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COB 封裝如何選對錫膏?5 大核心要素帶你解析

COB(Chip on Board)封裝工藝中,錫膏作為芯片基板之間的“橋梁”,其選型直接決定了焊點可靠性、生產(chǎn)良率及器件在復(fù)雜環(huán)境中的使用壽命。COB 封裝憑借高密度集成優(yōu)勢,廣泛應(yīng)用于LED照明(如戶外大屏、汽車大燈)、汽車電子傳感器模塊、儀表盤)、消費電子智能手表、無線耳機)等領(lǐng)域,這些場景對焊接材料的耐溫性、精度、抗振性提出了差異化需求。企業(yè)該如何在琳瑯滿目的錫膏產(chǎn)品中找到最優(yōu)解?關(guān)鍵在于從應(yīng)用場景、焊接溫度、顆粒精度、助焊劑特性、可靠性成本五個維度構(gòu)建系統(tǒng)化選型邏輯。

1、錨定場景需求:不同領(lǐng)域的核心性能訴求

COB封裝的應(yīng)用場景決定了錫膏的核心性能方向。在LED照明與顯示領(lǐng)域,長期點亮產(chǎn)生的高溫與紫外線照射,要求焊點具備低熱阻(導熱率>50W/m?K)和抗老化能力,避免因焊點氧化導致的光衰或死燈;汽車電子中的傳感器模塊,需在- 40℃~125℃寬溫域及50G振動環(huán)境下穩(wěn)定工作,焊點抗疲勞性能成為關(guān)鍵;而可穿戴設(shè)備的緊湊空間內(nèi),0.2mm以下超細焊盤與柔性基板的精密連接,對錫膏的印刷精度與低熱損傷特性提出了極高要求。明確場景痛點,是選型的第一步。

2、焊接溫度:在芯片耐溫與工藝兼容間精準取舍

焊接溫度的選擇以芯片耐溫極限為基準。對于耐溫≤150℃的常規(guī)硅芯片,低溫錫膏(熔點138℃,如SnBi合金)是首選,其180-190℃的焊接峰值可避免高溫對芯片鈍化層的損傷。而碳化硅等高溫功率器件(耐溫≥200℃),則需中溫(170℃,SnAgBi)或高溫錫膏(217℃,SnAgCu),配合陶瓷基板確保焊點在150℃長期運行時的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。多芯片混裝場景中,需遵循“后焊溫度高于前焊熔點30℃”原則,防止先焊焊點重熔塌陷,保障工藝兼容性。

3、顆粒度精度:從焊盤尺寸到印刷工藝的全鏈路適配

錫膏金屬粉末的顆粒度直接影響超細焊盤的成型質(zhì)量。常規(guī)COB工藝(引腳間距≥0.5mm)可選用T5級(15-25μm)粉末,其均勻的顆粒分布(D50=20±2μm)能有效避免粗顆粒堵網(wǎng)(粗顆粒占比每增加1%,網(wǎng)板堵塞頻率提升3倍);而 Mini LED等精密封裝(引腳間距 0.2-0.3mm),則需T6級(5-15μm)甚至 T7級(2-11μm)粉末,配合激光印刷或針轉(zhuǎn)移技術(shù),實現(xiàn)70μm焊盤的精準成型。針對柔性基板,低黏度配方(80-100Pa?s)可減少印刷壓力導致的基板變形,確保焊點高度均勻性>95%,避免因應(yīng)力集中引發(fā)的焊點開裂。

4、助焊劑特性:適配后處理工藝與復(fù)雜環(huán)境

助焊劑的選擇需兼顧活性、殘留控制與環(huán)境耐受性。70% 以上的COB封裝采用免清洗工藝,松香基助焊劑因殘留物表面絕緣電阻>10^13Ω,成為首選,可避免LED芯片引腳被助焊劑殘留腐蝕;在高濕高鹽的戶外照明場景,低鹵素配方(鹵素含量<500ppm)配合納米抗氧化劑,能將焊點在85℃/85% RH 環(huán)境下的絕緣電阻下降幅度控制在10%以內(nèi),顯著延長器件壽命;對于鍍金基板的精密焊接,氮氣保護(氧含量<50ppm)搭配低活性助焊劑,可將焊點氧化率降至0.3% 以下,減少脆性金錫化合物生成,提升連接可靠性。

5、可靠性與成本:短期良率與長期壽命的平衡藝術(shù)

錫膏選型需在成本與性能間找到最優(yōu)解。普通 LED 球泡燈等低端產(chǎn)品,可選擇性價比高的SnZn系錫膏(成本較SnAgCu低30%),并通過硅膠灌封彌補耐溫不足;而汽車ADAS攝像頭等高端應(yīng)用,需采用SnAgBi改良型合金(成本高 20%),其35MPa的焊點剪切強度(較常規(guī)錫膏高 40%)及AEC-Q200認證,能有效規(guī)避焊點失效導致的傳感器誤報風險。此外,存儲與使用細節(jié)不容忽視:0-10℃冷藏保存、開封后24小時內(nèi)用完,可避免助焊劑吸濕導致的焊點空洞率上升(濕度>60% 時空洞率增加2倍),從細節(jié)處保障良率。

錫膏選擇是一個從需求解構(gòu)到量產(chǎn)驗證的閉環(huán)管理過程。系統(tǒng)化選型需遵循 “需求拆解—小樣驗證—量產(chǎn)優(yōu)化”三步法。

首先,結(jié)合封裝類型、芯片耐溫、焊盤尺寸等參數(shù)形成選型清單。其次,通過3D SPI檢測印刷精度(0.2mm焊盤成型合格率>98%),并進行高溫老化、振動測試等可靠性驗證。最后,根據(jù)量產(chǎn)反饋調(diào)整配方,例如Mini LED COB添加1%納米銀線,提升焊點導熱率15%,降低芯片結(jié)溫5℃,實現(xiàn)性能迭代。

COB封裝的錫膏選型,本質(zhì)是材料特性與應(yīng)用場景的深度匹配。從LED照明的耐候性設(shè)計到汽車電子的寬溫抗振要求,從精密印刷的顆粒度控制到助焊劑的環(huán)境適配,每一個決策都需以數(shù)據(jù)為支撐,以測試為驗證。作為深耕半導體封裝焊接材料的專業(yè)供應(yīng)商,傲牛科技始終以“場景化解決方案”為核心,助力企業(yè)在效率與品質(zhì)間找到平衡,我們也推出了多款針對COB封裝的錫膏產(chǎn)品,如PSP-S LF219、PSP-S LF248等,被廣大客戶所驗證認可。

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