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COB封装中LED为什么会失效

cob封装先容

COB封装全称板上芯片封装(Chips on Board,COB),是为了办理LED散热问题的一种技巧。比拟直插式和SMD其特征是节约空间、简化封假装业,具有高效的热治理要领。

COB封装即chip On board,便是将裸芯片用导电或非导电胶粘附在互连基板上,然落后行引线键合实现其电气连接。假如裸芯片直接裸露在空气中,易受污染或工资毁坏,影响或破坏芯片功能,于是就用胶把芯片和键合引线包封起来。人们也称这种封装形式为软包封。

COB封装即chip On board,便是将裸芯片用导电或非导电胶粘附在互连基板上,然落后行引线键合实现其电气连接

假如裸芯片直接裸露在空气中,易受污染或工资毁坏,影响或破坏芯片功能,于是就用胶把芯片和键合引线包封起来。人们也称这种封装形式为软包封。

COB封装中LED掉效的缘故原由阐发

虽然从技巧角度LED芯片理论寿命可达100000H,但因为封装、驱动、散热等技巧的影响,利用到通俗照明类的光源或灯具寿命也只能达到30000H,以致市场上也存在很多用不到半年就会出问题的产品。若何前进LED照明产品靠得住性问题也不停是企业必要办理的问题。

LED照明产品掉效模式一样平常可分为:芯片掉效、封装掉效、电应力掉效、热应力掉效、装置掉效。经由过程对这些掉效征象的阐发和改进,可对我们设计和临盆高靠得住性的LED照明产品供给赞助。

基于COB的LED产品特征

LED照明产品由三个主要部件组成,即散热布局件、驱动电源和照明部分。照明部分由光源和二次光学配光组件(如透镜、反射镜和扩散板)组成,范例利用模型见图一。做为LED照明产品中的光源部分是核心部件,是实现光电机能的根基器件。而基于COB技巧是光源的一种封装形式,其本身不再必要任何自动外面贴装历程,只必要将正负极简单引出焊接即可组装到基体或照明灯具。如图1显示了其在LED照明产品中紧张的关键组件。这些组件是,尤其是COB在大年夜多半环境下,均是采纳手工组装。这就造成在临盆历程中很可能要比在一个自动的历程中孕育发生更多潜在故障。

COB掉效的缘故原由阐发

如图2所示,基于COB的LED封装技巧是将多颗 芯片采纳不合的串并布局再用丝焊的措施在芯片和基底 之间建立电气连接,着末应用灌封胶封装而成。此种结 构抉择了 COB内部任何单颗芯片的不良,将会导致残剩

芯片电流负载增添,继而单颗vf值上升,使驱动电源进入输出过压保护状态,输出非常导致残剩歧路闪烁直至逝世灯。扫除芯片本身不良的缘故原由,大年夜部分环境下体现为 芯片间键和不良,老例下我们把键和中单个焊线分为A、B、C、D、E五个关键点,如图3所示。而键和不良本人在实践中碰到了以下几种常见缘故原由。

(1)机器应力损伤,一样平常会呈现在B、C、D点不良,且C点居多。

常见根滥觞基本因有:①如呈现为B或D点不良,且居多呈现在围坝边缘如图2中中心图片血色圆圈部位。则很有可能是由于布局过问导致。导致过问的缘故原由必要从镜面铝中间与芯片结构中间是否偏离和整灯布局是否预留足够的间隙等方面进行进一步探究和确认。②如呈现在C点不良,且居多呈现在中心部位,贝帳滥觞基本因会是由于封装或组装制造历程防护欠妥导致。

(2)焊接不良,一样平常会呈现在A、B、D、E点不良且拉力测试时力值合格但断裂点会呈现在A、B、D、E点处, 例如图4为D点断开状态。

这种环境下可以确定为焊接工艺欠妥或焊接设备不稳定导致,可根据详细的掉效项目 如塌线、断线、金球过大年夜、过小等环境调剂焊线温度、功率、压力、光阴等工艺参数予以办理。

(3)封装胶应力损伤,一样平常会呈现在A、B、D、E点不良且不良只会发生在围坝胶和封装胶结合处的周围,在 高倍显微镜下察看胶体结合面处存在间隙的可能。

这种不良的根滥觞基本因每每是由于两种胶体热膨胀系数的差异,导致应力集中,将焊点拉断导致。

改良步伐

经由过程对以上所先容的COB主要掉效模式的阐发,可以从中获悉改良实际应用寿命的技巧措施。

(1)布局设计

好的布局设计既要包管功能的实现,也要做到防错处置惩罚。基于COB封装技巧的LED本身便是一个易损伤器件,在布局设计中处置惩罚二次光学配光组件安装及固准时,必要斟酌预留足够的间隙,包管在极限公差环境下和组装历程中误操作也不能够或尽可能削减损伤COB的风险。

(2)封装技巧

封装制程中,我们把焊线拉力测试作为衡量键和合格鉴定的一个紧张的指标。而且在质量节制历程中,每每觉得拉力越大年夜产品靠得住性越好。实践证实这是一个差错的做法,尤其在COB的焊线工艺中对边缘键和质量的衡量上,太大年夜或过小均会导致不良的孕育发生。详细拉力规范限值必要根据产品特征进行钻研和探究。

另一方面,选择相宜的封装胶及封胶工艺。尽可能采纳热膨胀系数邻近的胶,而且必要确定相宜的烘干温度和光阴以确保凝固速率的同等,防止内部应力的孕育发生。

(3)制程防护

COB器件因为芯片为阵列排布,发光暴露面大年夜,焊线、芯片耐外力能力差,且封装胶体本身不能起到很好的防护感化。故在制程历程中采纳相宜的包装、流转载具、取拿对象、固定取拿要领可以杜绝或低落机器损伤。

(4)合理筛选

虽然筛选不能终极提升产品品德,但可以防止分歧格品的流出。为了筛选出COB不良器件,可以采取在必然温度下的老化、测试事情。COB器件可在高温下进行点亮测试,温度不宜高于PN节结温温度。假如采取整灯老化,温度保举不宜跨越传播鼓吹最高情况温度,光阴可随温度的前进而削减。详细参数必要根据产品特点进行钻研和确定。

(5)优化靠得住性验证规划

产品是否能够满意应用要求,必要对其进行充分的验证。斟酌到LED产品不管是国际照样海内今朝还没有针对LED产品的靠得住性试验规范,今朝老例做法是参照GB/T 2423、GB/T24825等标准进行高温、低温、湿热交变、开关冲击等靠得住性试验。但在实践中我们发明这样的措施不够以发明掉效,即已经确定存在靠得住性掉效的产品也能经由过程此类试验验证。故我们必要针对产品事情情况及特殊的用途论证拟订相符基于COB封装技巧LED特点的靠得住性试验规划。结合快速变更的市场,调剂靠得住性试验前提如温度、湿度、安装要领、客户的应用习气等多种要向来立异选择靠得住性验证的规划。实现在尽可能短的光阴内推出质量靠得住的产品。

只管资源低、散热性好的基于COB封装技巧的LED产品具有很高的理论寿命,然则在实际利用 历程中今朝还不能达到所预期的理论值。然则只要能够追查到掉效的根滥觞基本因,采取步伐进行改良并获得有效验证,LED产品的靠得住性将会获得赓续的前进。

责任编辑:ct

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