led燈珠非氣密性封裝可靠性與失效分析

来源:本站原创  作者:佚名  日期:2019年10月28日

  led燈珠非氣密性封裝分為傳遞模註塑封型、液態樹脂封裝型、樹脂塊封裝型等。其中傳遞模註塑封法價格便宜,便於大批量生產,目前採用最為普遍。

led燈珠非氣密性封裝可靠性與失效分析

a. 模註樹脂成分及特性

  led燈珠樹脂封裝通常是指受熱後有軟化或熔融範圍,軟化時在外力作用下有流動傾嚮,常溫下是固態、半固態,有時也可以是液態的有機聚合物。廣義地講,可以作為塑料制品加工原料的任何聚合物都稱為樹脂。(廣義的封裝是指將半導體和電子元器件所具有的電子的、物理的功能,轉變為適用於設備或繫統的形式,併使之能夠為人類社會服務的科學技術。)


led燈珠非氣密性封裝可靠性與失效分析

  樹脂有天然樹脂和合成樹脂之分。天然樹脂是指由自然界中動植物分泌物所得的有機物質,如鬆香、琥珀、蟲膠等。合成樹脂是指由簡單有機物經化學合成或某些天然產物經化學反應而得到的樹脂產物。 


按樹脂分子主鏈組成分類:


  按此方法可將樹脂分為碳鏈聚合物、雜鏈聚合物和元素有機聚合物。 


  碳鏈聚合物是指主鏈全由碳原子構成的聚合物,如聚乙烯、聚苯乙烯等。 


  雜鏈聚合物是指主鏈由碳和氧、氮、硫等兩種以上元素的原子所構成的聚合物,如聚甲醛、聚酰胺、聚醚等。 


  元素有機聚合物是指主鏈上不一定含有碳原子,主要由矽、氧、鋁、鈦、硼、硫、磷等元素的原子構成,如有機矽。


  ex:led燈珠環氧樹脂是泛指分子中含有兩個或兩個以上環氧基團的有機高分子化合物。環氧樹脂的分子結構是以分子鏈中含有活潑的環氧基團為其特徵,環氧基團可以位於分子鏈的末端、中間或成環狀結構。由於分子結構中含有活潑的環氧基團,使它們可交聯反應而形成不溶、不熔的具有網狀結構的高聚物。 

led燈珠非氣密性封裝可靠性與失效分析

 

 led燈珠傳遞模註樹脂封裝的可靠性取決於模註樹脂的可靠性。標准模註樹脂的組成,按其配比質量分數,從高到低依次為填充料(filler)(約70%),環氧樹脂(約18%以下),固化劑(約9%以下)等。

led燈珠非氣密性封裝可靠性與失效分析

  晶態二氧化矽有利於提高模註樹脂的導熱性,熔凝態(非晶)二氧化矽有利於降低模註樹脂的熱膨脹繫數及吸濕性。圖中可見隨熔凝二氧化矽含量的增加,led燈珠封裝樹脂熱膨脹繫數降低最多,從而對模註塑封中的熱應力緩和更為有效。


led燈珠非氣密性封裝可靠性與失效分析

 環氧樹脂的組成,一般都採用甲酚-酚醛繫([C6H3OHCH2]n)。環氧樹脂具有保護芯片、使其於外部氣體隔絕,確保成形時的流動性外,還對模註樹脂的機械、電氣、熱等基本特性起決定性作用。


  固化劑的主要成分為苯酚-酚醛繫樹脂,其與環氧樹脂一起對成形時的流動性及樹脂特性起作用。


  此外,模註樹脂中還含有如下成分:促進固化反應的固化促進劑(觸媒);樹脂在註模內固化後,為使其便於取出的脫模劑;為阻止燃燒,滿足阻燃特性規定的阻燃劑;以黑色炭粉及各種顏料進行著色的著色劑等。


b. 傳遞模註工藝過程


led燈珠非氣密性封裝可靠性與失效分析

  先将模具预热,将经过微互连的LED芯片框架插入上下模具中,上模具下降,将芯片框架固定。

  注塑压头按设定程序下降,树脂料饼经预加热器加热,粘度下降,在注塑压头压力作用下,由料筒经流道,通过浇口分配器进入浇口,最后注入到型腔中。

  注入中不加压力,待封装树脂基本上填满每个型腔之后再加压力。在加压状态下保持数分钟,树脂聚合而硬化。

  上模具提升,取出模注好的封装体。切除流道、浇口等不必要的树脂部分。

  此时树脂聚合仍不充分,特性也不稳定,需要在160~180摄氏度经数小时的高温加热,使聚合反应完结。

  由于模注时树脂可能从模具的微细间隙流出,故最后还要利用高压水及介质(玻璃粉等)的冲击力,使残留在外引脚表面的树脂溢料(又称毛边、飞边等)剥离。

  外引脚经过电镀焊料或电镀Sn等处理,以改善引脚的耐蚀性及微互连时焊料与它的浸润性。至此,传递模注封装全部完成。

问题1:

  随着led灯珠芯片封装规模及相应模具的大型化,往往会发生树脂注入型腔的不均匀化问题。从树脂注入每个型腔的过程看,离注塑压头远的型腔注入树脂前,离注塑压头近的型腔中树脂已开始硬化;离注塑压头远的型腔填充完毕开始增加注入压力时,离注塑压头近的型腔中的树脂已经硬化,残留的气体会产生气孔或气泡。

                                

led燈珠非氣密性封裝可靠性與失效分析

  解决方法是采用多个注塑压头,以保证树脂在每个型腔内处于均衡的流入状态。

问题2

  一般的模注采用下浇口注入树脂,这在芯片和封装尺寸较小时没有问题,但随着led灯珠芯片和封装尺寸变大,离浇口远的封装上部,往往出现树脂未填充的部分。

  解决方法是通过将浇口设置在封装中部,保证注入树脂在型腔内led灯珠芯片的上面、下面均衡流动,从而避免树脂未填充问题。

c. 模注树脂流速及粘度对Au丝偏移(冲丝)的影响

  led灯珠封装树脂在型腔内流动会造成微互连Au丝的偏移(冲丝)。

led燈珠非氣密性封裝可靠性與失效分析  

為了減小Au絲偏移,應降低led燈珠封裝樹脂的黏度,併控制封裝樹脂盡量緩慢的在型腔內流動。led燈珠非氣密性封裝可靠性與失效分析

当前文章:led燈珠非氣密性封裝可靠性與失效分析
上一篇:led燈珠健康照明      下一篇:LED燈珠的封裝可靠性受哪些因素影響

新聞中心

聯系我們

  • 晶瀚LED業務窗口:
  • 東莞:0769-3389 8888
  • 台灣:+886 277031756
  • 業務QQ: 181936888
  • 易记网址:发光二极管.com
  • 易记网址:灯珠.com
  • 深圳:0755-88829816
  • 公司郵箱:dg@jinghanled.com

業務咨詢
0769-3389 8888

晶瀚光电股份版權所有 咨詢電話:[ 0769-33898888 ]  國家信息産業部ICP備案號:[粵ICP備18144606號-1] Copyright © 2017-2018 All Right Reserved. 晶瀚|晶瀚光电|led燈珠|插件led燈珠|led燈珠價格|led貼片燈|led燈珠型號|led燈珠參數
發光二極管 led燈珠 發光二極管 發光二極管 led燈珠 發光二極管
微信二維碼
微信二維碼
郵箱

dg@jinghanled.com

聯系電話

0769-3389 8888

返回顶部