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LED固晶工艺评价发布时间:2018-11-05 18:18:26

固晶又称为Die Bond或装片。固晶即通过胶体(对于LED来说一般是导电银胶绝缘胶)把晶片粘结在支架的指定区域,形成热通路或电通路,为后序的打线连接提供条件的工序。金鉴LED品质专家建议,由于LED固晶工艺的方法和质量直接影响LED灯珠的可靠性和成本,因此要多加重视。


服务客户LED封装厂

检测手段:扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS),X射线照相(X-RAY)、声扫(C-SAM)、

热分布(GMATG-G3)、金相切片、T3Ster热测试仪显微红外光谱仪(Miro-FTIR)。

检测内容:

1. 固晶胶使用量评价(确认胶水是否过量使用或缺量使用)

2. 固晶胶形貌观察(确认是否分层剥离)。

3. 固晶胶成分检测。(确认胶水是否污染)。

4. 固晶层与芯片温度和热阻评价。(确认固晶胶导热性)

5. 固晶整体工艺评价。

 

(芯片固晶示意图)

固晶流程:

 

固晶参数:

1. 取胶高度:点胶针在胶盘上去胶水的高度,关系到点胶针取胶量的对少;

2. 点胶高度:点胶针在支架上点胶水的高度,关系到最终胶量的多少;

3. 取晶高度:吸嘴在蓝膜上吸取晶片的高度,关系到吸嘴是否能够吸到晶片。

4. 固晶高度:吸嘴在支架上固晶的高度,关系到固晶时芯片是否能稳定。

5. 顶针高度:蓝膜下顶针上顶高度,与取晶高度决定了晶片是否能够正常吸取。


检测重点:

1.固晶胶量高度控制

晶片任何一个面导电银胶(绝缘胶)胶量占芯片(晶片)高度的1/2~1/4,并保持晶片周围2/3以上不粘胶。固晶胶量高度偏低可能会导致芯片接触不良或散热不良,固晶胶量(导电银胶)高度偏高会导致漏电或短路。


2.芯片表面固晶胶残留确认

保持焊垫和芯片(晶片)表面不粘胶,芯片不能偏离碗底中间位置,碗壁不能粘胶。焊垫粘胶会导致电极虚接触,芯片(晶片)表面粘胶(导电银胶)会导致金道短路,碗壁粘胶会导致出光角度不均匀。


3.固晶胶形貌观察

保持芯片底部与导电银胶(绝缘胶)接触良好,无明显分层剥离现象,固晶胶分层会导致芯片导热性或导电性不良。


4. 银胶银粉形貌确认

银胶银粉沉积、银粉上浮,均会导致芯片导电性不良。


5. 固晶胶固化确认

确认固晶胶(导电银胶)胶水不干,确认是否存在胶水固化不良或VOC入侵。


6. 固晶胶成分测试

对固晶胶元素成分进行确认,确认是否存在硫化,磷化。

 

案例分析:

1. 某公司灯珠发生死灯,开封后可以观察到外延层烧毁、金道烧毁、电极脱落。

 

2. 进一步对失效品灯珠进行金相切片,可以观察到失效品灯珠芯片与固晶胶存在剥离现象。(备注:固晶胶采用的导热绝缘胶)

3. 进一步取固晶胶剥离与未剥离的灯珠芯片,使用金鉴实验室自主研发的热分布测试仪(型号GMATG-G3),对固晶胶剥离与未剥离芯片进行热分布测试比对,比对结果如下图所示:

 

结果显示:固晶胶剥离灯珠芯片表面温度比未剥离芯片表面温度高约110℃,温度相差极大。分析原因,固晶胶脱落导致热量无法通过灯珠支架顺利传导出去,造成芯片周围环境温度变高,灯珠芯片温度升高。该芯片负极区域发热量大,芯片工作环境温度升高时,芯片负极区容易出现温度过高烧毁。


4. 根据以上测试结果,为确认失效分析结果的严谨性,进一步使用T3Ster热测试仪对失效品同批次良品灯珠芯片、固晶胶、支架层热阻进行测试。

 

 

 

 

 


 


对比发现,失效品同批次良品灯珠总热阻明显要比其他批次良品灯珠的高,大约高出30℃/W,主要体现在固晶层热阻的差异性。固晶层点胶量过少或者点胶偏等原因造成固晶层热阻偏大,灯珠在点亮过程中PN结产生大量的热,固晶层热阻偏会直接影响芯片热传递,易造成芯片表面长期处于较高的温度,长久使用会导致芯片过热击穿。

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