深度講解高亮度矩陣式LED封裝技術和解決方案

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

引線鍵合

將LED粘合后，采用鍵合線完成互連。高密度、高頻率的LED矩陣格式要求LED采用金屬線進行互連。盡管有多種引線鍵合方法，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，在其上又進行了線圈-針腳復合，以完成鏈式引線鍵合組。圖3顯示了利用引線鍵合機進行鏈式焊接，設置一個球-線弧-中間針腳-線弧-中間針腳-線弧。最后是一個線弧針腳，隨后在每個終端針腳上形成一個球形針腳保證連接。這并不是全新的技術，但通過材料選擇和軟件工具對其做出了進一步開發(fā)。鏈形焊使得產率更高，因為它形成標準球形焊不必要形成無空氣球體。此外由于鏈形焊針腳圖形，存在的光閉塞會較少，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鍵合連接，這種結構對封裝構成了挑戰(zhàn)。在LED密集的區(qū)域中必須精確放置鍵合線，這種連接擁有穩(wěn)定的線弧形狀，由于較大的熱擾動，連接強度還應足夠強，以承受機械沖擊和應力。封裝工藝中有三個步驟很關鍵。第一個步驟是高度精確地取放芯片，以在LED的幾何公差范圍內實現矩陣式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行組裝生產、LED保護以及較好的熱導性，同時提供高質量和低風險性能。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，同時還實現散熱和最大的出光效率。