当前UVLED特别是UVCLED的电光转换效率(WPE)低,只有2~3%左右的功率输入转化为光。剩余97%的功率基本转化为热量,必须快速去除热量。否则,如果大量热量积聚在灯珠中,不及时散去,会对灯珠的寿命产生负面影响。因此,有必要对灯珠进行热管理。共晶机
热管理离不开两个方面,一个是材料,一个是工艺。材料主要是通过改变基板来改变的,比如使用氮化铝基板或者陶瓷基板来提高散热效率。工艺是目前主流的固晶方案,包括银浆、锡膏和共晶,可以达到不同的散热效果。
银浆:虽然结合力很好,但是很容易导致银迁移,造成设备故障。
锡膏:由于锡膏的熔点只有220度左右,装置贴片后,再次过炉后会出现再融化现象,芯片容易脱落失效,一定程度上会影响UVCLED的可靠性。为了避免再融化,需要使用低温锡膏或非标准回流焊接温度,这将导致成本增加。
金锡共晶:主要采用助焊剂进行共晶焊接,可有效提高芯片与基板的结合强度,导热,更可靠,有利于UVCLED的质量控制。
可以看出,共晶在三种工艺方案中的散热效果[敏感词]。引领产业发展方向的龙头企业,如三安光电、国星光电、华引芯、隆达电子、首尔Viosys等,均采用共晶方案。
疫情期间,消费UVCLED使用银浆和锡膏,因为它们对价格更敏感。疫情期间出货量主要集中在消费类,但并不意味着消费类产品会长期以银浆和锡膏的形式输出。随着用户对产品寿命要求的提高,共晶技术更符合工业发展趋势。企业工业UVLED必须采用共晶焊接方式,以确保其可靠性。
为了实现共晶工艺技术的提高和成本的降低,需要产业链的共同努力,其中固晶机的选择和使用至关重要。
我们以ASM太平洋AD211Plus全自动共晶固晶机为例,看看购买和使用时需要注意哪些关键点。
固晶精度
在ASM太平洋专利共晶焊接技术下,固晶位置精度和角度精度分别高达12.5μm@3σ和1.5°@3σ,固晶位置非常准确。这意味着LED芯片底部两个电极之间的gap可以做得更窄,增加散热面。并且可以更好的配合镜头,帮助达到[敏感词]的发光效率。
工艺流程
AD211Plus有效简化了生产过程,无需过回焊炉或等离子清洗。简化生产过程可以带来两个好处:[敏感词],UVLED对材料非常敏感,非常注重材料,所以材料越少,工艺越少,可以有效减少外部因素对UVLED的影响,降低成品的不良率;第二,简化生产过程意味着可以减少固定设备和人力的投入,有效降低生产成本,增强包装制造商的成本竞争力。
热管理
除了考虑材料的导热能力,降低焊接孔隙率也非常有利于热管理。焊点的质量可靠性会受到孔隙因素的影响:孔隙率过高会严重降低焊点的导热性和导电性能,因此在固晶环节控制孔隙率非常重要。据专家介绍,研究中心了解,ASM的AD211Plus首先是在灯具应用中开发的共晶技术,孔隙率已经达到5%以下,已经验证了灯具应用的高可靠性要求。
当然,UVCLED的整体性能和可靠性与许多因素密切相关。然而,随着各种UVCLED应用产品进入大众视野,发现同级别的UVCLED产品实际使用效果却大相径庭。归根结底,这是技术和技术的区别。然而,在这个问题的背后,需要外延芯片、封装端和相应的设备端紧密配合,才能更好更快地克服它。从研究一台共晶固晶机开始,提高UVCLED的可靠性。