LED燈珠封裝金線、銀線、銅線、合金線優(yōu)缺點(diǎn)及單金線、雙金線區(qū)別
金線、銀線、合金線、銅線這些線指的是連接
LED芯片(又稱晶片)和外部引腳之間電器連接的導(dǎo)線,一旦此導(dǎo)線出問(wèn)題,整個(gè)LED就報(bào)廢了,可見(jiàn)這根導(dǎo)線的重要性。那么問(wèn)題來(lái)了,金線、銀線、銅線、合金線有何區(qū)別呢?
金線、銀線、銅線、合金線的優(yōu)缺點(diǎn)
金線:不用多做介紹,性能穩(wěn)定,價(jià)格高,在高端封裝領(lǐng)域永遠(yuǎn)的高大上,LED的主要功能是發(fā)亮,變色等,金一般用于防氧化保證接觸穩(wěn)定。金線(其實(shí)就是芯片電極)的數(shù)量跟芯片的尺寸關(guān)系不大,24mil的同樣也有雙電極跟單電極的。金線多少主要還是跟芯片的工藝和特性有關(guān),一般單電極芯片都是垂直結(jié)構(gòu),底部能直接通電所以少了一個(gè)電極,直接把電極做到了襯底上,這種一般以紅黃芯片居多。而雙線大多是水平結(jié)構(gòu),正負(fù)兩極做在一個(gè)平面上,底部襯底絕緣,這種一般以藍(lán)綠芯片居多。
合金線(又稱銀合金線):合金線是led行業(yè)內(nèi)出現(xiàn)的替代傳統(tǒng)金線的產(chǎn)品。近年來(lái)黃金價(jià)格不斷攀高,用于Led封裝用的金絲價(jià)格也不斷增長(zhǎng),于此同時(shí),Led產(chǎn)品價(jià)格卻不斷下降,因此,廉價(jià)的替代品--合金線,便應(yīng)時(shí)而出 。合金線的成分主要為單晶銀,一般含量為90%-99%。在金線的基礎(chǔ)上摻雜大量銀以及保持IMC穩(wěn)定的鈀及其他成分為各種微量元素。
1、價(jià)格便宜,比金線價(jià)格低,比銅線價(jià)格高,
3、在與鍍銀支架焊接時(shí),可焊性比較好;
3、在老式焊線設(shè)備上應(yīng)用不成熟或要加裝氮?dú)獗Wo(hù)才能使用。
4、有一定的氧化性。這是與銅線的同樣的缺點(diǎn),都要用到保護(hù)氣體,但是好像只用到氮?dú)饩涂梢浴?
銀線:銀線比銅線好儲(chǔ)放(銅線須密封,且儲(chǔ)存期短,銀線不需密封, 儲(chǔ)存期可達(dá)6~12個(gè)月)
1、硬度較軟,機(jī)臺(tái)參數(shù)調(diào)整不是很大;
2、目前價(jià)格比金線低,比銅線高。
3、打線時(shí)不用氣體保護(hù);
4、銀線拉力沒(méi)有金線那么強(qiáng),光衰的時(shí)間卻是銀比金好,因?yàn)殂y不吸光。
銅線:包括單晶銅線及鍍鈀銅線
1、銅線價(jià)格低廉,引線鍵合中使用的各種規(guī)格的銅絲,其成本只有金絲的1/3-1/10,在降低成本方面具有巨大應(yīng)用潛力。
2、銅線相對(duì)金引線的高剛度使得其更適合細(xì)小引線鍵合。
3、銅線容易被氧化,鍵合工藝不穩(wěn)定,
4、銅線的硬度、屈服強(qiáng)度等物理參數(shù)高于金和鋁。
金線與用合金線的區(qū)別
1) 銅線氧化,造成金球變形,影響產(chǎn)品合格率。
2) 第一焊點(diǎn)鋁層損壞,對(duì)于<1um的鋁層厚度尤其嚴(yán)重;
3)第二焊點(diǎn)缺陷, 主要是由于銅線不易與支架結(jié)合,造成的月牙裂開(kāi)或者損傷,導(dǎo)致二焊焊接不良,客戶使用過(guò)程中存在可靠性風(fēng)險(xiǎn);
4)對(duì)于很多支架, 第二焊點(diǎn)的功率,USG(超聲波)摩擦和壓力等參數(shù)需要要優(yōu)化,優(yōu)良率不容易做高;
5)做失效分析時(shí)拆封比較困難;
6)設(shè)備MTBA(小時(shí)產(chǎn)出率)會(huì)比金線工藝下降,影響產(chǎn)能;
7)操作人員和技術(shù)員的培訓(xùn)周期比較長(zhǎng),對(duì)員工的技能素質(zhì)要求相對(duì)金線焊接要高,剛開(kāi)始肯定對(duì)產(chǎn)能有影響;
8)易發(fā)生物料混淆,如果生產(chǎn)同時(shí)有金線和銅線工藝,生產(chǎn)控制一定要注意存儲(chǔ)壽命和區(qū)分物料清單,打錯(cuò)了或者氧化了線只能報(bào)廢,經(jīng)常出現(xiàn)miss operation警告,不良風(fēng)險(xiǎn)增大;
9)耗材成本增加,打銅線的劈刀壽命相比金線通常會(huì)降低一半甚至更多。同時(shí)增加了生產(chǎn)控制復(fù)雜程度和瓷嘴消耗的成本;
10)相比金線焊接,除了打火桿(EFO)外,多了forming gas(合成氣體) 保護(hù)氣輸送管,二者位置必須對(duì)準(zhǔn)。這個(gè)直接影響良率。保護(hù)氣體流量精確控制,用多了成本增加,用少了缺陷率高;
11)鋁濺出(Al Splash). 通常容易出現(xiàn)在用厚鋁層的wafer。不容易鑒定影響,不過(guò)要注意不能造成電路短路. 容易壓壞PAD或者一焊滑球。造成測(cè)試低良或者客戶抱怨;
12)打完線后出現(xiàn)氧化,沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)判斷風(fēng)險(xiǎn),容易造成接觸不良,增加不良率;
13)需要重新優(yōu)化Wire Pull,ball shear 測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)和SPC控制線,現(xiàn)階段的金線使用標(biāo)準(zhǔn)可能并不能完全適用于銅線工藝;
14)對(duì)于第一焊點(diǎn)Pad底層結(jié)構(gòu)會(huì)有一些限制,像Low-K die electric, 帶過(guò)層孔的,以及底層有電路的,都需要仔細(xì)評(píng)估風(fēng)險(xiǎn),現(xiàn)有的wafer bonding Pad design rule對(duì)于銅線工藝要做深入優(yōu)化。但是如今使用銅線的封裝廠,似乎不足以影響芯片的研發(fā);
15)來(lái)自客戶的阻力,銅線工藝對(duì)于一些對(duì)可靠性要求較高的客戶還是比較難于接受,更甚者失去客戶信任;
16)銅線工藝對(duì)于使用非綠色塑封膠(含有鹵族元素)可能存在可靠性問(wèn)題
17) pad 上如果有氟或者其他雜質(zhì)也會(huì)降低銅線的可靠性。
18)對(duì)于像Die to Die bonding 和 Reverse bonding 的評(píng)估還不完全。
LED封裝廠家根據(jù)不同的產(chǎn)品會(huì)選擇不同的導(dǎo)線,不過(guò)反過(guò)來(lái)說(shuō),就算真的全使用了金線,如果焊接質(zhì)量不過(guò)關(guān),更有甚者led芯片用劣質(zhì)的,這種金線有什么實(shí)際意義呢?
單金線、雙金線(又稱四金線)

單金線、雙金線(四金線)的區(qū)別是在封裝LED時(shí)候里面導(dǎo)線的數(shù)量多少而已,在LED燈珠里面,會(huì)看到里面焊有金線,有兩條金線的(一邊一條)是單金線,有四條的(一邊兩條)是雙金線。不管單線還是雙線,都是一邊正極一邊負(fù)極。如:雙金線說(shuō)明芯片有四個(gè)電極,晶片尺寸大,熱阻低?,F(xiàn)在市面上一般2根的是0.5瓦和0.75W的燈珠(又稱不足瓦燈珠),4根的是1W 2W 3W 5W等大功率光源。2顆直接做到1W的燈珠其散熱量大,熱散不好肯定會(huì)影響壽命。其實(shí)只有LED制造商知道哪些產(chǎn)品使用了什么材料引線,普通人肉眼很難分辨,甚至有的led芯片外封的熒光粉層擋著,根本就看不見(jiàn)。