LED真空焊接技術(shù)

現(xiàn)在大街上隨處可見(jiàn)的LED顯示屏，還有裝飾用的LED彩燈以及LED車(chē)燈，處處可見(jiàn)LED燈的身影，LED已經(jīng)融入到生活中的每一個(gè)角落。近幾年來(lái)面板行業(yè)的高速發(fā)展，國(guó)內(nèi)廠商瘋狂擴(kuò)產(chǎn)后，產(chǎn)品的供給和需求關(guān)系得到了基本緩和，廠商開(kāi)始轉(zhuǎn)而重視產(chǎn)品“質(zhì)”的提升。顯示面板行業(yè)將朝著高分辨率的畫(huà)面、曲面、超薄平面、輕薄化、可彎曲化、高動(dòng)態(tài)HDR、高對(duì)比度及廣色域的趨勢(shì)發(fā)展，由此Mini-LED應(yīng)運(yùn)而生。

根據(jù)預(yù)測(cè)，2019年Mini-LED將正式爆發(fā)，進(jìn)入商品化階段。目前，全球主流廠商已基本完成了Mini-LED背光的研發(fā)進(jìn)程，進(jìn)入小批量試樣或大批量供貨階段。國(guó)內(nèi)各大企業(yè)也在緊鑼密鼓的進(jìn)行工藝研究，加快投放市場(chǎng)的進(jìn)程。

Mini-LED采用LED芯片尺寸為微米等級(jí)，每張Mini-LED線路板上通常會(huì)有數(shù)千個(gè)芯片，上萬(wàn)個(gè)焊點(diǎn)，以連接RGB三色芯片。如此巨量的焊點(diǎn)，給芯片的封裝焊接帶來(lái)了很大的難度。今天我們一起來(lái)了解一下焊接工藝。

相比傳統(tǒng)的回流焊焊接工藝，Mini--LED對(duì)工藝的要求達(dá)到了極致，據(jù)統(tǒng)計(jì)，焊接不良有40%以上是因?yàn)橛∷⒐に囈鸬模?0%是由焊接引起的。其它20%和錫膏、基板材料有很大關(guān)系。對(duì)于Mini-LED的可靠焊接，對(duì)設(shè)備回流焊、焊接工藝、材料(錫膏)都提出了更高的要求，三者缺一不可。

設(shè)備-真空回流焊：

Mini-LED的焊盤(pán)更小、錫膏量更少、芯片更小，對(duì)焊接設(shè)備的要求、溫度均勻度等工藝參數(shù)提出了更高的要求。目前焊接出現(xiàn)的問(wèn)題包括：

1、芯片位移：芯片焊接之后有移動(dòng)，需要減少裸芯片焊接后的移動(dòng)。2、芯片旋轉(zhuǎn)：因?yàn)镸ini-LED芯片本身間距只有0.8mm、0.6mm、0.4mm甚至更小，那么在焊接過(guò)程中，芯片本身在氣氛環(huán)境下容易旋轉(zhuǎn)，影響不良。3、空洞率高：目前氮?dú)饣亓骱负附又?，采用低空洞率錫膏，焊接后空洞率也就控制到10%左右。普通的錫膏，焊接后空洞率可能達(dá)到15%以上?？斩绰侍?，長(zhǎng)期使用因?yàn)閷?dǎo)熱效果或可靠性問(wèn)題可能會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品不良。4、虛焊：在選擇回流焊的時(shí)候，氧氣含量是個(gè)很重要的指標(biāo)，如果氧含量不能控制到100ppm以?xún)?nèi)，甚至更低，有可能導(dǎo)致產(chǎn)品的虛焊。同時(shí)溫度均勻度不達(dá)標(biāo)也是一個(gè)很重要的因素。整個(gè)爐腔內(nèi)的溫度均勻度如果達(dá)不到2度以?xún)?nèi)，就會(huì)導(dǎo)致部分芯片虛焊不良。

以上這些問(wèn)題也是用戶(hù)選擇真空焊接爐很重要的參數(shù)。一定要多去測(cè)試，一定要嚴(yán)格控制技術(shù)指標(biāo)。畢竟一塊電路板上面9000多顆芯片，有幾個(gè)不良導(dǎo)致最終產(chǎn)品的不良是很大的一件事。筆者是測(cè)試行業(yè)內(nèi)多家回流焊和真空回流焊爐，多次失敗，歷經(jīng)一年多的時(shí)間才測(cè)試成功后的有感而發(fā)。前面走的彎路太長(zhǎng)了。我們最終測(cè)試并購(gòu)買(mǎi)了中科同志科技公司的V3這一款真空焊接爐。效果完全滿(mǎn)足要求。P0.9 P0.6的產(chǎn)品都小批量焊接成功?？斩绰誓壳耙呀?jīng)控制到2%以?xún)?nèi)。這一款真空爐有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

1、溫度均勻度很高。真正達(dá)到了2度以?xún)?nèi)，之前有些公司宣傳說(shuō)溫度均勻度達(dá)到2度以?xún)?nèi)，經(jīng)過(guò)我們實(shí)際測(cè)試，根本就不達(dá)標(biāo)。虛假宣傳太厲害，這是也是我們走彎路的主要原因。2、升溫斜率過(guò)程中的溫度均勻度，這個(gè)之前我們也不太關(guān)注，后來(lái)經(jīng)過(guò)廠家技術(shù)人員介紹，發(fā)現(xiàn)這一個(gè)指標(biāo)也很關(guān)鍵。

3、降溫過(guò)程中的溫度均勻度，我們之前只關(guān)注降溫斜率。沒(méi)有太關(guān)注這個(gè)過(guò)程中的溫度均勻度。在后期的實(shí)際焊接過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)這個(gè)指標(biāo)也是一個(gè)很核心的指標(biāo)。你想想，焊錫都融化了。開(kāi)始冷卻，有的地方冷卻的快，有些地方冷卻的慢，之前我們測(cè)試一家真空爐產(chǎn)品，冷卻的時(shí)候溫度均勻度居然差70度，你想想這個(gè)因素導(dǎo)致的不良會(huì)有多少。而且這個(gè)因素很少有人關(guān)注。我們之前測(cè)試不良，廠家技術(shù)人員說(shuō)有可能是我們材料的問(wèn)題，他們的工藝沒(méi)有問(wèn)題。我們反復(fù)折騰，花了近半年的時(shí)間，后來(lái)在這一款V3的真空爐上，這些問(wèn)題都沒(méi)有發(fā)生。

總而言之，Mini--LED產(chǎn)品因?yàn)樾酒?，工藝摸索相?duì)復(fù)雜，找一家懂行的供應(yīng)商，產(chǎn)品進(jìn)度能縮短一半甚至一大半。相信在未來(lái)的科學(xué)技術(shù)更加發(fā)達(dá)的時(shí)候，LED會(huì)以更加多種類(lèi)的方式為我們的生活帶來(lái)更大的方便，這就需要我們的科研人員更加努力學(xué)習(xí)知識(shí)，這樣才能為科技的發(fā)展貢獻(xiàn)自己的力量。