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UV LED贴装的空洞影响

吴乾 · 2018-03-30
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UV LED器件使用时一般会贴装在铜基板上,其结合方式一般为回流焊焊锡结合,结合处会存在一定的空洞现象,即UV LED器件与铜基板之间没有没有通过锡膏充分完全接触,中间存在一定大小非接触区域。

空洞的说明:UV LED器件使用时一般会贴装在铜基板上,其结合方式一般为回流焊焊锡结合,结合处会存在一定的空洞现象,即UV LED器件与铜基板之间没有没有通过锡膏充分完全接触,中间存在一定大小非接触区域。

空洞的形成:贴片锡层中经常有空洞产生,这是由于LED在加温炉内加热期间,焊锡中夹住的空气膨胀所引起,X-Ray扫描的对比示义图如下:

以上图片红圈发白的位置叫空洞,空洞的过高主要会影响器件热无法良好的导出,此种现象在一定的环境中会对产品可靠度及寿命造成不同程度的影响,我们对此种现象进行了分析:

1. LED芯片TJ(结温)与电压-辐射通量的关系:

特性图说明:电压随着温度的升高而变低,辐射通量随着温度的升高而下降。

2.LED寿命与结温关系图(以白光为例):

研究表明:器件的工作温度上升10℃,其寿命将缩短约50%

3.空洞与辐射通量的关系 (案例说明)

案例1:A客户反馈此产品在安装使用时同一片板发现两边辐射通量不一致,测试分析如下:

以上测试数据显示两边辐射通是相差550MW

3.1.原因分析如下:

※电性测试确认电流分布正常,客户使用电源及设计符合要求。

※从板上拆下单个灯珠焊进行测试,确认灯珠是否存在差异数据如下:

(远方 HAAS2000测试)

以上数据显示,两边灯珠参数示未发现明显差异

3.2.对回流焊工艺情况进行检测:(X-Ray 显示空洞高达50%左右,且分布不均匀)

3.3.对产品用特殊工艺进行维修(X-Ray显示在10%左右)

3.4.对维修后的产品进行测试数据如下:

以上数据显示,维修OK的产品两边辐射通量相当,同时发现辐射通量有上升现象。

3.5.对维修前后产品辐射通量差值进行了对比数据如下:

以上对比数据显示,维修后的产品左右两边辐射通量分别提升了10.5%和2.4%。

3.6.对维修前后产品灯珠温度进行对比如下:

以上对比数据显示,维修后的产品灯珠温度下降了8-12.5度之间。

4.对可靠性的影响:

案例2:B客户反馈此产品在试验过程中发现有LED缺亮的现象,分析如下:

以上图片显示客户提供的样品存在缺亮的现象

4.1.对不良样品进行分析:

4.2对客户电路及电源进行排查,电路设计及电源均正常,我们把焦点关注在灯珠与基板的空洞方面;

4.3对回流焊工艺情况进行检测:(X-Ray 及核算空洞高达50-80%左右)

4.4根椐我们的建议,更改工艺由我司贴片,效果如下:( X-R ay显示空洞均控制在10%左右)

以上贴片OK后,追踪客户使用状况,情况良好,未在发现缺亮及其它不良现象.

5.分析小结:

5.1.空洞会对产品辐射通量的均匀性造成不同程度的影响;

5. 2.空洞会对辐射通量的高低造成不同程度的影响;

5. 3.空洞会对产品的可靠性造成不同程度的影响;

鸿利秉一通过特有的工艺和制程管控,可向客户提供空洞率10%的贴片服务,解决UV LED固化系统中关键散热通道的散热问题,提高UV LED固化系统的可靠性及稳定性。

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2010年2月—2013年12月,广州市鸿利光电股份有限公司(简称鸿利光电,股票代码:300219),工作期间申请专利36项,其中作为第一发明人累计申请并授权的各类专利11项。其中一种白光LED分选方法(发明人:吴 乾、王跃飞、胡康乐等)获得广州市花都区2008-2009年科技进步二等奖。期间参与国家级或省部级研发项目6项,作为承担人4项。发表文章《SMD LED封装技术现状与发展趋势》《中国LED背光电视的出路》《LED封装行业发展趋势》《双波长InGaN/GaN 多量子阱发光二极管的光电特性》。 2013年创立中山市秉一电子科技有限公司(现广州市鸿利秉一光电科技有限公司)一直担任公司总经理,公司成立至今申请专利11项,其中已授权7项。
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