采用助焊剂焊接工艺,是国内封装企业常用的工艺,难点在于焊剂份量及位置的控制,容易造成短路,许多封装厂家难以解决,就通过增加间距、加大焊盘的方式来修正,来提升效率及良率。
如下图示:
采用图下方的这种工艺,我个人认为是形而上学,因为它背离了覆晶结构的核心价值,导电、导热、光效可靠性能全面下降,或许是技术能力,或许是价格竞争的原因,但这种方式直接的后果是给应用端认为倒装的比正装的还差,光效差、质量差,这是不利于推动覆晶结构封装应用的,也不利于企业长远发展。
我前段时间就亲身体会过,在与一灯具老板聊天时,我正准备给他普及一下倒装知识,他反而先讲了“唉,现在真不知道听谁的了,都说倒装好,我用了两百多片COB,不到一个月全部死灯退回来了”一肚子怨言,我听后完全理解他心里的落差与愤疑,期望给他客户提供更好的产品,结果成这样。这年头找个客户难,失去个客户太容易了。
大家想一想他以后还会用倒装产品吗?不一定不会用,但估计一定不会用那一家的了,一家企业身处社会,就必须有社会责任意识,不以次充好是最起码的要求。
说了这些题外话,接着讲第三种固晶方式,导电胶粘接固晶方式类似于正装固晶胶工艺,存在助焊剂共晶焊难以控制胶量的缺点,而且附着力、导电、导热可靠性能都存在缺陷,几乎没有企业使用,但它不需要300℃高温,可以继续探讨。
导电胶薄膜工艺,是由日本一家企业研发的,我有接触过,这种工艺,若能实际应用可以解决覆晶结构一个很大的难题,就是电极间隔空洞。将进一步提升覆晶结构的导热性能,生产效率及生产成本也有改善空间。
就目前而言,此项技术离实际广泛应用还有一段距离,其粘接力及横向电阻在长期高低温冲击下是否可靠,在生产中是否容易受到破坏还需严谨验证,我个人认为这是一个好的工艺,比较看好。
就以上四种固晶连接工艺而言,我个人觉得首选热压共晶焊接,但这需要芯片厂与设备厂大力配套,难度很大,在市场竞争中,很多企业不得不从经济效益出发而放弃一些好而量少的东西。
了解覆晶结构的几种固晶连接方式后,再来了解下覆晶结构封装的另一重要组成——基板。
普通铝基板价格便宜,导热率低在20~60之间适合应用在要求不高发光面大的产品,低端倒装较多人使用。
铜基板线路较难处理,价格不低,导热率取决于绝缘层工艺,较少人使用。
超导铝基板导热率高达160,是普通铝基板的3倍,但价格较高是普通铝基板的5~10倍,在要求较高时,线路处理复杂,超导铝也有不同档次的区别。
目前,有品牌光源覆晶结构的高密度产品选择超导铝基板,品质性能都还不错。
氧化铝陶瓷基板稳定性能、耐压性能好,价格低,但光效不高、导热性能较差,在非高密度覆晶结构中可以使用。
氮化铝陶瓷基板稳定性耐压性好,导热率比超导铝略高,价格也较高,目前有品牌光源的覆晶高密度产品选择氮化铝基板,国内有一些封装厂家也在使用。
在这里我想指出来,国内很多企业采用了与品牌光源同样的基板材料,但性能上总是达不到,这是为什么?
其实我们在分析品牌光源产品时,往往会忽略一些东西,比如都选用超导铝,但超导铝的材质是否完全一样,基板上线路精度是否达到等等。比如都选用氮化铝陶瓷基板,但品牌光源陶瓷基板表面是经过二次加工的,提升了基板光泽度,平整度。
有很多工艺处理,国内很难实现,这也是一个产业瓶颈。比如品牌光源的粉胶大多数都是订制的,我们去找日亚、道康宁,估计是没人理你。
我曾测试对比过一个国内企业封装的COB光源,产品结构尺寸基至芯片排列完全雷同一品牌光源,测试结果照度低30%,胶面温度高15度,除了芯片原因外,一些工艺上的处理其实很重要。而这些需要我们企业静下心来才能做好。
上面我们讲了四种覆晶结构的固晶连接方式,五种适合覆晶结构封装的基板,将它们进行组合搭配,就会形成十多种封装工艺,封装企业及应用企业可以根据其各自特点结合实际情况进行选择。
覆晶结构封装产品的应用市场
覆晶结构封装的LED产品由于产出低,价格高昂刚开始应用于医疗照明,汽车工艺设备,闪光灯等要求较苛刻的场合,这几年来随着生产率较提高,成本下降,越来越多的通过照明选择覆晶结构的产品,尤其是高端商业照明。
在市场需求的推动下,覆晶结构封装应用越来越广泛,涵盖大功率贴片COB、CSP等几乎所有LED光源,也就是说正装光源能用的地方,覆晶结构的光源都能代替。
但在现实中,不少封装企业一味追求低价,追求小尺寸芯片。而且在允许电流、光效参数上虚标,很容易出问题。在覆晶结构封装上,目前国内的工艺水平,连中尺寸芯片都不成熟,妄谈小尺寸芯片了。正如我前面举的那个例子,出了问题也只会说倒装不行,不会去说自己贪便宜。
当然,类似不计质量走低价路线的封装企业并不是主流,不会影响到覆晶产品整体发展趋势。
我认为,覆晶结构封装的产品应用市场就是所有LED灯具。就是整个LED市场,这不是想象,而是正在发生。
覆晶结构封装能成技术主流吗?
市场需求是推动产品技术进步的发动机,当覆晶结构的产品成为市场主流时,相应的覆晶封装技术必将成为主流。
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