Hallo, ich versuche mal mein Problem zu beschreiben: Ich habe eine "High Power LED" von Osram (Osram projection, schon ein paar Jahre alt) die auf einer Trägerplatine aufgebracht ist. Die Verbindung vom LED-Chip zur Platine waren dünne Drähte die auf beiden Seiten gebondet waren. Auf der Platine sitzen einige zusätzlichen Bauteile (z.B. Temperatursensor) und ein Steckverbinder. Für unsere Anwendung (Fluoreszenzbeleuchtung für ein Mikroskop) war die Platine leider zu groß, also haben wir die Platine kurzerhand auf der Drehbank abgedreht. Dabei verloren wir natürlich den Steckverbinder. Erstmal kein Problem, ich konnte die Drähte für die Stromversorgung vorsichtig direkt auf die Platine löten - nicht schön, funktionierte aber eine Weile. Bei der Benutzung sind aber inzwischen meine Lötstellen auf der Platine abgerissen. Ich habe dann die bonding Verbindungen von der LED zur Trägerplatine freigelegt, dabei sind die dünnen bonding Drähtchen abgerissen. Also habe ich jetzt versucht auf den bonding-pads des LED-Chips direkt zu löten. Vom Platz her geht das so eben noch, die pads sind groß genug, ein Stereo Zoom Mikroskop ist vorhanden. Aber ich kriege absolut keine Lötverbindung auf diesen Pads hin! Das Lötzinn verläuft nicht und wenn mal etwas hängenbleibt kann ich es mit dem Fingernagel wieder abkratzen weil es nicht wirklich am pad "klebt". Auf den pads auf der Platine geht es ohne Probleme, das habe ich ausprobiert. Meine Frage ist nun, sind die pads auf solchen chips anders beschichtet als auf "normalen" Platinen? Braucht man ein spezielles Lot oder Flussmittel? Oder stelle ich mich einfach zu doof an? Für ein paar erklärende Bemerkungen wäre ich dankbar! Klaus
Klaus Michel schrieb: > Meine Frage ist nun, sind die pads auf solchen chips anders beschichtet > als auf "normalen" Platinen? Ja, mit Aluminiumoxid … Oberste Metallisierung in der Halbleiterei ist (*) seit Jahr und Tag Aluminium. (*) Ja, mittlerweile auch Kupfer, aber nur bei ausgewählten Produkten wie Highpower-CPUs, bei denen die bessere Leitfähigkeit die viel aufwändigere Technologie rechtfertigt. > Braucht man ein spezielles Lot oder > Flussmittel? Einen Drahtbonder.
Von Alu-Oberflächen hab ich noch nie gehört. Die Alu-Draht Bonding PCBs die ich kenne haben eine Flashgold Oberfläche und sollten sich sehr gut löten lassen. Welche Farbe hat denn die Oberfläche? Ni/Au ist silber bis gold (silber = extrem dünn und das Ni schimmert durch) AT&S bietet z.B. kein A; Oberflächen an: http://www.ats.net/de/files/2013/03/Surface-Finish_Oulu_2013_handout.pdf Versuch mal etwas Sandpapier oder ein hartes Radiergummi. Falls es Oxidation ist, ein schärferes Flux.
jan bader schrieb: > Von Alu-Oberflächen hab ich noch nie gehört. Der gute will den Chip selbst löten, von dem er die Bonddrähte abgerissen hat. Auf den Gegenstellen auf der Platine haftet sein Lot ja. Das ist völlig illusorisch.
Rufus Τ. Firefly schrieb: > Das ist völlig illusorisch. Selbst mit dem genannten Drahtbonder wäre es das, da man ja keinen einzelnen Chip mehr in der Hand hält, sondern eine fertige LED.
Natürlich ist Al als Padoberfläche gang und gäbe. Cu gibt's auch, ab und an auch mal NiPdAu (das lötbar sein müsste). An den OP: du könntest versuchen, eine Kleinstmenge Silberleitlack aufzubringen und damit ein Anschlussdrähtchen zu befestigen. Viel Hoffnung hätte ich aber nicht. Max
Jörg Wunsch schrieb: > (*) Ja, mittlerweile auch Kupfer, aber nur bei ausgewählten Produkten > wie Highpower-CPUs, bei denen die bessere Leitfähigkeit die viel > aufwändigere Technologie rechtfertigt. Nur so zur Info: Nein, da gehts meistens nicht um die Leitfähigkeit sondern um die Zuverlässigkeit,beim Alubonden gibts da immer wieder Probleme im Prozess die es so bei Kupfer oder Gold nicht gibt, Kupfer wird deshalb überall dort verwendet wo der Chip wirklich zuverlässlich funktionieren sollte( wird oft von Automobil/Luftfahrtindustrie so gefordert) und das sind weit mehr Produkte als nur irgendwelche "Highpower-CPUs," oder Nischenprodukte.
Thomas schrieb: > Nein, da gehts meistens nicht um die Leitfähigkeit Bei denen, wo ich das in Erinnerung hatte, durchaus. Wenn man eine CPU mit …zig Ampere versorgen will, müssen die ja irgendwie in den Chip reinkommen, und da macht sich die bessere Leitfähigkeit von Kupfer dann schon an den Leitbahnquerschnitten bemerkbar. Ich habe nur (mehr oder weniger nebenbei, wir waren damals Zulieferer bei AMD) mitbekommen, dass sie noch so ziemlich hauruck die Kupferleitbahnen in die Technologie aufnehmen mussten, eigentlich schon während die Fab hier hochgefahren worden ist. Kupfer im IC ist natürlich eklig zu handhaben, weil es saumäßig schnell wegdiffundiert, daher wurde das Zeug irgendwie „vergraben“ (Diffusionsbarriere rundrum). > beim Alubonden gibts da immer wieder Probleme im Prozess die es so bei > Kupfer oder Gold nicht gibt Du meinst doch aber Kupfer (oder Gold) als Bonddraht, nicht als Pad, oder?
Rufus Τ. Firefly schrieb: > jan bader schrieb: >> Von Alu-Oberflächen hab ich noch nie gehört. > > Der gute will den Chip selbst löten, von dem er die Bonddrähte > abgerissen hat. Auf den Gegenstellen auf der Platine haftet sein Lot ja. Ach sooooo. Das BCB ist dann mit Sicherheit Gold. Der Chip Silizium oder sowas. Die Au oder Al Drähte werden ja mit Ultraschall geschweisst. Mit Löten wird das nix -> Entsorgen.
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Hallo, vielen Dank schon mal für die lebhafte Diskussion :-) Aber meine Beschreibung war wohl noch nicht genau genug, diesmal hänge ich noch ein Bild an. Wie man sieht, sitzen hier 4 LED-Chips auf einer sehr kleinen Trägerplatine. An den Seiten dieses Platinchens sitzen die 8 pads die mir Probleme bereiten. Sie sehen eigentlich schön goldig aus, auf den pads an der linken Seite kann man die "Hügel" der Bonddrähte erkennen. Diese pads habe ich schon mit Glasfaserstift und auch vorsichtig mit einer Pinzettenspitze traktiert. Die Oberfläche scheint ziemlich widerstandsfähig zu sein. Vielleicht probiere ich es nochmal etwas kräftiger an einer der Metallflächen in den Ecken und prüfe ob darunter etwas anderes zum Vorschein kommt. Dieses Platinchen hat Osram nun auf eine größere Platine gesetzt (von der sieht man nur einen kleinen Ausschnitt). Auf der rechten Seite sieht man 4 pads von dieser größeren Platine. Den obersten pad habe ich verzinnt, das ging Problemlos. Gruß, Klaus
Es ist löblich, dass du versuchst, die LED zu reparieren, aber ohne Maschine zum Bonden wird das nichts. Bevor du nun noch weitere teure Arbeitszeit verschwendest, besorg dir einfach eine neue LED, das ist kostengünstiger und unproblematischer. Löten wirst du da nichts können, man könnte sich allerhöchstens überlegen, ob man die Pads nicht mit Nadeln kontaktieren könnte, die man danach mechanisch stabil eingießt. Die sind dann aber selbstverständlich im Lichtweg, was dir sicher auch nicht passt. Daher: Neu kaufen.
Wobei nicht völlig klar ist, womit diese Pads nun beschichtet sind. Der Träger scheint eine Dickschichtkeramik zu sein, bei denen wurde klassisch mit einer hochtemperaturfesten Paste (wegen des Brennvorgangs der Keramik) die Leitbahnen gedruckt und nach dem Sintern dann in der Tat vergoldet. Das müsste sich jedoch löten lassen, wenngleich die Gefahr groß ist, dass das Gold sich komplett im Lot löst und du dann wieder nur die (schwer lötbare) Metallpaste hast. Kann aber natürlich sein, dass bei diesen LEDs ein anderes System benutzt wird. Diese Keramiken müssen ja in erster Linie gut wärmeleitfähig sein.
+1 für die Dickschicht-Keramik-Theorie. Es wird sich dabei aber nicht um eine vergoldete Metallisierung handeln, sondern schlicht um eine ca. 10 µm dicke Goldpaste. Wie Jörg richtig angemerkt hat, löst sich das Gold sehr schnell im flüssigen Lot auf (mehrere µm pro Sekunde). Praktisch gilt Dickschicht-Gold als unlötbar. Man kann nur versuchen, gezielt eine halb kalte Lötstelle zu erzeugen. Das schwierige Löten rührt von der ungewohnt guten thermischen Leitfähigkeit des Substrates. Für die Studenten im Praktikum heizen wir die Substrate auf 80°C vor, dann lassen sie sich normal bei 330-350°C von Hand löten. Wenn sich das Ganze auf einem gut angebundenen Kühlkörper befindet, dann gute Nacht ;-) => Drahtbonder. Oder einfach neue LED ...
Sieht doch nun ganz klar aus: Die Oberfläche ist jeweils Ni/Au - also theoretisch sehr gut lötbar. Der Bonddraht ist Au. Das nun zu löten ist ziemlich unmöglich. Zumal, ist die LED (?) nicht vergossen? Oft sind die Teile ja mit transparenten (PU? Epoxy?) versiegelt. Dann geht eh absolut gar nix mehr weil man das Zeug nicht wieder sauber runterbekommt.
jan bader schrieb: > Zumal, ist die LED (?) nicht vergossen? Die LED schon, aber er will ja an den Keramikträger draußen ran. Die inneren Bonddrähte sind noch OK. (Hätte er das Foto gleich im Eingangsposting gebracht, dann hätte man gleich gewusst, worum es geht.)
Hallo, eine neue LED zu besorgen ist nicht ganz einfach, auch wenn es schliesslich wohl darauf hinauslaufen wird. Dieser Typ ist von Osram abgekündigt. Die Abmessungen der LED-Chips passen prima zu unserer Anwendung (Mikroskop) und anscheinend haben wir zufällig damals ein sehr helles "bin" erwischt. Da werde ich eine Weile suchen müssen. Der Hinweis von "Ich (Gast)" ist erhellend: Es könnte auch sein das ich mit meinem Lötkolben die kleine Kontaktstelle einfach nicht heiss genug kriege. So ähnlich fühlte sich das beim löten auch an, ich hatte aber nicht damit gerechnet das das Substrat eine so hohe Wärmeleitfähigkeit hat. Ärgerlich, es sah erst so einfach aus. Damit können wir den thread meinetwegen auch schliessen. Vielen Dank für die hilfreichen Kommentare, beim nächstem Mal poste ich auch gleich ein Bild dazu :-) Gruß, Klaus
Klaus Michel schrieb: > So ähnlich fühlte sich das beim löten auch an, ich hatte aber nicht > damit gerechnet das das Substrat eine so hohe Wärmeleitfähigkeit hat. > Ärgerlich, es sah erst so einfach aus. In diesem Falle könnte Vorheizen von unten lohnen.
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