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LED燈珠封裝金線、銀線、銅線、合金線優缺點及單金線、雙金線區別

作者:由 鬍子有點多 發表于 收藏時間:2022-08-29

金線、銀線、合金線、銅線這些線指的是連線LED晶片(又稱晶片)和外部引腳之間電器連線的導線,一旦此導線出問題,整個LED就報廢了,可見這根導線的重要性。那麼問題來了,金線、銀線、銅線、合金線有何區別呢?

LED燈珠封裝結構

LED燈珠封裝金線、銀線、銅線、合金線優缺點及單金線、雙金線區別

金線、銀線、銅線、合金線的優缺點

LED金線、銀線、銅線、合金線

金線:不用多做介紹,效能穩定,價格高,在高階封裝領域永遠的高大上,LED的主要功能是發亮,變色等,金一般用於防氧化保證接觸穩定。金線(其實就是晶片電極)的數量跟晶片的尺寸關係不大,24mil的同樣也有雙電極跟單電極的。金線多少主要還是跟晶片的工藝和特性有關,一般單電極晶片都是垂直結構,底部能直接通電所以少了一個電極,直接把電極做到了襯底上,這種一般以紅黃晶片居多。而雙線大多是水平結構,正負兩極做在一個平面上,底部襯底絕緣,這種一般以藍綠晶片居多。

合金線(又稱銀合金線):合金線是led行業內出現的替代傳統金線的產品。近年來黃金價格不斷攀高,用於Led封裝用的金絲價格也不斷增長,於此同時,Led產品價格卻不斷下降,因此,廉價的替代品——合金線,便應時而出 。合金線的成分主要為單晶銀,一般含量為90%-99%。在金線的基礎上摻雜大量銀以及保持IMC穩定的鈀及其他成分為各種微量元素。

1、價格便宜,比金線價格低,比銅線價格高,

3、在與鍍銀支架焊接時,可焊性比較好;

3、在老式焊線裝置上應用不成熟或要加裝氮氣保護才能使用。

4、有一定的氧化性。這是與銅線的同樣的缺點,都要用到保護氣體,但是好像只用到氮氣就可以。

銀線:銀線比銅線好儲放(銅線須密封,且儲存期短,銀線不需密封, 儲存期可達6~12個月)

1、硬度較軟,機臺引數調整不是很大;

2、目前價格比金線低,比銅線高。

3、打線時不用氣體保護;

4、銀線拉力沒有金線那麼強,光衰的時間卻是銀比金好,因為銀不吸光。

銅線:包括單晶銅線及鍍鈀銅線

1、銅線價格低廉,引線鍵閤中使用的各種規格的銅絲,其成本只有金絲的1/3-1/10,在降低成本方面具有巨大應用潛力。

2、銅線相對金引線的高剛度使得其更適合細小引線鍵合。

3、銅線容易被氧化,鍵合工藝不穩定,

4、銅線的硬度、屈服強度等物理引數高於金和鋁。

金線與用合金線的區別

1) 銅線氧化,造成金球變形,影響產品合格率。

2) 第一焊點鋁層損壞,對於<1um的鋁層厚度尤其嚴重;

3)第二焊點缺陷, 主要是由於銅線不易與支架結合,造成的月牙裂開或者損傷,導致二焊焊接不良,客戶使用過程中存在可靠性風險;

4)對於很多支架, 第二焊點的功率,USG(超聲波)摩擦和壓力等引數需要要最佳化,優良率不容易做高;

5)做失效分析時拆封比較困難;

6)裝置MTBA(小時產出率)會比金線工藝下降,影響產能;

7)操作人員和技術員的培訓週期比較長,對員工的技能素質要求相對金線焊接要高,剛開始肯定對產能有影響;

8)易發生物料混淆,如果生產同時有金線和銅線工藝,生產控制一定要注意儲存壽命和區分物料清單,打錯了或者氧化了線只能報廢,經常出現miss operation警告,不良風險增大;

9)耗材成本增加,打銅線的劈刀壽命相比金線通常會降低一半甚至更多。同時增加了生產控制複雜程度和瓷嘴消耗的成本;

10)相比金線焊接,除了打火杆(EFO)外,多了forming gas(合成氣體) 保護氣輸送管,二者位置必須對準。這個直接影響良率。保護氣體流量精確控制,用多了成本增加,用少了缺陷率高;

11)鋁濺出(Al Splash)。 通常容易出現在用厚鋁層的wafer。不容易鑑定影響,不過要注意不能造成電路短路。 容易壓壞PAD或者一焊滑球。造成測試低良或者客戶抱怨;

12)打完線後出現氧化,沒有標準判斷風險,容易造成接觸不良,增加不良率;

13)需要重新最佳化Wire Pull,ball shear 測試的標準和SPC控制線,現階段的金線使用標準可能並不能完全適用於銅線工藝;

14)對於第一焊點Pad底層結構會有一些限制,像Low-K die electric, 帶過層孔的,以及底層有電路的,都需要仔細評估風險,現有的wafer bonding Pad design rule對於銅線工藝要做深入最佳化。但是如今使用銅線的封裝廠,似乎不足以影響晶片的研發;

15)來自客戶的阻力,銅線工藝對於一些對可靠性要求較高的客戶還是比較難於接受,更甚者失去客戶信任;

16)銅線工藝對於使用非綠色塑封膠(含有鹵族元素)可能存在可靠性問題

17) pad 上如果有氟或者其他雜質也會降低銅線的可靠性。

18)對於像Die to Die bonding 和 Reverse bonding 的評估還不完全。

LED封裝廠家根據不同的產品會選擇不同的導線,不過反過來說,就算真的全使用了金線,如果焊接質量不過關,更有甚者led晶片用劣質的,這種金線有什麼實際意義呢?

單金線、雙金線(又稱四金線)

單金線LED燈珠 雙金線LED燈珠區別

單金線、雙金線(四金線)的區別是在封裝LED時候裡面導線的數量多少而已,在LED燈珠裡面,會看到裡面焊有金線,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極。如:雙金線說明晶片有四個電極,晶片尺寸大,熱阻低。現在市面上一般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,熱散不好肯定會影響壽命。其實只有LED製造商知道哪些產品使用了什麼材料引線,普通人肉眼很難分辨,甚至有的led晶片外封的熒光粉層擋著,根本就看不見。

標簽: 金線  銅線  LED  晶片  銀線