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等離子清洗機(jī)在LED封裝工藝中的應(yīng)用

2020-7-28  閱讀(383)

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LED封裝工藝過程中,芯片表面的氧化物及顆粒污染物會降低產(chǎn)品質(zhì)量,如果在封裝工藝過程中的點(diǎn)膠前、引線鍵合前及封裝固化前進(jìn)行采用等離子清洗機(jī)則可有效去除這些污染物。

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關(guān)鍵詞:等離子清洗機(jī);等離子刻蝕機(jī),LED;封裝工藝

LED在其封裝工藝中存在的污染物一直是其快速發(fā)展道路上的一只攔路虎,如何能夠簡單快速及無污染的解決掉這個問題一直困擾著人們。等離子體清洗機(jī),一種無任何環(huán)境污染的新型清洗方式,將為人們解決這一問題。

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等離子清洗機(jī)在LED封裝工藝中的應(yīng)用

LED封裝工藝直接影響LED產(chǎn)品的成品率,而封裝工藝中出現(xiàn)問題的罪魁禍?zhǔn)?9%來源于芯片與基板上的顆粒污染物、氧化物及環(huán)氧樹脂等污染物,如何去除這些污染物一直是人們關(guān)注的問題,等離子清洗作為近幾年發(fā)展起來的清洗工藝為這些問題提供了經(jīng)濟(jì)有效且無環(huán)境污染的解決方案。針對這些不同污染物并根據(jù)基板及芯片材料的不同,采用不同的清洗工藝可以得到理想的效果,但是錯誤的工藝使用則可能會導(dǎo)致產(chǎn)品報(bào)廢,例如銀材料的芯片采用氧等離子工藝則會被氧化發(fā)黑甚至報(bào)廢。所以選擇合適的等離子清洗工藝在LED封裝中是非常重要的,而熟知等離子清洗原理更是重中之重。一般情況下,顆粒污染物及氧化物采用5%H2+95%Ar的混合氣體采用等離子清洗機(jī)處理,鍍金材料芯片可以采用氧等離子體去除有機(jī)物,而銀材料芯片則不可以。選擇等離子清洗機(jī)在LED封裝中的應(yīng)用大致分為以下幾個方面:

點(diǎn)銀膠前:基板上的污染物會導(dǎo)致銀膠呈圓球狀,不利于芯片粘貼,而且容易造成芯片手工刺片時損傷,使用等離子清洗機(jī)可以使工件表面粗糙度及親水性大大提高,有利于銀膠平鋪及芯片粘貼,同時可大大節(jié)省銀膠的使用量,降低成本。

引線鍵合前:芯片粘貼到基板上后,經(jīng)過高溫固化,其上存在的污染物可能包含有微顆粒及氧化物等,這些污染物從物理和化學(xué)反應(yīng)使引線與芯片及基板之間焊接不*或粘附性差,造成鍵合強(qiáng)度不夠。在引線鍵合前采用等離子清洗機(jī)會顯著提高其表面活性,從而提高鍵合強(qiáng)度及鍵合引線的拉力均勻性。鍵合刀頭的壓力可以較低(有污染物時,鍵合頭要穿透污染物,需要較大的壓力),有些情況下,鍵合的溫度也可以降低,因而提高產(chǎn)量,降低成本。

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LED封膠前:在LED注環(huán)氧膠過程中,污染物會導(dǎo)致氣泡的成泡率偏高,從而導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量及使用壽命低下,所以,避免封膠過程中形成氣泡同樣是人們關(guān)注的問題。通過等離子清洗后機(jī)處理,芯片與基板會更加緊密的和膠體相結(jié)合,氣泡的形成將大大減少,同時也將顯著提高散熱率及光的出射率。

通過以上幾點(diǎn)可以看出材料表面活化、氧化物及微顆粒污染物的去除可以通過材料表面鍵合引線的拉力強(qiáng)度及侵潤特性直接表現(xiàn)出來。

某幾家LED廠產(chǎn)品封裝工藝中以上幾點(diǎn)工藝前采用等離子清洗機(jī),測量鍵合引線的拉力強(qiáng)度與未采用等離子清洗機(jī)處理相比,鍵合引線拉力強(qiáng)度有明顯增加,但由于產(chǎn)品不同,所以增加的幅度也大小不等,有的只增加12%,有的卻可以增加80%,也有的廠家測量的數(shù)據(jù)反映平均拉力沒有明顯增加,但是小鍵合拉力卻明顯提高,對于確保產(chǎn)品可靠性來說,這仍然是十分有益的。

采用等離子清洗機(jī)處理過后,檢測芯片與基板清洗效果的另一指標(biāo)為其表面的浸潤特性,通過對幾家產(chǎn)品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)檢測表明未進(jìn)行等離子清洗的樣品接觸角大約為40°~68°左右;表面進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)機(jī)制等離子體清洗的樣品接觸角大約為10°~15°左右;表面進(jìn)行物理反應(yīng)機(jī)制等離子體清洗過的樣品接觸角為20°~28°左右。不同廠家、不同產(chǎn)品及不同清洗工藝的清洗效果是不同的,浸潤特性的提高表明在上述幾點(diǎn)封裝工藝前采用等離子清洗機(jī)是十分有益的。

近年來,由于半導(dǎo)體光電子技術(shù)的進(jìn)步,LED的發(fā)光效率迅速提高,預(yù)示著一個新光源時代即將到來。就發(fā)光二極管的技術(shù)潛力和發(fā)展趨勢來看,其發(fā)光效率將達(dá)到400lm/w以上,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過當(dāng)前光效的高強(qiáng)度氣體放電燈,成為世界上亮的光源。因此,業(yè)界認(rèn)為,半導(dǎo)體照明將創(chuàng)造照明產(chǎn)業(yè)的第四次革命。而有利于環(huán)保、清洗均勻性好、重復(fù)性好、可控性強(qiáng)、具有三維處理能力及方向性選擇處理的等離子清洗工藝應(yīng)用到LED封裝工藝中,必將推動LED產(chǎn)業(yè)更加快速的發(fā)展。






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