LED真空焊接技术

现在大街上随处可见的LED显示屏，还有装饰用的LED彩灯以及LED车灯，处处可见LED灯的身影，LED已经融入到生活中的每一个角落。近几年来面板行业的高速发展，国内厂商疯狂扩产后，产品的供给和需求关系得到了基本缓和，厂商开始转而重视产品“质”的提升。显示面板行业将朝着高分辨率的画面、曲面、超薄平面、轻薄化、可弯曲化、高动态HDR、高对比度及广色域的趋势发展，由此Mini-LED应运而生。

根据预测，2019年Mini-LED将正式爆发，进入商品化阶段。目前，全球主流厂商已基本完成了Mini-LED背光的研发进程，进入小批量试样或大批量供货阶段。国内各大企业也在紧锣密鼓的进行工艺研究，加快投放市场的进程。

Mini-LED采用LED芯片尺寸为微米等级，每张Mini-LED线路板上通常会有数千个芯片，上万个焊点，以连接RGB三色芯片。如此巨量的焊点，给芯片的封装焊接带来了很大的难度。今天我们一起来了解一下焊接工艺。

相比传统的回流焊焊接工艺，Mini--LED对工艺的要求达到了极致，据统计，焊接不良有40%以上是因为印刷工艺引起的，40%是由焊接引起的。其它20%和锡膏、基板材料有很大关系。对于Mini-LED的可靠焊接，对设备回流焊、焊接工艺、材料(锡膏)都提出了更高的要求，三者缺一不可。

设备-真空回流焊：

Mini-LED的焊盘更小、锡膏量更少、芯片更小，对焊接设备的要求、温度均匀度等工艺参数提出了更高的要求。目前焊接出现的问题包括：

1、芯片位移：芯片焊接之后有移动，需要减少裸芯片焊接后的移动。2、芯片旋转：因为Mini-LED芯片本身间距只有0.8mm、0.6mm、0.4mm甚至更小，那么在焊接过程中，芯片本身在气氛环境下容易旋转，影响不良。3、空洞率高：目前氮气回流焊焊接之后，采用低空洞率锡膏，焊接后空洞率也就控制到10%左右。普通的锡膏，焊接后空洞率可能达到15%以上。空洞率太高，长期使用因为导热效果或可靠性问题可能会导致产品不良。4、虚焊：在选择回流焊的时候，氧气含量是个很重要的指标，如果氧含量不能控制到100ppm以内，甚至更低，有可能导致产品的虚焊。同时温度均匀度不达标也是一个很重要的因素。整个炉腔内的温度均匀度如果达不到2度以内，就会导致部分芯片虚焊不良。

以上这些问题也是用户选择真空焊接炉很重要的参数。一定要多去测试，一定要严格控制技术指标。毕竟一块电路板上面9000多颗芯片，有几个不良导致最终产品的不良是很大的一件事。笔者是测试行业内多家回流焊和真空回流焊炉，多次失败，历经一年多的时间才测试成功后的有感而发。前面走的弯路太长了。我们最终测试并购买了中科同志科技公司的V3这一款真空焊接炉。效果完全满足要求。P0.9 P0.6的产品都小批量焊接成功。空洞率目前已经控制到2%以内。这一款真空炉有几个优点：

1、温度均匀度很高。真正达到了2度以内，之前有些公司宣传说温度均匀度达到2度以内，经过我们实际测试，根本就不达标。虚假宣传太厉害，这是也是我们走弯路的主要原因。2、升温斜率过程中的温度均匀度，这个之前我们也不太关注，后来经过厂家技术人员介绍，发现这一个指标也很关键。

3、降温过程中的温度均匀度，我们之前只关注降温斜率。没有太关注这个过程中的温度均匀度。在后期的实际焊接过程中，发现这个指标也是一个很核心的指标。你想想，焊锡都融化了。开始冷却，有的地方冷却的快，有些地方冷却的慢，之前我们测试一家真空炉产品，冷却的时候温度均匀度居然差70度，你想想这个因素导致的不良会有多少。而且这个因素很少有人关注。我们之前测试不良，厂家技术人员说有可能是我们材料的问题，他们的工艺没有问题。我们反复折腾，花了近半年的时间，后来在这一款V3的真空炉上，这些问题都没有发生。

总而言之，Mini--LED产品因为芯片太多，工艺摸索相对复杂，找一家懂行的供应商，产品进度能缩短一半甚至一大半。相信在未来的科学技术更加发达的时候，LED会以更加多种类的方式为我们的生活带来更大的方便，这就需要我们的科研人员更加努力学习知识，这样才能为科技的发展贡献自己的力量。