LED真空焊接技術(shù)

現(xiàn)在大街上隨處可見的LED顯示屏，還有裝飾用的LED彩燈以及LED車燈，處處可見LED燈的身影，LED已經(jīng)融入到生活中的每一個角落。近幾年來面板行業(yè)的高速發(fā)展，國內(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面、曲面、超薄平面、輕薄化、可彎曲化、高動態(tài)HDR、高對比度及廣色域的趨勢發(fā)展，由此Mini-LED應(yīng)運(yùn)而生。

根據(jù)預(yù)測，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，加快投放市場的進(jìn)程。

Mini-LED采用LED芯片尺寸為微米等級，每張Mini-LED線路板上通常會有數(shù)千個芯片，上萬個焊點(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了很大的難度。今天我們一起來了解一下焊接工藝。

相比傳統(tǒng)的回流焊焊接工藝，Mini--LED對工藝的要求達(dá)到了極致，據(jù)統(tǒng)計，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。對于Mini-LED的可靠焊接，對設(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的焊盤更小、錫膏量更少、芯片更小，對焊接設(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)的問題包括：

1、芯片位移：芯片焊接之后有移動，需要減少裸芯片焊接后的移動。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?，長期使用因?yàn)閷?dǎo)熱效果或可靠性問題可能會導(dǎo)致產(chǎn)品不良。4、虛焊：在選擇回流焊的時候，氧氣含量是個很重要的指標(biāo)，如果氧含量不能控制到100ppm以內(nèi)，甚至更低，有可能導(dǎo)致產(chǎn)品的虛焊。同時溫度均勻度不達(dá)標(biāo)也是一個很重要的因素。整個爐腔內(nèi)的溫度均勻度如果達(dá)不到2度以內(nèi)，就會導(dǎo)致部分芯片虛焊不良。

以上這些問題也是用戶選擇真空焊接爐很重要的參數(shù)。一定要多去測試，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，有幾個不良導(dǎo)致最終產(chǎn)品的不良是很大的一件事。筆者是測試行業(yè)內(nèi)多家回流焊和真空回流焊爐，多次失敗，歷經(jīng)一年多的時間才測試成功后的有感而發(fā)。前面走的彎路太長了。我們最終測試并購買了中科同志科技公司的V3這一款真空焊接爐。效果完全滿足要求。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%以內(nèi)。這一款真空爐有幾個優(yōu)點(diǎn)：

1、溫度均勻度很高。真正達(dá)到了2度以內(nèi)，之前有些公司宣傳說溫度均勻度達(dá)到2度以內(nèi)，經(jīng)過我們實(shí)際測試，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、升溫斜率過程中的溫度均勻度，這個之前我們也不太關(guān)注，后來經(jīng)過廠家技術(shù)人員介紹，發(fā)現(xiàn)這一個指標(biāo)也很關(guān)鍵。

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

總而言之，Mini--LED產(chǎn)品因?yàn)樾酒?，工藝摸索相對?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。相信在未來的科學(xué)技術(shù)更加發(fā)達(dá)的時候，LED會以更加多種類的方式為我們的生活帶來更大的方便，這就需要我們的科研人員更加努力學(xué)習(xí)知識，這樣才能為科技的發(fā)展貢獻(xiàn)自己的力量。