjon i reflektorkoppen til tross for den ujevne kvaliteten på blyrammen.


Generelle laveffekts LED-enheter (for eksempel belysning av pekeenheter og mobiltelefontastaer) er hovedsakelig solide krystaller av sølvpasta, men fordi sølvpasta selv ikke tåler høye temperaturer, vil varmen også bli generert samtidig som lysstyrken øker, noe som påvirker produktet. For å oppnå lysdioder av høy kvalitet og høy effekt er det utviklet nye die bonding-prosesser. En av dem er å bruke eutektisk loddeteknologi for først å lodde dø til en kjøleribbe (soubmount) eller kjøleribbe. Deretter er hele dø koblet til varmespredningssubstratet og deretter sveiset til den pakkede enheten, slik at varmespredningskapasiteten til enheten kan forbedres, og varmespredningen økes relativt. Når det gjelder substratmaterialer, er silisium, kobber og keramikk alle vanlige varmespredningssubstratmaterialer.


Eutektisk sveising


Nøkkelen til teknologi er valg av eutektiske materialer og kontroll av sveisetemperatur. For den nye generasjonen ingan høy lysstyrke lysdioder, hvis eutektisk sveising brukes, ren tinn (Sn) eller Au-Sn legering kan brukes som kontakt overflate belegg på bunnen av krystallkorn, og krystallkorn kan loddes til underlaget belagt med gull eller sølv på. Når underlaget varmes opp til en passende eutektisk temperatur, trenger gull- eller sølvelementer inn i gull-tinnlegeringslaget, og sammensetningen av legeringslaget endres for å øke smeltepunktet, noe som stivner det eutektiske laget og sikkert lodde LED til kjøleribben eller underlaget .


Valget av eutektisk temperatur avhenger av varmebestandigheten til die, substrat og enhetsmaterialer og temperaturkravene i den påfølgende SMT-tilstrømningsprosessen. Når man vurderer den eutektiske die bonding maskinen, i tillegg til høy posisjon nøyaktighet, en annen viktig betingelse er å ha fleksibel og stabil temperaturkontroll. Tilsetning av nitrogen eller blandede gassenheter bidrar til å beskytte mot oksidasjon under eutektisk prosess. Selvfølgelig, som sølvpasta dø liming, høy presisjon die bonding avhenger av streng mekanisk design og høy presisjon motor bevegelse for å sikre at sveisehodet bevegelse og sveisekraft kontroll er akkurat riktig, uten å gå på akkord med høy produktivitet og høy avkastning. Krav.


Flux kan også legges til under den eutektiske loddeprosessen. Den største funksjonen i denne teknologien er at ingen ekstra loddekraft er nødvendig, så for mye eutektisk legering vil ikke oversvømme på grunn av overdreven die-bonding kraft, noe som reduserer sjansen for LED kortslutning .


FlipChip-sveising


Flip-chip lodde har blitt aktivt brukt i høyeffekts LED produksjonsprosessen de siste årene. Flip-chip-metoden kombinerer GaN LED dø opp ned på varme-spre underlaget. Fordi det ikke er noen gull wire bonding pad, er det nyttig å forbedre lysstyrken. Fordi avstanden som strømmen strømmer forkortet og motstanden reduseres, reduseres varmegenereringen relativt. Samtidig kan denne bindingen effektivt overføre varmen til varmespredningssubstratet til neste lag og deretter til utsiden av enheten. Når denne prosessen brukes, vil det ikke bare øke lyseffekten, men også redusere det totale området av produktet og utvide applikasjonsmarkedet for produktet.


Det er to hovedløsninger for utvikling av flip chip LED-teknologi: den ene er loddebumpreflowteknologien; den andre er den termosoniske (Thermosonic) loddeteknologi.


Bly-tinn ball lodde har vært brukt i IC emballasje i lang tid, og prosessteknologien har også modnet, så jeg vil ikke gå inn i detaljer her. For produksjon av rimelige og lavlinjede enheter, er Thermosonic Flipchip-teknologi spesielt egnet for høyeffekts LED-sveising. For lodde med gull, siden smeltepunktet temperaturen på gull i seg selv er høyere enn for bly-tinn baller og sølv lim, er det mer fleksibelt i prosessen design etter dø liming.


I tillegg er det fordeler som blyfri produksjonsprosess, enkel prosess og pålitelig metalltilkobling. Etter mange års forskning og akkumulering av erfaring, har den termoniske flip chip-teknologien mestret de mest optimaliserte prosessparametrene, og har blitt vellykket satt i masseproduksjon i flere store LED-produsenter. I tillegg til produksjonslinjen er et stort antall andre automatiseringsutstyr (for eksempel chip bonding maskiner, wire bonding maskiner, maskiner og taping maskiner) alle avhengig av import.


Et par:Energisparing og belysning av lysdioder Neste:Hva er metallorganisk kjemisk dampdeponering (MOCVD)