LED固晶錫膏A

1、LED固晶錫膏固晶錫膏YJ366LED Die Attach Solder Paste深圳市優(yōu)金高科電子有限公司2010-5-25功率型功率型LED封裝的技術(shù)要求（封裝的技術(shù)要求（1）功率型功率型LED LED 封裝技術(shù)主要應(yīng)滿足：封裝技術(shù)主要應(yīng)滿足：封裝結(jié)構(gòu)要有高的取光效率封裝結(jié)構(gòu)要有高的取光效率熱阻要盡可能低，才能保證功率熱阻要盡可能低，才能保證功率LED LED 的光電性能和可靠性的光電性能和可靠性功率型功率型LEDLED芯片封裝關(guān)鍵：低熱阻、散芯片封裝關(guān)鍵：低熱阻、散熱良好、低應(yīng)力結(jié)構(gòu)熱良好、低應(yīng)力結(jié)構(gòu)芯片散熱是芯片散熱是LED封裝必須解決的關(guān)鍵問題，解決大封裝必須解決的關(guān)鍵問題，解決

2、大功率功率LED芯片封裝結(jié)構(gòu)的散熱問題，才能保證芯片封裝結(jié)構(gòu)的散熱問題，才能保證LED燈高效、長壽命的工作。燈高效、長壽命的工作。LED 散熱通道經(jīng)由發(fā)光層、襯底、粘結(jié)層、基板散熱通道經(jīng)由發(fā)光層、襯底、粘結(jié)層、基板等多個環(huán)節(jié)，其中粘結(jié)材料層是熱導(dǎo)率最低的一個等多個環(huán)節(jié)，其中粘結(jié)材料層是熱導(dǎo)率最低的一個環(huán)節(jié)，因此通過選擇優(yōu)良的粘結(jié)材料將會解決大功環(huán)節(jié)，因此通過選擇優(yōu)良的粘結(jié)材料將會解決大功率率LED的散熱瓶頸，從而大大提高的散熱瓶頸，從而大大提高LED的散熱能力的散熱能力以及可靠性。以及可靠性。功率型功率型LED封裝技術(shù)要求（封裝技術(shù)要求（2）熱沉硅膠熒光粉焊盤芯片鍵合材料支架透鏡大功率白光大功

3、率白光LED封裝結(jié)構(gòu)示意圖封裝結(jié)構(gòu)示意圖LEDLED封裝各結(jié)構(gòu)層的熱導(dǎo)率比較封裝各結(jié)構(gòu)層的熱導(dǎo)率比較主要封裝結(jié)構(gòu)層主要封裝結(jié)構(gòu)層熱導(dǎo)率熱導(dǎo)率（W/mW/mK K）襯墊（襯墊（SiSi，SiCSiC等）等）150150粘結(jié)材料粘結(jié)材料（導(dǎo)熱膠，銀膠，錫膏，（導(dǎo)熱膠，銀膠，錫膏，AuSnAuSn）1-571-57熱沉（熱沉（AlAl，CuCu等）等）210210散熱基板散熱基板 （AlAl，陶瓷，復(fù)合基板），陶瓷，復(fù)合基板）200200LEDLED芯片封裝粘結(jié)材料比較（芯片封裝粘結(jié)材料比較（1 1）導(dǎo)熱膠導(dǎo)熱膠：價格低廉：價格低廉 , , 工藝簡單，但熱導(dǎo)率較小。工藝簡單，但熱導(dǎo)率較小。導(dǎo)電銀漿：

4、導(dǎo)電銀漿： 1. 1.有良好的熱導(dǎo)特性和較好的粘貼強度；有良好的熱導(dǎo)特性和較好的粘貼強度； 2. 2.銀漿對光的吸收比較大銀漿對光的吸收比較大 , , 導(dǎo)致光效下降。導(dǎo)致光效下降。 3. 3.環(huán)氧樹脂熱阻遠大于合金焊料，且使用壽命比合環(huán)氧樹脂熱阻遠大于合金焊料，且使用壽命比合金短得多。金短得多。 小功率小功率LEDLED芯片發(fā)熱量少芯片發(fā)熱量少 , , 銀漿作為粘結(jié)層完全可銀漿作為粘結(jié)層完全可以滿足其散熱性，但普通銀膠不能滿足大功率以滿足其散熱性，但普通銀膠不能滿足大功率LEDLED芯片的散熱需求（導(dǎo)熱系數(shù)芯片的散熱需求（導(dǎo)熱系數(shù)1.5-20W/mK1.5-20W/mK）。）。 金屬焊接：金屬

5、焊接：錫金合金（錫金合金（Au80Sn20Au80Sn20）導(dǎo)熱導(dǎo)電性好，導(dǎo)熱）導(dǎo)熱導(dǎo)電性好，導(dǎo)熱系數(shù)約為系數(shù)約為57.3 W/mK57.3 W/mK，但熔點高達，但熔點高達280280，且焊接設(shè)備昂貴，成本太高。且焊接設(shè)備昂貴，成本太高。YJ366YJ366無鉛錫膏無鉛錫膏的的導(dǎo)熱系數(shù)為導(dǎo)熱系數(shù)為50W/mK50W/mK左左右，導(dǎo)熱性能好，與芯片金屬層形成金屬間右，導(dǎo)熱性能好，與芯片金屬層形成金屬間化合物，粘結(jié)強度高，通過回流爐焊接可實化合物，粘結(jié)強度高，通過回流爐焊接可實現(xiàn)大批量連續(xù)生產(chǎn)方式。試驗證明經(jīng)多次回現(xiàn)大批量連續(xù)生產(chǎn)方式。試驗證明經(jīng)多次回流焊后特性不變。流焊后特性不變。LEDLED

6、芯片封裝粘結(jié)材料比較（芯片封裝粘結(jié)材料比較（2 2）LED固晶錫膏固晶錫膏倒裝封裝工藝的技術(shù)要求（倒裝封裝工藝的技術(shù)要求（2）LED LED 倒裝封裝技術(shù)主要要求：倒裝封裝技術(shù)主要要求：除了要求低熱阻及可靠的焊接強度除了要求低熱阻及可靠的焊接強度, ,還要還要求有很好的導(dǎo)電效果。求有很好的導(dǎo)電效果。倒裝封裝關(guān)鍵：低熱阻、散熱良好、低倒裝封裝關(guān)鍵：低熱阻、散熱良好、低應(yīng)力結(jié)構(gòu)應(yīng)力結(jié)構(gòu), ,優(yōu)秀的導(dǎo)電性能。優(yōu)秀的導(dǎo)電性能。錫膏與銀膠固晶設(shè)備及效率比較錫膏與銀膠固晶設(shè)備及效率比較項目項目銀膠銀膠固晶錫膏固晶錫膏基本設(shè)備基本設(shè)備固晶機固晶機/ /點膠機點膠機焊線機焊線機烘箱烘箱固晶機固晶機/ /點膠機

7、點膠機焊線機焊線機回流爐回流爐連接材料連接材料金屬金屬/ /金屬金屬/ /非金屬非金屬非金屬之間非金屬之間金屬與金屬之間金屬與金屬之間Sn/Cu/Ag/Au/NiSn/Cu/Ag/Au/Ni固化時間固化時間60min60min5 5-7min-7min生產(chǎn)效率生產(chǎn)效率間斷式操作和生產(chǎn)，間斷式操作和生產(chǎn)，速度慢速度慢連續(xù)式操作和生產(chǎn)，連續(xù)式操作和生產(chǎn)，速度快速度快可靠性可靠性物理固化連接物理固化連接熔融合金化熔融合金化成本成本固晶能耗大固晶能耗大能耗小能耗小 項目項目銀膠銀膠固晶錫膏固晶錫膏熱導(dǎo)率熱導(dǎo)率40電阻率電阻率 50*10-51.08*10-5剪切拉伸強度剪切拉伸強度（25）20 MPa

8、39 MPa沖擊強度沖擊強度14.7kg/3400psi14.7kg/5075psi硬度硬度2-515熱膨脹系數(shù)熱膨脹系數(shù) (溫度溫度Tg)178-錫膏與銀膠焊點性能比較錫膏與銀膠焊點性能比較YJ366 LED固晶錫膏固晶錫膏項目項目參數(shù)參數(shù)特征特征熱導(dǎo)系數(shù)熱導(dǎo)系數(shù)50導(dǎo)熱系數(shù)為導(dǎo)熱系數(shù)為50W/mK左右，左右，電阻小、傳熱快電阻小、傳熱快點膠周期點膠周期固晶周期能達到固晶周期能達到390ms速度快，效率高速度快，效率高晶片尺寸晶片尺寸滿足滿足5 mil-75 mil大大功率晶片焊接功率晶片焊接錫膏粉徑為錫膏粉徑為10-15m（6#粉）粉）焊接性能焊接性能可耐可耐8h重復(fù)點膠，重復(fù)點膠，空洞率

9、小于空洞率小于8%固固晶可靠性好晶可靠性好，對，對于垂直芯片和倒裝于垂直芯片和倒裝芯片而言有優(yōu)越的芯片而言有優(yōu)越的導(dǎo)電性能。導(dǎo)電性能。焊接效果焊接效果采用錫膏固晶工藝采用錫膏固晶工藝光效比銀膠工藝提光效比銀膠工藝提升升3-5%。焊點飽滿光亮，焊點飽滿光亮， LED固晶錫膏固晶錫膏項目項目參數(shù)參數(shù)特征特征觸變性觸變性觸變性好，粘度為觸變性好，粘度為10000-30000cps不會引起晶片的漂移，不會引起晶片的漂移，飛件等飛件等殘留物殘留物殘留物少，殘留物少，240小時恒小時恒溫測試，不影響效果溫測試，不影響效果烘烤底座金屬不變色，烘烤底座金屬不變色，且不影響且不影響LED的發(fā)光效的發(fā)光效果果焊接

10、方式焊接方式回流爐焊接，可在回流爐焊接，可在6min內(nèi)完成固化內(nèi)完成固化銀膠一般為銀膠一般為60min錫膏錫膏固晶減少能耗固晶減少能耗焊接性能焊接性能可耐可耐8h重復(fù)點膠，空重復(fù)點膠，空洞率小于洞率小于8%焊接固晶過程可在焊接固晶過程可在6min內(nèi)完成，而銀膠一般為內(nèi)完成，而銀膠一般為60min，減少固晶能耗，減少固晶能耗錫膏固晶常見問題的解決錫膏固晶常見問題的解決殘留物是否影響后續(xù)的封裝？是否需要清洗殘留物是否影響后續(xù)的封裝？是否需要清洗？ 殘留少，且無鹵素，無硫化物配方，不含其殘留少，且無鹵素，無硫化物配方，不含其它活性離子，對后續(xù)的封裝無影響，無需清它活性離子，對后續(xù)的封裝無影響，無需清

11、洗。洗。焊接過程，晶圓是否產(chǎn)生偏移，翻轉(zhuǎn)或飛件焊接過程，晶圓是否產(chǎn)生偏移，翻轉(zhuǎn)或飛件現(xiàn)象？現(xiàn)象？ 通過特殊活性劑極大程度降低金數(shù)表面張力通過特殊活性劑極大程度降低金數(shù)表面張力；活性隨焊接溫區(qū)逐步釋放釋放；還可通過；活性隨焊接溫區(qū)逐步釋放釋放；還可通過回流爐溫度的設(shè)置來調(diào)整焊接溫度。晶圓偏回流爐溫度的設(shè)置來調(diào)整焊接溫度。晶圓偏移和飛件現(xiàn)象可以避免。移和飛件現(xiàn)象可以避免。錫膏固晶常見問題的解決錫膏固晶常見問題的解決氣孔是否影響散熱？氣孔是否影響散熱？ 氣孔率太高會影響散熱性。銀膠中銀粉含量為氣孔率太高會影響散熱性。銀膠中銀粉含量為45-75%，其中的環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱導(dǎo)電性很差，相當(dāng)于，其中的環(huán)氧樹脂導(dǎo)

12、熱導(dǎo)電性很差，相當(dāng)于導(dǎo)熱空洞，熱阻和電阻較高。而錫膏焊接后為一導(dǎo)熱空洞，熱阻和電阻較高。而錫膏焊接后為一整體金屬合金，導(dǎo)熱通道與焊接面積接近整體金屬合金，導(dǎo)熱通道與焊接面積接近1：1，散熱性比銀膠好。另外固晶錫膏還可通過回流爐散熱性比銀膠好。另外固晶錫膏還可通過回流爐工藝的合理設(shè)置降低氣孔率。工藝的合理設(shè)置降低氣孔率。對熱沉要求？對熱沉要求？ Al基需要鍍基需要鍍Cu、Ni、Ag或或Au；Cu基材熱沉。基材熱沉。為什么選擇為什么選擇YJ366合金？能否滿足二次回流？合金？能否滿足二次回流？ YJ366工藝成熟，性能穩(wěn)定，可靠性高；殘留物少工藝成熟，性能穩(wěn)定，可靠性高；殘留物少，活性離子失效，二

13、次回流基本不再熔融，合金不，活性離子失效，二次回流基本不再熔融，合金不再流動，晶圓不會移位再流動，晶圓不會移位。使用可靠性？使用可靠性？ 焊接與晶圓背金層及熱沉表面金屬形成金屬間化合焊接與晶圓背金層及熱沉表面金屬形成金屬間化合物，性能穩(wěn)定，熱阻低。物，性能穩(wěn)定，熱阻低。錫膏固晶厚度？錫膏固晶厚度？ 根據(jù)晶圓大小選擇點膠頭的大小及錫膏粘度，粘度根據(jù)晶圓大小選擇點膠頭的大小及錫膏粘度，粘度大，則點膠層厚，一般不超過大，則點膠層厚，一般不超過0.1mm。錫膏固晶常見問題的解決錫膏固晶常見問題的解決對回流爐有什么要求對回流爐有什么要求？ 應(yīng)采用五溫區(qū)以上回流爐；預(yù)熱區(qū)的溫度設(shè)置比普應(yīng)采用五溫區(qū)以上回流

14、爐；預(yù)熱區(qū)的溫度設(shè)置比普通錫膏焊接溫度稍高通錫膏焊接溫度稍高10-15。n使用時間及其他要求？使用時間及其他要求？ 4保存，每次使用前回溫保存，每次使用前回溫1小時；可供連續(xù)暴露于小時；可供連續(xù)暴露于空氣中空氣中24小時不發(fā)干；使用過后針筒里的錫膏繼續(xù)小時不發(fā)干；使用過后針筒里的錫膏繼續(xù)低溫保存，可重復(fù)多次使用。（建議每低溫保存，可重復(fù)多次使用。（建議每4小時往盤里小時往盤里加一次錫膏，當(dāng)晚上下班后清洗料盤）加一次錫膏，當(dāng)晚上下班后清洗料盤）錫膏固晶常見問題的解決錫膏固晶常見問題的解決 YJ366焊接回流曲線焊接回流曲線YJ366 LEDYJ366 LED錫膏固晶流程（固晶機）錫膏固晶流程（固

15、晶機）在膠盤中放入適量的固晶錫膏，在膠盤中放入適量的固晶錫膏，調(diào)整膠盤的高度，使膠盤刮刀調(diào)整膠盤的高度，使膠盤刮刀轉(zhuǎn)動將錫膏表面刮平整并且獲轉(zhuǎn)動將錫膏表面刮平整并且獲得適當(dāng)?shù)狞c膠厚度。得適當(dāng)?shù)狞c膠厚度。將固好晶片的支架置于共晶溫度將固好晶片的支架置于共晶溫度的回流爐或臺式回流焊爐中，使的回流爐或臺式回流焊爐中，使LEDLED芯片底面的金屬與基座通過芯片底面的金屬與基座通過錫膏實現(xiàn)共晶焊接。錫膏實現(xiàn)共晶焊接。備膠備膠取膠和取膠和點膠點膠粘晶粘晶焊接焊接利用點膠頭從膠盤蘸取錫膏，再利用點膠頭從膠盤蘸取錫膏，再將取出的錫膏點附于基座上的固將取出的錫膏點附于基座上的固晶中心位置。點膠頭為具有粗糙晶中心位置。點膠頭為具有粗糙表面的錐形或十字形，根據(jù)晶片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５拇笮∵x擇適當(dāng)?shù)某叽?。將底面具有金屬層的將底面具有金屬層的芯片置于基座點有錫膏