LED固晶工艺评价 发布时间：2018-11-05 18:18:26
固晶又称为Die Bond或装片。固晶即通过胶体(对于LED来说一般是导电银胶或绝缘胶)把晶片粘结在支架的指定区域，形成热通路或电通路，为后序的打线连接提供条件的工序。金鉴LED品质专家建议，由于LED固晶工艺的方法和质量直接影响LED灯珠的可靠性和成本，因此要多加重视。
服务客户：LED封装厂
检测手段：扫描电镜(SEM)、能谱分析（EDS），X射线照相（X-RAY）、声扫（C-SAM）、
热分布（GMATG-G3）、金相切片、T3Ster热测试仪，显微红外光谱仪（Miro-FTIR）。
检测内容：
1. 固晶胶使用量评价（确认胶水是否过量使用或缺量使用）。
2. 固晶胶形貌观察（确认是否分层剥离）。
3. 固晶胶成分检测。（确认胶水是否污染）。
4. 固晶层与芯片温度和热阻评价。（确认固晶胶导热性）。
5. 固晶整体工艺评价。
（芯片固晶示意图）
固晶流程：
固晶参数：
1. 取胶高度：点胶针在胶盘上去胶水的高度，关系到点胶针取胶量的对少。
2. 点胶高度：点胶针在支架上点胶水的高度，关系到最终胶量的多少。
3. 取晶高度：吸嘴在蓝膜上吸取晶片的高度，关系到吸嘴是否能够吸到晶片。
4. 固晶高度：吸嘴在支架上固晶的高度，关系到固晶时芯片是否能稳定。
5. 顶针高度：蓝膜下顶针上顶高度，与取晶高度决定了晶片是否能够正常吸取。
检测重点：
1．固晶胶量高度控制
晶片任何一个面导电银胶（绝缘胶）胶量占芯片（晶片）高度的1/2~1/4,并保持晶片周围2/3以上不粘胶。固晶胶量高度偏低可能会导致芯片接触不良或散热不良，固晶胶量（导电银胶）高度偏高会导致漏电或短路。
2．芯片表面固晶胶残留确认
保持焊垫和芯片（晶片）表面不粘胶，芯片不能偏离碗底中间位置，碗壁不能粘胶。焊垫粘胶会导致电极虚接触，芯片（晶片）表面粘胶（导电银胶）会导致金道短路，碗壁粘胶会导致出光角度不均匀。
3．固晶胶形貌观察
保持芯片底部与导电银胶（绝缘胶）接触良好，无明显分层剥离现象，固晶胶分层会导致芯片导热性或导电性不良。
4. 银胶银粉形貌确认
银胶银粉沉积、银粉上浮，均会导致芯片导电性不良。
5. 固晶胶固化确认
确认固晶胶（导电银胶）胶水不干，确认是否存在胶水固化不良或VOC入侵。
6. 固晶胶成分测试
对固晶胶元素成分进行确认，确认是否存在硫化，磷化。
案例分析：
1. 某公司灯珠发生死灯，开封后可以观察到外延层烧毁、金道烧毁、电极脱落。
2. 进一步对失效品灯珠进行金相切片，可以观察到失效品灯珠芯片与固晶胶存在剥离现象。（备注：固晶胶采用的导热绝缘胶）
3. 进一步取固晶胶剥离与未剥离的灯珠芯片，使用金鉴实验室自主研发的热分布测试仪（型号GMATG-G3），对固晶胶剥离与未剥离芯片进行热分布测试比对，比对结果如下图所示：
结果显示：固晶胶剥离灯珠芯片表面温度比未剥离芯片表面温度高约110℃，温度相差极大。分析原因，固晶胶脱落导致热量无法通过灯珠支架顺利传导出去，造成芯片周围环境温度变高，灯珠芯片温度升高。该芯片负极区域发热量大，芯片工作环境温度升高时，芯片负极区容易出现温度过高烧毁。
4. 根据以上测试结果，为确认失效分析结果的严谨性，进一步使用T3Ster热测试仪对失效品同批次良品灯珠芯片、固晶胶、支架层热阻进行测试。
对比发现，失效品同批次良品灯珠总热阻明显要比其他批次良品灯珠的高，大约高出30℃/W，主要体现在固晶层热阻的差异性。固晶层点胶量过少或者点胶偏等原因造成固晶层热阻偏大，灯珠在点亮过程中PN结产生大量的热，固晶层热阻偏会直接影响芯片热传递，易造成芯片表面长期处于较高的温度，长久使用会导致芯片过热击穿。
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