一种倒装共晶LED的共晶效果检测方法与流程

本发明涉及led共晶效果检测技术领域，具体涉及一种倒装共晶led的共晶效果检测方法。

背景技术：

高功率发光二极管(led)封装日渐成为封装领域的一个趋势，然而高功率必然伴随着高热量，为了提高光源的品质，延长光源寿命，必须把光源中芯片产生的热量散去，尽可能降低结温。所以，在散热材料一定，制程工艺相同的情况下，提高芯片散热能力就成了该领域必须克服的难题。

为了提高光源散热能力，人们提出了倒装led的概念，通过共晶技术使光源芯片产生的热量及时散去，因而工艺要求倒装芯片与基板实现无气泡融合，但是倒装技术难度大，工艺不成熟。共晶之后的光源通常需要做x-ray探伤检测或超声波探伤检测，以确定共晶效果，对中小企业来讲，这既增加了成本，又降低了企业生产效率，严重阻碍高功率led技术的推广和led行业的发展壮大。

技术实现要素：

为了克服这一行业难题，本发明提供了一种倒装共晶led的共晶效果检测方法，所述方法是根据在相同的热导率材料和相同的封装工艺条件下、不同的散热横截面积导致在相同时间内传递热量的不同，造成倒装共晶led中芯片上累积的热量的差异，通过测试倒装共晶led中芯片和基板的温差来实现倒装共晶led的共晶效果的评估，所述方法具有快速、高效、成本低廉、操作简单等优势。

本发明采用如下技术方案：

一种倒装共晶led的共晶效果检测方法，包括如下步骤：

额定功率下，测试标准倒装共晶led中芯片和基板的温差δt标；同样条件下，测试待测倒装共晶led中芯片和基板的温差δt样；对比δt样和δt标，判断待测倒装共晶led的共晶效果。

根据本发明，所述标准倒装共晶led和待测倒装共晶led都是经过共晶固化后的倒装led。

根据本发明，所述标准倒装共晶led和待测倒装共晶led优选为标准倒装共晶led光源和待测倒装共晶led光源。

根据本发明，所述标准倒装共晶led和待测倒装共晶led采用相同的工艺制备得到。例如，采用下述方法制备：将led芯片用焊料粘附在基板上，经高温回流，制备得到倒装共晶led。通过x-ray探伤检测或超声波探伤检测的方法确定标准倒装共晶led，其他的作为待测倒装共晶led。

根据本发明，通过下述方法确定标准倒装共晶led：将制备得到的倒装共晶led进行x-ray探伤检测或超声波探伤检测，选择倒装共晶led中芯片和基板之间的共晶界面无气泡的倒装共晶led作为标准倒装共晶led。

优选地，所述标准倒装共晶led的芯片和待测倒装共晶led的芯片的几何尺寸相同，光电参数相同或相近。

优选地，所述焊料为助焊膏或锡膏。

根据本发明，所述“额定功率”是指通入倒装共晶led的芯片所允许通过的额定电压和额定电流，从而达到所述倒装共晶led的额定功率。

根据本发明，所述的芯片和基板的温差优选使用测热仪器进行温差测试，例如选用红外热成像仪或红外测温仪进行温差测试。

根据本发明，待倒装共晶led中芯片和基板的温度稳定之后测试倒装共晶led中芯片和基板的温差。

根据本发明，所述温差为芯片测温点和基板测温点之间的温度差。

根据本发明，所述芯片测温点选自芯片表面任一位置，所述基板测温点选自与芯片电极共晶在一起的焊盘上的某一固定位置，或者与基板焊盘相连的同一金属上的某一固定位置。

根据本发明，所述基板的单极焊盘面积大于芯片单极电极面积，以方便选取基板测温点。

本发明具有如下有益效果：

本发明提供了一种倒装共晶led的共晶效果检测方法，所述检测方法工艺简单，成本低，效果好，快速高效。现有的倒装共晶led的共晶效果检测工艺是在倒装led芯片经高温回流炉共晶固化以后，对倒装共晶led进行x-ray探伤检测或超声波探伤检测，判断倒装共晶led中芯片和基板的共晶界面之间有无气泡存在，以确定共晶效果。而倒装技术门槛较高，中小企业不具备经济实力支持这种研发工作。而且检测设备昂贵，测试费用也贵，各高校和研究机构由于使用较少，通常也没有这些检测设备，即使有通常也是多家单位联合购买，每次测试都费尽波折，这些因素严重的阻碍了倒装led共晶技术的推广。采用本发明之后，中小企业和研究所可以通过一次测试，确定标准倒装共晶led，其他待测倒装共晶led只要通过对比散热效果(即芯片和基板之间的温差)即可了解其共晶效果，大大促进了倒装共晶led技术的发展。

附图说明

图1为本发明的单芯片倒装共晶led侧视图。

图2为本发明的单芯片倒装共晶led俯视图。

图3为本发明的单芯片倒装共晶led透视图。

具体实施方式

如前所述，本发明公开了一种倒装共晶led的共晶效果检测方法，包括如下步骤：额定功率下，测试标准倒装共晶led中芯片和基板的温差δt标；同样条件下，测试待测倒装共晶led中芯片和基板的温差δt样；对比δt样和δt标，判断待测倒装共晶led的共晶效果。

在本发明的一个优选实施方式中，所述标准倒装共晶led和待测倒装共晶led采用相同的工艺制备得到。例如，采用下述方法制备：将led芯片用焊料粘附在基板上，经高温回流，制备得到倒装共晶led。

本领域技术人员可以理解，所述倒装共晶led为本领域已知的倒装共晶led，优选地，所述倒装共晶led包括基板、焊盘、焊料和芯片。还优选地，所述基板的单极焊盘面积大于芯片单极电极面积。还优选地，所述焊料为助焊膏或锡膏。

本领域技术人员可以理解，所述倒装共晶led的共晶制程可以采用自动固晶机完成焊料涂覆和芯片放置或采用丝网印刷工艺完成焊料涂覆，再由自动固晶机完成芯片放置，制作完成后，经回流焊炉高温共晶固化，制备得到倒装共晶led。通过x-ray探伤检测或超声波探伤检测的方法确定标准倒装共晶led，其他的作为待测倒装共晶led。

在本发明的一个优选实施方式中，通过下述方法确定标准倒装共晶led：将制备得到的倒装共晶led进行x-ray探伤检测或超声波探伤检测，选择倒装共晶led中芯片和基板之间的共晶界面无气泡的倒装共晶led作为标准倒装共晶led。

本领域技术人员可以理解，所述x-ray探伤检测是在x-ray条件下，透视观察倒装共晶led，主要是观察倒装共晶led中芯片和基板之间的共晶界面有无气泡存在，从而判断其共晶效果，确定是否可以作为标准倒装共晶led。若倒装共晶led中芯片和基板之间的共晶界面无气泡存在，说明其共晶效果好，可以作为标准倒装共晶led；若倒装共晶led中芯片和基板之间的共晶界面有气泡存在，说明其共晶效果不好，不可以作为标准倒装共晶led。

本领域技术人员可以理解，所述超声波探伤检测，利用超声能透入金属材料的深处，由一截面进入另一截面时，在界面边缘发生反射的特点来检查零件缺陷的一种方法，当超声波束自零件表面由探头通至金属内部，遇到缺陷与零件底面时就分别发生反射波来，在荧光屏上形成脉冲波形，根据这些脉冲波形来判断焊缝中的气孔位置和大小。

本领域技术人员可以理解，若是制备得到的倒装共晶led不满足标准倒装共晶led的标准，则重新制备并再次通过x-ray探伤检测或超声波探伤检测，直到找到标准倒装共晶led为止。

在本发明一个优选实施方式中，所述测试倒装共晶led中芯片和基板的温差包括测试倒装共晶led中芯片表面的温度和测试倒装共晶led中基板的温度，二者温度的差值即为所述温差，也就是说，所述温差为芯片测温点和基板测温点之间的温度差，其中，所述芯片测温点选自芯片表面任一位置，所述基板测温点选自与芯片电极共晶在一起的焊盘上的某一固定位置，或者与基板焊盘相连的同一金属上的某一固定位置。

优选地，芯片测温点和基板测温点的位置距离在0.5-2厘米之间。

在本发明的一个优选实施方式中，所述测试待测倒装共晶led中芯片和基板的温差是在与标准倒装共晶led相同的条件下进行的；所述相同的条件包括相同的测温点，相同的电压和相同的电流，以及任选地下述条件中的至少一个：相同的环境温度和湿度(如测试过程中统一使用散热器或不使用散热器)，相同的测温设备，相同的测试员，相同的测试方法等。

在本发明的一个优选实施方式中，所述δt样和δt标的差值(|δt样-δt标|)为10℃以上时，说明该待测倒装共晶led的共晶效果差，该待测倒装共晶led中芯片和基板之间存在大量气泡，影响散热效果；所述δt样和δt标的差值(|δt样-δt标|)小于10℃时，说明该待测倒装共晶led的共晶效果好，该待测倒装共晶led中芯片和基板之间几乎无气泡。

在本发明的一个优选实施方式中，所述标准倒装共晶led的芯片和待测倒装共晶led的芯片为同一款芯片，本领域技术人员可以理解，所述同一款芯片是指芯片几何尺寸相同，芯片光电参数相同或相近。

本发明的“几何尺寸相同”中的“相同”是指led芯片切割面积与标准参数值误差在5％以内，芯片各层材料厚度与标准参数值误差率在1％以内。本发明的“光电参数相近”中的“相近”是指各led芯片开启电压最大值和最小值差值<0.1伏，和辐射功率最大值和最小值差值在<30mw；且对点亮后的芯片表面进行显微红外测温仪测试，温度最大值和最小值差值<5℃。

在本发明的一个优选实施方式中，所述标准倒装共晶led的基板和待测倒装共晶led的基板为同一种基板，本领域技术人员可以理解，所述基板可以为mcpcb基板，陶瓷基板(如陶瓷散热基板)等基板，优选为陶瓷基板。

本申请中的相同，如果没有特殊说明，就是本领域技术人员公知意义上的相同。

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外，应理解，在阅读了本发明所记载的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本发明所限定的范围。

实施例1

本发明的一种倒装共晶led的共晶效果检测方法，其包括如下步骤：

采用相同的工艺制备标准倒装共晶led和待测倒装共晶led，在额定功率下，测试标准倒装共晶led中芯片和基板的温差δt标；同样条件下，测试待测倒装共晶led中芯片和基板的温差δt样；对比δt样和δt标，判断待测倒装共晶led的共晶效果。

标准倒装共晶led和待测倒装共晶led的制备：由自动固晶机完成共晶用焊料的涂覆和芯片放置，并确保焊料涂覆均匀，芯片放置位置精准；用相同的芯片和基板制备一批倒装未共晶led，经高温回流，制备得到倒装共晶led。形成的倒装共晶led的结构如图1-3所示，其中1为基板，2为基板焊盘，3为芯片，4为焊料

将制备得到的倒装共晶led进行x-ray探伤检测或超声波探伤检测，选择芯片和基板之间的共晶界面无气泡的倒装共晶led作为标准倒装共晶led。所述x-ray探伤检测是在x-ray条件下，透视观察倒装共晶led，主要是观察倒装共晶led中芯片和基板之间的共晶界面有无气泡存在，从而判断倒装共晶led的共晶效果，确定是否可以作为标准倒装共晶led。

所述超声波探伤检测，利用超声能透入金属材料的深处，由一截面进入另一截面时，在界面边缘发生反射的特点来检查零件缺陷的一种方法，当超声波束自零件表面由探头通至金属内部，遇到缺陷与零件底面时就分别发生反射，在荧光屏上形成脉冲波形，根据这些脉冲波形判断焊缝中的气孔位置和大小。

如图3所示，所述倒装共晶led中芯片和基板之间的共晶界面有大量气泡存在，其不能作为标准倒装共晶led。若是制备得到的倒装共晶led不满足标准倒装共晶led的标准，则重新制备倒装共晶led并通过x-ray探伤检测或超声波探伤检测，直到找到标准倒装共晶led为止。

所述测试标准倒装共晶led中芯片和基板的温差，具体包括测试标准倒装共晶led的芯片表面的温度和测试标准倒装共晶led的基板的温度，二者温度的差值即所述温差，也就是说，所述温差为芯片测温点和基板测温点之间的温度差。所述芯片测温点选自芯片表面上固定位置，所述基板测温点选自与芯片电极共晶在一起的焊盘上的某一固定位置，或者与基板焊盘相连的同一金属上的某一固定位置，且所述芯片测温点和基板测温点的位置距离在0.5-2厘米。

所述测试待测倒装共晶led中芯片和基板的温差是在与标准倒装共晶led相同的条件下进行的；所述相同的条件包括相同的基板测温点，相同的电压，相同的电流，相同的环境温度和湿度(如测试过程中统一使用散热器或不使用散热器)，相同的测温设备，相同的测试员。

所述温差测试是待标准倒装共晶led或待测倒装共晶led的芯片和基板的温度稳定之后使用测热仪器进行温差测试，例如选用红外热成像仪进行温差测试。

在本发明的一个优选实施方式中，所述δt样和δt标的差值(|δt样-δt标|)为10℃以上时，说明该待测倒装共晶led的共晶效果差，倒装共晶led中芯片和基板之间存在大量气泡，影响散热效果；所述δt样和δt标的差值(|δt样-δt标|)小于10℃时，说明该待测倒装共晶led的共晶效果好，倒装共晶led中芯片和基板之间几乎无气泡。

在本发明的一个优选实施方式中，所述标准倒装共晶led的芯片和待测倒装共晶led的芯片为同一款芯片，本领域技术人员可以理解，所述同一款芯片是指芯片几何尺寸相同，芯片光电参数相同或相近。

在本发明的一个优选实施方式中，所述标准倒装共晶led的基板和待测倒装共晶led的基板为同一种基板，本领域技术人员可以理解，所述基板可以为mcpcb基板，陶瓷基板(如陶瓷散热基板)等基板，优选为陶瓷基板。

以上，对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明不限定于上述实施方式。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。