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Mini-LED为什么要用真空焊接工艺?

2019-08-17 12:43:52     来源:粤讯

近几年来面板行业的高速发展,国内厂商疯狂扩产后,产品的供给和需求关系得到了基本缓和,厂商开始转而重视产品“质”的提升。显示面板行业将朝着高分辨率的画面、曲面、超薄平面、轻薄化、可弯曲化、高动态HDR、高对比度及广色域的趋势发展,由此Mini-LED应运而生。


根据预测,2019年Mini-LED将正式爆发,进入商品化阶段。目前,全球主流厂商已基本完成了Mini-LED背光的研发进程,进入小批量试样或大批量供货阶段。国内各大企业也在紧锣密鼓的进行工艺研究,加快投放市场的进程。


Mini-LED采用LED芯片尺寸为微米等级,每张Mini-LED线路板上通常会有数千个芯片,上万个焊点,以连接RGB三色芯片。如此巨量的焊点,给芯片的封装焊接带来了很大的难度。今天我们一起来了解一下焊接工艺。


Mini-LED为什么要用真空焊接工艺?


相比传统的回流焊焊接工艺,Mini--LED对工艺的要求达到了极致,据统计,焊接不良有40%以上是因为印刷工艺引起的,40%是由焊接引起的。其它20%和锡膏、基板材料有很大关系。对于Mini-LED的可靠焊接,对设备回流焊、焊接工艺、材料(锡膏)都提出了更高的要求,三者缺一不可。


设备-真空回流焊:


Mini-LED的焊盘更小、锡膏量更少、芯片更小,对焊接设备的要求、温度均匀度等工艺参数提出了更高的要求。目前焊接出现的问题包括:


1、芯片位移:芯片焊接之后有移动,需要减少裸芯片焊接后的移动。


2、芯片旋转:因为Mini-LED芯片本身间距只有0.8mm、0.6mm、0.4mm甚至更小,那么在焊接过程中,芯片本身在气氛环境下容易旋转,影响不良。


3、空洞率高:目前氮气回流焊焊接之后,采用低空洞率锡膏,焊接后空洞率也就控制到10%左右。普通的锡膏,焊接后空洞率可能达到15%以上。空洞率太高,长期使用因为导热效果或可靠性问题可能会导致产品不良。


4、虚焊:在选择回流焊的时候,氧气含量是个很重要的指标,如果氧含量不能控制到100ppm以内,甚至更低,有可能导致产品的虚焊。同时温度均匀度不达标也是一个很重要的因素。整个炉腔内的温度均匀度如果达不到2度以内,就会导致部分芯片虚焊不良。


以上这些问题也是用户选择真空焊接炉很重要的参数。一定要多去测试,一定要严格控制技术指标。毕竟一块电路板上面9000多颗芯片,有几个不良导致最终产品的不良是很大的一件事。


Mini-LED为什么要用真空焊接工艺?


笔者是测试行业内多家回流焊和真空回流焊炉,多次失败,历经一年多的时间才测试成功后的有感而发。前面走的弯路太长了。


我们最终测试并购买了中科同志科技公司的V3这一款真空焊接炉。效果完全满足要求。P0.9 P0.6的产品都小批量焊接成功。空洞率目前已经控制到2%以内。这一款真空炉有几个优点:


1、温度均匀度很高。真正达到了2度以内,之前有些公司宣传说温度均匀度达到2度以内,经过我们实际测试,根本就不达标。虚假宣传太厉害,这是也是我们走弯路的主要原因。


2、升温斜率过程中的温度均匀度,这个之前我们也不太关注,后来经过厂家技术人员介绍,发现这一个指标也很关键。


3、降温过程中的温度均匀度,我们之前只关注降温斜率。没有太关注这个过程中的温度均匀度。在后期的实际焊接过程中,发现这个指标也是一个很核心的指标。你想想,焊锡都融化了。开始冷却,有的地方冷却的快,有些地方冷却的慢,之前我们测试一家真空炉产品,冷却的时候温度均匀度居然差70度,你想想这个因素导致的不良会有多少。而且这个因素很少有人关注。我们之前测试不良,厂家技术人员说有可能是我们材料的问题,他们的工艺没有问题。我们反复折腾,花了近半年的时间,后来在这一款V3的真空炉上,这些问题都没有发生。


Mini--LED产品因为芯片太多,工艺摸索相对复杂,找一家懂行的供应商,产品进度能缩短一半甚至一大半。


注:文章内的所有配图皆为网络转载图片,侵权即删!

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