什么因素影响了led封装的可靠性？ -贝博bb平台体育网页版

led设备占led显示器成本的约40%~70%，led显示器的成本大幅下降是因为led设备的成本下降了。 led封装品质的好坏对led显示器的品质有很大影响。封装可靠性的关键在于芯片材料的选择、封装材料的选择和过程限制。 随着led显示屏进入高端市场，对led显示屏的质量要求也越来越高。

led显示器元器件封裝常用的关键原材料构成包含支撑架、集成ic、固晶胶、键合线和封裝胶等。smd(surface mounted devices)指表层贴片型封裝构造led，关键有pcb板结构的led(chipled)和plcc构造的led(top led)。

文中关键科学研究top led，下面中常谈及的smd led均指的是top led。下边从封裝原材料层面来详细介绍现阶段中国的一些基础发展趋势现况。

led支架

(1)托架的作用。 plcc(plastic leaded chip carrier )支架是smd led设备的载体，在led的可靠性、光等性能上发挥着重要的作用。

(2)支架生产技术。 plcc支架的生产技术主要包括金属材料带的冲裁、电镀、ppa (聚邻苯二甲酰胺)的注射、折曲、五面立体喷墨等工艺。 其中，电镀、金属基板、塑料材料等占支架的主要成本。

(3)支架的结构改进设计。 由于plcc支架的ppa与金属的结合是物理性的结合，因此通过高温回流炉后间隙变大，水蒸气容易沿着金属通路进入设备内部，影响可靠性。

为提高产品可靠性以满足高端市场需求的高品质的led显示器件，部分封装成厂改进了支架的结构设计，如南京市公司采用先进的防水结构设计、折弯拉伸等方法来延长支架的水汽进入路径，同时在支架内部增加防水槽、防水台阶、放水孔等多重防水的措施。

该设计不仅节约了封装成本，还提高了产品的可靠性，现在已广泛应用于室外led显示器产品中。

通过sam(scanning acoustic microscope )对弯曲结构设计的led支架封装后和正常支架的气密性进行了测量，结果表明采用弯曲结构设计的产品气密性更好。

芯片

led芯片是led器件的核心，其可靠性决定led器件乃至led显示器的寿命、发光性能等。 led芯片的成本占据了led设备的总成本。 随着成本的降低，led芯片的尺寸变小，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也缩小，电极pad的缩小直接影响焊线的质量，在封装工艺和使用中金球容易脱落，电极本身也容易脱落，最终发生故障。

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

键合引线是led封装的重要材料之一，其功能实现了芯片与引线的电连接，起着芯片与外部电流导入和导出的作用。 led器件封装中常用的键合引线有金线、铜线、镀钯铜线、合金线等。

(1)金线。金线应用广泛，工艺成熟，但价格昂贵，导致led的封装成本过高。

(2)铜线。 铜线具有代替金线廉价、散热效果好、焊接过程中金属间化合物生长数慢等优点。 缺点是铜的存在容易氧化，硬度高，应变强度高等。特别是在接合铜烧球工艺的加热环境下，铜表面容易氧化，形成的氧化膜降低了铜线的接合性能，对实际生产过程中的工艺控制提出了更高的要求。

(3)镀钯铜线。 为了防止铜线氧化，镀钯铜线在封装界备受瞩目。 镀钯铜线具有机械强度高、硬度适中、焊球性好等优点，非常适用于高密度、多引脚集成电路封装。

胶水

目前，led显示器器件封装的胶粘剂主要包括环氧树脂和硅酮两种。

(1)环氧树脂。 环氧树脂易老化，易受潮湿，耐热性差，短波长光和高温易变色，胶质状态有毒，热应力和led不充分匹配，影响led的可靠性和寿命。 常常攻击环氧树脂。

(2)有机硅。 有机硅比环氧树脂性价比高，绝缘性、介电性、密合性好。 但缺点是气密性差，容易吸湿。 因此，led显示设备上的封装应用程序不常使用。

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。

无外观破坏及标记损坏在ipa溶剂中浸泡5±0.5分钟，室温下干燥5分钟，然后擦拭10次。