LED晶片與外部接腳之間的電器需要透過導線進行連接,而這些連接線是由不同金屬材質的LED燈珠封裝而成,如金線、銀線、合金線、銅線等。
由於電線連接到 LED晶片一旦線材出現問題,整個LED就會報廢,可見這根線材的重要性。那麼不同材質的線材到底有什麼差別呢?
金線、銀線的區別和優點, 合金線和銅線
金線

性能穩定,價格較高,是高端封裝領域的首選,金線用在LED燈珠上的主要作用是發出更高的亮度,變換顏色等。
由於金線抗氧化能力強,接觸穩定,使用金線的LED燈珠可以達到最高亮度,也就是說,使用金線的LED燈珠可以發揮更高、更穩定的光效。 LED燈珠的金線分為 單一金線 和 雙金線. 怎樣區分它們?
單金線和雙金線的區分方法
單金線、雙金線(四條金線)其實是指LED封裝的時候,裡面的線材數量。區分的方法很簡單,在LED燈珠裡,你會看到裡面焊接著金線,有兩根金線(一邊一根)的就是單金線,有四根(一邊兩根)的就是雙金線。
不管單線還是雙線,都是一面為正極,一面為負極,所以金線又叫電極片,單根金線叫單電極片,雙根金線叫雙電極片。
一般單金線都是垂直結構,底部可以直接通電,這樣就少了一個電極,電極直接做在基板上,一般這類晶片顏色以紅色、黃色居多。
雙金線大多為水平結構,正負極做在一個平面上,底部基板絕緣,一般多採用藍綠晶片。
金線用量主要與晶片的製程和特性有關,與晶片的尺寸關係不大,在24mil尺寸以下,也有雙電極晶片和單電極晶片之分。
雙金線有四個電極,晶片尺寸大,熱阻低。目前市面上一般有2顆燈珠配0.5W、0.75W的燈珠(也稱為小瓦燈珠),1W、2W、3W、5W等高功率光源的有4顆燈珠。直接做到1W的2顆燈珠散熱就大,散熱不好一定會影響壽命。
銀線

銀線是LED產業取代傳統金線的產品,近年來,黃金價格持續上漲,用於LED顯示器的金線價格也隨之上漲。 LED封裝 也持續上漲。同時,LED產品的價格也持續下降。因此,如果想要獲得不輸金線品質的產品,一般都會使用銀線。
銀線的優點
- 硬度相對較軟,機器參數的調整幅度不大;
- 價格比金線低。
- 接線時無需氣體保護;
- 銀線的拉力沒有金線強,但是光衰減的時間比金線好,因為銀不吸收光。
- 銀線抗氧化能力強,不密封保存可達6-12個月。
合金絲(又稱銀合金絲)
合金線是LED產業取代傳統金銀線的新一代產品。近年來,由於金銀價格上漲,即使採用銀線,成本仍然較高。因此,價格低廉的合金線應運而生,成為替代銀線的產品。
合金絲的成分主要為單晶銀,一般含量為80%-99%。
在金線的基礎上摻雜大量的銀,鈀等維持IMC穩定的成分是各種微量元素。摻雜的成分越少,合金線的純度越高,品質越好。雖然其品質不如金線和銀線,但仍具有許多優點。
合金絲的優點
- 價格較金線、銀線低;
- 性能良好,純度高的合金絲品質較銀絲略低;
- 與鍍銀支架焊接時,可焊性較佳;
合金絲的缺點
- 只有當其還不夠成熟,不能在老式的引線鍵合設備上使用,或者需要配備氮氣保護時才可以使用。
- 抗氧化性能不如金線、銀線。
這與銅線有同樣的缺點,而且要用保護氣,不過好像只能用氮氣。
銅線

包括單晶銅線和鍍鈀銅線,也有很多優點
銅線的優點
- 銅線價格低廉,用於引線鍵合的各種規格銅線成本僅為金線的十分之一,在降低成本方面具有很大的應用潛力。
- 銅線相對於金線具有較高的剛度,這使其更適合小線鍵合。
- 銅線的硬度、屈服強度等物理參數均高於金、鋁。
銅線的缺點
- 銅線一定要密封,不然容易氧化,而且鍵結工藝不穩定。
- 在老式的引線鍵合設備上的應用還不成熟,或者需要加裝氮氣保護才可以使用。
金線和銅線的差別
- 銅線氧化,造成金球變形,影響產品合格率
- 第一個焊點的鋁層受到破壞,特別是對於鋁層厚度<1um;
- 第二次焊點缺陷主要是由於銅線不易與支架結合,造成月牙開裂或損壞,導致第二次焊錫焊接不良,在客戶使用過程中存在可靠性風險;
- 對許多支架來說,二次焊點的功率、USG(超音波)摩擦力、壓力等參數需要最佳化,良率不易提高;
- 故障分析時拆包困難;
- 該設備的MTBA(每小時產出率)會比金線製程低,影響產能;
- 操作人員和技術員的訓練週期相對較長,對員工的技能和素質要求比金線焊接更高,這肯定會影響初期的產能;
- 物料混淆容易發生。若生產過程中有金線和銅線工序,生產管控必須注意保存期限,區分物料清單。錯誤輸入或氧化的線材只能報廢,而且經常出現誤操作警告,增加故障風險。
- 耗材成本增加,切割銅線的切割刀壽命通常比切割金線的切割刀壽命減少一半甚至更多,同時增加了生產控制的複雜度和瓷嘴消耗成本;
- 相較於金線焊接,除了點火棒(EFO)外,還多了成型氣體(合成氣)保護氣輸送管,且兩者位置必須對準,直接影響良率。保護氣流量的精準控制,用多了成本就高,用少了不良率就高;
- 鋁濺。通常容易出現在鋁層較厚的晶圓上。影響不易識別,但要注意避免造成短路。容易壓壞PAD或錫球。導致測試結果低或客戶投訴;
- 線路完成後發生氧化,沒有標準判斷風險,容易造成接觸不良,增加不良率;
- 需重新優化Wire Pull、Ball Shelf測試標準及SPC控制線,現行金線使用標準可能不完全適用於銅線製程;
- 對於第一個焊點,Pad底層結構會有一些限制,例如Low-K晶圓電性、帶過孔的以及底層有電路的,需要仔細的風險評估。現有的晶圓鍵合焊盤設計規則中,針對銅線製程有待進一步最佳化。但如今封裝廠使用銅線似乎還不足以影響晶片的研發;
- 來自客戶的阻力,銅線技術對於一些可靠性要求高的客戶來說仍然難以接受,甚至失去客戶信任;
- 銅線製程因使用非綠色塑封膠(含鹵素元素)可能有可靠性問題
- 如果焊盤上有氟或其他雜質,也會降低銅線的可靠性。
- 對於諸如晶片對晶片鍵合和反向鍵合等的評估是不完整的。




