倒装技术并不是一个新的技术,其实很早之前就存在了。倒装技术不光用在LED行业,在其他半导体行业里也有用到。目前LED芯片封装技术已经形成几个流派,不同的技术对应不同的应用,都有其独特之处。, L9 ? v# ]; p LED芯片封装结构有三大流派:正装 、倒装和垂直4 ~3 j& C& l3 S" C4 P( w, q/ w1 f9 @ % O7 l8 t R+ Y4 B LED倒装芯片和正装芯片图解 " ~* p5 b7 ]. G. U P ' }8 i7 j3 f: q8 H7 Z+ R 垂直结构:正装结构由于p,n电极在LED同一侧,容易出现电流拥挤现象,而且热 阻较高,而垂直结构则可以很好的解决这两个问题,可以达到很高的电流密度和均匀度。未来灯具成本的降低除了材料成本,功率做大减少LED颗数显得尤为重 要,垂直结构能够很好的满足这样的需求。这也导致垂直结构通常用于大功率LED应用领域。' d' D% j6 D( B 正装技术: 一般应用于中小功率LED. 倒装技术:细分为两 类,一类是在蓝宝石芯片基础上倒装,蓝宝石衬底保留,利于散热,但是电流密度提升并不明显;另一类是倒装结构并剥离了衬底材料,可以大幅度提升电流密度。! {1 ~7 Y* e' l- c/ t1 _: S " c! m) a' r! E. `8 e 要了解LED倒装芯片,先要了解什么是LED正装芯片9 W. d$ E4 K- w' f3 n5 `9 l0 Z* P 0 B+ S. e: f2 p$ D7 j LED正装芯片是最早出现的芯片结构,也是小功率芯片中普遍使用的芯片结构。该结构,电极在上方,从上至下材料为:P-GaN,发光层,N-GaN,衬 底。所以,相对倒装来说就是正装。5 i9 J9 Q9 r! E( l / _( Z/ Q/ m) a5 Z5 k3 ^ 为了避免正装芯片中因电极挤占发光面积从而影响发光效率,芯片研发人员设计了倒装结构,即把正装芯片倒置,使发光层激发出的光直接从电极的另一面发出(衬底最终被剥去,芯片材料是透明的),同时,针对倒装设计出方便LED封装厂焊线的结构,从而,整个芯片称为倒装芯片(Flip Chip),该结构在大功率芯片较多用到。) x3 P! R9 l) c4 M 什么是LED倒装芯片?9 t) y8 u$ x- [0 H% X! o 据了解,倒装芯片之所以被称为“倒装”是相对于传统的金属线键合连接方式(Wire Bonding)与植球后的工艺而言的。传统的通过金属线键合与基板连接的晶片电气面朝上,而倒装晶片的电气面朝下,相当于将前者翻转过来,故称其为“倒装芯片”. 倒装原理; Q+ c( [- e4 }4 Z3 E 倒装LED芯片,通过MOCVD技术在蓝宝石衬底上生长GaN基LED结构层,由P/N结发光区发出的光透过上面的P型区射出。由于P型GaN传导性能不佳,为获得良好的电流扩展,需要通过蒸镀技术在P区表面形成一层Ni- Au组成的金属电极层。P区引线通过该层金属薄膜引出。为获得好的电流扩展,Ni-Au金属电极层就不能太薄。为此,器件的发光效率就会受到很大影响,通常要同时兼顾电流扩展与出光效率二个因素。但无论在什么情况下,金属薄膜的存在,总会使透光性能变差。此外,引线焊点的存在也使器件的出光效率受到影响。 采用GaN LED倒装芯片的结构可以从根本上消除上面的问题。- x3 c3 U, B) p4 C 3 d7 {* @& {$ H 在倒装芯片的技术基础上,有厂家发展出了LED倒装无金线芯片级封装。8 g; A6 @" X# y% c2 A2 |$ i4 D) j- | ' h% z s/ A& N4 ^ 什么是LED倒装无金线芯片级封装 ) R0 H: m% G, g* \$ k O0 f: R 倒装无金线芯片级封装,基于倒装焊技术,在传统LED芯片封装的基础上,减少了金线封装工艺,省掉导线架、打线,仅留下芯片搭配荧光粉与封装胶使用。作为新封装技术产品,倒装无金线芯片级光源完全没有因金线虚焊或接触不良引起的不亮、闪烁、光衰大等问题。 " V+ c4 V$ l- ~& g$ O b+ j% A. X 相比于传统封装工艺,芯片级光源的封装密度增加了16倍,封装体积却缩小了80%,灯具设计空间更大。倒装无金线芯片凭借更稳定的性能、更好的散热性、更均匀的光色分布、更小的体积,受到越来越多LED灯具企业和终端产品应用企业的青睐。+ W) r7 E' C% A; o; o2 | LED倒装芯片的优点 & V6 S7 U7 H' e 一是没有通过蓝宝石散热,可通大电流使用;5 l5 @" R l1 Q* I 1 C4 Z [' N9 m ! @3 c$ p8 L. F5 F4 z 二是尺寸可以做到更小,光学更容易匹配; l% Z" u! }1 v 三是散热功能的提升,使芯片的寿命得到了提升; 四是抗静电能力的提升; 3 R( b k/ \+ G6 d1 l 9 {, S: X% O5 ]2 D 五是为后续封装工艺发展打下基础。$ L o0 O/ Y5 V! `# Z 5 L. z) S0 G) {" A; | r 9 V/ y# w% A9 N6 {1 y LED倒装芯片普及的难点:. t2 }' g8 Z7 ^- {6 e$ W) d' v ' I! F* e9 j. x0 ]; m' H1 p- Z" X8 c 8 `' @0 p8 G x 1、倒装LED技术目前在大功率的产品上和集成封装的优势更大,在中小功率的应用上,成本竞争力还不是很强。 2、倒装LED颠覆了传统LED工艺,从芯片一直到封装,这样会对设备要求更高,就拿封装才说,能做倒装芯片的前端设备成本肯定会增加不少,这就设置了门槛,让一些企业根本无法接触到这个技术。$ |
关于我们|手机版|EDA365电子论坛网 ( 粤ICP备18020198号-1 )
GMT+8, 2025-8-11 12:50 , Processed in 0.125000 second(s), 27 queries , Gzip On.
地址:深圳市南山区科技生态园2栋A座805 电话:19926409050