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【常识】LED倒装芯片知多少

2014-08-05

什么叫LED倒装芯片

      LED倒装芯片,是指无需焊线就可直接与陶瓷基板直接贴合芯片,大家称之为DA芯片 (Directly Attached chip)。

      现在的倒装芯片和早期将芯片倒装转移到硅或其他材料基板上仍需要进行焊线的倒装芯片不同;与传统正装芯片相比,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,相当于将传统晶片翻转过来。

国星光电从2011年开始进行倒装芯片封装研究,是在我司当时已有的共晶工艺基础上进行的拓展和延伸。

倒装芯片的发光特点

      其实,倒装芯片由来已久,与垂直结构、水平结构并列,其发光特点是有源层朝下,而透明的蓝宝石层位于有源层上方,有源层所发的光线需要穿过蓝宝石衬底才能到达芯片外部。

倒装芯片的优势

一、无需通过蓝宝石散热,散热性能好。倒装结构由于有源层更贴近基板,缩短了热源到基板的热流路径,倒装芯片具有较低的热阻,这个特性使得倒装芯片从点亮至热稳定的过程中,性能下降幅度很小。

二、发光性能上看,大电流驱动下,光效更高。倒装芯片拥有优越的电流扩展性能和欧姆接触性能,倒装结构芯片压降一般较传统、垂直结构芯片低,这使得倒装芯片在大电流驱动下十分有优势,表现为更高光效。

三、在大功率条件下,倒装芯片相较正装芯片更具安全性与可靠性。在LED器件中,尤其是大功率,带Lens的封装形式中(传统带保护壳的防流明结构除外),超过一半的死灯现象都与金线的损伤有关,倒装芯片可以成免金线封装,这是从源头降低了器件死灯的概率。

四、尺寸可以做到更小,降低产品维护成本,光学更容易匹配;同时也为后续封装工艺发展打下基础。

倒装芯片是企业综合实力的另一个表现

      从以上产品性能角度看,倒装封装产品在某些性能上具有十分突出的优势;

      从市场角度看,倒装芯片目前作为高可靠性产品的重要分支,在大功率封装器件中占有一定市场。而随着倒装芯片的发展,市场上也出现了一些小尺寸的倒装芯片,倒装芯片有向中小功率渗透的趋势,在这个趋势下,相信倒装芯片未来的用处将会更大。

     当然,倒装芯片仍然存在着一些难题,其中最为突出的是芯片有源层朝下,在芯片制备、封装的过程中,若工艺处理不当,则容易造成较大应力损伤。这对芯片厂和封装厂来说都是很大的挑战,需要从芯片裂片、分选、扩晶、固晶、共晶等各个环节优化。这是对企业技术和创新实力的一个重要挑战。

      不过倒装芯片将来在照明行业的应用前景还是很乐观,倒装芯片提高照明产品的可靠性;体积小,功率大,这就意味着灯具可以做的更紧凑。

      对于未来可能大规模应用的锡膏固晶的倒装芯片,在成本上会有一定优势,届时将会改变目前水平结构芯片独大的场面。

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