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(tǒng)控制的上升曲線使溫度從預(yù)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(guò)沖會(huì)很低。溫度曲線的可重復(fù)性對(duì)于該工藝是很關(guān)鍵的，它可進(jìn)行適當(dāng)?shù)墓簿Ы?rùn)，使孔洞極少且不會(huì)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(diǎn)擊的可編程曲線進(jìn)行浸潤(rùn)，形成溫度命令曲線。該系統(tǒng)在引線鍵合過(guò)程中抓取實(shí)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(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(hù)對(duì)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(jìn)行互連。盡管有多種引線鍵合方法，如球形焊和楔形焊，試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明采用球形焊接機(jī)進(jìn)行的鏈狀焊互連可獲得最好結(jié)果。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行了線圈-針腳復(fù)合，以完成鏈?zhǔn)揭€鍵合組。圖3顯示了利用引線鍵合機(jī)進(jìn)行鏈?zhǔn)胶附?，設(shè)置一個(gè)球-線弧-中間針腳-線弧-中間針腳-線弧。最后是一個(gè)線弧針腳，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(duì)其做出了進(jìn)一步開(kāi)發(fā)。鏈形焊使得產(chǎn)率更高，因?yàn)樗纬蓸?biāo)準(zhǔn)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(cè)試結(jié)果證明它具有更好的拉拔強(qiáng)度。

圖3 具有安全連接的鏈狀焊

結(jié)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鍵合連接，這種結(jié)構(gòu)對(duì)封裝構(gòu)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(dòng)，連接強(qiáng)度還應(yīng)足夠強(qiáng)，以承受機(jī)械沖擊和應(yīng)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(nèi)實(shí)現(xiàn)矩陣式LED應(yīng)用。第二，有必要應(yīng)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(hù)以及較好的熱導(dǎo)性，同時(shí)提供高質(zhì)量和低風(fēng)險(xiǎn)性能。第三，鏈?zhǔn)竭B接為所有的LED提供極好的的陣列電氣和機(jī)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(xiàn)散熱和最大的出光效率。