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贴片硅胶封装发光二极管光强可靠性研讨及运用

发布时间:2022-03-26 19:44:34 来源:米乐m6官网

  :跟着社会的开展,现在关于贴片器材的发光二极管要求越来越高,插件类器材已逐渐被贴片器材进行筛选和替换。在这种现象的条件条件下,关于高亮度的贴片器材也在不断研制与试用。可是为了满意器材的光强亮度契合规范,除了进步器材本身发光芯片的化合物之外,关于器材晶圆发光的环境也在不断优化。因而,关于发光器材内部晶圆的发光环境的优化与研讨,是进步本身器材亮度的1个严重方向。

  发光二极管作为电子产品中不行短少的一个器材,光强的共同性与亮度是重要目标。因而,跟着贴片器材的惯例化运用,除了要求在小型化、多元化方面优化之外,关于光强可靠性研讨也存在严重的含义。

  在空调出产进程中,关于物料的运用寿命以及耐久度是考评整个产品的一个维度。而关于发光二极管,在功能参数方面存在1个重要的研讨——光衰。光衰是对发光器材鉴定的1项重要目标,在惯例器材功能VF与IR合格的状况下,光衰巨细成为了区别产品差异化的1个闪光点。

  构成光衰过大的原因一般除了出产工艺和发光芯片本身的发光强度之外,在通电条件合格的状况下,更多的是器材发光的外部环境以及内部环境的影响。

  内部环境要素:晶圆发光强度极限,晶圆外表污染物,晶圆内部聚光结构,荧光粉的增加,发光视点等。

  在对A厂家某贴片发光二极管物料进行高温老化实验时,实验前光强契合技能图纸要求(MIN:2.1 cd、MAX:3.0 cd),可是经过300 h/125 ℃高温实验之后,光强大比例衰减,衰减百分比(衰减百分比公式:实验前-实验后/实验前×100%)高达30%,一般为满意售后客户运用要求,光衰要求不超越15%,因而该反常的呈现导致器材光强不契合企业相关规范要求(图1)。

  A厂家该款物料为贴片结构,与惯例贴片物料不同的是器材树脂中部由透明胶状物质进行封装,四周运用的是惯例环氧树脂封装。经对其中部成分测验,发现为硅胶制品。硅胶的运用一般是因为耐高温性和可塑性较强,因而关于此款物料的高亮度要求比较合适。

  经过在放大镜下检查器材(如图2),能够清楚看到器材内部晶圆等内部结构,器材底部焊盘为镀银结构,银焊盘上有惯例的晶圆与金线,一起封装的硅胶中含有黄色荧光粉。银焊盘的效果是为了更好地反射光,该款物料为白色光,可是惯例晶圆化合物中没有直接呈现白色光的元素,因而经过本体晶圆宣布蓝色光(晶圆化合物:InGaN),经过底部银焊盘反射蓝光与散布的黄色荧光粉进行中和调色,使之终究呈现出白光。

  A厂家实验后样品进行外观检查,与正常未组织实验物料比照,物理结构无差异,无开裂、破损、树脂变形等反常现象。外观比照状况上检查,器材内部底部银焊盘呈现发黑痕迹,而非实验前呈现的银色。且器材内部封装硅胶的荧光粉也悉数消失,堆积在底部银焊盘上(如图3)。

  该款物料的B厂家(外部结构、类型彻底相同)相同抽取物料进行实验验证,同步将A、B两个厂家物料放置在同一块板上进行验证,在温度、环境、与实验时刻共同的状况之下进行实验验证,300 h后,测图4 A厂家实验后样品底部银焊盘异物EDX扫描试A、B厂家器材光强,相同呈现出30%左右的光衰,验证成果扫除厂家出产制作问题。

  实验完毕后对A、B厂家物料进行放大镜下检查,2个厂家均呈现光衰过大状况,因而扫除厂家出产制作问题。

  上诉对器材实验后制品进行检测时,发现器材内部起反射效果的银焊盘外表被黑色物质掩盖,导致器材光强偏弱。

  取全部失效器材银焊盘上的黑色物质进行EDX成分检测,发现其内部元素含有硫元素,使得外表Ag被S元素给S化,构成黑色的Ag2S,导致外表反射率下降。

  未组织实验的正常器材,内部硅胶中的荧光粉存在,意图是为了增强光强,可是荧光粉呈现堆积导致器材光衰过大,其主要问题点在于荧光粉为何呈现的堆积。

  硅胶是一种高活性吸附资料,其耐高温、可塑性很强,因而用于高亮度的发光二极管中是一种首选原料。

  强的吸附才能也有归于它的天敌,经过对实验进程和实验现象的核实排查,仅有构成硅胶的吸附才能失效的,便是S元素的存在。在高温条件下,S元素的进入密封硅胶中愈加的简单,导致硅胶呈现中毒现象,使得其吸附活性大大削弱。

  关于以上2个问题的承认,能够确认S元素的存在构成了硅胶封装发光二极管光衰过大的成果,可是还需求进一步排查验证。

  关于贴片发光二极管做高温实验,运用胶布将器材粘贴在相应基板上,放入高温箱中进行300 h/125 ℃耐久实验。在整个进程中,S元素的呈现主要有以下3个方面的影响:

  3)高温实验箱中的其它物品和环境中含有S元素。经过对胶带、板进行EDX成分测验发现(如图5),胶带的测验成分中含有0.022%的S元素,因为胶带与器材触摸,因而S元素顺应着触摸面进入器材内部,导致器材硅胶中毒且底部银焊盘被硫化。

  剖析总结:S元素的存在导致器材内部相关物质发生化学反应发生突变和失效,促进硅胶类树脂封装贴片二极管在后续的验证与实验中,需求对S元素的存在进行相应防备,使得器材的耐久性、耐用性以及客户舒适性得到相应进步。

  关于硅胶贴片发光二极管的整改对器材反常点进行专项扫除整改,①不运用胶带对器材进行固定;②将器材放置于不锈钢杯中,防止触摸全部S元素;③将加热的高温箱内其它器材清空,并打开放置必定的时刻,让空气进行置换,再进行加热(如图6)。

  实验成果:实验完毕后测验器材前后光强参数,其光衰率小于15%,契合相关技能图纸要求,验证有用。

  总结:根据实验成果表明,器材实验前后光强改变不大,衰减度缺乏10%,小于规范值15%,契合相关技能管理规则,验证有用。

  本文结合失效现象,对硅胶封装贴片发光二极管的运用进程中的失效原因及失效机理剖析,剖析成果表明该品种贴片发光二极管在寻求了高亮度的一起,也存在着本身的缺乏之处,经过一系列的实验比照验证,此种状况只是呈现在硅胶封装器材上,关于其它非硅胶封装厂家编码实验前光强数据实验后光强数据光衰率的环氧树脂上,不存在此种问题。一起,该项意图建立也变相的衍生到其它硅胶树脂封装同步需求做好对S元素的防备。

  经过对该器材的剖析,使得在后续贴片器材彻底代替插件类发光二极管的时分起了不行短少的效果,从器材的源头、运用的环境对器材功能进行杰出的保证。