贴片式LED封装工艺中死灯现象影响因素及对策分析

贴片式LED由于体积小、散射角大、发光均匀性好等优点,应用较为广泛。在贴片式LED封装工艺中死灯现象是影响产品品良的重要因素。如何降低或者杜绝死灯现象,是当前LED封装行业的一个重要研究课题。本文分析了贴片式LED封装工艺中死灯现象主要的影响因素,并提出了控制对策。     

无铅波峰焊工艺与设备的技术特点探讨

(上接2004年第5期第201页) 3.2 锡炉的腐蚀性问题 波峰焊接PCB上的插装电子元器件,当采用无铅焊料时,由于无铅焊料的焊接温度比Sn-Pb合金焊料高约30 ℃～50 ℃,另外无铅焊料中Sn的含量大幅度提高,一般都在95 %以上,造成了波峰焊时无铅焊料对锡炉和喷口的腐蚀性加强.国内一般锡炉采用的材料是SUS304和SUS316型不锈钢.实验表明,不锈钢材料在高温条件下6个月就被高Sn无铅焊料明显腐蚀.最容易受到腐蚀的是与流动焊料接触的部位,如泵的叶轮、输送管和喷口.     

业界动态

科锐再度提升高压LED性能 科锐公司日前宣布推出高压XLamp XT-EHVW和XM-L HVW LED,这两款新型LED能够使用更高效、更小型的驱动,从而降低紧凑型照明应用的成本,如烛泡灯、替换性光源灯具等。小型封装照明应用,如烛泡灯等,曾一直是LED技术要面临的挑战,过去的LED无法在客户要求的封装尺寸内提供所需的系统级性能。     

温度对白光大功率LED分档集中度的影响

LED封装行业中主要在常温下测试,并对产品进行产品的分选以保证集中度及一致性,但在LED正常使用时会发出热量,工作温度升高,一些场合,其工作温度会达到50℃以上的高温,且工作温度是随机的,造成LED的关键属性会产生较大漂移,产品在高温环境下的集中度未知。针对上述问题,通过对常温下测试分档的大功率白光LED器件,在高温下进行正向压降、光通量以及光谱参量等性能测试,分析其变化规律及集中度分布,发现在高温下器件光、电、色等特性会随温度变化产生漂移,其中不同档位器件正向压降与光通量随温度变化均呈良好的线性关系,不同档位器件光谱参量随温度变化不同,但高温下集中度仍保持良好。     

远程荧光LED球泡灯热仿真分析

采用FloEFD流体分析软件分析了改变LED散热器翅片数和基板厚度对LED球泡灯热量的影响。首先对LED芯片进行仿真,然后用蓝宝石替换LED芯片其他部分简化后仿真,将两者进行了对比。接着对远程荧光LED集成封装光源进行了热模拟,发现将大功率芯片集成在铝基板上,工作时产生的热量非常大,模拟时芯片的结温在159.9℃,超过了LED正常工作结温,所以仅仅依靠铝基板难以达到散热要求。最后对LED球泡灯散热器不同翅片数和不同基板厚度分别进行了热仿真,得出当翅片数为16,基板厚度为2mm时,LED球泡灯的整体散热良好,模拟结果显示LED芯片的温度只有83.8℃,完全满足散热要求。     

大功率白光LED的结温测量

大功率LED器件的结温是其热性能的重要指标之一,温度对LED的可靠性产生重要的影响。采用板上封装的方法,利用大功率芯片结合金属基板封装出了大功率白光LED样品,利用LED光强分布测试仪测试了器件的I—V曲线,用正向电压法测量了器件的温度敏感系数,进而通过测量与计算得到器件的结温和热阻。最后利用有限元对器件进行实体建模,获得了器件的温度场分布。测量结果表明：正向电压与结温有很好的线性关系,温度敏感系数为2mV·℃^-1,LED的结温为80℃,热阻为13℃·W^-1。有限元模拟的结果与实测值具有良好的一致性。     

金属化封装光纤光栅传感器超低温特性研究

传统胶封光纤光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)传感器的胶黏剂在超低温环境中存在着板结、与基体间热失配等问题。针对胶封光纤光栅传感器在超低温条件下进行测量的局限性,本文设计一种全金属化封装结构,并采用超声焊接的方法将光纤光栅封装固定于特种铝合金基底表面。在-160～0 ℃环境下,对两支FBG温度传感器的超低温传感特性进行了实验测试。结果表明,该封装形式的FBG传感器的线性度较好,相关系数均在0.99以上。它们的温度灵敏度系数在线性变化区间平均值分别为27.88 pm/℃和26.17 pm/℃,分别是封装前裸光纤光栅的2.75倍和2.58倍左右,提高了温度灵敏度。此金属化封装的FBG温度传感器的工艺简单,易于实现,可用于超低温恶劣环境下的温度测量。     

LED光源的结温测量方法

分别采用红外热像仪、管脚温度法和Ansys模拟计算法分析测量了LED筒灯的结温。结果表明：管脚测量法能够通过测量管脚的温度,准确地推测出LED芯片的结温。由于这种方法具有非破坏性、精确性、简易性和非接触性,因此可广泛应用于LED结温的测量。测量误差主要取决于封装热阻的误差,而封装热阻是LED灯珠的固有属性,不随着外界温度和散热能力的改变而改变,因此管脚测量法具有通用性。     

LED灯串电路保护分析

随着LED灯越来越多地用于室外,它们发生静电放电以及瞬时产生不稳定电流的风险越来越高,尤其是高亮度的LED灯(配有蓝宝石基片或SiC基片以及未来配有AlN和GaN基片的LED灯)较易受到此类威胁的影响。当灯串中第一个LED灯出现故障时,整个灯串都不亮。很少有工程师对LED灯     

准确测量大功率LED热阻的新方法

准确测量大功率LED的热阻,关键是准确地确定LED的结温增量.首先利用正向电压法获得LED的结温;通过测量LED的降温曲线,计算获得LED稳定工作时底座的温度,从而得到LED的结温相对底座温度的增量.然后,再与注入电功率相除,即可得到准确的热阻.与常规方法相比,避免了直接测量LED底座温度中界面热阻的影响,使得测量LED的热阻更加准确、方便.该方法还可以用于测量贴片封装LED等常规方法难以测量的LED以及用于分析大功率LED二次封装时引入的热阻,为评价大功率LED的封装质量提供了一种有效的评测手段.     

XL7090系列大功率LED

<正> XL7090系列1W 大功率 LED 是 Superbright LED 公司的产品,可发白、蓝、品蓝、青、绿、琥珀、橙红及红光。该系列 LED 的主要特点:发光强度大:视角大(100°);工作电流350mA,瞬态脉冲电流可达700mA;工作温度范围-20～+80℃;亮、灭响应时间快;封装尺寸小:[9mm(长)×7mm(宽)×4.3mm(高)]贴片式封装;无铅、无水银及不发射紫外线;抗静电电压大于2000V;可用于回流焊。该系列 LED 主要应用于建筑及艺术灯具;家庭、商业或公共场所照明;商业及消费类电子产品(计算机、电视机)背光;广告灯及标志灯;汽车及运输工具的内外照明;数码相机闪光灯等。主要参数1.极限参数(表1)     

基于相对辐射强度的非接触式LED结温测量法

提出了一种新的非接触式发光二极管(LED)结温测量的相对辐射强度法。利用该方法对不同功率、不同封装材料、不同颜色的LED进行结温测量,并与正向电压法测得的结果进行比较。结果表明,相对辐射强度法能准确地确定其结温,采用硅凝胶封装的大功率LED,误差在4℃以内;而采用环氧树脂封装的直径5mmLED,当其结温不超过80℃时,误差在6℃以内。     

新产品与新技术（20）

使用200℃温度焊接的无铅焊料 日立制作所开发了焊接温度200℃的无铅焊料,为锡铜合金焊锡。目前多数无铅焊料选用的是锡银合金焊锡,焊接温度较高而影响印制板和元器件性能,而且在基底镍镀层与焊锡结合会产生镍锡金属氧化物,使得焊接点劣化。锡铜合金焊锡与镍镀层接触会抑制金属氧化物产生,又用较低焊接温度,提高电子设备装配质量。     

超亮LED应急灯

现 在 的 应 急 灯 大 都 采 用 普 通 灯泡 或 日光 灯 ,但 若 改 用 高亮 度 发 光 二极 管 ,则 可 使 效 率 大 为 提 高 ,而 且 更明 亮,电池 寿命 亦 大为 延长 ,见 附 图。 为 了 使 亮 度保 持 不 变 ,这 里 采 用了 稳 压电 路 。 电 路中 为 了 节 省功 率 ,降 低 能 耗,用 了步 降 式 开 关电 源 。 它由IC1以及 二极 管D3、 电感L1和 电 容C3、C4来 实现 步降 开 关功 能。 所得 到 的 输出 是稳 定的 5V ,此 输出 电 压 为12个 超 亮 黄 色 发 光 二 极 管D4￣D15供 电 。这 些LED 两 两串 接 ,并通…     

全离子注入平面型锗光电探测器（Ge—PD）的暗电流—温度特性

本文从理论上计算了未封装的φ90μmGe-PD的暗电流随温度的变化率小于0.10/℃,实验结果与计算值基本相符.指出了该温度特性优于同等结构的硅器件;用环氧树脂耦合封装的Ge-PD,其暗电流随时间变化率大于未封装的器件管芯.封装材料和方法对器件温度稳定性有重要影响.     

高可靠厚膜DC／DC变换器工艺研究

125℃DC/DC变换器代表了军用DC/DC变换器可靠性的最高标准,需采用厚膜工艺配套,利用浅腔式金属外壳平行缝焊封装替代平底式金属外壳锡焊封装,提高气密性（漏气率达10^-8atm.cm^3/s数量级）,克服锡焊使用助焊剂造成电路受松香污染的缺陷。阐述了高可靠厚膜DC/DC变换器所涉及的关键工艺。厚膜多层工艺。基板与底座的焊接工艺,元器件与变压器的粘接/焊接工艺,粗细（Au、Al）丝焊工艺、平行缝焊工艺。本文也介绍了封装的工艺结构,推荐的厚膜125℃DC/DC变换器工艺流程,这些工艺技术适用于高标准的厚膜混合集成功率电路,该类电路工作温度范围-55-125℃,能承受温度冲击：GJB548：1010条件C100次（-65℃-150℃）,可通过严格的军标GJB2438考核,具有很高的应用价值和工艺水平。     

应用石墨片导热层压封装COB LED光源及其热性能

研究了加石墨片导热层的层压封装COB LED光源的热性能和水下环境运行的可靠性。采用COB技术制备了COB LED光源,并在COB LED光源和平面铝基板散热器之间加石墨片进行真空层压封装,然后对层压封装的COB LED光源模组进行了光谱和热性能实验。在900 mA恒流驱动条件下,测得COB LED光源的电压温度系数为-0.3 mV/K;对石墨片导热层层压封装的COB LED光源模组和未加石墨片的模组在水温25℃水环境下进行了运行对比实验,结果发现运行结温分别为49.28℃和63.67℃。实验结果表明,层压封装COB LED光源用石墨片导热层能有效降低运行结温,并适合在常温水下照明应用。     

封装材料性能对光纤布拉格光栅温度灵敏度影响分析

光纤布拉格光栅封装后其温度灵敏度与裸光纤光栅有很大不同,这是因为封装材料的性能参数(包括泊松比,弹性模量,热膨胀系数及封装厚度)与光纤光栅的材料性能参数不一致造成的.理论分析了封装材料性能参数对光纤光栅温度灵敏度的影响.讨论了化学镀镍FBG的温度灵敏度公式,理论分析并用实验证明了镀镍层厚度与温度灵敏度的关系,理论分析得到化学镀层厚度分别为2.315μm、16.655μm、85.255μm的镀镍FBG的温度灵敏度依次为12.840 6 pm/℃、17.9784 pm/℃、20.202 9 pm/℃,实验值依次为12.313 pm/℃、17.1pm/℃、20.024 pm/℃.理论值与实验值基本一致.     

封装用高热导率硅胶性能的研究

通过对LED封装结构热模拟分析表明,模拟固晶胶粘贴部分失效的情况下,采用热导率为0.1 W/m·K的普通硅胶封装成的LED芯片最高温度为220.27℃,采用导热填料高热导率硅胶灌封的LED芯片最高温度可降低到122.71℃,大幅降低了芯片的温度.纳米ZnO导热填料高热导率硅胶,其填料颗粒的直径小于25 nm,透光率高,...     

基于热电耦合激励的TSV三维封装内部缺陷识别方法研究

由于硅通孔互连(Through Silicon Via,TSV)三维封装内部缺陷深藏于器件及封装内部,采用常规方法很难检测.然而TSV三维封装缺陷在热-电激励的情况下可表现出规则性的外在特征,因此可以通过识别这些外在特征达到对TSV三维封装内部缺陷进行检测的目的 .文章利用理论与有限元仿真相结合,对比了正常TSV与典型缺陷TSV的温度分布,发现了可供缺陷识别的显著差异.分析结果表明,在三种典型缺陷中,含缝隙TSV与正常TSV温度分布差异最小;其次为底部空洞TSV,差异最大的为填充缺失TSV.由此可知,通过检测热-电耦合激励下的TSV封装外部温度特征,可实现TSV三维封装互连结构内部缺陷诊断与定位.