为了进一步分析该键合点应力最大的原因，我们将键合线拆分为以下几个关键位置点：金属球与小电极的键合点(A点)、直线与金属球过渡点(B点)、线弧任一位置(C点)、弧线与鱼尾过渡点(D点)、鱼尾与支架键合点(E点)，如图8所示。 以各点所在界面为分界面，通过分析界面处应力情况及界面两侧部件受力情况，对界面处的综合受力情况进行分析。

　　图8 键合线关键位置点示意图

　　对各点受温度变化产生的热应力进行逐一比较：A点所在界面为芯片电极、金属球界面。如表1所示，界面处两种材料的热膨胀系数差微小，即可同时进行收缩膨胀，应力较小。另A界面的金球一侧同时受到来自胶体收缩膨胀的切向力，但由于A界面面积较大且为刚性连接面，因此在应力牵扯下应变小，不易断裂。

　　B点所处界面为小直径金属线、大直径金属球界面。当外部环境发生温度变化，界面两侧材料相同，热膨胀系数相同，因此应力主要来源于胶体。相比于A界面，B点界面要小的多，极易出现应力集中尖角，产生极大热应力，冷热反复下出现疲劳断裂。

　　C点界面为金属线与金属线界面，由于界面处及界面两侧空间受力完全一致，且其界面为挠性接触面，金属线不论沿径向还是法向都可与封装胶同步发生伸缩形变，因此相对A、B点应力要显著减小。

　　D点界面为金属线、鱼尾界面，其中金属线与鱼尾部分为刚性连接，且界面面积小，同B点类似，也是应力尖角位置。在小电极LED中，D点金属线平滑过渡到鱼尾，金属线与鱼尾之间的面积差相对较小，因此D点的应力要次于B点的应力，这从图5(b)、图7(b)中也可以看出。

　　E点界面与A点类似，为鱼尾、支架焊盘与封装胶的三界面，虽然鱼尾与支架焊盘存在刚性连接，但界面面积大，受温度变化产生的热应力相对较小。

　　综合来看，在冷热冲击过程中，键合线B点受到的热应力最大，D点次之，C点再次之，A、E两点受到的热应力最小。

　　2.3不同引线线弧模式对热应力的影响

　　键合线线弧通常由直线段和弧线段组成，而不同直线段长度与弧线段高度组成了不同的线弧模式。为了分析不同引线线弧模式对键合线的热应力影响，以冷热冲击下的最大等效热应力作为依据，通过有限元数值模拟，针对不同直线长度和弧线高度作正交计算对比，得到了小电极LED不同引线线弧模式下的最大热应力，如表3所示，以直线长度100mm，弧线高度160mm线弧最大应力值为基准进行归一化处理。

　　表3 不同引线线弧模式下的键合线相对热应力对比表

　　更直观地，从图9中可以看到：存在直线段时，同直线长度条件下，随着弧高的增加，键合线热应力先减小后增大，因此弧线高度存在一最佳值。 无直线段时，随着弧高的增加，键合线的热应力增加。

　　图9 同直线长度不同弧高的键合线热应力

　　从图10中可以看到：同弧高条件下，随着直线长度的增加，键合线热应力先增大后减小。然而在实际制程中，离键合位置较近的材料受高温、超声等影响会发生脆化，在较小应力的条件下同样会发生断裂，因此需一定长度的直线段进行保护。

　　图10 同弧高不同直线长度的键合线热应力

　　综合来看，不同直线长度和弧线段高度所组成的不同引线线弧模式对LED键合线在冷热冲击下所承受的热应力存在影响。匹配优化直线长度和弧线高度，可以有效减小LED键合线热应力，减小键合点位置因长期应力集中造成的疲劳断裂，提高键合线热稳定性，进而提高LED的产品可靠性。