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不良瓷嘴导致LED断线死灯问题多，瓷嘴优化刻不容缓 金鉴检测作为国内唯一一家专注于LED材料分析的实验室，采用高端微区分析设备和手段，可对瓷嘴微观结构进行观察和测量，结合该瓷嘴焊线后半成品引线键合质量的分析和评价，可以对瓷嘴选用是否合适、瓷嘴寿限评估等项目给出极具价值的参考意见，帮助客户提升引线键合质量，生产出高可靠性、高品质的LED产品。 LED焊线瓷嘴嘴尖结构及参数 在目前的LED封装焊线工艺中，主流的焊线技术采用的是热压超声键合技术。所谓热压超声键合，是指将引线末端采用电子打火棒打火烧结成金属球，再利用瓷嘴经由超声波振荡能量在一定的焊接压力下，让焊球与焊垫产生相对的摩擦运动，并借由快速摩擦产生的能量使焊球发生塑性变形，并与焊垫达到离子程度的熔接。由于瓷嘴对于焊接过程中植球和切线的塑型、线弧成形以及键合强度起着至关重要的作用，因此其选用是否合适及使用寿命管控是否恰当，将对LED封装成品质量和可靠性起着决定性的影响。 例如，CD（倒角直径）、ICA（内倒角角度）对植球后塑型有重要影响。 CD、ICA对植球后塑型的影响 又例如，OR（外弧半径）、FA（面角）大小对切线后鱼尾长度、契面是否平缓均有影响。 OR、FA大小对切线后鱼尾的影响 服务客户：封装厂，设备厂 金鉴检测项目： 检测项目一：瓷嘴甄选 新品或新工艺导入时，焊线工艺中要选用一款合符规格的新瓷嘴来匹配键合丝，这对于焊接出质量上乘的焊线半成品至关重要。传统的做法是根据经验值或进行打样验证来甄选（一般选择标准H=1.2~1.5WD）。但是，诚如上述，实际上瓷嘴头部有着极其复杂精密的参数和结构，他们都对于植球和切线的塑型、成形以及键合强度起着决定性的影响，这种传统的甄选方法，不仅太过粗糙，而且对焊接出的半成品无法评估，更无法保证其质量，若选择不合适，轻则造成焊接设备断线频繁，降低效率，耽误工时；重则引入连接隐患，引线连接强度低，成品测试或使用时，冷热冲击后出现死灯等异常，造成严重损失。金鉴检测采用微区分析设备和手段，可对瓷嘴精细参数和结构（瓷嘴的参数检测包括：L、 H 、CD、IC、ICA、T、OR、FA、IBT、OT ），以及焊接半成品进行微观观察和分析，并对焊接质量作出综合评估，协助客户选择参数合适的瓷嘴以焊接出高质量的焊线半成品。 检测项目二：瓷嘴磨损分析及寿命制定 瓷嘴长期使用后会有磨损，嘴尖结构也随之被破坏，若继续使用，焊接出的引线必将带来连接强度下降、线弧刮伤等方面的风险和隐患，因此，必须结合实际情况制定严格的使用寿限，寿命点数到后，应该及时更换新的瓷嘴。在LED封装厂，对于寿命的管控亦大多采用经验值，或采用实验验证结合推拉力测试数据统计出结果，然后在机台上设置寿命点数，瓷嘴到寿限后，机台自动报警提示更换。但是，由于所使用材料材质存在差异，以这种经验值或统计结果制定的瓷嘴寿命非常不精确，寿命制定过长，磨损严重后将带来焊接隐患，寿命制定过短，又造成极大的成本浪费。金鉴检测采用微区分析设备和手段，可对瓷嘴磨损情况、焊接半成品等进行观察和分析，协助客户制定准确合适的瓷嘴使用寿限。 案例分析： 一.瓷嘴甄选 LED焊线瓷嘴形貌图及元素 市场上有品类繁多的瓷嘴型号可供选择，其品质好坏（如耐磨损性能等）将对引线焊接工艺产生直接影响。金鉴检测可以对瓷嘴工作面区域检测和分析，还可以对瓷嘴焊接一定点数后工作面区域磨损情况进行观察和评估，为客户甄选一款适合的瓷嘴给出合理的参考意见。如上图所示，某客户通过检测后的综合对比选用的某款型号的瓷嘴，其采用Al2O3 （红宝石）材质，工作面进行粗化处理，有利于改善焊点键合强度。 二.瓷嘴对植球的影响 线颈部位形貌缺陷效果图 瓷嘴选择是否合适，对于植球后球形貌、键合质量等有着重要影响。金线之线径与瓷嘴之孔径未恰当匹配，会造成植球后线颈部损伤或缺陷，并对该处接强度造成恶劣影响，在冷热冲击的测试或使用环境下，导致B点疲劳失效，并最终导致电气连接回路出现虚接触甚至开路，造成灯珠闪烁或死灯不良。 某封装厂生产的LED灯珠在老化阶段出现大量的死灯现象，委托金鉴检测进行分析。不良样品开封后发现均为B点断开，对同批次的良品灯珠开封后也发现引线在线颈部普遍存在缺陷，表现为线颈部形貌异常或损伤，后对所使用瓷嘴送测，发现确实是由于瓷嘴选用不当导致焊线后缩径现象严重，金鉴检测在测试后给出合理的评估和建议，帮助客户解决了问题。 三.瓷嘴对切线形成鱼尾的质量的影响 LED焊线瓷嘴对切线形成鱼尾的影响 瓷嘴选择是否合适还对切线形成鱼尾的质量也有着至关重要的影响。某封装厂LED产品老化后出现大量死灯现象，委托金鉴进行分析。我们将样品开封后对二焊点观察，发现二焊点存在引线连接隐患：鱼尾压合面积小，D点有裂纹。对焊点侧面观察，发现鱼尾契面陡峭，长度短小。综合判定，我们认为出现这种现象极有可能为所使用瓷嘴规格不恰当（如瓷嘴outside radius过大）或瓷嘴寿命管控不当等原因造成二焊点切线后鱼尾契面角度大，过渡不平滑，并导致鱼尾压合面积小，D点连接强度低。因此，我们建议客户对所使用瓷嘴作进一步检测和评估。 四.瓷嘴对金线的影响 LED焊线瓷嘴造成的表面机械刮伤 LED焊线瓷嘴造成的表面机械刮伤 金鉴检测通过大量的失效案例发现，瓷嘴磨损严重后，内倒角结构被破坏，还会造成金线表面机械刮伤，严重时将对引线连接可靠性造成威胁：金线被刮伤后，引线损伤部位截面积变小、电流密度加大，使损伤部位易被烧毁熔断；同时，金线被刮伤后，还会造成损伤处抗机械应力的能力降低，极易造成引线损伤处断裂失效。另外，瓷嘴磨损严重后也会对线弧成型造成影响。 五.瓷嘴对焊点的影响 优质的焊点形貌 引线键合主要起到电气连接的作用，而引线中的一、二焊点是引线连接中经常出现问题的环节，因此，其连接强度必须保证。瓷嘴选择是否合适、寿命管控是否恰当对于焊点焊接质量的好坏有着重要的影响，如图所示，某封装厂经过金鉴检测的瓷嘴项目检测后，选择合适的瓷嘴匹配恰当的参数焊接出的一、二焊点球形形貌漂亮、鱼尾契面过渡光滑，无制程引入缺陷，因此，引线连接可靠性较高。 分享到：
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