回流焊工艺参数对FC-LED芯片焊接强度的影响.pdf

在LED产业高速发展的今天，回流焊作为封装过程中不可或缺的一环，其工艺参数的设定对于芯片焊接质量和可靠性具有决定性的影响。本研究以FC-LED（Flip Chip Light Emitting Diode）芯片焊接为例，探讨了回流焊工艺参数对芯片焊接强度的影响。通过一系列的试验和数据分析，研究者发现不同的回流温度设置对芯片焊接的抗剪强度具有显著的影响，并提出了优化后的回流焊温度参数以提高焊接强度。 文章介绍了LED芯片的封装技术，特别是FCOB（Flip Chip on Board）技术。FCOB技术是一种将芯片直接焊接到基板上的封装方法，无需传统意义上的焊线连接，有助于减小器件尺寸并提高散热性能。在FCOB封装中，芯片和基板的连接主要依赖回流焊工艺。回流焊是通过加热使焊料熔化并凝固来实现焊接的技术，其关键工艺参数包括温度曲线、加热速率、峰值温度等。温度曲线是指在回流焊过程中随时间变化的温度分布。 试验中，研究者采用抗剪强度作为衡量芯片焊接强度的指标。通过推拉力计测量并换算得到芯片焊点的抗剪强度。试验结果表明，不合适的回流温度设计会导致芯片抗剪强度低，甚至低于30MPa的情况占到了17%。而优化后的温度设置显著提高了抗剪强度，高于45MPa的高强度情况达到了89%。这说明，通过合理优化回流焊工艺参数，可以有效提高焊接强度，减少焊点数量和尺寸，提高LED芯片封装的可靠性。 在优化过程中，研究者发现需要考虑到焊接材料的熔点和回流焊曲线。本研究采用了ES-1200LED专用焊料Sn96.5Ag3Cu0.5，其熔点在217°C至220°C之间。温度曲线的优化通常基于对焊料熔固性的测试，如使用差示扫描量热仪（DSC）来分析焊膏的熔固特性。试验所用的FCOB封装结构由金属基板、LED芯片以及相关的光学部件构成。试验过程中，通过统计分析焊接面的抗剪强度和数量来评估焊接质量。 综合试验结果，研究者强调，为了提高LED芯片封装的品质和可靠性，必须重视回流焊工艺参数的合理设计。本研究展示了温度参数的优化对提升焊点抗剪强度的重要性，同时也指出了实际生产中可能遇到的挑战，如在批量生产中应用优化后的工艺参数可能存在的困难。文章最后提出了几点建议，如进一步理论研究焊料的温度属性对焊接强度的影响，以及采用X射线显微成像方法来减少焊点空洞、移位等问题。 这项研究对LED封装技术的发展具有重要的指导意义，有助于推动LED照明产业的进步。通过深入理解回流焊工艺参数对FC-LED芯片焊接强度的影响，制造商可以优化其生产流程，从而提高产品的整体质量和市场竞争力。