在功率型LED的封装中,常用的固晶材料是银胶,银胶中的溶剂粘着芯片、固定芯片,由颗粒或鳞片状银粉传递热量,但其溶剂大多采用树脂材料,是热的不良导体,因而影响了银胶的导热性能。
目前,同样作为固晶材料的锡膏,凭借较好的导热系数及成本优势,活跃在LED封装领域。业内人士指出,随着用户需求的不断提升和技术的不断进步,锡膏将凭借着更加优异的性价比优势,取代现有的导电银胶和导热胶等封装材料。
据了解,固晶锡膏与银胶固化工艺完全不同,传统的银胶是通过烘箱高温加热,使内部环氧树脂完全固化后起到黏合固定的作用;而固晶锡膏是通过升温熔化后将晶片与热沉融合一体,芯片的背金层和支架的镀层金属在锡膏熔融过程与锡膏金属发生反应,生产新的金属间化合物,其采用的是链式回流焊机回流固化。
“我们通过实验得出,两者从生产周期来进行比较的话,锡膏所用时间更短。”王本智表示,“算上备料、机器预热时间、固晶时间、固化时间,银胶的固晶周期设为330分钟,固晶锡膏的固晶周期为217分钟”。
“另外,我们还做了相关的老化测试,固晶锡膏在老化700小时后封装的成品灯珠保持零光衰,1000小时光衰1.46%;银胶在老化700小时后光衰减约1%,1000小时候光衰为2.98%。”王本智表示。
不过翁平指出,在固晶过程中,印刷锡膏时存在不好控制胶量的问题,“如果锡膏的印刷性不好,严重时锡膏只是在模板上滑动,根本印不上锡膏。因此锡膏更适合在平面型的产品上使用,而银胶相对来讲工艺更成熟,正装倒装均可以应用。”
据了解,从热阻方面来看,对于正装芯片封装方式,目前业内大多企业使用银胶来固晶,银胶的导热系数一般在2.5w/Mk。另外,处于芯片与基板之间的蓝宝石层的导热系数也不高,导致LED芯片产生的热很难通过蓝宝石和银胶向下导出。
另外,从材质方面来看,芯片和基板主要为无机成分,而银胶为有机成分。有机成分与无机成分在热膨胀系数方面存在很大差异,冷热交替时,很容易导致芯片从基板脱落。