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固晶锡膏能攻破银胶市场吗?
编辑:深圳市唯铭新材料有限公司   时间:2019-10-25

LED 热管理设计一直是热门话题,也是影响 LED 发光性能及可靠性的关键技术之一。对于 LED 器件来说,主要的散热路径是 LED 芯片产生的热量通过固晶层再到热沉,如果固晶质量不控制好,则固晶层的热阻将是散热路径的瓶颈所在,从而引起结温升高。

首先,先让我们了解常见的几种固晶方式以及相应的固晶材料。LED芯片主要有正装及倒装两种结构,而正装又分为垂直和水平结构。

对于垂直LED芯片,常见固晶采用银胶,主要是为了导电、散热、固定芯片,存在的缺点是银胶会吸光;对于水平结构的LED芯片,常见固晶采用透明绝缘胶,主要是为了绝缘并提高亮度,因为它可以发挥反射杯的反射率,从这方面来说,对于小功率LED器件,一般绝缘胶可比银胶提高亮度。但是银胶的热导率比绝缘胶较高,目前市面上银胶热导率可高达40 W / (m*k),因此,大功率LED大多数采用银胶固晶。

还有一种应用于功率型LED 器件的固晶材料——固晶锡膏,固晶锡膏是以热导率为 60 W / m*k 左右的锡、银、铜等金属合金作基体的键合材料。但目前固晶锡膏很多是应用在倒装芯片的固晶上,倒装芯片可实现高功率密度,因为其固晶层较接近发光层,热阻可大大降低,而且没有焊线可以缩小固晶间距。

常见的倒装芯片固晶有两种,一种是芯片底部有固晶金属层,即带有一层纯锡或金锡共晶合金作接触面镀层,可实现与有镀金或银的基板的粘合。还有一种是倒装芯片底部没有固晶金属层,可使用固晶锡膏实现两个电极与基板之间的粘合。

另外,固晶锡膏通过回流炉焊接只需 5-7 min,相对于通用银胶的 30-90 min,固晶速度快,但是导电银胶的基体树脂是一种胶黏剂, 可以选择适宜的固化温度进行粘接, 如环氧树脂胶黏剂可以在室温至 150℃ 固化, 远低于锡铅焊接的 200℃ 以上的焊接温度, 这就避免了焊接高温可能导致的材料变形、电子器件的热损伤和内应力的形成。而且固晶锡膏常有空洞率的问题,因此,固晶方式和固晶材料之间的选择要综合应用场合及成本考虑。


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