采用助焊劑焊接工藝,是國內(nèi)封裝企業(yè)常用的工藝,難點在于焊劑份量及位置的控制,容易造成短路,許多封裝廠家難以解決,就通過增加間距、加大焊盤的方式來修正,來提升效率及良率。
如下圖示:
采用圖下方的這種工藝,我個人認為是形而上學,因為它背離了覆晶結(jié)構(gòu)的核心價值,導電、導熱、光效可靠性能全面下降,或許是技術(shù)能力,或許是價格競爭的原因,但這種方式直接的后果是給應(yīng)用端認為倒裝的比正裝的還差,光效差、質(zhì)量差,這是不利于推動覆晶結(jié)構(gòu)封裝應(yīng)用的,也不利于企業(yè)長遠發(fā)展。
我前段時間就親身體會過,在與一燈具老板聊天時,我正準備給他普及一下倒裝知識,他反而先講了“唉,現(xiàn)在真不知道聽誰的了,都說倒裝好,我用了兩百多片COB,不到一個月全部死燈退回來了”一肚子怨言,我聽后完全理解他心里的落差與憤疑,期望給他客戶提供更好的產(chǎn)品,結(jié)果成這樣。這年頭找個客戶難,失去個客戶太容易了。
大家想一想他以后還會用倒裝產(chǎn)品嗎?不一定不會用,但估計一定不會用那一家的了,一家企業(yè)身處社會,就必須有社會責任意識,不以次充好是最起碼的要求。
說了這些題外話,接著講第三種固晶方式,導電膠粘接固晶方式類似于正裝固晶膠工藝,存在助焊劑共晶焊難以控制膠量的缺點,而且附著力、導電、導熱可靠性能都存在缺陷,幾乎沒有企業(yè)使用,但它不需要300℃高溫,可以繼續(xù)探討。
導電膠薄膜工藝,是由日本一家企業(yè)研發(fā)的,我有接觸過,這種工藝,若能實際應(yīng)用可以解決覆晶結(jié)構(gòu)一個很大的難題,就是電極間隔空洞。將進一步提升覆晶結(jié)構(gòu)的導熱性能,生產(chǎn)效率及生產(chǎn)成本也有改善空間。
就目前而言,此項技術(shù)離實際廣泛應(yīng)用還有一段距離,其粘接力及橫向電阻在長期高低溫沖擊下是否可靠,在生產(chǎn)中是否容易受到破壞還需嚴謹驗證,我個人認為這是一個好的工藝,比較看好。
就以上四種固晶連接工藝而言,我個人覺得首選熱壓共晶焊接,但這需要芯片廠與設(shè)備廠大力配套,難度很大,在市場競爭中,很多企業(yè)不得不從經(jīng)濟效益出發(fā)而放棄一些好而量少的東西。
了解覆晶結(jié)構(gòu)的幾種固晶連接方式后,再來了解下覆晶結(jié)構(gòu)封裝的另一重要組成——基板。
普通鋁基板價格便宜,導熱率低在20~60之間適合應(yīng)用在要求不高發(fā)光面大的產(chǎn)品,低端倒裝較多人使用。
銅基板線路較難處理,價格不低,導熱率取決于絕緣層工藝,較少人使用。
超導鋁基板導熱率高達160,是普通鋁基板的3倍,但價格較高是普通鋁基板的5~10倍,在要求較高時,線路處理復雜,超導鋁也有不同檔次的區(qū)別。
目前,有品牌光源覆晶結(jié)構(gòu)的高密度產(chǎn)品選擇超導鋁基板,品質(zhì)性能都還不錯。
氧化鋁陶瓷基板穩(wěn)定性能、耐壓性能好,價格低,但光效不高、導熱性能較差,在非高密度覆晶結(jié)構(gòu)中可以使用。
氮化鋁陶瓷基板穩(wěn)定性耐壓性好,導熱率比超導鋁略高,價格也較高,目前有品牌光源的覆晶高密度產(chǎn)品選擇氮化鋁基板,國內(nèi)有一些封裝廠家也在使用。
在這里我想指出來,國內(nèi)很多企業(yè)采用了與品牌光源同樣的基板材料,但性能上總是達不到,這是為什么?
其實我們在分析品牌光源產(chǎn)品時,往往會忽略一些東西,比如都選用超導鋁,但超導鋁的材質(zhì)是否完全一樣,基板上線路精度是否達到等等。比如都選用氮化鋁陶瓷基板,但品牌光源陶瓷基板表面是經(jīng)過二次加工的,提升了基板光澤度,平整度。
有很多工藝處理,國內(nèi)很難實現(xiàn),這也是一個產(chǎn)業(yè)瓶頸。比如品牌光源的粉膠大多數(shù)都是訂制的,我們?nèi)フ胰諄啞⒌揽祵?,估計是沒人理你。
我曾測試對比過一個國內(nèi)企業(yè)封裝的COB光源,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)尺寸基至芯片排列完全雷同一品牌光源,測試結(jié)果照度低30%,膠面溫度高15度,除了芯片原因外,一些工藝上的處理其實很重要。而這些需要我們企業(yè)靜下心來才能做好。
上面我們講了四種覆晶結(jié)構(gòu)的固晶連接方式,五種適合覆晶結(jié)構(gòu)封裝的基板,將它們進行組合搭配,就會形成十多種封裝工藝,封裝企業(yè)及應(yīng)用企業(yè)可以根據(jù)其各自特點結(jié)合實際情況進行選擇。
覆晶結(jié)構(gòu)封裝產(chǎn)品的應(yīng)用市場
覆晶結(jié)構(gòu)封裝的LED產(chǎn)品由于產(chǎn)出低,價格高昂剛開始應(yīng)用于醫(yī)療照明,汽車工藝設(shè)備,閃光燈等要求較苛刻的場合,這幾年來隨著生產(chǎn)率較提高,成本下降,越來越多的通過照明選擇覆晶結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品,尤其是高端商業(yè)照明。
在市場需求的推動下,覆晶結(jié)構(gòu)封裝應(yīng)用越來越廣泛,涵蓋大功率貼片COB、CSP等幾乎所有LED光源,也就是說正裝光源能用的地方,覆晶結(jié)構(gòu)的光源都能代替。
但在現(xiàn)實中,不少封裝企業(yè)一味追求低價,追求小尺寸芯片。而且在允許電流、光效參數(shù)上虛標,很容易出問題。在覆晶結(jié)構(gòu)封裝上,目前國內(nèi)的工藝水平,連中尺寸芯片都不成熟,妄談小尺寸芯片了。正如我前面舉的那個例子,出了問題也只會說倒裝不行,不會去說自己貪便宜。
當然,類似不計質(zhì)量走低價路線的封裝企業(yè)并不是主流,不會影響到覆晶產(chǎn)品整體發(fā)展趨勢。
我認為,覆晶結(jié)構(gòu)封裝的產(chǎn)品應(yīng)用市場就是所有LED燈具。就是整個LED市場,這不是想象,而是正在發(fā)生。
覆晶結(jié)構(gòu)封裝能成技術(shù)主流嗎?
市場需求是推動產(chǎn)品技術(shù)進步的發(fā)動機,當覆晶結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品成為市場主流時,相應(yīng)的覆晶封裝技術(shù)必將成為主流。
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