固晶膠沾污LED芯片電極解決方案

2.1.5解決方案

經過上述的實驗驗證，我們可以確認該污染主要是因為芯片制備過程中殘留的羥基等活性基團與固晶膠中易揮發(fā)的含羥基小分子交聯(lián)劑發(fā)生化學反應，要解決此類污染，我們需要分別從芯片和固晶膠兩方面來改善。

如圖，我們通過薄膜蒸發(fā)、分子蒸餾等工藝措施對固晶膠原材料進行小分子物質的分離后，根據(jù)GPC測試結果可以看出，固晶膠的分子量分布均一性有較大改善，固晶膠的揮發(fā)份由原來的0.48%下降到0.17%，大大減少了揮發(fā)量。說明通過固晶膠廠商的技術改進和原料管控，是可以有效達到降低固晶膠揮發(fā)物、減少電極污染的目的。

2.2含羥基小分子交聯(lián)劑與芯片電極發(fā)生靜電吸附

2.2.1芯片帶電原因

芯片是粘附在藍膜上的，使用時需要撕開藍膜進行擴晶，這一過程很容易產生靜電，標準作業(yè)程序（SOP）中規(guī)定，擴晶站需配備離子風扇，并在離子風扇出風口進行撕藍膜及擴晶操作，且操作人員需佩戴靜電手環(huán)，防止芯片產生靜電。但是實際生產中部分操作人員不按規(guī)定操作，未使用離子風扇，有可能使芯片帶電。

正確操作流程：佩戴靜電手環(huán)，在離子風扇下進行撕藍膜，而后用擴晶機擴晶。

2.2.2靜電吸附機理

由于固晶膠中含有帶羥基的小分子交聯(lián)劑，其分子鏈短、沸點低，在加熱固化過程中很容易揮發(fā)并附帶出微量硅膠組分。

如圖1所示，交聯(lián)劑所含有的羥基是強極性基團，其氧原子電負性很強，使得氫與氧之間的共用電子對向氧原子偏移，正負電中心不在平衡位置，使得基團對外顯電性；

若芯片電極帶電，那么這些極性的基團會在空氣中形成電泳現(xiàn)象，通過靜電吸附富集在電極點；如圖2所示，這些富集物（小分子交聯(lián)劑及所附帶的微量硅膠組分）在電極表面沉積，在烘烤過程中含有的微量硅膠在交聯(lián)劑作用下固化，還有大量未反應的交聯(lián)劑由于富集作用形成液體狀的污染物殘留在芯片電極表面。由于電極點被這些有機物阻隔，金線或合金線無法在電極點正常焊接。

2.2.3實驗驗證

將芯片固在如所示的基片上，分為A和B；① 將A芯片蓋上一層藍膜，然后通過撕藍膜的方式使芯片帶電；② 將B放在離子風扇下吹20分鐘，徹底消除芯片所帶靜電。

然后分別在A和B的芯片周圍涂上等量的固晶膠，隨后按圖示的方法用燒杯罩住A和B，并放入烤箱烘烤（120℃/1H+160℃/2H）。

烘烤完成后用金相顯微鏡分別對A和B的芯片電極部分進行觀察，結果如下圖：

注：圖片采用暗場拍攝，黑色區(qū)域為電極金屬層；

芯片測試點為芯片點亮測試過程中留下的痕跡

由圖可以明顯看出，經過帶靜電處理后，固晶烘烤后的電極表面有大量污染物附著；而經過靜電去除的芯片則基本沒有污染物。

說明芯片帶電會造成烘烤時固晶膠揮發(fā)物與電極產生靜電吸引從而導致固晶膠在電極表面富集并形成污染。

2.2.4解決方案

經過上述分析，我們可以確認該污染主要是因為在芯片使用過程中，由于操作不規(guī)范，導致芯片電極異常帶電，固晶膠中揮發(fā)出來的含羥基小分子交聯(lián)劑與電極發(fā)生靜電吸附，要解決此類污染，我們需要從操作規(guī)范和固晶膠兩方面來改善。

三、 總結

經過以上分析我們可以知道LED封裝過程中固晶烘烤后芯片電極附著的污染物為固晶膠。而固晶膠烘烤時揮發(fā)出來的含羥基小分子交聯(lián)劑通過兩種原因與電極發(fā)生吸附：①含羥基小分子交聯(lián)劑與芯片電極污染物發(fā)生化學吸附；②含羥基小分子交聯(lián)劑與芯片電極發(fā)生靜電吸附；通過實驗驗證我們可以看出經過堿水處理的芯片污染程度遠大于帶靜電處理的芯片，因此我們推化學吸附為主要原因，靜電吸附為次要原因。針對以上兩種原因，我們有如下解決方案：