和椿创新LED热阻测试仪 为LED产业封装质量最佳化推手

2017台湾国际照明科技展 (TILS 2017)于4月12日在南港展览馆举行,同期展出LED Taiwan,吸引150家厂商参展,摊位数上达500个,汇集最完整的照明产业链,为中国台湾规模最大照明与LED技术应用展览。在LED制程展TechSTAGE创新技术发表会上,和椿科技(Aurotek)技术开发项目部郑琮达博士发表和椿独立研发的LED热阻测试仪,并在与LEDinside的专访中对目前在LED产业中规模仍较小的热检测市场布局提出看法。


♦   在TechSTAGE创新技术发表会上,和椿科技郑琮达博士发表自家LED热阻检测创新技术与设备优势。

根据LEDinside观察,目前LED市场在背光领域及照明市场均已迈入成熟期,整体产值出现成长停滞,除一些利基型工业应用外,车用LED是少数具市场规模且成长快速的应用之一。另一方面,CSP LED相关应用(包含背光、手机闪光、IR/UV LED)和智慧节能照明则成为在未来有机会带动LED产值出现另一波成长的关键。

这些领域是现时的市场重点,随着产业渐渐以高功率LED开发为趋势,厂商对于质量的要求使LED量测的需求日增;然其中LED热阻以传统的技术量测来说,不仅耗时且仅能在实验室做抽样测试,并无法有效做到LED全检测改善制程与产品良率,因此业界会需要更新的解决方法。


♦   LED光源质量取决于封装体光学、电、热三特性之交互作用,太多的废热(thermal loss)会降低LED效能。

速度、精准度颠覆以往技术

针对这项需求,和椿本次展示了JD2020 LED热阻测试仪颠覆传统测试技术,依照JEDEC固态技术协会JESD51-14标准建立,并简化瞬时热阻量测方法,当LED通电后快速量测LED元件在时间轴内的温度变化,进而分析数据判断特定结构之热阻值而达到LED元件最佳化的目的。


♦   和椿创新JD2020热阻测试仪荣获2017台湾精品奖


♦   和椿科技郑琮达博士与JD2020 LED热阻测试仪

不同于传统热阻量测技术,和椿表示,该公司新的JD2020测试仪在速度、精准度与客制化程度上皆有大幅提升。

首先,速度。目前LED厂商的困境在于:在LED生产线上仅能针对亮度与电压做快速检测,LED热阻系数检测须送至实验室使用特殊仪器进行。平均检测一颗LED完整热阻系数或热结构需耗时10分钟,因此目前仅能抽样测试。而和椿JD2020测试仪则大幅缩短量测时间,量测一颗LED元件只需要0.1-0.2秒,可以量测整批LED元件,改善整体良率。

其次,在精准度方面,比起现有技术,和椿JD2020能更有效判断封装体内各材料热结构特性。LED热阻量测重点在于解析两大影响LED散热之关键结构:固晶层与打件布锡分布。

目前现有的X光、超音波检测技术量测结果为二维影像,较不易比对且容易造成误判;相较之下,和椿所开发的LED热阻测试仪能完整测量热能从封装体传导至空气中这段时间热阻值的变化,找出热阻系数高的部分,分析固晶层与上件质量做进阶分类,辅助LED厂商找出封装散热缺陷,改善LED质量,做到LED最佳化,对日后LED往高功率发展来说至关重要。



♦   JD2020可与产线做一站式或两站式整合,达到快速精准的在线热阻检测。

弹性客制化整合实现在线全检测创造上中下游三赢局面

再者,客制化方面,JD2020与传统仪器最大的差异之处在于,能与产在线AT机台做整合,亦即在生产线上即可做LED元件光电热特性全检测。

郑博士解释,在线机台整合可分单站式与双站式。在单站式架构中,Sorter将LED元件送至测试仪并由其提供电流做测试分类;双站式整合测量则由两台测试仪同时量测LED热结构,节省整体测试时间。他强调:“根据客户需求提供不同客制化程度的产线机台整合,实现在线LED封装质量全检测,是和椿一贯的服务与目标。”

和椿JD2020已成功导入业内高功率CSP LED 、LED上件PCB热阻测试与学术机构等市场中,提供良好的热阻测试质量,替LED厂商减少不良品投诉,提升产品良率并节省生产成本;同时,和椿也已具备可提供与测试厂机台整合的解决方案,希望能逐渐在高功率LED市场中打破国外垄断提升市占。而在中低功率LED市场布局方面,和椿也积极开发测试其他LED量测方案,以取代例如:用于检测打线接合 (wire bonding)质量的传统破坏性技术,提供更有效的质量分析方案。

展望未来技术趋势,目前LED热阻测试仍算是刚起步的产业,但对于未来LED厂发展并导入高功率LED而言是必要的检测技术。郑博士认为,除了照明方面,LED应用也越发广泛,终端客户对LED产品的要求也将使LED制造商意识到在线LED全检测的重要性,进而往上游设备商提出热阻测试与产线整合建置的需求,而这也将能替上、中、下游创造三赢的局面。





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