倒装LED固晶及材料360度解析

对于大部分的LED封装行业的从业者来说，LED倒装都是一个比较熟悉的关键词汇！更别提我们专业做LED固晶锡膏从业者了！今天小编就通过一个LED锡膏专业的从业者，来与你一起分享、分析LED固晶及相关材料分析。

一、功率型LED封装的技术要求？

功率型LED 封装技术主要应满足：

（1）封装结构要有高的取光效率热阻要尽可能低，才能保证功率LED 的光电性能和可靠性

（2）功率型LED芯片封装关键：低热阻、散热良好、低应力结构

（3）芯片散热是LED封装必须解决的关键问题，解决大功率LED芯片封装结构的散热问题，才能保证LED灯高效、长寿命的工作。

（4）LED 散热通道经由发光层、衬底、粘结层、基板等多个环节，其中粘结材料层是热导率最低的一个环节，因此通过选择优良的粘结材料将会解决大功率LED的散热瓶颈，从而大大提高LED的散热能力以及可靠性。

二、LED芯片封装粘结材料比较

（1）、导热胶：价格低廉 , 工艺简单，但热导率较小。

导电银浆：

1.有良好的热导特性和较好的粘贴强度；

2.银浆对光的吸收比较大 , 导致光效下降。

3.环氧树脂热阻远大于合金焊料，且使用寿命比合金短得多。

小功率LED芯片发热量少 , 银浆作为粘结层完全可以满足其散热性，但普通银胶不能满足大功率LED芯片的散热需求（导热系数1.5-20W/m·K）。

（2）金属焊接：

1.锡金合金（Au80Sn20）导热导电性好，导热系数约为57.3 W/m·K，但熔点高达280℃，且焊接设备昂贵，芯片、基板成本高。

2.PSP-SLF248(高温)无铅锡膏的导热系数为50W/m·K左右，导热性能好，与芯片金属层形成金属间化合物，粘结强度高，通过回流炉焊接可实现大批量连续生产方式。试验证明经多次回流焊后特性不变。

三、LED 倒装封装技术主要要求：

1.除了要求低热阻及可靠的焊接强度,还要求有很好的导电效果。

2.倒装封装关键：低热阻、散热良好、低应力结构,优秀的导电性能。

四、锡膏固晶常见问题的解决

（1）残留物是否影响后续的封装？是否需要清洗？

残留少，且无卤素，无硫化物配方，不含其它活性离子，对后续的封装无影响，室内照明可免清洗，如车灯、UV、户外高功率投射灯建议清洗。

（2）焊接过程，晶圆是否产生偏移，翻转或飞件现象？

通过特殊活性剂极大程度降低金数表面张力；活性随焊接温区逐步释放释放；还可通过回流炉温度的设置来调整焊接温度。晶圆偏移和飞件现象可以避免。

（3）气孔是否影响散热？

气孔率太高会影响散热性。银胶中银粉含量为45-86%，其中的环氧树脂导热导电性很差，相当于导热空洞，热阻和电阻较高。而锡膏焊接后为一整体金属合金，导热通道与焊接面积接近1：1，散热性比银胶好。另外固晶锡膏还可通过回流炉工艺的合理设置降低气孔率。

（4）为什么选择PSP-SLF248合金锡膏？能否满足二次回流？

PSP-SLF248工艺成熟，性能稳定，可靠性高；残留物少，活性离子失效，二次回流基本不再熔融，合金不再流动，晶圆不会移位。

（5）使用可靠性？

焊接与晶圆背金层及热沉表面金属形成金属间化合物，性能稳定，热阻低。

（6）锡膏固晶厚度？

根据晶圆大小选择点胶头的大小及锡膏粘度，粘度大，则点胶层厚，一般不超过0.1mm，印刷方面可根据芯片大小开合适钢网开口及厚度，相对点胶工艺来对比，印刷可靠性更高。

（7）对回流炉有什么要求？

应采用五温区以上回流炉；预热区的温度设置比普通锡膏焊接温度稍高10-15℃，炉子能设定温度300以上。

（8）使用时间及其他要求？

正负 5℃保存，每次使用前回温1小时；可供连续暴露于空气中24小时不发干；使用过后针筒里的锡膏继续低温保存，可重复多次使用。（建议每4小时往盘里加一次锡膏，当晚上下班后清洗料盘）

SMT基础知识

基本工艺：

一、回流焊过程中，焊膏需经过以下几个阶段

1、溶剂挥发；焊剂清除焊件表面的氧化物；

2、焊膏的熔融、再流动；

3、焊膏的冷却、凝固。

（一）预热区

目的： 使基板和元器件预热 ，达到平衡，同时除去焊膏中的水份、溶剂，以防焊膏发生塌落和焊料飞溅。要保证升温比较升温过快会造成对元器件的伤害，如会引起多层陶瓷电容器开裂。同时还会造成焊料飞溅，使在整个基板的非焊接区域形成焊料球以及焊料不足的焊点。

( 二）保温区

目的：保证在达到再流温度之前焊料能完全干燥，同时还起着焊剂活化的作用，清除元器件、焊盘、焊粉中的金属氧化物。时间约60~120秒，根据焊料的性质有所差异。

（三）再流焊区

目的：焊膏中的焊料使金粉开始熔化，再次呈流动状态，替代液态焊剂润湿 焊盘和元器件，这种润湿作用导致焊料进一步扩展，对大多数焊料润湿时间为60~90秒。再流焊的温度要高于焊膏的熔点温度，一般要超过熔点温度20度才能保证再流焊的质量。有时也将该区域分为两个区，即熔融区和再流区。

（四）冷却区

焊料随温度的降低而凝固，使元器件与焊膏形成良好的电接触，冷却速度要求同预热速度相同。

LED锡膏工艺中常见问题

一、锡膏融化不完全?

答：一般来说此现象可能为锡膏受热不均匀，或者是温度和时间没有达到要求。时间和温度没有控制好，锡膏融化不均匀，同时也会有虚焊情形出现。

二、 芯片底部有空洞问题？

答：此情形主要有两方面的可能性：

1、时间和温度没有掌控好。

2、没有选择到适合的锡膏，目前行业许多客户采用锡银铜成分锡膏作业，但试验证明此锡膏并不适合固晶led，该锡膏固晶后内部会有空洞出现。