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文檔簡介

深圳市福英達工業技術有限公司/一站式錫膏解決方案供應商無鉛錫膏焊接空洞對倒裝LED的影響

空洞是無鉛錫膏焊接時普遍發生的問題。無鉛錫膏顆粒之間的空隙會造成空洞。此外由于金屬元素擴散速度不一致，在金屬間化合物層中通常會留下空位，空位在不斷聚集后會形成空洞。空洞的出現使得導電性能和熱性能受到影響。并且焊點在熱老化后會出現明顯的空洞生長并帶來失效的風險。那么如何量化空洞對焊點性能的影響呢？

SAC無鉛錫膏的熔點溫度217℃左右，因此被認為是更適合倒裝LED的連接材料。Liuetal.(2014)使用SAC305無鉛錫膏完成DA3547LED的封裝。Liu等人分析了錫膏體積是如何影響LED芯片封裝空洞的形成，以及解釋了空洞率對熱性能和機械性能的影響。

1.

無鉛錫膏體積對空洞的影響通過X射線觀察，表明無鉛錫膏體積的適當增加顯著降低了錫膏層中的空洞率。在通過計算后得出LED芯片樣品a和b的空洞率分別為46%和3%(圖1)。無鉛錫膏量不足會導致顆粒之間空隙較多，在焊接后容易聚集成空洞。因而適當提高錫量對減少空洞率有一定作用。

圖1.錫膏層X射線圖：(a)20μm厚的錫膏層;(b)30μm厚的錫膏層。

2.

空洞對LED封裝的影響LED封裝的剪切強度與空洞率有著直接關系。大量的空洞會造成有效焊接面積的減少，并增加內部應力。有效面積減少意味著應力會更加集中，使得機械強度大大削弱并增加斷裂的風險。當空洞率為46%的時候，LED芯片剪切強度只有3%空洞率芯片的一半左右。大空洞率還會增加LED芯片的溫度。Liu等人還發現對于大空洞率的LED芯片溫度為40.5°C。而小空洞率LED芯片的工作溫度只有36.9°C。可以發現空洞率增加也對芯片的散熱功能有負面影響。原因是因為空洞率大會導致熱量過于集中，焊料無法有效將熱量散發出去，因而導致高溫。

圖2.不同空洞率LED芯片封裝的熱阻。

Liu等人通過計算熱阻發現當LED芯片封裝的空洞率過大的時候，各層熱阻普遍偏大。只有在PI層和TIM層測量出小空洞芯片熱阻明顯大于大空洞芯片。總體而言小空洞率芯片熱性能要更加優秀。

深圳市福英達能夠生產SAC305無鉛錫膏，能夠用于LED的封裝。焊后空洞率能控制在10%以內，機械強度優秀，導電導熱性能突出，適用于中溫封裝場景。歡迎進入官網咨詢。

參考文獻Liu,Y.,Leung,S.Y.Y.,Zhao,J.,Wong,C.K.Y.,Yuan,C.A.,Zhang,G.Q.,Sun,F.L.&Luo,L.L.(2014).

“ThermalandmechanicaleffectsofvoidswithinflipchipsolderinginLEDpackage

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