深度講解高亮度矩陣式LED封裝技術(shù)和解決方案

本例采用了金屬線(xiàn)加固脈沖熱量回流。在脈沖加熱周期中，利用一個(gè)伺服系統控制的上升曲線(xiàn)使溫度從預熱溫度上升到回流溫度，與傳統的加熱系統相比，這樣溫度過(guò)沖會(huì )很低。溫度曲線(xiàn)的可重復性對于該工藝是很關(guān)鍵的，它可進(jìn)行適當的共晶浸潤，使孔洞極少且不會(huì )損傷LED。所需的溫度曲線(xiàn)取決于基板所使用的材料、基板的尺寸和焊料的成分。采用只需點(diǎn)擊的可編程曲線(xiàn)進(jìn)行浸潤，形成溫度命令曲線(xiàn)。該系統在引線(xiàn)鍵合過(guò)程中抓取實(shí)際的溫度曲線(xiàn)，具有工藝可追溯性。脈沖加熱曲線(xiàn)控制使得LED矩陣可進(jìn)行批回流，降低了整體周期時(shí)間和使高溫時(shí)間盡可能低，可保護對溫度敏感的LED器件。

引線(xiàn)鍵合

將LED粘合后，采用鍵合線(xiàn)完成互連。高密度、高頻率的LED矩陣格式要求LED采用金屬線(xiàn)進(jìn)行互連。盡管有多種引線(xiàn)鍵合方法，如球形焊和楔形焊，試驗數據表明采用球形焊接機進(jìn)行的鏈狀焊互連可獲得最好結果。對于標準的球形/針腳焊，先形成球形，再將引線(xiàn)拉至針腳處鍵合，形成LED的互連。鏈形鍵合是球形 /針腳焊的變體，針腳并不是終端，在其上又進(jìn)行了線(xiàn)圈-針腳復合，以完成鏈式引線(xiàn)鍵合組。圖3顯示了利用引線(xiàn)鍵合機進(jìn)行鏈式焊接，設置一個(gè)球-線(xiàn)弧-中間針腳-線(xiàn)弧-中間針腳-線(xiàn)弧。最后是一個(gè)線(xiàn)弧針腳，隨后在每個(gè)終端針腳上形成一個(gè)球形針腳保證連接。這并不是全新的技術(shù)，但通過(guò)材料選擇和軟件工具對其做出了進(jìn)一步開(kāi)發(fā)。鏈形焊使得產(chǎn)率更高，因為它形成標準球形焊不必要形成無(wú)空氣球體。此外由于鏈形焊針腳圖形，存在的光閉塞會(huì )較少，并且拉力測試結果證明它具有更好的拉拔強度。

圖3 具有安全連接的鏈狀焊

結論

將LED進(jìn)行矩陣式組裝可獲得更高密度、更高亮度的LED。由于熱的高濃度以及要求高頻引線(xiàn)鍵合連接，這種結構對封裝構成了挑戰。在LED密集的區域中必須精確放置鍵合線(xiàn)，這種連接擁有穩定的線(xiàn)弧形狀，由于較大的熱擾動(dòng)，連接強度還應足夠強，以承受機械沖擊和應力。封裝工藝中有三個(gè)步驟很關(guān)鍵。第一個(gè)步驟是高度精確地取放芯片，以在LED的幾何公差范圍內實(shí)現矩陣式LED應用。第二，有必要應用脈沖加熱控制批共晶回流芯片粘合工藝進(jìn)行組裝生產(chǎn)、LED保護以及較好的熱導性，同時(shí)提供高質(zhì)量和低風(fēng)險性能。第三，鏈式連接為所有的LED提供極好的的陣列電氣和機械連接。采用這些封裝工藝可獲得高亮度效果，同時(shí)還實(shí)現散熱和最大的出光效率。