當(dāng)前UVLED特別是UVCLED的電光轉(zhuǎn)換效率(WPE)低,只有2~3%左右的功率輸入轉(zhuǎn)化為光。剩余97%的功率基本轉(zhuǎn)化為熱量,必須快速去除熱量。否則,如果大量熱量積聚在燈珠中,不及時(shí)散去,會(huì)對(duì)燈珠的壽命產(chǎn)生負(fù)面影響。因此,有必要對(duì)燈珠進(jìn)行熱管理。共晶機(jī)
熱管理離不開兩個(gè)方面,一個(gè)是材料,一個(gè)是工藝。材料主要是通過改變基板來改變的,比如使用氮化鋁基板或者陶瓷基板來提高散熱效率。工藝是目前主流的固晶方案,包括銀漿、錫膏和共晶,可以達(dá)到不同的散熱效果。
銀漿:雖然結(jié)合力很好,但是很容易導(dǎo)致銀遷移,造成設(shè)備故障。
錫膏:由于錫膏的熔點(diǎn)只有220度左右,裝置貼片后,再次過爐后會(huì)出現(xiàn)再融化現(xiàn)象,芯片容易脫落失效,一定程度上會(huì)影響UVCLED的可靠性。為了避免再融化,需要使用低溫錫膏或非標(biāo)準(zhǔn)回流焊接溫度,這將導(dǎo)致成本增加。
金錫共晶:主要采用助焊劑進(jìn)行共晶焊接,可有效提高芯片與基板的結(jié)合強(qiáng)度,導(dǎo)熱,更可靠,有利于UVCLED的質(zhì)量控制。
可以看出,共晶在三種工藝方案中的散熱效果[敏感詞]。引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向的龍頭企業(yè),如三安光電、國星光電、華引芯、隆達(dá)電子、首爾Viosys等,均采用共晶方案。
疫情期間,消費(fèi)UVCLED使用銀漿和錫膏,因?yàn)樗鼈儗?duì)價(jià)格更敏感。疫情期間出貨量主要集中在消費(fèi)類,但并不意味著消費(fèi)類產(chǎn)品會(huì)長期以銀漿和錫膏的形式輸出。隨著用戶對(duì)產(chǎn)品壽命要求的提高,共晶技術(shù)更符合工業(yè)發(fā)展趨勢。企業(yè)工業(yè)UVLED必須采用共晶焊接方式,以確保其可靠性。
為了實(shí)現(xiàn)共晶工藝技術(shù)的提高和成本的降低,需要產(chǎn)業(yè)鏈的共同努力,其中固晶機(jī)的選擇和使用至關(guān)重要。
我們以ASM太平洋AD211Plus全自動(dòng)共晶固晶機(jī)為例,看看購買和使用時(shí)需要注意哪些關(guān)鍵點(diǎn)。
固晶精度
在ASM太平洋專利共晶焊接技術(shù)下,固晶位置精度和角度精度分別高達(dá)12.5μm@3σ和1.5°@3σ,固晶位置非常準(zhǔn)確。這意味著LED芯片底部兩個(gè)電極之間的gap可以做得更窄,增加散熱面。并且可以更好的配合鏡頭,幫助達(dá)到[敏感詞]的發(fā)光效率。
工藝流程
AD211Plus有效簡化了生產(chǎn)過程,無需過回焊爐或等離子清洗。簡化生產(chǎn)過程可以帶來兩個(gè)好處:[敏感詞],UVLED對(duì)材料非常敏感,非常注重材料,所以材料越少,工藝越少,可以有效減少外部因素對(duì)UVLED的影響,降低成品的不良率;第二,簡化生產(chǎn)過程意味著可以減少固定設(shè)備和人力的投入,有效降低生產(chǎn)成本,增強(qiáng)包裝制造商的成本競爭力。
熱管理
除了考慮材料的導(dǎo)熱能力,降低焊接孔隙率也非常有利于熱管理。焊點(diǎn)的質(zhì)量可靠性會(huì)受到孔隙因素的影響:孔隙率過高會(huì)嚴(yán)重降低焊點(diǎn)的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性能,因此在固晶環(huán)節(jié)控制孔隙率非常重要。據(jù)專家介紹,研究中心了解,ASM的AD211Plus首先是在燈具應(yīng)用中開發(fā)的共晶技術(shù),孔隙率已經(jīng)達(dá)到5%以下,已經(jīng)驗(yàn)證了燈具應(yīng)用的高可靠性要求。
當(dāng)然,UVCLED的整體性能和可靠性與許多因素密切相關(guān)。然而,隨著各種UVCLED應(yīng)用產(chǎn)品進(jìn)入大眾視野,發(fā)現(xiàn)同級(jí)別的UVCLED產(chǎn)品實(shí)際使用效果卻大相徑庭。歸根結(jié)底,這是技術(shù)和技術(shù)的區(qū)別。然而,在這個(gè)問題的背后,需要外延芯片、封裝端和相應(yīng)的設(shè)備端緊密配合,才能更好更快地克服它。從研究一臺(tái)共晶固晶機(jī)開始,提高UVCLED的可靠性。