LED封裝可靠性可能受到什么的影響

LED器件占LED顯示屏成本約40%～70%，LED顯示屏成本的大幅下降得益于LED器件的成本降低。LED封裝質(zhì)量的好壞對LED顯示屏的質(zhì)量影響較大。封裝可靠性的關(guān)鍵包括芯片材料的選擇、封裝材料的選擇及工藝管控。隨著LED顯示屏逐漸向著高端市場滲透，對LED顯示屏器件的品質(zhì)要求也越來越高。

LED顯示屏器件封裝所用的主要材料組成包括支架、芯片、固晶膠、鍵合線和封裝膠等。SMD（Surf ace Mounted Devices）指表面貼裝型封裝結(jié)構(gòu)LED，主要有PCB板結(jié)構(gòu)的LED（ChipLED）和PLCC結(jié)構(gòu)的LED（TOP LED）。

本文主要研究TOP LED，下文中所提及的SMD LED均指的是TOP LED。下面從封裝材料方面來介紹目前國內(nèi)的一些基本發(fā)展現(xiàn)狀。

LED支架

（1）支架的作用。PLCC（Plastic Leaded Chip Carrier）支架是SMD LED器件的載體，對LED的可靠性、出光等性能起到關(guān)鍵作用。

（2）支架的生產(chǎn)工藝。PLCC支架生產(chǎn)工藝主要包括金屬料帶沖切、電鍍、PPA（聚鄰苯二酰胺）注塑、折彎、五面立體噴墨等工序。其中，電鍍、金屬基板、塑膠材料等占據(jù)了支架的主要成本。

（3）支架的結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)。PLCC支架由于PPA和金屬結(jié)合是物理結(jié)合，在過高溫回流爐后縫隙會(huì)變大，從而導(dǎo)致水汽很容易沿著金屬通道進(jìn)入器件內(nèi)部從而影響可靠性。

為提高產(chǎn)品可靠性以滿足高端市場需求的高品質(zhì)的LED顯示器件，部分封裝成廠改進(jìn)了支架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，如佛山市某光電股份有限公司采用先進(jìn)的防水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、折彎拉伸等方法來延長支架的水汽進(jìn)入路徑，同時(shí)在支架內(nèi)部增加防水槽、防水臺(tái)階、放水孔等多重防水的措施。

該設(shè)計(jì)不僅節(jié)省了封裝成本，還提高了產(chǎn)品可靠性，目前已經(jīng)大范圍應(yīng)用于戶外led顯示屏產(chǎn)品中。

通過SAM（Scanning Acoustic Microscope）測試折彎結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的LED支架封裝后和正常支架的氣密性，結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)采用折彎結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品氣密性更好。

芯片

LED芯片是LED器件的核心，其可靠性決定了LED器件乃至LED顯示屏的壽命、發(fā)光性能等。LED芯片的成本占LED器件總成本也是很大的。隨著成本的降低，LED芯片尺寸切割越來越小，同時(shí)也帶來了一系列的可靠性問題。

隨著尺寸的縮小，P電極和N電極的pad也隨之縮小，電極pad的縮小直接影響焊線質(zhì)量，容易在封裝過程和使用過程中導(dǎo)致金球脫離甚至電極自身脫離，最終失效。

同時(shí)，兩個(gè)pad間的距離a也會(huì)縮小，這樣會(huì)使得電極處電流密度的過度增大，電流在電極處局部聚集，而分布不均勻的電流嚴(yán)重影響了芯片的性能，使得芯片出現(xiàn)局部溫度過高、亮度不均勻、容易漏電、掉電極、甚至發(fā)光效率低等問題，最終導(dǎo)致led顯示屏可靠性降低。

鍵合線

鍵合線是LED封裝的關(guān)鍵材料之一，它的功能是實(shí)現(xiàn)芯片與引腳的電連接，起著芯片與外界的電流導(dǎo)入和導(dǎo)出的作用。LED器件封裝常用鍵合線包括金線、銅線、鍍鈀銅線以及合金線等。

（1）金線。金線應(yīng)用廣泛，工藝成熟，但價(jià)格昂貴，導(dǎo)致LED的封裝成本過高。

（2）銅線。銅線代替金絲具有廉價(jià)、散熱效果好，焊線過程中金屬間化合物生長數(shù)度慢等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是銅存在易氧化、硬度高及應(yīng)變強(qiáng)度高等。尤其在鍵合銅燒球工藝的加熱環(huán)境下，銅表面極易氧化，形成的氧化膜降低了銅線的鍵合性能，這對實(shí)際生產(chǎn)過程中的工藝控制提出更高的要求。

（3）鍍鈀銅線。為了防止銅線氧化，鍍鈀鍵合銅絲逐漸受到封裝界的關(guān)注。鍍鈀鍵合銅絲具有機(jī)械強(qiáng)度高、硬度適中、焊接成球性好等優(yōu)點(diǎn)非常適用于高密度、多引腳集成電路封裝。

膠水

目前，LED顯示屏器件封裝的膠水主要包括環(huán)氧樹脂和有機(jī)硅兩類。

（1）環(huán)氧樹脂。環(huán)氧樹脂易老化、易受濕、耐熱性能差，且短波光照和高溫下容易變色，在膠質(zhì)狀態(tài)時(shí)有一定的毒性，熱應(yīng)力與LED不十分匹配，會(huì)影響LED的可靠性及壽命。所以通常會(huì)對環(huán)氧樹脂進(jìn)行攻性。

（2）有機(jī)硅。有機(jī)硅相比環(huán)氧樹脂具有較高的性價(jià)比、優(yōu)良的絕緣性、介電性和密著性。但缺點(diǎn)是氣密性較差，易吸潮。所以很少被使用在LED顯示屏器件的封裝應(yīng)用中。

另外，高品質(zhì)LED顯示屏對顯示效果也提出特別的要求。有些封裝廠采用添加劑的方式來改善膠水的應(yīng)力，同時(shí)達(dá)到啞光霧面的效果。

無外觀破壞及標(biāo)記損壞在IPA溶劑中浸泡5±0.5分鐘，室溫下干燥5分鐘，然后擦拭10次。

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2021-01-25 07:13:16

微電子封裝無鉛焊點(diǎn)的可靠性研究進(jìn)展及評述

【摘要】：在電子電器產(chǎn)品的無鉛化進(jìn)程中,由于封裝材料與封裝工藝的改變,焊點(diǎn)的可靠性已成為日益突出的問題。著重從無鉛焊點(diǎn)可靠性的影響因素、典型的可靠性問題及無鉛焊點(diǎn)可靠性的評價(jià)3個(gè)方面闡述了近年來該

2010-04-24 10:07:59

提供半導(dǎo)體工藝可靠性測試-WLR晶圓可靠性測試

隨著半導(dǎo)體工藝復(fù)雜度提升，可靠性要求與測試成本及時(shí)間之間的矛盾日益凸顯。晶圓級可靠性（Wafer Level Reliability, WLR）技術(shù)通過直接在未封裝晶圓上施加加速應(yīng)力，實(shí)現(xiàn)快速

2025-05-07 20:34:21

提高PCB設(shè)備可靠性的具體措施

設(shè)計(jì)。設(shè)備在使用、運(yùn)輸過程中會(huì)受到各種各樣振動(dòng)、沖擊的影響，從而影響其可靠性，為此應(yīng)提高設(shè)備的機(jī)械強(qiáng)度和剛度，并采取減振緩沖措施，以加強(qiáng)設(shè)備抗振動(dòng)、沖擊的能力，提高設(shè)備的可靠性。（11）采用故障指示

2018-09-21 14:49:10

數(shù)字隔離器的安全可靠性解析

數(shù)字隔離器的安全可靠性

2021-01-21 07:27:02

求劉勝編著的微電子封裝組件的建模和仿真:制造、可靠性與測試:manufacturing, reliability and testing資源

求劉勝編著的微電子封裝組件的建模和仿真:制造、可靠性與測試:manufacturing, reliability and testing資源

2017-01-18 17:35:32

淺析無線通信產(chǎn)品的各個(gè)階段可靠性預(yù)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

0、引言電子產(chǎn)品的可靠性預(yù)計(jì)一直是困擾各個(gè)無線通信公司的難題之一，目前比較通用的可靠性預(yù)計(jì)方法是由貝爾實(shí)驗(yàn)室在2001年推出的Bellcore-SR332方法。該方法的不足之處在于它僅根據(jù)產(chǎn)品

2019-06-19 08:24:45

淺談手機(jī)環(huán)境可靠性試驗(yàn)

，環(huán)境試驗(yàn)被用來評估環(huán)境影響手機(jī)的程度，當(dāng)手機(jī)的功能受到了影響，環(huán)境試驗(yàn)被用來查明原因，并采取措施保護(hù)手機(jī)免受環(huán)境影響以保護(hù)手機(jī)的可靠性，環(huán)境試驗(yàn)也被用來分析手機(jī)在實(shí)際使用過程中出現(xiàn)的缺陷以及新產(chǎn)品的改進(jìn)

2009-11-13 22:31:55

電子元器件的可靠性篩選

隨著工業(yè)、軍事和民用等部門對電子產(chǎn)品的質(zhì)量要求日益提高，電子設(shè)備的可靠性問題受到了越來越廣泛的重視。對電子元器件進(jìn)行篩選是提高電子設(shè)備可靠性的最有效措施之一。可靠性篩選的目的是從一批元器件中選出高

2016-11-17 22:41:33

電路可靠性10大誤區(qū)

的能力”。讀者一定細(xì)細(xì)品味這個(gè)定義，格物致知，看看誰能格這個(gè)定義的時(shí)候能達(dá)到更多的致知。使用現(xiàn)場的條件常常超過了規(guī)定的條件，而這個(gè)超出很大可能是隱含的。誤區(qū)2：過渡過程=穩(wěn)態(tài)過程《一條影響著產(chǎn)品可靠性

2016-11-14 19:59:32

電路可靠性設(shè)計(jì)

電路可靠性設(shè)計(jì)

2014-04-22 22:38:56

電路可靠性設(shè)計(jì)要注意什么_電路可靠性設(shè)計(jì)誤區(qū)-華強(qiáng)pcb

，格物致知，看看誰能格這個(gè)定義的時(shí)候能達(dá)到更多的致知。使用現(xiàn)場的條件常常超過了規(guī)定的條件，而這個(gè)超出很大可能是隱含的?！　≌`區(qū)2：過渡過程=穩(wěn)態(tài)過程　　《一條影響著產(chǎn)品可靠性和社會(huì)和諧的曲線》介紹很能

2018-02-27 09:58:15

硬件電路的可靠性

我想問一下高速電路設(shè)計(jì)，是不是只要做好電源完整性分析和信號完整性分析，就可以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定了。要想達(dá)到高的可靠性，要做好哪些工作?。吭诰W(wǎng)上找了好久，也沒有找到關(guān)于硬件可靠性的書籍。有經(jīng)驗(yàn)的望給點(diǎn)提示。

2015-10-23 14:47:17

硬件設(shè)計(jì)說明中的可靠性設(shè)計(jì)包含哪些？

急求前輩指點(diǎn)！硬件設(shè)計(jì)說明中的可靠性設(shè)計(jì)一般包含哪些？現(xiàn)在需要整理項(xiàng)目的一些文檔，關(guān)于可靠性設(shè)計(jì)要提供哪些文檔一頭霧水，求前輩指點(diǎn)一下！不勝感激！

2016-04-22 11:11:09

碳化硅功率器件可靠性之芯片研發(fā)及封裝篇

要求。測試新品器件是否合規(guī)比較容易，但判斷器件的物理特征是否會(huì)隨時(shí)間和環(huán)境而變化比較麻煩。本文將從碳化硅芯片研發(fā)和封裝方面探討可靠性問題?！　⌒酒邪l(fā)環(huán)節(jié)的可靠性測試　　衡量可靠性可以從器件的故障率入手

2023-02-28 16:59:26

缺陷成團(tuán)對FPGA片內(nèi)冗余容錯(cuò)電路可靠性的影響是什么？

缺陷成團(tuán)對FPGA片內(nèi)冗余容錯(cuò)電路可靠性的影響是什么？缺陷成團(tuán)對冗余容錯(cuò)電路可靠性的影響是什么？

2021-04-08 06:50:18

請問FATFS文件系統(tǒng)可靠性如何？

ST官方固件庫中使用了FATFS文件系統(tǒng)，想問下，這個(gè)文件系統(tǒng)可靠么？我想了解一下，有哪位朋友真正產(chǎn)品上使用FATFS文件系統(tǒng)，可靠性有什么問題沒有。

2024-05-16 06:35:00

請問PCBA可靠性測試有什么標(biāo)準(zhǔn)可循嗎？

剛剛接觸PCBA可靠性，感覺和IC可靠性差異蠻大，也沒有找到相應(yīng)的測試標(biāo)準(zhǔn)。請問大佬們在做PCBA可靠性時(shí)是怎么做的，測試條件是根據(jù)什么設(shè)定？

2023-02-15 10:21:14

請問機(jī)械溫控開關(guān)的可靠性有多少？

機(jī)械溫控開關(guān)的可靠性有多少？我看溫控開關(guān)的體積很小，價(jià)格便宜，可以用于一些溫度控制方面，不過可靠性有多少呢？

2023-10-31 06:37:26

請問硬件設(shè)計(jì)說明中的可靠性設(shè)計(jì)包含什么？

急求幫助硬件設(shè)計(jì)說明中的可靠性設(shè)計(jì)包含哪些？現(xiàn)在需要整理項(xiàng)目的一些文檔，關(guān)于可靠性設(shè)計(jì)要提供哪些文檔一頭霧水，求前輩指點(diǎn)一下！不勝感激！

2020-04-08 03:04:58

高可靠性的線路板具有什么特點(diǎn)？

高可靠性的線路板具有什么特點(diǎn)？

2021-04-25 08:16:53

102 改善BGA枕頭效應(yīng)，提高焊接可靠性

可靠性焊接技術(shù)

車同軌，書同文，行同倫發(fā)布于 2022-08-07 16:03:32