合金支架对电子元器件可靠性的影响

合金作为一种新兴支架材料,具有价格上的优势,目前已广泛应用于电子元器件封装中。为研究支架更替对器件性能和可靠性产生的影响,使用对比的方法,对合金支架和黄铜支架样品进行了一系列的可靠性试验和分析。通过研究发现,两类样品在性能上的差异完全可以忽略,在多数环境下也都具备较好的可靠性。相对于黄铜支架样品,合金支架样品的参数具有更好的稳定性,但在耐高温、耐腐蚀和引脚强度等方面,还存在一定的可靠性问题。在元器件的参数中,直流增益和饱和压降是比较容易受环境影响的参数,而反向击穿电压在环境实验中很少有变化。     

大功率LED低热阻封装技术进展

散热是大功率LED封装的关键技术之一,散热不良将严重影响LED器件的出光效率、亮度和可靠性。影响LED器件散热的因素很多,包括芯片结构、封装材料(热界面材料和散热基板)、封装结构与工艺等。文章具体分析了影响大功率LED热阻的各个因素,指出LED散热是一个系统概念,需要综合考虑各个环节的热阻,单纯降低某一热阻无法有效解决LED的散热难题。文中还对国内外降低LED热阻的最新技术进行了介绍。     

PBGA封装的耐湿热可靠性试验研究

塑封电子器件作为一种微电子封装结构形式得到了广泛的应用,因此湿热环境下塑封电子器件的界面可靠性也越来越受到人们的关注.为了研究塑封器件及其所用材料在高湿和炎热(典型的热带环境)条件下的可靠性,采用耐湿温度循环的试验方法,以塑封球栅平面阵列封装(PBGA)器件为例进行测试.试验结果表明,芯片是最容易产生裂纹的地方,试验后期器件产生的裂纹主要出现在芯片和DA材料界面处及芯片、DA材料和EMC材料三种材料的交界处.空洞缺陷是使界面层间开裂的主要原因,在高温产生的蒸汽压力和热机械应力的作用下,界面上的微孔洞扩张并结合起来,导致器件最后失效.     

大功率LED用封装基板研究进展

LED被称为第四代照明光源及绿色光源,近几年来该产业发展迅猛.由于LED结温的高低直接影响到LED的出光效率、器件寿命和可靠性等,因此散热问题已经成为大功率LED产业发展的瓶颈.文章阐述了大功率LED基板的封装结构和散热封装技术的发展状况,从基板的结构特点、导热性能及封装应用等方面分别介绍了金属芯印刷电路基板、覆铜陶瓷...     

湿热环境下EMC尺寸对PBGA器件可靠性的影响

塑料封装器件由于湿热导致层间开裂是影响器件可靠性的关键问题之一。采用有限元分析软件模拟和计算了不同的模塑封材料(EMC)尺寸的PBGA(塑封焊球陈列)器件在358.15K、RH60%条件下吸潮168h和398.15K、RH0环境下干燥50h后器件内部的应力对界面可靠性的影响。结果表明,在吸潮情况下,EMC厚度为0.85mm的器件的界面可靠性最低,最大湿应力为0.528MPa;在干燥阶段,EMC厚度为1.25mm的器件的界面可靠性最高,最大湿应力仅为0.124MPa。     

安防用红外LED的性能和可靠性

安防用红外发光二极管(LED)要求具有更高的辐射功率和更低的功率退化。通过比较不同红外LED芯片材料的性能,设计选用850 nm GaAlAs芯片,以满足安防用红外LED的性能要求。封装材料的应力和热阻是影响红外LED功率退化的两个因素。试验证明通过采用硅胶包封芯片,降低了环氧树脂封装所带来的应力,可使Lamp型红外LED功率退化由18%降为6%。通过计算得出铁支架Lamp型、铜支架Lamp型和大功率三种红外LED的热阻分别为483.8,173.1和6.7℃/W,经通电1 000 h试验后功率退化分别为18%,10%和0,证明采用高导热材料,能够提高器件的散热能力,降低芯片结温,有效减少辐射功率退化现象。     

BGA植球工艺技术

BGA(ball grid array)球栅阵列封装技术是20世纪90年代以后发展起来的一种先进的高性能封装技术,是一种用于多引脚器件与电路的封装技术。BGA最大的特点就是采用焊球作为引脚,这不仅提高了封装密度,也提高了封装性能。而植球工艺作为BGA封装中的关键工艺将会直接影响器件与电路的性能及可靠性。影响BGA植球工艺的主要因素有:植球材料、植球工艺及回流焊工艺。文章通过对BGA植球的基板、焊膏/助焊剂、焊球等材料的详细介绍,详实阐述了植球工艺过程,并对BGA后处理的回流焊工艺进行了详细描述,提供了BGA植球工艺的检测方法,对植球工艺的可靠性进行了探讨。     

10W COB集成LED光源的性能分析

随着发光二极管(LED)的发光效率、寿命、可靠性等性能的逐步提高,特别是大功率LED的发展备受人们关注,已经开始作为光源应用于普通照明领域中。但是大功率LED的散热问题是阻碍其迅速发展和推广普及的难题之一。从光色电热等性能方面,详细介绍了10W COB集成LED光源的研究进展,通过封装材料的选择和封装工艺的改善,可以有效改善LED的热阻性能,实测器件热阻值Rth=4.6K/W。     

大功率白光LED封装技术面临的挑战

发光二极管（LED）是一类可直接将电能转化为可见光和热等辐射能的发光器件,具有一系列优异特性,被认为是最有可能进入普通照明领域的一种“绿色照明光源”。目前市场上功率型LED还远达不到家庭日常照明的要求。封装技术是决定LED进入普通照明领域的关键技术之一。文章对LED芯片的最新研究成果以及封装的作用做了简单介绍,重点论述了封装的关键技术,包括共晶焊接、倒装焊接以及散热技术,最后指出了未来LED封装技术的发展趋势及面临的挑战。     

LCCC封装器件焊点可靠性研究

LCCC封装器件具有体积小和电性能好的特点,因此应用越来越广泛。但是,由于其无引线特点,以及本体材料与基板FR-4材料的热膨胀系数不匹配,在温度变化过程中焊点应力集中,容易导致疲劳失效。在分析LCCC封装器件高可靠焊接要求和影响焊点可靠性寿命因素的基础上,分别选择28引脚、44引脚和64引脚三种LCCC封装器件进行焊接试验,并通过温度循环试验验证焊点的可靠性,最终得出验证结果。     

大功率白光LED封装设计与研究进展

封装设计、材料和结构的不断创新使发光二极管(LED)性能不断提高.从光学、热学、电学、机械、可靠性等方面,详细评述了大功率白光LED封装的设计和研究进展,并对封装材料和工艺进行了具体介绍.提出LED的封装设计应与芯片设计同时进行,并且需要对光、热、电、结构等性能统一考虑.在封装过程中,虽然材料(散热基板、荧光粉、灌封胶)选择很重要,但封装工艺(界面热阻、封装应力)对LED光效和可靠性影响也很大.     

硅衬底结构LED芯片阵列封装热可靠性分析

LED阵列封装是高密度电子封装的解决方案之一,LED的光集成度得到提高,总体输入功率提高,但同时其发热量大,封装结构如果不合理,那么在温度载荷下各层材料热膨胀系数的差异将会导致显著的热失配现象,从而将会大大缩短LED的寿命。为此,兼顾散热和封装的可靠性设计与表面贴装式将芯片直接焊接在铝基板上不同的是采用硅衬底过渡,同时在硅衬底上布置电路这一结构。这种结构的优点是可以通过硅衬底的过渡来降低热失配对封装结构的影响,同时硅衬底作为电路层则省去了器件引脚。通过对4×4的LED芯片阵列结构进行有限元模拟,分析了温度对带有硅衬底的LED芯片阵列封装可靠性影响,同时对硅衬底进行分析和总结。     

影响环氧塑封料应力、黏度因素分析及解决

环氧塑封料是微电子工业和技术发展的基础材料, 作为IC后道封装三大主材料之一, 随着IC封装技术的发展, 对其特性的要求愈来愈严格, 尤其对应力、黏度等性能的要求更高。文章简要分析了影响环氧塑封料应力和黏度的因素, 并提出了多个解决方案。通过实验的方式得出数据并加以分析, 通过膨胀系数的数据来反映应力大小, 膨胀系数越小, 在封装过程中产生的应力越小, 不易产生翘曲、分层现象。通过黏度数据大小来反映环氧塑封料流动性能的变化。同时文章还介绍了环氧塑封料膨胀系数和黏度的测试方法。     

一种利用有限元法模拟LED芯片结点温度的方法

提出了一种以有限元法估算发光二极管(LED)光源模块结点温度的方法,提出了较详细的计算步骤,最后以6只1 W大功率LED组成的光源模块为例,演示如何以实测为基础,实测与软件试算相结合来估算LED光源模块的芯片结点温度.结果证明该方法具有较好的预测性,可以用来研究LED光源模块的温度分布,从而为研究LED封装材料匹配性、系统可靠性提供一定的参照.     

A statistical study to identify the effects of packaging structures on lumen reliability of LEDs

The development of high-power light-emitting diode (LED) devices has been bedeviled by the reliability problems. And most reliability issues are caused by the packaging materials rather than the chips. However, which packaging material is the most influential remains unrevealed. To answer this question, a statistical method was introduced in this paper. Optical simulations were conducted to calculate the optical output power of LED package according to the orthogonal experimental design. Range and variance analyses were carried out to determine the significance of the relevant factors on the LED's light output. The results showed that the dome lens among the non-luminescent packaging materials had the most significance in affecting the light output. It is concluded that this method is useful in detecting the most significant part of LED packaging materials during the development of new packaging structures and is beneficial for enhancing the whole reliability of LED package effectively.     

Degradation of silicone in white LEDs during device operation: a finite element approach to product reliability prediction

Silicone, which is a very common material for Light Emitting Diode (LED) packaging components like lens, casting and housing, undergoes degradation during high temperature and current operation. Indeed, electrical and optical losses cause material shrinkage and hardening, inducing mechanical stress within the LED assembly, which can end up into crack formation in silicone. In order to evaluate the reliability of LED package regarding the silicone crack, a degradation material model is developed, which is based on the experimental investigation of the mechanical properties of silicone during degradation. A thermo-optical model is used for the calculation of the temperature distribution in the device during steady-state operation. The crack reliability model, which is build combining the stress simulation results based on finite element approach and the visual inspection of the corresponding LED package during steady-state operation, is used to estimate the package lifetime depending on the operation conditions.     

AuSn合金在电子封装中的应用及研究进展

AuSn合金焊料因其具有优良的抗腐蚀、抗疲劳特性和高强度、高可靠性等优点而在气密性封装、射频和微波封装、发光二极管(LED)、倒装芯片(Flip-chip)、激光二极管(LD)、芯片尺寸封装(CSP)等方面得到广泛的应用。从电子封装无铅化和合金焊料的可靠性等方面,对AuSn合金焊料的物相结构和材料性能进行了讨论,并对AuSn合金焊料在电子封装中的应用及其研究进展进行了总结和展望。     

Reliability test and failure analysis of high power LED packages

A new type application specific light emitting diode(LED) package(ASLP) with freeform polycarbonate lens for street lighting is developed,whose manufacturing processes are compatible with a typical LED packaging process.The reliability test methods and failure criterions from different vendors are reviewed and compared.It is found that test methods and failure criterions are quite different.The rapid reliability assessment standards are urgently needed for the LED industry.85℃/85 RH with 700 mA is used to test our LED modules with three other vendors for 1000 h,showing no visible degradation in optical performance for our modules,with two other vendors showing significant degradation.Some failure analysis methods such as C-SAM,Nano X-ray CT and optical microscope are used for LED packages.Some failure mechanisms such as delaminations and cracks are detected in the LED packages after the accelerated reliability testing.The finite element simulation method is helpful for the failure analysis and design of the reliability of the LED packaging.One example is used to show one currently used module in industry is vulnerable and may not easily pass the harsh thermal cycle testing.     

环氧模塑料在半导体封装中的应用

环氧模塑料是一种重要的微电子封装材料,是决定最终封装性能的主要材料之一,具有低成本和高生产效率等优点,目前已经成为半导体封装不可或缺的重要材料。本文简单介绍了环氧模塑料在半导体封装中的重要作用和地位;分析了环氧模塑料性能对半导体封装的影响,并对不同半导体封装对环氧模塑料的不同要求进行了分析;最后展望半导体封装和环氧模塑料的未来发展趋势,以及汉高华威公司在新产品开发中的方向。