Reliability aspects of electronics packaging technology using anisotropic conductive adhesives

Anisotropic conductive adhesive technology for electronics packaging and interconnect application has significantly been developed during the last few years. It is time to make a summary of what has been done in this field. The present paper reviews the technology development, especially from the reliability point of view. It is pointed out that anisotropic conductive adhesives are now widely used in many applications and the reliability data and models have been developed to a large extent for anisotropic conductive adhesives in various applications.

LED典型失效机理

鉴于LED芯片尺寸较小,散热和成本的压力,LED封装难度很大,暴露出来的可靠性问题也最多。LED失效后,往往能够通过电参数测试、内部形貌分析、剖面检查、SEM检查等方法暴露失效现象、分析出失效机理,最终提出改进意见,提高器件的良品率。根据失效分析实例剖析了LED典型失效机理:LED芯片缺陷和腐蚀;LED芯片粘结用导电胶腐蚀、使用不当导致开路或短路;LED芯片金丝键合损伤;LED封装结构设计不当,导致机械应力集中损伤芯片;LED器件使用不当——过流烧毁、ESD损伤、焊接不良或焊料迁移。并分别提出了相应的改进建议。

LED封装用导电银胶的制备及性能研究

通过研究树脂体系、固化剂及片状银粉对导电银胶体系力学性能、导电性能及耐候性能的影响,制备出可常温储存的导电银胶。结果表明,银粉质量含量75%,环氧树脂(EP)与聚酰胺酰亚胺树脂(PAI)质量比为80/20,二氨基二苯甲烷/二氨基二苯醚质量比为60/40,所配制的导电银胶的性能能够达到技术指标。样品经封装企业进行上线测试,能够满足应用要求。

高热导率银粉导电胶在LED照明中的应用及前景

高热导率银粉导电胶是近几年为适合大功率高亮度LED封装用而研发的新型产品。介绍了高热导率银粉导电胶在LED照明中的应用现状及市场情况,以及影响银粉导电胶导热性能的主要因素、提高其导热性的途径,并对导热银粉导电胶的发展前景进行了展望。

阳离子固化环氧固晶胶在LED小芯片封装中的应用

采用差示扫描量热法(DSC)对环氧树脂ERL-4221阳离子聚合固晶胶的反应动力学进行研究,并利用Kissinger模型对非等温数据进行分析。在阳离子固化剂质量分数为1.0%的条件下,该环氧固化体系的表观活化能为81.76 kJ/mol,表明该反应体系在常温下反应速度较慢,具有明显的潜伏特性。利用T-β外推法及等温固化过程确定了体系固化烘烤工艺为105℃(30 min)+170℃(30 min)。同时,采用芯片剪切力测试及分层试验证实了工艺参数的有效性。研究结果可为该固晶胶固化工艺及应用提供理论支撑。

LED封装用导电银胶的研制

以环氧树脂为主要成分,配合以平均粒径为0.2μm的片状银粉、聚酰胺酰亚胺预聚体,加入适当的潜伏型固化剂、促进剂、稀释剂、偶联剂等,制备了高性能LED用导电银胶。该导电银胶为单组分,常温贮存,剪切强度为17.8 MPa(室温)和5.34 MPa(150℃),体积电阻率1x10-5Ω·cm。

LED显示屏灌封用导热胶研制

以α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷为基胶,配合导热填料、稀释剂、交联剂和增粘剂等,制备了LED显示屏灌封用导热胶。研究了导热填料和交联剂用量对导热胶性能的影响,探讨了增粘剂种类和用量对导热胶粘接性能、力学性能的影响以及稀释剂用量对出油情况的影响。结果表明:随着导热填料用量增大,导热胶的拉伸强度、黏度、导热系数和密度都增大,断裂伸长率先增大后减小;随交联剂用量增大,导热胶的拉伸强度和硬度增大,断裂伸长率减小;含氨基的增粘剂对LED显示屏粘接良好,链烷烃混合物稀释效果好且不发生出油问题。

导热胶黏剂的研究进展及其在LED封装的应用

导热胶黏剂由于具有良好的导热能力和力学性质,被广泛运用于各个领域电子封装。大功率LED器件的散热基板与基座之间的接触热阻会阻碍其芯片PN结与散热基板之间的热传导,进而影响电子器件的光、色、电性能及寿命。导热胶黏剂用于填充材料界面间接合时的空隙,起到了减小接触热阻,降低PN结温度的作用。本文综述导热胶黏剂的导热理论,介绍绝缘与非绝缘导热胶黏剂的研究现状,对影响胶黏剂导热的因素和改善途径做出分析,概述了导热胶黏剂在LED封装时的应用,最后对导热胶黏剂的发展前景做出展望。

LED封装用新型导电银胶

介绍了导电银胶的典型体系、导电机理;重点阐述了LED封装用高可靠导电银胶的主要性能指标、测试技术和发展趋势。

BN&AlN&SiC/环氧树脂复合材料线膨胀系数对LED寿命的影响

在全球大规模推广使用LED照明的今天,使用寿命是制约LED发展的瓶颈,其中,封装材料的线膨胀系数对大功率LED的使用寿命具有重要的影响。由于大功率LED粘接层材料比其相邻材料的线膨胀系数大,在循环工作时各层之间的膨胀收缩不一致,导致层与层之间产生翘曲裂纹现象,从而影响LED的使用寿命。文中采用向环氧树脂(EP)中分别加入氮化硼(BN)、氮化铝(AlN)、碳化硅(SiC)微粉颗粒制备出3种——BN/EP、AlN/EP、SiC/EP复合材料,并对其进行对比分析。研究结果表明,BN/EP复合材料性能最佳,线膨胀系数可降至3.86×10-5 K-1。且当BN质量分数为55%时,导热系数达到1.598 W/(m·K),粘接强度为53.83 MPa。与纯环氧树脂相比,可使1 W LED芯片结温降低约29.6℃,寿命提高约2.2×104 h。

环氧导电银胶在LED上的应用现状

作为无铅材料的一种,环氧导电银胶广泛应用于电子元器件的封装,如用于LED固晶。文章介绍了LED封装用导电银胶的市场情况、目前所用导电胶的性能及应用前景和研发方向。

LED用有机硅导热垫片的制备及性能研究

以硅树脂为基料,氢氧化铝与氧化铝为导热填料,制得LED用有机硅导热垫片,测试了导热垫片的综合性能。结果表明,导热垫片邵尔OO硬度为10度,伸长率450%,热导率为1.0 W/m·K,易于压缩变形,热稳定性及表面粘性好,能满足LED用导热界面材料的性能要求。

应用石墨片导热层压封装COB LED光源及其热性能

研究了加石墨片导热层的层压封装COB LED光源的热性能和水下环境运行的可靠性。采用COB技术制备了COB LED光源,并在COB LED光源和平面铝基板散热器之间加石墨片进行真空层压封装,然后对层压封装的COB LED光源模组进行了光谱和热性能实验。在900 mA恒流驱动条件下,测得COB LED光源的电压温度系数为-0.3 mV/K;对石墨片导热层层压封装的COB LED光源模组和未加石墨片的模组在水温25℃水环境下进行了运行对比实验,结果发现运行结温分别为49.28℃和63.67℃。实验结果表明,层压封装COB LED光源用石墨片导热层能有效降低运行结温,并适合在常温水下照明应用。

LED封装胶耐热性实验研究

利用分光测色仪、光电测试机和推力测试机等测试手段,实验测定了不同加热烘烤条件下LED的色差、光电参数及树脂推力,研究了不同LED封装胶的耐热性差异,并为行业提供了LED产品的维修方案。

大功率LED灯具中导热材料的分析和应用

文章通过对大功率LED光源灯具中所用的各种导热材料的特性分析,结合大功率LED光源自身的散热需求分析,阐述了大功率LED照明灯具中常用的主要导热材料性能特点以及在灯具中所起的作用。文章中系统介绍了LED灯具中常用的几种导热材料性能和使用方法,并应用具体的测试数据进行对比分析,说明了选用不同的导热材料对LED灯具散热效果的影响和对灯具寿命影响的重要性,旨在说明设计LED灯具和选择导热材料时,要根据不同的灯具类型和结构特点,选用与其性价比合理的导热材料。只有重视灯具的导热材料,才能保证灯具中LED光源得到较好的散热,从而延长LED灯具的使用寿命。虽然各种导热材料的合理选择看似微不足道,但却可以提高LED灯具的性价比,这样才能让LED灯具真正进入千家万户,真正进入绿色照明时代。导热材料是决定灯具散热效果的重要因素之一,它甚至和电源驱动一样直接影响着灯具的使用寿命。最后希望业界同行能够在灯具设计和标准化应用中更多关注各种导热材料,关注导热材料在大功率LED灯具标准化统一中所起的积极作用,通过合理应用这些导热材料,在促进导热材料不断更新的同时必然带动我国LED产业的健康发展。

一种无溶剂型电子封装用导电胶的研制

为了解决导电胶黏剂因综合性能不足而导致大规模应用的受限,本文以酚醛环氧、多官能环氧为导电胶树脂基体,选用了4,4′-二氨基二苯砜(DDS)作为固化剂,片状银粉作为导电填料,通过调节银粉和固化剂的用量,制备了有良好流变性、导电性、力学性能的导电胶。通过分析测试,得到导电胶的黏度为32 800 mPa·s,触变指数为4.0,体积电阻率为4.34×10^(-4)Ω·cm,剪切强度为17 MPa,热导率为3.96 W/(m·K),Cl^(-)、Na^(+)和K^(+)分别仅为6.79×10^(-5)、6.31×10^(-5)和<10^(-5)。该导电胶综合性能优异,可应用于电子元器件及其他导电导热功能性材料的粘接。

高导热环氧/有机硅杂化封装胶的制备与性能

以γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷为原料,通过水解缩聚制备出有机硅树脂,采用不同尺寸的改性氧化铝填充环氧/有机硅树脂基体以改善其耐热性能,并考察其力学性能、导热性能。结果表明,合成的有机硅树脂能提高封装胶的热分解温度,其热分解温度比环氧树脂高35.66℃。所制备封装胶的导热系数为1.01 W/(m.K),相比单一环氧树脂其导热性能提高了约5倍,其粘接强度为10.27 MPa,该导热封装胶表现出良好的的综合性能,可用于微电子器件封装领域。

新型电力电子器件封装用导热胶粘剂的研究

通过在环氧树脂中加入不同量的具有高导热系数的填料（ 氧化铝、氮化铝、碳化硅），并研究加入填料后环氧树脂的导热性能随填料填充体积分数的变化规律，研制出了具有高导热能力的新型导热胶粘剂。

芯片高密度封装互连技术

电子封装正朝着高密度封装的方向发展,以满足市场对高性能、高可靠性、低成本、微型化的电子产品的需求.高密度封装具有多学科交叉的特点.综述课题组多年来在芯片高密度封装互连技术,包括倒装芯片(flip chip,FC)凸点制备/转移技术、导电胶高密度互连技术、叠层芯片封装技术及封装可靠性方面的研究工作,并指出未来高密度封装技术的发展方向.

国内外导电胶的发展现状

由于铅对人体及环境有害,使得铅锡焊料的使用受到了限制。目前无铅焊料和导电胶被认为是理想的铅锡焊料替代品。本文介绍国内外无铅连接材料的最新进展,重点论及作为环境友好型的无铅连接材料的导电胶及其组成、应用和最新进展。