低成本LED封装技术

“”好几家NEPCONJAPAN2010的参展商表示。可降低本钱的技术之所以吸引如此多的关注，是由于过去一段时间以来困难的经济环境。事实上，今年度NEPCONJapan7％，为1,141家。一家印刷系统制造商的员工解释道：“漫长的经济衰退，让我们的客户比以往都更留意本钱。”NEPCONJAPAN展会中致力供给更高速与更高密度封装技术的进展了多种崭技术，包括承受更廉价的金、无银铜胶、可储存室温的鍚膏、低本钱LED散热器，以及一些可削减制程步骤的封装技术。降低金消耗的技术铜导线成为关键““铜导线的出货量在今年很有可能超过金导线，”台湾主要半导体封装厂日月光集团在日ShojiUegaki2009年下半年来，金价快速上涨，因而加速了从金导线过渡到铜导线，以抑制焊线接合制程本钱上升的脚步。200932％〔1〕。依据日月光透露，用铜导线取代金导线可以20％的本钱。日月光主要的工厂位于高雄，该公司打算20102000台铜导线的焊线机。针对此一趋势，在今年的NEPCONJAPAN中，展出重点便着重在可具体用量的技术。1金价持续上涨1金衡盎克。〔图依据田中贵金属工业的数据制成〕防止铜腐蚀的封装材料防止铜腐蚀的封装材料日本的京瓷化学公司〔日本的京瓷化学公司〔KYOCERAChemical〕KE-G1280系列封装材料，旨在解决铜布线长期存在的问题〔2〕2009年夏天开头量产，并已应用在极具本钱意识的动态随机存取记忆体〔DRAM〕和快闪记忆体等应用中。2针对铜导线进展最正确化的全封装材料。〔a〕。而京瓷化学则藉由削减氯离子含量，针对铜导线的应用开发了的封装材料〔b〕。当使用传统封装材料时，在封装过程中很可能导入氯离子〔当使用传统封装材料时，在封装过程中很可能导入氯离子〔Cl-〕，可能因而造成铜导线腐蚀。而京瓷化学则改採氯离子含量较低的原料，将通常为30ppm的氯离子浓度削减到15ppm。7Pa·s5Pa·s，这有助于生产出更细的金和铜导线，以SaeImoto指出：“海外制造商正在转换到铜导线，但日本制造商却是为了降低本钱，而尝试承受更细的金导线。”京瓷化学的技术不仅可处理更细的金导线，将来在转换到铜导线之后，其技术也能有效地应用在更细的铜导线上，以进一步降低本钱。金导线消耗量减半大日本印刷〔DaiNipponPrinting〕IC制造商的金导线用量。该公司开发出一种金属线路薄板，在打线接合制程中仅需使用一半的金导线，估量用量。该公司开发出一种金属线路薄板，在打线接合制程中仅需使用一半的金导线，估量2010年6月推出，将承受四方扁平封装〔QFP〕。大日本印刷表示，由于金价飙升，现已20102亿日圆的销售额。IC晶片正在持续微缩，但导线架的小型化看来却已到达极限了，这导致连接二者的金导线靠性带来损害。假设因线径增加而提升了金线强度，那麽材料本钱就会更高了。为解决这个问题，大日本印刷开发出一种金属线路薄板〔图3〕，用于连接IC晶片的金属线路板中心部份，并重将金属线路板的四周部份与导线架连接起来。3金线消耗量削减一半。〔a〕。金导线用于连接导线IC〔b，c〕。IC虽然在导线架上附加薄板并不需要额外的步骤1/3金线材料费用。在铜上，具体的模式是把铜蚀刻，而后再在外表涂上镍和金的电涂层。QFP130μm60μm。大日本印刷指出，这种改进过的布线，可以自由地“ICSiP。”印刷电子焊膏也朝铜方向转换板布线在内。截至目前为止，银胶〔Agpaste〕仍是主要材料，但现在，业界正消灭一股承受低本钱铜胶〔Cupaste〕的趋势。日本网版印刷设备商Micro-tec公司承受了一家材料制造商所供给的铜胶30μm的铜线与间距〔line-and-space〕图桉印刷〔图4〕。该公司解释道，这种方法的材料本钱，是承受银胶布线的1/10。该公司期望，透过与其合作的材料制造商共同改进印刷性能后，能在将来几年内实现商业化。4承受网版印刷的铜布线图原型30μm的铜线与间距〔line-and-space〕图案印刷。其材料本钱据说只有传统银胶的1/10。图为在绿色薄板上形成的封装基板布线图案。在印刷后，这种开发的铜胶能在仅在印刷后，这种开发的铜胶能在仅1501506060μΩcm；或是在一样空气和温度条件下，1530μΩcm。与现有技术不同，在经过场展现的产品看来，似乎是旭硝子公司〔AsahiGlass〕200912SemiconJapan中所展现的“铜填充胶”。8倍的印刷量NEWLONGSEIMITSUKOGYO公司展出了一套可较传统卷对卷制程系统提高八倍吞吐量的网版印刷系统〔5〕。58倍吞吐量。网版印刷系统使用了圆柱形网板，800％〔a〕。该系统适用于才智卡和其他不需要高精度的应用〔b〕。在传统的卷对卷印刷制程中，其网版〔在传统的卷对卷印刷制程中，其网版〔screenmask〕都是平面的，这意味着当一个印/停顿操作将削减约2.5m/20m/分的吞吐量不断移动。然而，印刷图桉的记号会从通常的10μm至100μm呈跳动性变化，因此，该公司估量该技术将用于不要求高精度的应用中。具体来说，它很适合触控萤幕布线，IC卡天线和锂现最大的吞吐量。焊料可存放在室温的全产品开头採取行动。在室温下保存的锡膏。包括日本NihonGenmaMfg.公司、SenjuMetalIndustry公司，以及Tamura公司等，都展现了可在室温贮存的锡膏产品。传统的锡膏在室温中会由于助焊剂挥用冰箱，这可削减所消耗的电力，以及所流失的黏度损失，这些都有助于降低本钱。依照需求制作锡膏日本nr“FreshPase是一种能让用户仅需预备所需锡膏数量的工具〔图6〕。过去，仅需使用少量锡膏的用户，通常会被迫放弃未使用的部份。工具有助改善此一状况，削减铺张，还有助削减本钱。该公司的一款套件约含250克的锡膏，并供给一系列旋转/搅拌混合的建议。该公司的这项展出是预先测试市场承受度，目前尚未打算推出样品。6为低产量用户量身打造的全产品。HarimaChemicalsSenjuHarimaChemicalsSenjuJetalIndustry等公司，则提出了使用焊膏印刷形成数十微米凸块间距的建议〔图7〕。HarimaChemicals公司解释道：“行动”Harima着面积，还能持续降低本钱。7用焊膏印刷制作超小型凸块的凸块〔a〕。Senju200mm晶圆〔b〕，据表系统来制造。同时实现高输出和低本钱LED的应用范围正从讯号显示扩展到包括同时实现高输出和低本钱LED的应用范围正从讯号显示扩展到包括LCD面板背光和照明等的宽阔市场。扩大应用的关键因素是不断降低的价格，同时也有很多技术为显示器应用供给本钱低廉的LED封装。一般来说，这个领域可区分为较低的元件本钱，以及更低本钱的制造过程。延长寿命的塑料LCD面板背光和照明等应用中，常常使用输出超过1WLED。这些高输出功率LED所产生的热量不仅降低发光效率，还会降低封装材料本身的品质。因此，目前的关键是解决这些问题，以及降低封装本钱。〔PanasonicElectricWorks〕已研发出一种可提高辐射性能的塑胶基板与散热器〔图8〕。像铝这类的金属基板虽然可供给更高的辐射性能，但本钱相对更高。因善了在两层铜之中将填料添加到塑料层的过程，将基板的导热效率从1W/mK提高到了2W/mK或3W/mK2W/mK3W/mK水准的商用化产品，同时也将进一步提高导热性能。8削减封装元件的本钱。LED免于静电放电的损害。RishoKogyo公司则建议由环氧树脂转换到硅，藉此提高LED封装基板中的塑料使用率。该公司表示，当曝露在光、热等环境中，环氧树脂的寿命仅有数千小时，相加昂贵。据该公司透露，承受硅的型塑料基板仅需“陶瓷根本的一小部份本钱，但却可供给同样的使用寿命。”2010年上半年开头供给样品。TDK-EPCLEDLED中TDK-EPC公司建议使用氧化锌〔ZnO〕压敏电阻，而非通常承受的氧化铝〔Al2O3〕子基板。即使在未使用齐纳二极体状况下，这个压敏电阻仍可释放电荷，并能承受高达未使用齐纳二极体状况下，这个压敏电阻仍可释放电荷，并能承受高达12kV的静电放电。TDK-EPC目前正推出压敏电阻基板的样品，并打算到2010年底前实现商用化。承受塑料封装解决问题京瓷化学公司开发出一种据称可降低处理本钱的塑胶，可用于在LED封装量产应用，如压缩成型〔图9〕。该公司并未披露具体材料资讯，仅表示是一种热固性塑胶。通常，使LED封装中的硅塑料，其接合力较差，并具有用于反射的镀银