銀線二焊鍵合點剝離LED死燈的案子時常發(fā)生,大家通常爭論是鍍銀層結(jié)合力差的問題,還是鍵合線工藝問題,而本案例,金鑒從百格實驗和FIB截面觀察的角度來判定為鍵合工藝導(dǎo)致。
客戶在貼片完后出現(xiàn)死燈,金鑒接到客訴后立即進(jìn)行了初步分析,死燈現(xiàn)象為支架鍍銀層脫落導(dǎo)致,請分析死燈真實原因。
檢測結(jié)論:
燈珠死燈失效死燈現(xiàn)象為支架鍍銀層脫落導(dǎo)致是由二焊引線鍵合工藝造成。
焊點剝離的過程相當(dāng)于一次“百格試驗”,如果切口邊緣有剝落的鍍銀層,證明支架電鍍有質(zhì)量問題,如果未有剝落現(xiàn)象,則表明引線鍵合質(zhì)量有問題。金鑒工程師對支架上二焊點剝離位置支架鍍銀層進(jìn)行FIB定點切片,我們發(fā)現(xiàn)剝離焊點附近鍍銀層與鎳層沒有裂縫,這表明鍍銀層結(jié)合力良好。同時我們發(fā)現(xiàn)在焊點位置的鎳層的厚度比非焊點位置的要厚,表明焊點鎳層在熱超聲焊接過程中發(fā)生重接晶,晶粒變大,晶層變厚。變大的鎳層晶粒與銀層晶格不匹配,結(jié)合力變差。鎳層晶粒變大超過一定度的時候,鍍銀層在后期其使用封裝膠的膨脹力下,鍵合引線拉扯,導(dǎo)致鍍銀層與鎳層剝離失效。
本案例使用的是金包銀鍵合線,銀的硬度比金要大。很多焊線機(jī)是根據(jù)金線設(shè)計的,換成銀線,焊線的工藝和參數(shù)要根據(jù)線的材質(zhì)本身的特性進(jìn)行調(diào)整,燒球的電流、功率和時間,銀線與金線是有差別的,建議客戶進(jìn)一步優(yōu)化二焊鍵合工藝參數(shù)。
金鑒實驗室檢測數(shù)據(jù)分析:

金鑒工程師取失效燈珠,機(jī)械方法去掉封裝膠,SEM下觀察發(fā)現(xiàn)二焊點與支架鍍銀層剝離,對剝離位置進(jìn)行EDS分析,未發(fā)現(xiàn)異常元素。

為檢測鍍銀層附著強(qiáng)度,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5270-2005的試驗方法,取委托單位送測的同一批次正常燈珠,物理方法去掉封裝膠后進(jìn)行鍍銀層附著強(qiáng)度試驗。試驗方法: 將支架置于250℃環(huán)境中30min,然后浸入室溫水中驟冷,取出后, 檢查鍍層是否有起泡或脫落。 熱震實驗后,在SEM下觀察支架鍍層形貌,均未發(fā)現(xiàn)有起泡或脫落現(xiàn)象。

為了避免銀的延展性導(dǎo)致機(jī)械制樣誤差,金鑒采用FIB截面切割,SEM測量鍍層厚度,結(jié)果顯示鍍銀層厚度約1.917μm,鍍鎳層厚度約357.3nm。

對失效燈珠鍵合線進(jìn)行FIB定點切片,SEM-EDS分析結(jié)果顯示失效燈珠鍵合線采用金包銀合金。如果對銀金厚度比計算,還可精確地算出金含量。


焊點剝離的過程相當(dāng)于一次“百格試驗”,如果切口邊緣有剝落的鍍銀層,證明支架電鍍有質(zhì)量問題,如果未有剝落現(xiàn)象,則表明引線鍵合質(zhì)量有問題。金鑒工程師對支架上二焊點剝離位置支架鍍銀層進(jìn)行FIB定點切片,我們發(fā)現(xiàn)剝離焊點附近鍍銀層與鎳層沒有裂縫,這表明鍍銀層結(jié)合力良好。同時我們發(fā)現(xiàn)在焊點位置的鎳層的厚度比非焊點位置的要厚,表明焊點鎳層在熱超聲焊接過程中發(fā)生重接晶,晶粒變大,晶層變厚。變大的鎳層晶粒與銀層晶格不匹配,結(jié)合力變差。鎳層晶粒變大超過一定度的時候,鍍銀層在后期其使用封裝膠的膨脹力下,鍵合引線拉扯,導(dǎo)致鍍銀層與鎳層剝離失效。
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