金線對LED產品來說可謂是極為重要的物料，在LED光源中起到將芯片電極和支架導線連接的作用。作為一個LED燈珠的重要原材料，必須具備以下幾個重要的特性：(1)99.99%以上純度;(2)選擇正確的尺寸;(3)表面清潔無污染無損傷;(4)具有規定的拉斷負荷和延伸率。這些性能將嚴重影響LED光源的可靠性，所以對金線的評估工作也尤為重要。

    1. 化學成分檢驗

    方法一：EDS成分檢測

    鑒定來料種類：金線、銀線、金包銀合金線、銅線、鋁線。

    金線具有電導率大、導熱性好、耐腐蝕、韌性好、化學穩定性極好等優點，但金線的價格昂貴，導致封裝成本過高。在元素周期表中，過渡組金屬元素中金、銀、銅和鋁四種金屬元素具有較高的導電性能。很多LED廠商試圖開發諸如銅合金、金包銀合金線、銀合金線材來代替昂貴的金線。雖然這些替代方案在某些特性上優于金線，但是在化學穩定性方面卻差很多，比如銀線和金包銀合金線容易受到硫/氯/溴化腐蝕，銅線容易氧化。在類似于吸水透氣海綿的封裝硅膠來說，這些替代方案使鍵合絲易受到化學腐蝕，光源的可靠性降低，使用時間長了，LED燈珠容易斷線死燈。

    方法二：ICP純度檢測

    鑒定金線純度等級，確定添加的合金元素。

    LED鍵合金線是由金純度為99.99%以上的材質拉絲而成，其中包含了微量的Ag/Cu/Si/Ca/Mg等微量元素。通過設計合理的合金組分，使金絲具有拉力和鍵合強度足夠高、成球性好、振動斷裂率低的優點。鍵合金絲大部分應為純度99.99%以上的高純合金絲，微量元素總量保持在0.01%以下，以保持金的特性。

    2. 直徑偏差

    1克金，可以拉制出長度26.37m、直徑50μm(2 mil)的金線，也可以拉制長度105.49m、直徑25μm(1 mil)的金線。如果打金線長度都是固定的，如果來料金線的直徑為原來的一半，那么對打的金線所測電阻為正常的四分之一。

    對于供應商來說，金線直徑越細，成本越低，在售價不變的情況下，利潤越高。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，會存在金線電阻升高，熔斷電流降低的風險，會大大降低LED光源的壽命。1.0 mil的金線壽命，必然比1.2 mil的金線要短。

    3. 表面質量檢驗

    (1)絲材表面應無超過線徑5%的刻痕、凹坑、劃傷、裂紋、凸起、打折和其他降低器件使用壽命的缺陷。金線在拉制過程，絲材表面出現的表面缺陷，會導致電流密度加大，使損傷部位易被燒毀，同時抗機械應力的能力降低，造成內引線損傷處斷裂。

    (2)金線表面應無油污、銹蝕、塵埃及其他粘附物，這些會降低金線與LED芯片之間、金線與支架之間的鍵合強度。

    4. 力學性能檢測(拉斷負荷和延伸率)

    能承受樹脂封裝時所產生的沖擊的良好金線必須具有規定的拉斷負荷和延伸率。同時，金線的破斷力和延伸率對引線鍵合的質量起關鍵作用，具有高的破斷率和延伸率的鍵合絲更利于鍵合。太軟的金絲會導致以下不良：(1)拱絲下垂;(2)球形不穩定;(3)球頸部容易收縮;(4)金線易斷裂。太硬的金絲會導致以下不良：(1)將芯片電極或外延打出坑洞;(2)金球頸部斷裂;(3)形成合金困難;(4)拱絲弧線控制困難。

    案例分析：

    某封裝廠出貨的燈珠出現大量死燈現象，分析失效原因。鑒發現死燈燈珠金線直徑為27.0±1.0μm，與客戶反饋的金線規格30μm不一致，同時，金線有刮傷的痕跡，金線大電流熔斷。不合格的金線來料是導致此次事故的主因。

    鍵合線是金線，直徑約為27.0±1.0μm，與客戶反饋的金線規格30μm不一致。金線直徑過小會存在金線電阻升高，熔斷電流降低的風險，會大大降低LED光源的壽命。

    不良樣品開封后，掃描電鏡下觀察金線斷口呈球形，金線電流熔斷，同時我們發現熔斷處附近的金線有刮傷的痕跡，金線的損傷使引線損傷部位截面積變小，將導致：電流密度加大，使損傷部位易被燒毀;抗機械應力的能力降低，會造成內引線損傷處斷裂。

    附1：金線的生產工藝流程

    金線的生產工藝流程圖

    1. 精煉工序:

    工藝一：化學濕式精練

    工序原理

    用王水(鹽酸和硝酸3:1比率混合)溶解黃金;

    使用化學藥品，清除雜質，只選擇黃金，提高純度;

    把99%以下黃金精練為99.9%以上。

    工序二：電解提純

    工序原理

    加特定電壓，把黃金分解為(+)離子;

    分解為正離子的黃金，通過電力移動到富極板(-);

    最終精煉的黃金純度達到99.997%以上的純度。

    2. 溶解/鑄造工程

    工程原理

    高頻率熔爐中，采用高頻率法，溶解精致黃金;

    熔解時添加目的元素制造合金，決定鍵合線類型;

    關鍵技術為組成均勻的合金;

    合金后連續拉伸鑄造10mm左右的棒。

    3. 拉絲工序

    工序原理

    金線通過一定大小凹槽的dies,按階段縮小金線直徑;

    生產25um鍵合線時，大約使用100多個dies;

    減少直徑時，核心技術為均勻加工寄防止斷線。

    4. 熱處理工序

    工序原理

    通過連續熱處理，軟化因拉絲而變硬的鍵合線;

    通過加熱，調整鍵合線的載荷與延伸率;

    核心技術為調整鍵合線載荷。

    5. 卷線工序

    工序原理

    根據顧客要求規格，再卷線熱處理后的鍵合線;

    線軸規格、卷線方向及所有作業條件遵守顧客標準;

    核心技術為開發移動時防止線層松垮和使用時靈活解線的程序。

責編：小瀞