Industry Information

Becoming an LED packaging enterprise with high core value

News
2025-08-13
大功率红外LED灯珠为何青睐纯金线焊接?

在大功率红外LED灯珠的制造中,纯金线作为键合材料(即连接芯片与外部电路的导线)被广泛采用,其背后是多重科学考量和工艺优化的结果。以下是核心原因分析:


1. 卓越的导电性与低电阻损耗

黄金的导电率仅次于银和铜,但相较于铜,金在高温下的抗氧化能力极强。大功率LED工作时电流可达数百毫安至数安培,纯金线的低电阻特性可显著减少电流传输中的能量损耗,避免因发热导致的性能衰减。


数据支持:金的电阻率仅2.44×10⁻⁸ Ω·m(20℃),而铝为2.82×10⁻⁸ Ω·m,且金在高温下电阻稳定性更优。


2. 超强的抗高温与抗疲劳性能

大功率LED芯片工作时结温常超过100℃,普通金属线(如铝)易因热膨胀系数不匹配导致断裂。纯金线的延展性(伸长率可达30%以上)和耐高温性(熔点1064℃)能承受长期热循环冲击。


案例对比:在1000小时85℃/85%RH高温高湿测试中,金线键合的失效率比铝线低90%以上。


3. 化学惰性保障长期可靠性

金在空气中几乎不与氧气、硫化物反应,避免形成绝缘氧化层(如铜线易生成CuO)。红外LED常用于恶劣环境(如工业加热、安防监控),金线的抗腐蚀性可确保20年以上使用寿命。


行业标准:军用/车规级LED均强制要求金线键合,因其通过MSL-1([敏感词]湿度敏感等级)认证。


4. 工艺适配性与良率提升

金线硬度适中(维氏硬度25),在超声波键合过程中既能与芯片电极(通常为金或银镀层)形成原子级扩散连接,又不会损伤脆性半导体结构。键合拉力测试中,金线平均可承受5-10gf拉力,远超铝线的3-5gf。


成本权衡:尽管金价高昂(约60元/米),但大功率LED单颗成本中封装占比超40%,金线带来的良率提升(降低虚焊/断线风险)反而降低综合成本。


5. 红外特性的特殊考量

红外LED的波长范围(850-940nm)对材料反射率敏感。金在近红外波段的反射率超95%,可减少光子在导线处的吸收损耗,提升出光效率5%-8%。

结语


纯金线虽成本较高,但其在导电、耐热、抗腐蚀及工艺兼容性上的综合优势,使其成为大功率红外LED不可替代的“黄金标准”。随着封装技术进步(如金包铜复合线材的兴起),未来可能在成本与性能间找到新平衡,但目前高端应用仍以纯金线为主导。