在 LED 制造領(lǐng)域,金線作為關(guān)鍵材料,其純度直接關(guān)系到 LED 產(chǎn)品的質(zhì)量和性能。準(zhǔn)確鑒別金線純度對于把控產(chǎn)品質(zhì)量至關(guān)重要,以下將從多個專業(yè)角度介紹鑒別方法。
金線的材質(zhì)與替代品概述
純正的金線是以金純度高達 99.99% 或以上的材質(zhì)經(jīng)過拉絲工藝制成,其中會含有微量的 Ag、Cu、Si、Ca、Mg 等微量元素。而銀線則是采用純度為 99.99% 或以上的銀材質(zhì)進行拉絲,同樣會包含其他微量元素。
然而,為了降低生產(chǎn)成本,某些制造商可能會研發(fā)出銅合金、金包銀合金線或銀合金線材等替代品,以替代價格高昂的金線。這些替代品在某些性能方面可能具有一定優(yōu)勢,但在化學(xué)穩(wěn)定性等方面存在不足,例如銀線和金包銀合金線易受硫/氯/溴化腐蝕,銅線則易氧化,可能導(dǎo)致 LED 燈珠在使用過程中出現(xiàn)斷線死燈等問題。
化學(xué)成分檢驗
1.EDS 成分檢測
通過 EDS(能量色散光譜)成分檢測,可以鑒定來料的種類,如金線、銀線、金包銀合金線、銅線或鋁線等。金線以其卓越的電導(dǎo)率、導(dǎo)熱性、耐腐蝕性、韌性和化學(xué)穩(wěn)定性而聞名,但高昂的價格也使得封裝成本相應(yīng)增加。在元素周期表中,金、銀、銅和鋁這四種過渡組金屬元素均具有出色的導(dǎo)電性。
然而,盡管存在如銅合金、金包銀合金線及銀合金線材等替代方案,它們在某些方面可能優(yōu)于金線,但在化學(xué)穩(wěn)定性上卻表現(xiàn)欠佳。在類似于吸水透氣海綿的封裝硅膠環(huán)境中,這些替代方案的鍵合絲更易受到化學(xué)腐蝕,從而降低光源的可靠性。
2.ICP 純度檢測
ICP(電感耦合等離子體)純度檢測是一種更為精確的檢測方法,可以進一步確定金線的純度等級及所添加的合金元素。LED 鍵合金線是由純度高達 99.99% 以上的材質(zhì)拉絲而成,其中含有微量的 Ag/Cu/Si/Ca/Mg 等元素。通過精心設(shè)計的合金組分,使得金絲不僅具有出色的拉力和鍵合強度,還具備良好的成球性和低振動斷裂率。
鍵合金絲應(yīng)主要由純度 99.99% 以上的高純合金絲構(gòu)成,同時嚴(yán)格控制微量元素總量在 0.01% 以下,以確保金的特性得以完美展現(xiàn)。
直徑偏差檢測
在鍵合金線的生產(chǎn)過程中,直徑的精確控制至關(guān)重要。直徑偏差不僅影響產(chǎn)品的外觀,更關(guān)系到其使用的可靠性和性能。因此,通過嚴(yán)格的工藝管理和精密的檢測設(shè)備,確保每一根金線的直徑都符合標(biāo)準(zhǔn),從而保證產(chǎn)品質(zhì)量和客戶滿意度。
例如,1 克金可以拉制出長度為 26.37 米、直徑 50 微米(2 密爾)的金線,同樣也可以拉制出長度 105.49 米、直徑 25 微米(1 密爾)的金線。當(dāng)金線長度固定時,若來料金線的直徑減少一半,那么測得的電阻值將是正常情況下的四分之一。
對于供應(yīng)商而言,金線直徑越細(xì),其成本就越低。在保持售價不變的情況下,供應(yīng)商的利潤空間就會增大。然而,對于使用金線的 LED 客戶來說,采購直徑上偷工減料的金線會面臨金線電阻上升和熔斷電流下降的風(fēng)險,這將嚴(yán)重影響 LED 光源的壽命。例如,1.0 密爾的金線壽命明顯短于 1.2 密爾的金線,但封裝廠的常規(guī)檢測往往難以察覺此類問題。
表面質(zhì)量檢驗
金線在拉制過程中,絲材表面可能出現(xiàn)的刻痕、凹坑、劃傷、裂紋、凸起、打折等缺陷,都會導(dǎo)致電流密度增加,使得損傷部位更易被燒毀,同時降低金線抵抗機械應(yīng)力的能力,造成內(nèi)引線損傷處斷裂。
此外,金線表面的油污、銹蝕、塵埃及其他粘附物也會降低金線與 LED 芯片及支架之間的鍵合強度。因此,對金線表面質(zhì)量的檢驗是鑒別其質(zhì)量的重要環(huán)節(jié),需要通過專業(yè)的檢測設(shè)備和技術(shù)手段,對金線表面進行全面、細(xì)致的檢查,確保其表面質(zhì)量符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求。
力學(xué)性能檢測
為了確保金線能承受樹脂封裝時的沖擊,必須對其進行力學(xué)性能檢測,包括拉斷負(fù)荷和延伸率的測定。同時,金線的破斷力和延伸率對引線鍵合的質(zhì)量至關(guān)重要。具有高破斷率和延伸率的鍵合絲更利于鍵合過程。值得注意的是,金線過硬或過軟都會對鍵合質(zhì)量產(chǎn)生不良影響。
過軟的金線可能導(dǎo)致拱絲下垂、球形不穩(wěn)定、球頸部易收縮以及金線易斷裂等問題;而過硬的金線則可能將芯片電極或外延打出坑洞、導(dǎo)致金球頸部斷裂、形成合金困難以及拱絲弧線控制困難等挑戰(zhàn)。因此,對金線的力學(xué)性能進行準(zhǔn)確檢測和評估,對于保證 LED 產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性具有重要意義。
結(jié)語
綜上所述,鑒別 LED 燈珠金線純度需要從多個專業(yè)角度進行綜合考量和檢測,包括化學(xué)成分檢驗、直徑偏差檢測、表面質(zhì)量檢驗和力學(xué)性能檢測等。通過這些科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臋z測方法,可以有效確保所使用的金線純度符合要求,從而保障 LED 產(chǎn)品的質(zhì)量和性能,為 LED 制造行業(yè)的健康發(fā)展提供有力支持。
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