LED倒装芯片带来的新机遇

发布日期:2014-08-08

LED倒装芯片,目前主要是指无需焊线就可直接与陶瓷等基板或支架进行芯片的贴合安放并实现电气互联,我们称之为DA芯片 (Directly Attached Chip)。这个要和早期将芯片倒装转移到硅或其他材料基板上然后仍需要进行焊线互联的倒装芯片区分开来。

 倒装芯片是一种很久以前就有的芯片结构,与垂直结构、水平结构并列,其特点是有源层朝下,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到达芯片外部。

 

     与传统水平或叫正装芯片相比,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。从制造难度上讲,倒装芯片一般介于水平结构芯片和垂直结构芯片之间,水平芯片制造难度最低,其次是倒装芯片,制造难度最大的是垂直结构芯片,其最直接的反映是芯片的良率,芯片越难做良率越低。

 

     传统植球工艺其实是倒装芯片封装工艺的一种,称之为BGA固晶方式,飞利浦、日亚早期的倒装封装产品都采用了这种工艺,与我们现在常常谈到的DA封装工艺处于并列关系,DA封装工艺更简单,更易于操作。

 

     倒装芯片的优势http://www.ledud.com/

     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。小电流密度条件下,倒装芯片亮度与水平芯片相差不远,均低于垂直结构芯片;然而倒装芯片因为具有多过孔、银发射镜等的设计使得其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。需要注意的是倒装芯片的高可靠性以及高亮度一般只有在大电流驱动下才能表现出来,小电流驱动下其实与水平芯片相差不大。

 

     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,这是从源头大大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;目前中小尺寸的到装芯片也开始得到重视和开发。

 

     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。譬如:抗振性、耐冷热冲击性,其表现出为优越的可靠性,可提高产品寿命,降低产品维护成本。

 

     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,才能做出真正满足好的产品。这是对企业技术和创新实力的一个重要挑战。

 

     所以倒装芯片技术也算是企业竞争力的表现,加强倒装芯片及相关产品开发对加强企业竞争力具有较重要意义。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。

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