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2016/10/7 20:38:26

? 什么是LED倒装芯片?近年来,在芯片领域,倒装芯片技术正异军突起,特别是在大功率、户外照明的应用市场上更受欢迎。但由于发展较晚,很多人不知道什么叫LED倒装芯片,LED倒装芯片的优点是什么?今天慧聪LED屏网编辑就为你做一个简单的说明。先从LED正装芯片为您讲解LED倒装芯片,以及LED倒装芯片的优势和普及难点。

? 要了解LED倒装芯片,先要了解什么是LED正装芯片

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。

LED倒装芯片和症状芯片图解

? 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。

? 正装 、倒装、垂直 LED芯片结构三大流派

? 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。

目前LED芯片结构主要有三种流派,最常见的是正装结构,还有垂直结构和倒装结构。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,而正装技术一般应用于中小功率LED。而倒装技术也可以细分为两类,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。

? ?LED倒装芯片的优点

? ?一是没有通过蓝宝石散热,可通大电流使用;二是尺寸可以做到更小,光学更容易匹配;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;五是为后续封装工艺发展打下基础。

什么是LED倒装芯片

? 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?N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。

? ?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。

? ?什么是LED倒装无金线芯片级封装

? ?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。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。

LED倒装芯片普及的难点:

? 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。

? ?在刚刚过去的2014年,“倒装芯片”无疑是LED行业热词榜上的一员,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,受到了LED上中下游企业的一致追捧。

? ?过去的几年里,倒装芯片在技术上取得了重大的突破,其在效率、性能、可靠性和稳定性等方面的优势逐渐显现出来,使其得到越来越广泛的应用。目前,倒装芯片已经渗入到大功率LED照明产品、COB球泡灯和LED灯丝灯等领域,从2014下半年开始大量的导入电视背光应用,看似即将对LED行业造成席卷之势。

? ?就目前来说,倒装芯片在中小功率的通用照明领域优势并不突出,究其原因,首先倒装芯片的加工过程工艺更加复杂,虽然省掉了焊线这一工序,但是对固晶这段工艺的精度要求较高,一般很难达到较高的良率,其次,倒装芯片封装设备有一些要求,能做倒装芯片的前端设备成本肯定会增加不少,这些原因直接导致了其成本比传统正装芯片高,据了解,市场上同等尺寸的倒装芯片与正装芯片的价格差距在2-8倍左右。



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