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【金鉴出品】银线二焊键合点剥离失效原因:镀银层结合力差VS银线键合工艺待优化! 发布时间:2017-08-23

银线二焊键合点剥离LED死灯的案子时常发生,大家通常争论是镀银层结合力差的问题,还是键合线工艺问题,而本案例,金鉴从百格实验和FIB截面观察的角度来判定为键合工艺导致。


客户在贴片完后出现死灯,金鉴接到客诉后立即进行了初步分析,死灯现象为支架镀银层脱落导致,请分析死灯真实原因。


检测结论:

灯珠死灯失效死灯现象为支架镀银层脱落导致是由二焊引线键合工艺造成。


焊点剥离的过程相当于一次“百格试验”,如果切口边缘有剥落的镀银层,证明支架电镀有质量问题,如果未有剥落现象,则表明引线键合质量有问题。金鉴工程师对支架上二焊点剥离位置支架镀银层进行FIB定点切片,我们发现剥离焊点附近镀银层与镍层没有裂缝,这表明镀银层结合力良好。同时我们发现在焊点位置的镍层的厚度比非焊点位置的要厚,表明焊点镍层在热超声焊接过程中发生重接晶,晶粒变大,晶层变厚。变大的镍层晶粒与银层晶格不匹配,结合力变差。镍层晶粒变大超过一定度的时候,镀银层在后期其使用封装胶的膨胀力下,键合引线拉扯,导致镀银层与镍层剥离失效。

本案例使用的是金包银键合线,银的硬度比金要大。很多焊线机是根据金线设计的,换成银线,焊线的工艺和参数要根据线的材质本身的特性进行调整,烧球的电流、功率和时间,银线与金线是有差别的,建议客户进一步优化二焊键合工艺参数。


金鉴检测数据分析:



金鉴工程师取失效灯珠,机械方法去掉封装胶,SEM下观察发现二焊点与支架镀银层剥离,对剥离位置进行EDS分析,未发现异常元素。




为检测镀银层附着强度,根据标准GB/T 5270-2005的试验方法,取委托单位送测的同一批次正常灯珠,物理方法去掉封装胶后进行镀银层附着强度试验。试验方法: 将支架置于250℃环境中30min,然后浸入室温水中骤冷,取出后, 检查镀层是否有起泡或脱落。 热震实验后,在SEM下观察支架镀层形貌,均未发现有起泡或脱落现象。



为了避免银的延展性导致机械制样误差,金鉴采用FIB截面切割,SEM测量镀层厚度,结果显示镀银层厚度约1.917μm,镀镍层厚度约357.3nm。



对失效灯珠键合线进行FIB定点切片,SEM-EDS分析结果显示失效灯珠键合线采用金包银合金。如果对银金厚度比计算,还可精确地算出金含量。




焊点剥离的过程相当于一次“百格试验”,如果切口边缘有剥落的镀银层,证明支架电镀有质量问题,如果未有剥落现象,则表明引线键合质量有问题。金鉴工程师对支架上二焊点剥离位置支架镀银层进行FIB定点切片,我们发现剥离焊点附近镀银层与镍层没有裂缝,这表明镀银层结合力良好。同时我们发现在焊点位置的镍层的厚度比非焊点位置的要厚,表明焊点镍层在热超声焊接过程中发生重接晶,晶粒变大,晶层变厚。变大的镍层晶粒与银层晶格不匹配,结合力变差。镍层晶粒变大超过一定度的时候,镀银层在后期其使用封装胶的膨胀力下,键合引线拉扯,导致镀银层与镍层剥离失效。





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