COB封装如何选对锡膏?-深圳福英达

COB封装如何选对锡膏?
在COB封装中,选对锡膏需从应用场景、焊接温度、颗粒精度、助焊剂特性、可靠性成本五大维度综合考量,具体分析如下:

一、应用场景:明确核心性能需求
COB封装广泛应用于LED照明、汽车电子、消费电子等领域,不同场景对锡膏性能提出差异化要求:
LED照明与显示:长期点亮产生的高温与紫外线照射,要求焊点具备低热阻(导热率>50W/m·K)和抗老化能力,避免因焊点氧化导致光衰或死灯。例如,户外大屏需承受高温高湿环境,需选择耐环境腐蚀的锡膏。
汽车电子:传感器模块需在-40℃~125℃宽温域及50G振动环境下稳定工作,焊点抗疲劳性能成为关键。例如,ADAS摄像头需采用高剪切强度(>35MPa)的锡膏,规避焊点失效导致的传感器误报。
消费电子:可穿戴设备(如智能手表)的紧凑空间内,0.2mm以下超细焊盘与柔性基板的精密连接,对锡膏的印刷精度与低热损伤特性提出极高要求。
二、焊接温度:以基板和芯片耐温极限为基准
焊接温度的选择需避免损伤基板和芯片,同时确保焊点长期稳定性:
低温锡膏(熔点138℃,如SnBi合金、FL170合金):适用于耐温≤150℃的常规硅芯片,焊接峰值温度180-190℃,可避免高温对芯片钝化层的损伤。例如,某LED厂商曾因使用中温锡膏导致芯片漏电率上升,正是由于峰值温度超过芯片耐温阈值。
中温锡膏(熔点170-200℃,如SnAgBi、FL200合金):适用于需要平衡焊接强度和热敏感元件保护的场景中。具体应用在LED封装、汽车照明、通用电子产品、高精度电路板等。
中高温锡膏(熔点210~221℃,如SnAgCu、FR209合金):用于需承受机械应力高可靠场景或高温工作的场景(如汽车电子和户外LED屏),提供最高焊接强度和抗热疲劳性。
高温锡膏(熔点大于240℃,如SnSb合金、AuSn以及高铅高温合金):焊接强度高,耐温性能好,能够提供良好的电气和机械性能。尤其其较高的熔点使其在高温工作环境下仍能保持结构稳定性和电气连续性,适用于航空航天、军工设备及大功率激光器、功率器件等极端工况。
多芯片混装场景:需遵循“后焊温度高于前焊熔点30℃”原则,防止先焊点熔塌陷,保障工艺兼容性。
三、颗粒精度:匹配焊盘尺寸与印刷工艺
锡膏金属粉末的颗粒度直接影响超细焊盘的成型质量:
常规COB工艺(引脚间距≥0.5mm):可选用T5级(15-25μm)粉末,其均匀的颗粒分布(D50=20±2μm)能有效避免粗颗粒堵网(粗颗粒占比每增加1%,网板堵塞频率提升3倍)。
Mini LED等精密封装(引脚间距0.2-0.3mm):需T6级(5-15μm)甚至T7级(2-11μm)粉末,配合激光印刷或针转移技术,实现70μm焊盘的精准成型。例如,7号粉(2-11μm)可满足最小约75μm×150μm芯片的焊接需求,确保焊点饱满且无短路风险。
柔性基板:低黏度配方(80-100Pa·s)可减少印刷压力导致的基板变形,确保焊点高度均匀性>95%,避免因应力集中引发的焊点开裂。
四、助焊剂特性:兼顾活性、残留控制与环境耐受性
助焊剂的选择需平衡润湿性、残留物控制与环境适应性:
活性:70%以上的COB封装采用免清洗工艺,松香基助焊剂因残留物表面绝缘电阻>10¹³Ω,成为首选,可避免LED芯片引脚被助焊剂残留腐蚀。
残留控制:在高湿高盐的户外照明场景,低卤素配方(卤素含量<500ppm)配合纳米抗氧化剂,能将焊点在85℃/85%RH环境下的绝缘电阻下降幅度控制在10%以内,显著延长器件寿命。
环境耐受性:对于镀金基板的精密焊接,氮气保护(氧含量<50ppm)搭配低活性助焊剂,减少脆性金锡化合物生成,提升连接可靠性。
五、可靠性成本:在性能与成本间找到最优解
低端产品:如普通LED球泡灯,可选择性价比高的SnBi系锡膏(成本较SnAgCu低30%),并通过硅胶灌封弥补耐温不足。
高端应用:如汽车ADAS摄像头,需采用SnAgBi改良型合金(成本高20%),其35MPa的焊点剪切强度(较常规锡膏高40%)及AEC-Q200认证,能有效规避焊点失效风险。
存储与使用细节:0-10℃冷藏保存、开封后24小时内用完,可避免助焊剂吸湿导致的焊点空洞率上升(湿度>60%时空洞率增加2倍),从细节处保障良率。
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