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一、思普固晶錫膏產(chǎn)品概述
目前大功率LED 特別是白光LED已產(chǎn)業(yè)化并推向市場,并向普通照明市場邁進。由于LED 芯片輸入功率的不斷提高,對這些功率型LED 的封裝技術(shù)提出了更高的要求。
功率型LED 封裝技術(shù)主要應(yīng)滿足以下二點要求:一是封裝結(jié)構(gòu)要有高的取光效率,其二是熱阻要盡可能低。對于大工作電流的功率型LED芯片,低熱阻、散熱良好及低應(yīng)力的新的封裝結(jié)構(gòu)是功率型LED 器件的技術(shù)關(guān)鍵。
錫膏一般用于金屬之間焊接,其導(dǎo)熱系數(shù)為67W/m·K左右,遠大于現(xiàn)在通用的導(dǎo)電銀膠。因此,在LED晶圓封裝等領(lǐng)域超細錫膏可代替現(xiàn)有的導(dǎo)電銀膠和導(dǎo)熱膠等封裝材料,從而實現(xiàn)更好的導(dǎo)熱效果,且大大降低封裝成本。
固晶錫膏GHL-858-T是思普公司通過長時間的研發(fā)和測試,已經(jīng)開發(fā)出了具有高觸變性、低粘度的LED固晶用錫膏。該錫膏不僅熱導(dǎo)率高、電阻小、傳熱快,能滿足LED芯片的散熱需求,而且固晶質(zhì)量穩(wěn)定,焊接機械強度高,能有效保證固晶的可靠性。
其具體特性參數(shù)如下:
熱導(dǎo)率:
固晶錫膏主要合金SnAgCu的導(dǎo)熱系數(shù)為67W/m·K左右,電阻小、傳熱快,能滿足LED芯片的散熱需求(通用的銀膠導(dǎo)熱系數(shù)一般為1.5-25W/m·K)。
晶片尺寸:
錫膏粉徑為2-25μm(5-6-7#粉),能有效滿足5 mil-75 mil(0.127-1.91mm)范圍大功率晶片的焊接。
固晶流程:
備膠--取膠和點膠--粘晶--共晶焊接。固晶機點膠周期可達240ms,粘晶周期150ms,固晶速度快,產(chǎn)率高。
焊接性能:
可耐長時間重復(fù)點膠,焊點飽滿光亮,空洞率小于5%,固晶可靠性好,質(zhì)量穩(wěn)定。
觸變性:
采用粒徑均勻的超細錫粉和高觸變性的助焊膏,觸變性好,不會引起晶片的漂移,低粘度,為10000-25000cps,可根據(jù)點膠速度調(diào)整大小。
殘留物:
殘留物極少,將固晶后的LED底座置于恒溫箱中240小時后,殘留物及底座金屬不變色,且不影響LED的發(fā)光效果。
機械強度:
焊接機械強度比銀膠高,焊點經(jīng)受10牛頓推力而無破壞和晶片掉落現(xiàn)象。
焊接方式:
回流焊或臺式回流焊,將回流爐的溫度直接設(shè)定在合金共晶溫度焊接即可,焊接固晶過程可在5min內(nèi)完成,而銀膠一般為30min,減少了固晶能耗。
合金選擇:
客戶可根據(jù)自己固晶要求選擇合適的合金,Sn96.5Ag3Cu0.5無鉛錫膏滿足ROHS指令要求,SnSb10熔點為245-250℃,滿足需要二次回流的LED封裝要求,其熱導(dǎo)率與合金SnAgCu0.5接近。
成本比較:
滿足大功率LED導(dǎo)熱散熱需求的鍵合材料中,固晶錫膏的成本遠遠低于銀膠、銀漿和Au80Sn20合金,且固晶過程節(jié)約能耗。
二、思普固晶錫膏產(chǎn)品特性
1. 高導(dǎo)熱、導(dǎo)電性能,導(dǎo)熱系數(shù)為54W/M·K左右,為導(dǎo)電銀膠的兩倍。
2. 共晶焊接,粘結(jié)強度遠大于銀膠,工作時間長。
3. 觸變性好,具有固晶及點膠所需合適的粘度,分散性好。
4. 殘留物極少,將固晶后的LED底座置于40℃恒溫箱中240小時后,殘留物及底座金屬不變色,且不影響LED的發(fā)光效果。
5. 錫膏采用超微粉徑,能有效滿足5-75 mil(0.127-1.91mm)范圍大功率晶片的焊接,尺寸越大的晶片固晶操作越容易實現(xiàn)。
6. 回流共晶固化或箱式恒溫固化,走回流焊接曲線,更利于芯片焊接的平整性。
7. 固晶錫膏的成本遠遠低于銀膠和Au80Sn20合金,且固晶過程節(jié)約能耗。
8. 顆粒粉徑有(5 號粉 15-25um、6 號粉 5-15um、7 號粉 2-12um)
三、思普固晶錫膏產(chǎn)品材料及性能
1.未固化時性能
項目 |
指標(biāo) |
備注 |
主要成分 |
超微錫粉、助焊劑 |
|
黏度(25℃) |
10000cps |
Brookfield@10rpm |
比重 |
4 |
比重瓶 |
觸變指數(shù) |
4.0 |
3rpm時黏度 |
保質(zhì)期 |
6個月 |
2~10℃ |
2.固化后性能
熔點(℃) |
217 |
Sn96.5Ag3Cu0.5 |
熱膨脹系數(shù) |
30ppm/℃ |
|
導(dǎo)電系數(shù) |
35-67 |
W/M·K |
電阻率 |
13 |
25℃/μΩ·cm |
剪切拉伸強度 |
27N/mm2 |
20℃ |
17N/mm |
100℃ |
|
離子含量 |
CI<50ppm |
JISZ31+7(1999) ATM-0007 |
Na+<30ppm |
||
K+<10ppm |
||
硬度 |
15 |
HV |
熱失重(%) |
0.06 |
300℃ |
0.08 |
400℃ |
(備注:以上數(shù)據(jù)主要基于通用合金SnAg3.0Cu0.5測試所得的數(shù)據(jù),僅供客戶使用時參考)
四、思普固晶錫膏包裝規(guī)格及儲存
1.固晶及點膠針筒裝:5cc/10g每支。
2.請在以下條件密封保存:
溫度:2-10℃
相對濕度:35-70%
五、思普固晶錫膏使用方法
1.使用前,將固晶錫膏置于室溫(25℃左右),回溫1-2小時。
2.使用時,一定要避免容器外有水滴浸入錫膏中,混入水汽將影響其特性。
3.錫膏為糊狀物質(zhì)存在,表面容易因溶劑揮發(fā)而干燥,因此在開蓋后,建議盡量縮短在空氣中暴露
的時間。
4.固晶設(shè)備可以是點膠機,也可用固晶機。點膠工藝與銀膠相同,可根據(jù)晶片大小和點膠速度選擇合適的針頭和氣壓。
六、思普固晶錫膏固晶工藝及流程
1.固晶工藝:點膠頭為具有粗糙表面的錐形或十字形,根據(jù)晶片的大小選擇適當(dāng)?shù)某叽纭?/span>
2.固晶流程:
a.備膠:在膠盤中放入適量的固晶錫膏,調(diào)整膠盤的高度,使膠盤刮刀轉(zhuǎn)動將錫膏表面刮平整并且獲得適當(dāng)?shù)狞c膠厚度。
b.取膠和點膠:利用點膠頭從膠盤蘸取錫膏,再將取出的錫膏點附于基座上的固晶中心位置。點膠頭為具有粗糙表面的錐形或十字形,根據(jù)晶片的大小選擇適當(dāng)?shù)某叽纭?/span>
c.粘晶:將底面具有金屬層的LED芯片置于基座點有錫膏的固晶位置處,壓實。
d.共晶焊接:將固好晶片的支架置于共晶溫度的回流爐或臺式回流焊爐中,使LED芯片底面的金屬與基座通過錫膏實現(xiàn)共晶焊接。
七、注意事項
1.本大功率固晶錫膏密封儲存于冰箱內(nèi),2-10℃左右保存有效期6個月。
2.點膠環(huán)境和用具、被粘物品等需充分保持清潔、干燥,否則錫膏易引起固化不良。
3.本固晶錫膏使用時如發(fā)現(xiàn)有填充物沉淀或發(fā)干現(xiàn)象請充分?jǐn)嚢杈鶆蛟偈褂茫粽扯忍?,可用本公司專用的溶劑稀釋,但加入量不宜太多,粘度適當(dāng)即可。
4.本錫膏啟封后請與6天內(nèi)用完,在使用過程中請勿將錫膏長時間暴露在空氣中,使用過剩后的錫膏請另用容器放置,不宜再混合到新鮮的錫膏中。
5.本錫膏必須避免混入水分等其他物質(zhì)。
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