倒装LED微小焊点空洞对其性能的影响

作     者：汤健生 王善林 卢鹏 TANG Jiansheng;WANG Shanlin;LU Peng

作者机构：南昌航空大学江西省航空构件成形与连接重点实验室江西南昌330036 江西兆驰光电有限公司江西南昌330036 

出 版 物：《照明工程学报》 (China Illuminating Engineering Journal)

年 卷 期：2024年第35卷第3期

页      面：115-122页

学科分类：080903[工学-微电子学与固体电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 

基　　金：江西省自然科学基金(20232ACB204020)。 

主　　题：LED倒装焊点 剪切强度 热学仿真分析 光电性能 

摘      要：利用SnCu0.7锡膏回流工艺制备倒装LED,针对于焊点微小化引起的焊接缺陷。采用X-ray检测分选出不同空洞率焊点,系统研究了空洞率对于接头键合强度的影响规律及回流焊后接头断口特征,通过有限元仿真;探究空洞率对于芯片散热能力影响特性,同时,本文设计了结温测量实验,验证了仿真结果的准确性。最后通过高温老化实验,深入探究不同空洞率LED样品光通量及光电转换效率变化趋势。结果表明:焊点接头键合强度不完全取决于空洞的数量,空洞的大小及其位置对接头键合强度也会有一定的影响,其次随着空洞率逐渐增大,焊点的断裂模式逐渐由韧性断裂转变为脆韧性混合断裂。随着空洞率增大,LED在正常工作下的芯片结温基本呈线性增长趋势,并且空洞率越大,芯片表现出的散热能力越差,当空洞率约为5%,芯片结温为41.472℃,当空洞率为30%时,芯片结温达到45.969℃。随着空洞率增加,光通量与光电转换效率在高温老化开始阶段呈上升趋势,在500 h后光通量开始逐渐下降,在1500 h节点5%空洞率样品光通量维持率为93.22%比30%空洞率样品的82.37%高10.85%,5%空洞率样品光效为42.5%比30%空洞率样品的30.5%高12%。