ROHM完全无银的高亮度红色LED应对苛刻环境挑战

日期:2018-05-24

 
日前,全球知名半导体制造商ROHM在北京举办“抗硫化LED SML-Y18U2T新品发布会”,介绍了非常适用于汽车刹车灯等,并有助于提高照明应用长期可靠性的防硫化对策,同时发布了一款抗硫化LED新产品,还演示了新产品的照明特性。
 

 
LED业务历史悠久
ROHM半导体(上海)有限公司设计中心副所长水原德健(右)首先介绍了ROHM的LED业务情况。ROHM从1973年开始生产LED灯,已有40多年的历史。到2017年,除了有业界标准的0603(1608mm)产品阵容外,还在扩展单亮度等级、双色及小型带透镜的LED产品。
谈到ROHM LED的优势,他表示,这主要体现在利用严格的品质管理和垂直统合型生产体制,可实施ROHM独有的产品开发。品质管理的优势包括易于组装工序执行的芯片设计、超小型产品也执行可追溯体制,以及采用与车载级品质相应的工序管理制度;垂直统合型生产体制的优势是,包括新产品开发在内,从元件到完成品执行垂直统合型生产体制。
水原德健解释说,源于独有生产技术和品质管理的ROHM LED技术涵盖了小型化、单亮度等级、通用色彩和抗硫化四大类产品。小型化,即业界最薄封装,利用ROHM独有的生产技术实现元件薄型化,并通过减少金线的环路,实现0.2mm的业界最薄高度。单亮度等级是从元件制造阶段开始就融入技术优势并严格贯彻品质理念,消除亮度波动。通用色彩是考虑到色觉多样性,生产可视性优异的产品,产品设计可采用色弱者也容易识别的绿色。抗硫化是推出3528mm尺寸的抗硫化性能更加优异的高亮度LED,这也是此次发布的新产品。
 

 
他表示,ROHM LED适用于车载领域、工业设备领域以及消费电子、通信、办公设备领域。其封装阵容十分丰富,可以为客户提供个性化的解决方案。
 
抗硫化新品满足苛刻环境要求
ROHM Co., Ltd.光学模块生产本部LED制造部商品企划组组长吉田晃久在介绍新产品“SML-Y18U2T”LED之前,首先介绍了该产品的开发背景。他表示,近年来,汽车刹车灯越来越多地采用LED灯,为了减少LED的搭载数量,对高亮度产品的需求日益高涨。而另一方面,在严酷环境下使用电子产品的汽车和工业设备领域的应用中,因环境因素导致金属材料腐蚀的硫化问题已成为经年老化的主因,防止硫化已成为确保可靠性不可或缺的一环。
LED的使用寿命与含硫气体关系非常大。一直以来,元件晶片键合所用的焊膏部位变黑导致LED发光强度降低的问题都没有相应的对策。据统计,由于LED的使用环境越来越严苛,因LED内部使用的银受环境气体影响被硫化而引发的问题越来越多。硫化的来源包括汽车尾气、香烟的烟气、密封橡胶排出的气体,以及温泉地区的硫磺气体。
 

 
他介绍,LED可能发生硫化的位置包括由密封树脂/引线框架界面、引线框架/外壳界面和密封树脂侵入。位置和硫化可能引起的问题分别是:芯片内的银镜面层会使亮度下降,进而键合剥离;银浆硫化引起元件特性不良;镀银框架硫化使亮度下降,金线二次键合剥离。因此,许多客户需要在这种严格环境下可靠性高的不会硫化的LED。
抗硫化性能更优异的LED“SML-Y18U2T”是ROHM开发的业界首款完全无银的高亮度红色LED,用金等其他材料取代了以往晶片键合焊膏及框架所使用的银。它利用了ROHM新开发LED的结构与部件,采用了从元件到封装的垂直统合型生产体制,芯片键合、引线、框架每个部位均可采取抗硫化措施。
 

 

新产品的应用包括在恶劣环境下使用电子元器件的汽车和工业设备领域,其硫化(环境应力引起的金属材料腐蚀)是导致经年老化的主要原因,为确保可靠性,需要必须采取防硫化对策。此举消除了由于银受到腐蚀而引起LED亮度衰减现象,可提高应用的可靠性。例如用于汽车停车灯、汽车内饰和外饰,非常有助于汽车刹车灯等在严酷环境下使用的应用的可靠性高提升。此外,工业设备、户外显示设备等也可以采用这种LED。
吉田晃久还介绍了新产品的硫化试验结果。试验显示,镀银产品在1个周期(24小时)后的光通量为70%,10个周期后下降至60%,时间越长其光通量越低;镀金钯产品的银浆部位也产生变色现象,具有影响键合强度的风险。而新开发的无银LED可在10个循环(240小时)后依然保持几乎100%的高光通量,无论是特性还是外观均无变化,结果良好。
 

他最后表示,今后ROHM将一如既往地努力研发推陈出新,满足客户需求,继续壮大易用性优异的产品阵容,同时也为中国电子行业的蓬勃发展做出贡献。
www.rohm.com.cn[r1] 
 

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