在 COB(Chip on Board)封裝工藝中,錫膏作為芯片與基板之間的“橋梁”,其選型直接決定了焊點可靠性、生產良率及器件在復雜環境中的使用壽命。COB封裝憑借高密度集成優勢,廣泛應用于LEDs領域(如LED戶外大屏、汽車大燈)、汽車電子(傳感器模塊、儀表盤)、消費電子(智能手表、無線耳機)等領域,這些場景對焊接材料的耐溫性、精度、抗振性提出了差異化需求。企業該如何在琳瑯滿目的錫膏產品中找到最優解?關鍵在于從應用場景、焊接溫度、顆粒精度、助焊劑特性、可靠性成本五個維度構建系統化選型邏輯。
1、錨定場景需求:不同領域的核心性能訴求
COB 封裝的應用場景決定了錫膏的核心性能方向。在LED照明與顯示領域,長期點亮產生的高溫與紫外線照射,要求焊點具備低熱阻(導熱率>50W/m?K)和抗老化能力,避免因焊點氧化導致的光衰或死燈;汽車電子中的傳感器模塊,需在- 40℃~125℃寬溫域及50G振動環境下穩定工作,焊點抗疲勞性能成為關鍵;而可穿戴設備的緊湊空間內,0.2mm以下超細焊盤與柔性基板的精密連接,對錫膏的印刷精度與低熱損傷特性提出了極高要求。明確場景痛點,是選型的第一步。
2、焊接溫度:在芯片耐溫與工藝兼容間精準取舍
焊接溫度的選擇以芯片耐溫極限為基準。對于耐溫≤150℃的常規硅芯片,低溫錫膏(熔點138℃,如SnBi合金)是首選,其180-190℃的焊接峰值可避免高溫對芯片鈍化層的損傷——某LED廠商曾因使用中溫錫膏導致芯片漏電率上升,正是由于峰值溫度超過芯片耐溫閾值。而碳化硅等高溫功率器件(耐溫≥200℃),則需中溫(170℃,SnAgBi)或高溫錫膏(217℃,SnAgCu),配合陶瓷基板確保焊點在150℃長期運行時的結構穩定。多芯片混裝場景中,需遵循“后焊溫度高于前焊熔點30℃”原則,防止先焊焊點重熔塌陷,保障工藝兼容性。
3、顆粒度精度:從焊盤尺寸到印刷工藝的全鏈路適配
錫膏金屬粉末的顆粒度直接影響超細焊盤的成型質量。常規 COB 工藝(引腳間距≥0.5mm)可選用T5級(15-25μm)粉末,其均勻的顆粒分布(D50=20±2μm)能有效避免粗顆粒堵網(粗顆粒占比每增加1%,網板堵塞頻率提升3倍);而Mini LED等精密封裝(引腳間距0.2-0.3mm),則需T6級(5-15μm)甚至T7級(2-11μm)粉末,配合激光印刷或針轉移技術,實現70μm焊盤的精準成型。針對柔性基板,低黏度配方(80-100Pa?s)可減少印刷壓力導致的基板變形,確保焊點高度均勻性>95%,避免因應力集中引發的焊點開裂。
4、助焊劑特性:適配后處理工藝與復雜環境
助焊劑的選擇需兼顧活性、殘留控制與環境耐受性。70% 以上的COB封裝采用免清洗工藝,松香基助焊劑因殘留物表面絕緣電阻>10^13Ω,成為首選,可避免LED芯片引腳被助焊劑殘留腐蝕;在高濕高鹽的戶外照明場景,低鹵素配方(鹵素含量<500ppm)配合納米抗氧化劑,能將焊點在85℃/85% RH環境下的絕緣電阻下降幅度控制在10%以內,顯著延長器件壽命;對于鍍金基板的精密焊接,氮氣保護(氧含量<50ppm)搭配低活性助焊劑,可將焊點氧化率降至0.3%以下,減少脆性金錫化合物生成,提升連接可靠性。
5、可靠性與成本:短期良率與長期壽命的平衡藝術
錫膏選型需在成本與性能間找到最優解。普通 LED 球泡燈等低端產品,可選擇性價比高的SnZn系錫膏(成本較SnAgCu低30%),并通過硅膠灌封彌補耐溫不足;而汽車ADAS攝像頭等高端應用,需采用SnAgBi改良型合金(成本高20%),其35MPa的焊點剪切強度(較常規錫膏高40%)及AEC-Q200認證,能有效規避焊點失效導致的傳感器誤報風險。此外,存儲與使用細節不容忽視:0-10℃冷藏保存、開封后24小時內用完,可避免助焊劑吸濕導致的焊點空洞率上升(濕度>60%時空洞率增加2倍),從細節處保障良率。
錫膏選擇是一個從需求解構到量產驗證的閉環管理過程。系統化選型需遵循 “需求拆解—小樣驗證—量產優化”三步法。
首先,結合封裝類型、芯片耐溫、焊盤尺寸等參數形成選型清單。其次,通過 3D SPI 檢測印刷精度(0.2mm焊盤成型合格率>98%),并進行高溫老化、振動測試等可靠性驗證。最后,根據量產反饋調整配方,例如 Mini LED COB 添加1%納米銀線,提升焊點導熱率15%,降低芯片結溫5℃,實現性能迭代。
COB 封裝的錫膏選型,本質是材料特性與應用場景的深度匹配。從LED照明的耐候性設計到汽車電子的寬溫抗振要求,從精密印刷的顆粒度控制到助焊劑的環境適配,每一個決策都需以數據為支撐,以測試為驗證。作為深耕半導體封裝材料的專業供應商供應商,傲牛科技始終以 “場景化解決方案”為核心,助力企業在效率與品質間找到平衡,我們也推出了多款針對COB封裝的錫膏產品,如PSP-S LF219、PSP-S LF248等,歡迎您的垂詢了解。
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