在直插式LED 封裝中,采用銀膠固晶的目的在于除固定芯片以外,還起導(dǎo)電作用,即與芯片下方金屬支架形成導(dǎo)電回路。而目前大多數(shù)芯片廠商(如晶元等)所生產(chǎn)的大功率LED芯片采用雙電極結(jié)構(gòu),即正負(fù)極同在芯片一側(cè),因此芯片與支架之間的固定是無需導(dǎo)電性固晶膠的,這時較為理想的固晶膠應(yīng)兼顧粘接牢、耐老化、絕緣和高導(dǎo)熱的特性。但由于封裝行業(yè)發(fā)展的歷史原因,目前多數(shù)大功率LED封裝廠仍采用銀膠固晶。
銀膠不適用于大功率LED封裝的理由主要有三點(diǎn):
一、銀膠易致LED提前老化
大功率LED發(fā)熱量大,芯片溫度達(dá)到75度以上時光衰很嚴(yán)重,普通銀膠的導(dǎo)熱系數(shù)有限,銀粉含量在85%以上熱導(dǎo)率才能達(dá)到10W/m·K 左右(圖1),很難迅速把熱量散出去,致使LED 提前老化。而固晶膠是芯片散熱途徑的站,其導(dǎo)熱性能高低對芯片散熱至關(guān)重要。
二、銀膠易沉淀
銀膠填料多采用微米級片狀銀粉,比重大,放置時間稍長就會發(fā)生偏析、沉淀和團(tuán)聚現(xiàn)象(圖2)。因而放置的銀膠在解凍后,即使經(jīng)長時間攪拌也很難恢復(fù)銀粉在膠水中的分散均勻性。 三、銀膠容易導(dǎo)致燈珠漏電或短路
采用銀膠固定大功率LED 芯片,點(diǎn)膠量控制需非常嚴(yán)格,固晶工人稍有疏忽便會造成燈珠漏電或短路。因?yàn)楫?dāng)爬膠高度超過芯片高度1/3時,如圖3(a)所示,銀膠將越過藍(lán)寶石絕緣襯底,與GaN外延層接觸,此時漏電產(chǎn)生,燈珠光效降低、發(fā)熱增大、光衰嚴(yán)重;當(dāng)爬膠高度超過芯片高度1/2 時(圖3b),銀膠與n型GaN負(fù)極功能區(qū)接觸,這時芯片與下方支架形成回路,電流不流經(jīng)正極,造成燈珠短路死燈現(xiàn)象。
銀膠填料多采用微米級片狀銀粉,比重大,放置時間稍長就會發(fā)生偏析、沉淀和團(tuán)聚現(xiàn)象(圖2)。因而放置的銀膠在解凍后,即使經(jīng)長時間攪拌也很難恢復(fù)銀粉在膠水中的分散均勻性。 三、銀膠容易導(dǎo)致燈珠漏電或短路
采用銀膠固定大功率LED 芯片,點(diǎn)膠量控制需非常嚴(yán)格,固晶工人稍有疏忽便會造成燈珠漏電或短路。因?yàn)楫?dāng)爬膠高度超過芯片高度1/3時,如圖3(a)所示,銀膠將越過藍(lán)寶石絕緣襯底,與GaN外延層接觸,此時漏電產(chǎn)生,燈珠光效降低、發(fā)熱增大、光衰嚴(yán)重;當(dāng)爬膠高度超過芯片高度1/2 時(圖3b),銀膠與n型GaN負(fù)極功能區(qū)接觸,這時芯片與下方支架形成回路,電流不流經(jīng)正極,造成燈珠短路死燈現(xiàn)象。