從剖解LED看中日封裝之差距
上傳人:Tom(整理) 上傳時間: 2011-09-27 瀏覽次數: 290 |
通過解剖了日亞的1W 級 5050 型LED,可以看到國產、臺資產的 LED 與日本產品的差距。這些差距正是體現了LED產品在可靠性方面的問題。比如,為什么 LED 放置一段時間會有開路的?為什么焊接后會有開路?為什么焊接后會閃爍?為什么使用一段時間會閃爍或開路?為什么有的LED不亮,用手壓了會亮?等等。下面來具體看看解剖的狀況和分析。
圖 1 是對日亞183 型LED的解剖
圖 2 是解剖后通電點亮的情形
從圖 1 可以看到,芯片周圍的膠體基本去除,基本露出了金線。限于工具,沒有繼續去膠。之后通電點亮,見圖 2。中間的芯片被鑷子不小心碰到,所有不亮了。讀者可能會說來,這樣的解剖算什么,誰都會做,拿個LED來就能做。真要是這么回事,我寫此文就真是自作多情了。接著我來講講這種解剖的意義和國產LED的現狀。
從解剖過程中,用針或鑷子劃膠、挑膠時,可以看到金線被拉動。但是,直到膠體被去除的差不多時,見照片 1 的狀況,金線沒有斷,焊點也沒有拉脫。點亮的目的就是檢查焊點是否有脫開。又拿一個一只日亞 083 型的LED,去膠后,用鑷子推芯片,試圖將芯片從底座上推掉。費了很大的力氣,芯片破碎了,仍有一小部分粘在底座上。見圖 3。將掉下的部分芯片翻過來,可以看到,底面有一層非常薄的金屬層。但是這些絕不是銀膠粘結芯片,因為芯片的邊緣一圈是沒有這些物質的。這應該是共晶焊。
好了,解剖觀察結束了。現在來看問題了。
是不是誰家的 LED 都能接受這樣的解剖——去除膠體后不斷線、焊點不脫焊、芯片不脫離底座?
答案是否定的。解剖了幾家國產的貼片 LED,往往在去除膠體時,金線就脫焊或焊球頸部斷了,還有的膠體連同芯片一同掉下來,參看圖4。從圖4可以看到,芯片底部有些花紋狀,那就是涂有粘結膠的地方,而沒有花紋的地方就沒有膠。可以看到有 50%以上的面積沒有膠,如何能粘牢?這樣的產品有什么可靠性?溫度有變化,內應力就很容易使芯片和底座脫離開,而金線的焊點很容易被膠體帶脫,同樣的道理,溫度變化引起的應力就很容易將焊點拉開。圖 4 就是在 280 度的烙鐵燙 10 秒鐘后開路的 LED,解剖后測芯片則還是好的。
通過解剖LED,就各種現象,可以看到國產的 LED 和日亞的 LED 之間的差距。首先,日亞的芯片采用共晶焊,增加了芯片粘結的強度,降低了熱阻。同時這背面的金屬又起反光的作用。其次,日亞的封裝工藝控制的非常好,無論第一焊點,還是第二焊點,焊接都非常牢固。仔細觀察了一下第二焊點,焊接拐點的形狀掌控的非常好,不易折斷。限于本人所用的顯微鏡倍數及相機質量,沒能拍到讓大家看清晰的照片。
通過這樣解剖LED,明顯可以看到一些大陸及臺灣產的LED在可靠性方面差的原因。封裝工藝的水平相差還是很大的。
一個簡單的方法可以初步檢查LED的封裝工藝是否良好——用烙鐵燙LED的負極。具體操作如下: 用溫度計接觸烙鐵頭,調節烙鐵的頭的溫度,穩定在 280 度~300 度。烙鐵頭上略帶些錫,然后接觸LED 的負極端。注意不要觸及LED的殼體。從觸及時開始計時。
凡是不能承受 1 分鐘以上的LED,其品質就一定有問題。這些年我對多家的產品做這樣的測試,都證明了這一點,能耐受這樣考驗的,解剖時其焊線和芯片粘結都較好,而不能耐受這樣考驗的,解剖時焊錫是脫開的,輕拉膠體就會將芯片帶離底座。
不過,燙的時間不能太長,否則會造成封裝膠殼燙壞,應力過大而造成損壞。
有不少人對這種方法提出質疑,我的解釋時,280~300 度短時間的灼燙 LED 的負極金屬,不會對LED造成損壞。這在實踐中已得到證實——灼燙前后的光電性能基本沒什么改變。這實際就是溫度加速試驗。我選的試驗溫度范圍并不是破壞性的,當然這是對工藝技術良好生產的LED而言。對于那些不 能通過試驗的,不宜做為正品使用。
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