跳到主要內容

簡易檢索 / 詳目顯示

研究生: 張建宏
Jain-hong Zhang
論文名稱: 大尺寸LED晶粒固晶之研究
Study of Die Bonding for Large-Size LED Die
指導教授: 楊宗勳
Tsung-Hsun Yang
孫慶成
Ching-Cherng Sun
口試委員:
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 理學院 - 光電科學與工程學系
Department of Optics and Photonics
畢業學年度: 98
語文別: 中文
論文頁數: 102
中文關鍵詞: 超音波檢測熱阻推力測試.固晶技術超大尺寸LED晶粒金錫共晶合金
外文關鍵詞: Die Shear Strength, Scanning Acoustic Microscope., Thermal Resistance, Eutectic Gold/Tin Alloy, Die Bond, Extra-Large-Size LED Die
相關次數: 點閱:15下載:0
分享至:
查詢本校圖書館目錄 查詢臺灣博碩士論文知識加值系統 勘誤回報
  • 在本研究中,我們發展超大尺寸晶粒固晶製程技術,以金錫共晶合金固晶製程為主要研究方向,發展其製程配方、特性量測與性能評估。製程配方的參數包含了最高的製程溫度、最高溫度的持續時間、溫度斜率、下壓力、氮氣施加方式與助焊劑。特性量測選用掃描式超音波顯微鏡檢測黏著狀態、穩態紅外線熱阻量測法檢測熱阻以及使用推拉力機量測黏著強度,再藉由這些特性量測做性能分析。
    固晶黏著材料除了金錫共晶合金以外,還有一般銀膠、高導熱銀膠、錫膏和預成型錫片,因此我們針對同一的基板與晶粒做不同黏著材料的固晶製程,並對這些不同固晶方式進行比較。


    In this thesis, we study the processing technology of eutectic Gold/Tin alloy for an extra-large-size LED die. We develop the recipe of eutectic process and analyze the characteristic of measuring results. The corresponding parameters include highest temperature, temperature profile, bonding force, nitrogen condition and flux for eutectic process. In the measurement procedures of die bonding process, we apply infrared system to measure the thermal resistance and use bonding tester to estimate the die shear strength. Bonding state between die and substrate is inspected by scanning acoustic microscope. Finally, we compare the characteristic of experimental results, including silver paste, high thermal conductivity silver epoxy adhesive, solder paste, solder perform, among difference die bonding processes.

    目錄 摘要 i Abstract ii 誌謝 iii 目錄 v 圖索引 ix 表索引 xiv 第一章 緒論 1 1-1 固態照明 1 1-2 LED應用於投影機光源 3 1-3 論文大綱 6 第二章 LED封裝固晶之技術 7 2-1 引言 7 2-2 LED固晶技術介紹 7 2-3 固晶黏著材料 9 2-3-1一般銀膠 9 2-3-2高導熱銀膠 11 2-3-3無鉛錫膏 13 2-3-4預成型錫片 15 2-3-5金錫共晶合金 16 2-4 檢測方式 23 2-4-1掃描式超音波顯微鏡檢測 23 2-4-2熱阻量測 29 2-4-3推力測試 31 第三章 超大尺寸金錫共晶合金固晶製程技術 33 3-1 前言 33 3-2 實驗材料 35 3-2-1超大尺寸測試晶粒 35 3-2-2高散熱基板 37 3-3 實驗設備 39 3-4 實驗步驟 41 3-5 困難排除 44 3-5-1固晶機對位與水平校正 44 3-5-2固晶介面溫度掌握 46 3-5-3銅基板晶片座品質 47 3-5-4吸取頭之改良 48 3-5-5試驗晶片上金錫成份不均之改良 50 3-6 優化方向 52 3-6-1最高溫度 52 3-6-2最高溫度的持續時間 54 3-6-3升溫斜率 54 3-6-4下壓力 54 3-6-5氮氣施加方式 56 3-7 結果 57 3-8 討論 60 第四章 與其他固晶方式之比較 63 4-1 一般銀膠與高導熱銀膠固晶之結果 63 4-2 錫膏與預成型錫片固晶之結果 68 4-3 各種固晶方式的比較 74 第五章 結論 76 參考文獻 77 中英文名詞對照表 79

    參考文獻
    [1] Philips Lumileds Lighting Company, http://www.philipslumileds.com/.
    [2] 蔡柏彬,“LED照明-電腦散熱產業的新契機,”工業材料雜誌 281, 071 (2010)。
    [3] 孫慶成,LED的效率極限與照明光學設計的極致,2009 LED固態照明研討會,中華民國九十八年。
    [4] M. G. Craford, “LEDs for solid state lighting and other emerging applications: status, trends, and challenges,” Proc. SPIE 5941, 1-10 (2005).
    [5] Nichia Corporation, http://www.nichia.co.jp/en/.
    [6] Cree, Inc., http://www.cree.com/.
    [7] E. F. Schubert and J. K. Kim, “Solid-state light sources getting smart,” Science 308, 1274-1278 (2005).
    [8] E. F. Schubert, Light-Emitting Diodes, 2nd ed. (Cambridge University Press, Cambridge, 2006).
    [9] 鄭景太, “高功率LED熱管理技術與量測,” 工業材料雜誌 256, 180-181 (2008)。
    [10] 黃振東, “淺談LED散熱材料與元件,” 工業材料雜誌 281, 073-083 (2010)。
    [11] 台達電子工業股份有限公司,http://www.deltaww.com/.
    [12] H. Murat, H. De Smet, and D. Cuypers, “Compact LED projector with tapered light pipes for moderate light output applications,” Displays 27 (3), 117-123 (2006).
    [13] X. Zhao, Z. L. Fang, J. C. Cui, X. Zhang, and G. G. Mu, “Illumination system using LED sources for pocket-size projectors,” Appl. Opt. 46, 522-526 (2007).
    [14] G. Harbers, S. Paolini, and M. Keuper, “Performance of high-power LED illuminators in projection displays,” Technical documentation from Lumileds Lighting website.
    [15] 王志賓,LED投影顯示技術,2010 LED固態照明研討會,中華民國九十九年。
    [16] 晶元光電股份有限公司,http://www.epistar.com.tw/.
    [17] LORD, http://www.lord.com/.
    [18] Diemat, Inc., http://www.diemat.com/.
    [19] Indium Corporation, http://www.indium.com/.
    [20] Rafael C. Jordan, Jorg Bauer, and Hermann Oppermann, “Optimized heat transfer and homogeneous color converting for Ultra High Brightness LED Package,” Proc. SPIE 6198, 1-4 (2006).
    [21] R. E. Reed-Hill and R. Abbaschain著,物理冶金,第三版,劉偉隆、林淳杰、曾春風和陳文照譯,全華科技圖書有限公司,中華民國八十六年。
    [22] 劉國雄、鄭晃忠、李勝隆、林樹均和葉均蔚,工程材料科學,新版,全華科技圖書有限公司,中華民國九十七年。
    [23] 蔡希杰,冶金熱力學,高立圖書公司,中華民國八十六年。
    [24] D. A. Porter and K. E. Easterling, Phase Transformations in Metals and Alloys, 2nd ed. (Chemical Rubber Company Press, 1992).
    [25] D. R. Gaskell著,材料熱力學,蔡希杰譯,偉明圖書公司,中華民國九十二年。
    [26] 機械工程手冊‧電機工程手冊編輯委員會,機械工程手冊1-工程材料學,五南圖書出版公司,中華民國九十一年。
    [27] R. R. Tummala, Fundamentals of Microsystems Packaging (McGraw-Hill, 2001).
    [28] M. Fukuda, Reliability And Degradation Of Semiconductor Lasers And Leds (Artech House, Boston‧London, 1991).
    [29] O. Ueda, Reliability and Degradation of III-V Optical Devices(Artech House, Boston‧London, 1996).
    [30] 李正國、李志偉、林本源、邱錫榮、陳文嘉、溫炯亮、傅豪和蔡履文,熱處理,修訂版,高立圖書有限公司,中華民國九十五年。
    [31] 日本熱處理技術協會,熱處理技術用書10-金屬組織與缺陷,賴耿陽譯,復漢,台南,中華民國八十七年。
    [32] Sonoscan Inc., http://www.sonoscan.com/.
    [33] H. Benson, University Physics-Revised Edition (Wiley, 1996).
    [34] 陳憬憲,穩態紅外線LED封裝熱阻量測,國立中央大學光電所碩士論文,中華民國九十九年。
    [35] Department of Defense, Test Method Standard-833E. (Defense Supply Center Columbus, 1997).
    [36] 許俊昇,高功率LED固晶技術之研究,國立中央大學光電所碩士論文,中華民國九十八年。

    QR CODE
    :::