Các thiết bị hiển thị như tivi, máy tính gần như đã trở thành một vật dụng cần thiết trong cuộc sống hàng ngày của mỗi gia đình. Công nghệ đóng gói LED rất cần thiết cho việc sản xuất các sản phẩm trưng bày. Để đạt được hiệu suất hiển thị tốt hơn, số lượng chip LED trên màn hình hiển thị LED chắc chắn sẽ tăng lên đáng kể. Để chứa được nhiều chip LED hơn trên màn hình hiển thị, kích thước chip phải giảm hơn nữa. Để đạt được điều này, công nghệ đảo ngược sẽ được sử dụng. Ngoài ra, đèn LED đảo ngược cũng có thể đạt được khả năng chịu nhiệt thấp hơn và hiệu suất chiếu sáng cao hơn.
1. Thí nghiệm vô hiệu của đèn LED đảo ngược
Đối với đèn LED đảo ngược, việc sử dụng chất hàn thiếc vàng là rất phổ biến, nhưng thiệt hại cho chip do nhiệt độ hàn cao là rõ ràng. Kem hàn SAC cũng có thể được sử dụng làm vật liệu hàn LED ngược và nhiệt độ hàn của nó thấp hơn so với chất hàn thiếc vàng. Quá trình hàn được thể hiện trong hình dưới đây.
Hình 1. Quy trình hàn LED ngược.
Trong quá trình hàn nóng chảy lại, các khoảng trống chắc chắn được hình thành trong mối hàn, điều này có thể có tác động tiêu cực đến độ bền của nó. Để nghiên cứu các yếu tố gây ra sự hình thành khoảng trống và ảnh hưởng của nó trong quá trình hàn đèn LED đảo ngược, Liu và cộng sự. đã sử dụng một khuôn liên kết để liên kết các chip lên các chấm dán hàn có độ dày khác nhau trên các miếng đồng OSP. Sau khi hàn lại, họ đo độ rỗng và độ bền của các mối hàn.
2.Kết quả thực nghiệm
2.1 Cơ chế hình thành khoảng trống
Nói chung, có hai cơ chế cơ bản hình thành khoảng trống. Đầu tiên, trong quá trình hàn, dung môi từ thông sẽ bay hơi do đun nóng. Một số lỗ rỗng có thể thoát ra khỏi vật hàn nóng chảy, trong khi các khí không thể thoát ra ngoài sẽ để lại các lỗ rỗng trong mối hàn. Thứ hai, chip thường được nhấc lên và đặt trên miếng dán hàn trên miếng đệm. Khi chất hàn không đủ sẽ xuất hiện các lỗ rỗng ở mối hàn.
2.2 Khoảng trống trong chip LED đảo ngược
Hình dưới đây cho thấy tỷ lệ phần trăm hao mòn của các mối hàn LED tương ứng với các độ dày khác nhau của chất hàn. Khi độ dày của lớp hàn là 20μm và 30μm, tỷ lệ rỗng của các mối hàn lần lượt là 46% và 3%. Rõ ràng, khối lượng chất hàn có ảnh hưởng đáng kể đến tỷ lệ rỗng của mối hàn. Với sự gia tăng lượng chất hàn dán, không có khoảng trống lớn nào được quan sát thấy trong mối hàn, cho thấy rằng chất hàn dán có thể tiếp xúc đồng đều với chip trong quá trình đặt chip.
Hình 2. Tỷ lệ rỗng của mối hàn LED ngược tương ứng với các độ dày khác nhau. a: độ dày 20μm, b: độ dày 30μm.
2.3 Độ bền cắt của đèn LED
Sự hiện diện của các khoảng trống có thể ảnh hưởng đến sự hình thành IMC và làm giảm diện tích liên kết giữa chip và miếng đệm, dẫn đến liên kết bị suy yếu. Do đó, khi phần trăm khoảng trống trong lớp hàn giảm thì độ bền cắt của gói đèn LED sẽ tăng lên. Ngoài ra, ứng suất lên mối hàn sẽ tập trung gần các lỗ rỗng và dần dần dẫn đến nứt.
Hình 3. Lực cắt của mối hàn LED ngược. 1: độ dày mối hàn 20μm, 2: độ dày mối hàn 30μm.
2.4 Hiệu suất nhiệt của đèn LED
Sự phân bố nhiệt của chip dưới dòng điện có thể được phát hiện bằng tia hồng ngoại. Ở mức 100
Nhiệt độ bề mặt của đèn LED đảo ngược
Hình 3. Nhiệt độ bề mặt của đèn LED nghịch đảo. c: độ dày mối hàn 20μm, d: độ dày mối hàn 30μm.
