金線對
LED大屏幕產(chǎn)品來說可謂是極為重要的物料,在LED大屏幕光源中起到將芯片電極和支架導(dǎo)線連接的作用。作為一個(gè)LED大屏幕燈珠的重要原材料,必須具備以下幾個(gè)重要的特性:
(1)99.99%以上純度;
(2)選擇正確的尺寸;
(3)表面清潔無污染無損傷;
(4)具有規(guī)定的拉斷負(fù)荷和延伸率。這些性能將嚴(yán)重影響LED大屏幕光源的可靠性,所以對金線的評估工作也尤為重要。
1. 化學(xué)成分檢驗(yàn)
方法一:EDS成分檢測
鑒定來料種類:金線、銀線、金包銀合金線、銅線、鋁線。
金線具有電導(dǎo)率大、導(dǎo)熱性好、耐腐蝕、韌性好、化學(xué)穩(wěn)定性極好等優(yōu)點(diǎn),但金線的價(jià)格昂貴,導(dǎo)致封裝成本過高。在元素周期表中,過渡組金屬元素中金、銀、銅和鋁四種金屬元素具有較高的導(dǎo)電性能。很多LED大屏幕廠商試圖開發(fā)諸如銅合金、金包銀合金線、銀合金線材來代替昂貴的金線。雖然這些替代方案在某些特性上優(yōu)于金線,但是在化學(xué)穩(wěn)定性方面卻差很多,比如銀線和金包銀合金線容易受到硫/氯/溴化腐蝕,銅線容易氧化。在類似于吸水透氣海綿的封裝硅膠來說,這些替代方案使鍵合絲易受到化學(xué)腐蝕,光源的可靠性降低,使用時(shí)間長了,LED大屏幕燈珠容易斷線死燈。
方法二:ICP純度檢測
鑒定金線純度等級,確定添加的合金元素。
LED鍵合金線是由金純度為99.99%以上的材質(zhì)拉絲而成,其中包含了微量的Ag/Cu/Si/Ca/Mg等微量元素。通過設(shè)計(jì)合理的合金組分,使金絲具有拉力和鍵合強(qiáng)度足夠高、成球性好、振動(dòng)斷裂率低的優(yōu)點(diǎn)。鍵合金絲大部分應(yīng)為純度99.99%以上的高純合金絲,微量元素總量保持在0.01%以下,以保持金的特性。
2. 直徑偏差
1克金,可以拉制出長度26.37m、直徑50μm(2 mil)的金線,也可以拉制長度105.49m、直徑25μm(1 mil)的金線。如果打金線長度都是固定的,如果來料金線的直徑為原來的一半,那么對打的金線所測電阻為正常的四分之一。
對于供應(yīng)商來說,金線直徑越細(xì),成本越低,在售價(jià)不變的情況下,利潤越高。而對于使用金線的LED大屏幕客戶來說,采購直徑上偷工減料的金線,會(huì)存在金線電阻升高,熔斷電流降低的風(fēng)險(xiǎn),會(huì)大大降低LED大屏幕光源的壽命。1.0 mil的金線壽命,必然比1.2 mil的金線要短。
3. 表面質(zhì)量檢驗(yàn)
(1)絲材表面應(yīng)無超過線徑5%的刻痕、凹坑、劃傷、裂紋、凸起、打折和其他降低器件使用壽命的缺陷。金線在拉制過程,絲材表面出現(xiàn)的表面缺陷,會(huì)導(dǎo)致電流密度加大,使損傷部位易被燒毀,同時(shí)抗機(jī)械應(yīng)力的能力降低,造成內(nèi)引線損傷處斷裂。
(2)金線表面應(yīng)無油污、銹蝕、塵埃及其他粘附物,這些會(huì)降低金線與LED芯片之間、金線與支架之間的鍵合強(qiáng)度。
4. 力學(xué)性能檢測(拉斷負(fù)荷和延伸率)
能承受樹脂封裝時(shí)所產(chǎn)生的沖擊的良好金線必須具有規(guī)定的拉斷負(fù)荷和延伸率。
同時(shí),金線的破斷力和延伸率對引線鍵合的質(zhì)量起關(guān)鍵作用,具有高的破斷率和延伸率的鍵合絲更利于鍵合。
太軟的金絲會(huì)導(dǎo)致以下不良:
(1)拱絲下垂;
(2)球形不穩(wěn)定;
(3)球頸部容易收縮;
(4)金線易斷裂。
太硬的金絲會(huì)導(dǎo)致以下不良:
(1)將芯片電極或外延打出坑洞;
(2)金球頸部斷裂;
(3)形成合金困難;
(4)拱絲弧線控制困難。
案例分析:
某封裝廠出貨的燈珠出現(xiàn)大量死燈現(xiàn)象,分析失效原因。鑒發(fā)現(xiàn)死燈燈珠金線直徑為27.0±1.0μm,與客戶反饋的金線規(guī)格30μm不一致,同時(shí),金線有刮傷的痕跡,金線大電流熔斷。不合格的金線來料是導(dǎo)致此次事故的主因。
鍵合線是金線,直徑約為27.0±1.0μm,與客戶反饋的金線規(guī)格30μm不一致。金線直徑過小會(huì)存在金線電阻升高,熔斷電流降低的風(fēng)險(xiǎn),會(huì)大大降低LED大屏幕光源的壽命。
不良樣品開封后,掃描電鏡下觀察金線斷口呈球形,金線電流熔斷,同時(shí)我們發(fā)現(xiàn)熔斷處附近的金線有刮傷的痕跡,金線的損傷使引線損傷部位截面積變小,將導(dǎo)致:電流密度加大,使損傷部位易被燒毀;抗機(jī)械應(yīng)力的能力降低,會(huì)造成內(nèi)引線損傷處斷裂。