LED チップと外部ピンの間の電気機器はワイヤで接続する必要があり、これらの接続ワイヤは、金線、銀線、合金線、銅線などのさまざまな金属材料の LED ランプビーズパッケージになります。
ワイヤーは LEDチップワイヤーに問題が発生すると、LED全体が廃棄されてしまうため、このワイヤーの重要性が分かります。では、異なる素材で作られたワイヤーにはどのような違いがあるのでしょうか？
金線、銀線の違いと利点 合金線と銅線
金線
安定した性能と高価格により、ハイエンドパッケージングの分野で第一の選択肢となっています。LEDランプビーズに使用される金線の主な機能は、より高い輝度を発したり、色を変えたりすることです。
金の強力な抗酸化力と安定した接触により、金線を使用したLEDはLEDライトを最高の輝度にまで引き上げることができます。つまり、金線を使用したLEDはより高く安定した効果を発揮できるということです。LEDの金線は、以下の3種類に分けられます。 単線金線 そして 二重金線. どのように区別するのでしょうか?
シングルゴールドワイヤーとダブルゴールドワイヤーの判別方法
シングル金線、ダブル金線（4本の金線）は、実際にはLEDがパッケージ化されているときにパッケージ内のワイヤの数を指します。区別する方法は非常に簡単です。LEDランプビーズでは、内部に金線がはんだ付けされていることがわかります。2本の金線（片側に1本）はシングル金線で、4本（片側に2本）はダブル金線です。
単線でも二重線でも、片側がプラス、もう一方がマイナスなので、金線は電極チップとも呼ばれ、単金線は単電極チップ、二重金線は二重電極チップとも呼ばれます。
一般的に、単一の金線は垂直構造であり、底部は直接通電できるため、電極が1つ少なく、電極は基板上に直接作られています。一般的に、これらのチップのほとんどは赤と黄色です。
二重金線のほとんどは水平構造で、正極と負極は平面上に作られ、底部基板は絶縁されています。一般的には青緑色のチップが主に使用されます。
金線の量は主にチップのプロセスと特性に関係しており、チップのサイズとはほとんど関係がありません。24mil以下のサイズでは、2電極チップと1電極チップもあります。
ダブルゴールドワイヤーは4つの電極を持ち、ウェーハサイズが大きく、熱抵抗が低いです。現在、市場には0.5Wと0.75Wのランプビーズ（アンダーワットランプビーズとも呼ばれます）を備えた2ランプと、1W、2W、3W、5Wなどの高出力光源を備えた4ランプが一般的にあります。直接1Wを達成する2ランプビーズは放熱量が大きく、放熱が悪いと寿命に確実に影響します。
銀線
銀線はLED業界において従来の金線に代わる製品です。近年、金の価格が上昇を続けており、LEDに使用される金線の価格も上昇しています。 LEDパッケージ 金線も増加を続けています。同時に、LED製品の価格は下落を続けています。そのため、金線の品質を損なわない製品を入手したい場合は、銀線が一般的に使用されています。
銀線の利点
- 硬度は比較的柔らかく、機械パラメータの調整はそれほど大きくありません。
- 価格は金線に比べて安価です。
- 配線時にガス保護は必要ありません。
- 銀線の張力は金線ほど強くありませんが、銀は光を吸収しないため、光の減衰時間は金線よりも優れています。
- 銀線は強力な抗酸化能力があり、密封せずに保存しても 6 ～ 12 か月保存できます。
合金線（銀合金線とも呼ばれる）
合金線は、LED業界における従来の金線や銀線に代わる新世代の製品です。近年、金や銀の価格が高騰しているため、銀線を使用してもコストは依然として高くなっています。そのため、安価な合金線が随時登場し、銀線に代わる製品となっています。
合金線の成分は主に単結晶銀で、一般的な含有量は80%〜99%です。
金線をベースに大量の銀をドープし、パラジウムなどIMCを安定に保つ成分は各種微量元素です。ドープ成分が少ないほど合金線の純度が高くなり、品質も良くなります。品質は金線や銀線ほど良くはありませんが、それでも多くの利点があります。
合金線の利点
- 価格は金線や銀線に比べて安価です。
- 性能は良好で、高純度の合金線の品質は銀線よりわずかに劣ります。
- 銀メッキブラケットで溶接すると溶接性が向上します。
合金線の欠点
- 旧式のワイヤボンディング装置で使用するには成熟度が足りない場合、または窒素保護を装備する必要がある場合にのみ使用できます。
- 耐酸化性は金線や銀線ほど良くありません。
これは銅線と同じ欠点で、シールドガスを使用しますが、窒素しか使用できないようです。
銅線
単結晶銅線やパラジウムメッキ銅線など、多くの利点があります
銅線の利点
- 銅線は価格が安く、ワイヤボンディングに使用されるさまざまな仕様の銅線のコストは金線のわずか10分の1であるため、コスト削減に大きな応用可能性があります。
- 銅線は金線に比べて剛性が高いため、細いワイヤボンディングに適しています。
- 銅線の硬度や降伏強度などの物理的パラメータは、金やアルミニウムよりも高くなります。
銅線の欠点
- 銅線は密封する必要があります。密封しないと簡単に酸化され、接合プロセスが不安定になります。
- 旧式のワイヤボンディング装置への適用は未熟であるか、使用する前に窒素保護を設置する必要があります。
金線と銅線の違い
- 銅線が酸化され、金球が変形し、製品の合格率に影響を与える
- 最初のはんだ接合部のアルミニウム層が損傷しており、特にアルミニウム層の厚さが 1um 未満の場合に顕著です。
- 二次はんだ接合部の欠陥は、主に銅線がブラケットと結合しにくいために三日月が割れたり損傷したりして、二次はんだ接合部の溶接不良を引き起こし、顧客の使用中に信頼性リスクが生じることに起因します。
- 多くのブラケットでは、第 2 はんだ接合部の電力、USG（超音波）摩擦、圧力などのパラメータを最適化する必要があり、良好率を高めるのは容易ではありません。
- 障害解析中に開梱するのは困難です。
- 設備の MTBA (時間当たり生産率) は金線プロセスの MTBA よりも低くなり、生産能力に影響します。
- オペレーターと技術者のトレーニング期間は比較的長く、従業員のスキルと品質要件は金線溶接よりも高く、初期の生産能力に確実に影響します。
- 材料の混同が発生しやすい。生産工程に金線と銅線工程がある場合、生産管理では保管期限に注意し、材料リストを区別する必要があります。誤入力や酸化された線は廃棄するしかなく、誤操作の警告が表示されることが多く、故障のリスクが高まります。
- 消耗品のコストが増加し、銅線用切断機の寿命は金線用切断機の半分以下に短縮されるのが一般的で、同時に生産管理の複雑さと磁器ノズルの消費コストが増加します。
- 金線溶接と比較すると、点火棒（EFO）に加えて、より多くの成形ガス（合成ガス）保護ガス供給パイプがあり、2つの位置を合わせる必要があります。これは直接歩留まりに影響します。保護ガスの流れを正確に制御し、使用頻度が高いほどコストが増加し、使用頻度が低いほど不良率が高くなります。
- Al スプラッシュ。通常、厚いアルミニウム層を持つウェーハに現れやすい。衝撃を特定するのは簡単ではありませんが、ショートを起こさないように注意してください。PAD またははんだボールが押しつぶされやすい。テスト結果が低下したり、顧客からの苦情が発生したりします。
- ライン終了後に酸化が発生し、標準判定リスクがなく、接触不良を起こしやすく、不良率が増加します。
- ワイヤ プル、ボール シェア テスト標準、および SPC 制御ラインを再最適化する必要があります。現在の金ワイヤ使用標準は、銅ワイヤ プロセスに完全には適用できない可能性があります。
- 最初のはんだ接合部のパッドの基礎構造には、Low-Kダイ電気、ビア付き、最下層に回路があるなど、いくつかの制限があり、慎重なリスク評価が必要です。既存の銅ウェーハボンディングパッド設計ルールラインプロセスをさらに最適化する必要があります。しかし、今日の銅線を使用するパッケージング工場は、チップの研究開発に影響を与えるほどではないようです。
- 顧客からの抵抗により、銅線技術は依然として信頼性の要件が高い一部の顧客にとって受け入れが難しく、顧客の信頼を失うことさえあります。
- 銅線プロセスでは、非グリーンプラスチックシーラント（ハロゲン元素を含む）の使用により信頼性の問題が生じる可能性があります。
- パッド上にフッ素やその他の不純物が存在すると、銅線の信頼性も低下します。
- ダイ・ツー・ダイ接合やリバース接合などの評価は不完全です。
