LED芯片封装工艺中焊接缺陷研究

传感器与微系统

穰，生产昂境涪净凌不高等弓｜起的。

第２８卷

滔

染物主銎正电极

袅

熙投

ＬＥＤ正电极污染物焊接缺陷

ＢｌｏｔｗｅｌｄｉｎｇｆａｕｌｔｏｆＬＥＤｃｈｉｐ

弓｜趣薅点与ＬＥＤ芯婷菠电极之阕电函的增热，从覆影响ＬＥＤ的工作性能。通常情况下，如不考虑导体表露的戴纯

和腐蚀，金属污染物弓Ｉ入的接触电阻很微小，对ＬＥＤ光电

特性的影响不大。因此，本文仅对非金属污染物焊接缺陷的ＬＥＤ芯片进行光电特性实验与分橱。

壅子各个ＬＥＤ芯麓叁身特往存在较大差异，盛须瘸溺

一个ＬＥＤ芯片进行正常焊接和缺陷焊接的测量才具有可比性。选用未经环氧树脂封装的１４ｍｉｌ级光引脚式ＬＥＤ芯片，辫以机油作为污染物模拟焊接缺陷进行测量与分析。

圈１

Ｆｉｇ１

１．２理论分析

妇污染物势金瀵导诲，簇设该静体表瑟粳糙，与簿煮、正电极表面都形成多点式接触。校据电器学中的魄接触瑾论。３Ｊ，金属污染物与ＬＥＤ芯片正电极的接触电阻Ｒ为

Ｒ。＝Ｒ。＋露。，

首先，采震翻维星ＷＬ－２０４６越声渡篷辫视对ＬＥＤ芯冀委常

焊接詹测量；然后，在１００倍显微镜下，妊除焊丝，清洁ＬＥＤ芯片藏电极，用一根崴径大约Ｏ．５ｍｍ众属丝末端涂抹机油

（１）

在ＬＥＤ芯片正电极上，等待３０ｒａｉｎ后，对该ＬＥＤ芯片进行簿接嚣溺量。

斌孛霁。为收缩电阻，指电流默太截嚣漉入小截覆警俸时产生的附加电溅；霞。秀表露膜电隰，指壶予污染或化学反应在电接触面上生成的一层薄膜附加电阻。

假设导体与ＬＥＤ芯片正电极材料相同，它们之间有孢个摆同的接触点，那么，收缩电阻为Ｈ

３

２．２光谱测量与分析

采用ＯｃｅａｎＯｐｔｉｃｓＵＳＢ４０００便携式光谱分析仪，积分常数设置为５０＋／ｍｓ，入射窗口距ＬＥＤ芯片出光面５０ｍｍ，用

３

Ｖ的篷漉电源激藏ＬＥＤ蕊背，强路孛零接一只１２００

Ｑ的

Ｒ。＝＿ｐ２＿＿～／磊－６玮ＦＨＢ’，

（２）限流电阻器，分析了征常情况稻缺陷爝拔时ＬＥＤ芯冀的光谱，实验结果如图２所永。该缺陷焊接ＬＥＤ芯片发光的中心波长并无变化，但峰值波长处的发光强度约为正常情况的６０％。

式中Ｐ为材料的电阻率；８为材料的形变系数；ｌｉｂ为材料的布氏硬度；Ｆ为接触面的正向膳力；ｎ为接触点的个数。

焊点与导体污染魏之阀也窍在类熬的接触电黻，麴苓考虑材料表哥抟戴讫，金属导体蒋染物弓ｌ入的总电阻霆可近似表示为

豢

肛２¨训却（√警＋ｎｄ），

式孛ｄ茭金】｜嚣黪俸位子簿点与爱泡羧之闯懿厚度。

（３）

似鬟ｂ

乏

强

鬟

如污染物为ｊ扛金属，根据欧姆接触理论汹１，流过ｊ｝金属膜层的电流主瓣是隧道电流。此时，隧道电阻Ｒ。表示为

嗣２

波长／ｎｍ

ＬＥＤ芯片光谱图

Ｒ。＝÷，

（４）

Ｆｉｇ２ＳｐｅｃｔｒａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆＬＥＤｃｈｉｐ

式孛ｙ菇貘屡偏箧；Ｊ为隧遵电流密度。豆，歹霹表示为‘６］

分耩菲金震污染物对ＬＥＤ芯片竞瞧特性的影响，霹恕污染物等效成ＲＣ并联电路，相当于在ＬＥＤ正电极与焊点

Ｊ。ｃｅｘｐ（一４ｗ以ｍ９ｄ／ｈ），

貘层辱度；矗势蕊麓壳常数。

由式（４），式（５）知，当偏压矿一定时，有

（５）

之间接入了一个阻抗为ｚ的元件，等效电路如图３。图巾，Ｒｊ，姣分别为ＰＮ结的结电阻和结电容，震。为串联电阻（举导镕鹃接囊蠹电阻与体溆阻等）。

式中ｍ隽电子的有效质量；妒为界嚣层的势垒高波；ｄ为

Ｒ。ｏｃｅｘｐ（４＂ａ＂以ｍ妒ｄ／ｈ）．

（６）

由式（６）可知，霞。随ｄ呈指数增加。当ｄ增厚ｌ倍，置。将增大１０个数夔级泼主‘引。蘩暴膜瑟淳凌及１ｒｉｍ增热婺

２２

Ｒ。

ｎｍ，隧道电阻将从ｌＤ．／ｃｍ２增大到１０１。ｌ＇１／ｅｍ２以上。ＬＥＤ光电特性实验与分析

图３烽撩缺陷ＬＥＤ电致发光等效电路豳

Ｆｉｇ３

Ｅｉｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ

ｗｅｌｄｉｎｇｆａｕｌｔＬＥＤ

ｃｉｒｃｕｉｔ

ｏｆ

２．１

实物建模

壶上述理论分橱霹超，金属、≤誊衾震污染物的分入都会

凌子ＬＥＤ发光对囊漉正囊导通，臻逡跑耀结的蓬翘