led霓虹管!LED灯珠的封装可靠性受哪些因素影响

来源：行业资讯热门：直下式面板灯发布时间：2023-10-18

t01a5a90867ed5f3bbd

　　LED显示屏灯珠封装所用的主要材料组成包括支架、芯片、固晶胶、键合线和封装胶等。SMD(Surface Mounted Devices)指表面贴装型封装结构LED灯珠，主要有PCB板结构的LED灯珠(ChipLED)和PLCC结构的LED灯珠(TOP LED)。本文主要介绍TOP LED灯珠，下文中所提及的SMD LED灯珠均指的是TOP LED灯珠。下面从封装材料方面来介绍目前国内的一些基本发展现状。

　　LED灯珠支架

　　(1)LED灯珠支架的作用。PLCC(Plastic Leaded Chip Carrier)支架是SMD LED灯珠的载体，对LED灯珠的可靠性、出光等性能起到关键作用。

　　(2)LED灯珠支架的生产工艺。PLCC支架生产工艺主要包括金属料带冲切、电镀、PPA(聚邻苯二酰胺)注塑、折弯、五面立体喷墨等工序。其中，电镀、金属基板、塑胶材料等占据了支架的主要成本。

　　(3)LED灯珠支架的结构改进设计。PLCC支架由于PPA和金属结合是物理结合，在过高温回流炉后缝隙会变大，从而导致水汽很容易沿着金属通道进入器件内部从而影响可靠性。

　　芯片是LED灯珠的核心，其可靠性决定了LED灯珠乃至LED显示屏的寿命、发光性能等。芯片的成本占LED灯珠总成本也是很大的。随着成本的降低，芯片尺寸切割越来越小，同时也带来了一系列的可靠性问题。

　　随着尺寸的缩小，P电极和N电极的pad也随之缩小，电极pad的缩小直接影响焊线质量，容易在封装过程和使用过程中导致金球脱离甚至电极自身脱离，最终失效。同时，两个pad间的距离a也会缩小，这样会使得电极处电流密度的过度增大，电流在电极处局部聚集，而分布不均匀的电流严重影响了芯片的性能，使得芯片出现局部温度过高、亮度不均匀、容易漏电、掉电极、甚至发光效率低等问题，最终导致led显示屏可靠性降低。

　　键合线是LED灯珠封装的关键材料之一，它的功能是实现芯片与引脚的电连接，起着芯片与外界的电流导入和导出的作用。LED灯珠封装常用键合线包括金线、铜线、镀钯铜线以及合金线等。

　　(1)LED灯珠金线。金线应用广泛，工艺成熟，但价格昂贵，导致LED灯珠的封装成本过高。

　　(2)LED灯珠铜线。铜线代替金丝具有廉价、散热效果好，焊线过程中金属间化合物生长数度慢等优点。缺点是铜存在易氧化、硬度高及应变强度高等。尤其在键合铜烧球工艺的加热环境下，铜表面极易氧化，形成的氧化膜降低了铜线的键合性能，这对实际生产过程中的工艺控制提出更高的要求。

　　(3)LED灯珠镀钯铜线。为了防止铜线氧化，镀钯键合铜丝逐渐受到封装界的关注。镀钯键合铜丝具有机械强度高、硬度适中、焊接成球性好等优点非常适用于高密度、多引脚集成电路封装。

　　LED显示屏灯珠封装的胶水主要包括环氧树脂和有机硅两类。

　　(1)环氧树脂。环氧树脂易老化、易受湿、耐热性能差，且短波光照和高温下容易变色，在胶质状态时有一定的毒性，热应力与LED灯珠不十分匹配，会影响LED灯珠的可靠性及寿命。所以通常会对环氧树脂进行攻性。

　　(2)有机硅。有机硅相比环氧树脂具有较高的性价比、优良的绝缘性、介电性和密着性。但缺点是气密性较差，易吸潮。所以很少被使用在LED显示屏灯珠的封装应用中。

　　另外，高品质LED显示屏对显示效果也提出特别的要求。有些封装厂采用添加剂的方式来改善胶水的应力，同时达到哑光雾面的效果。