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什么是LED倒装芯片
时间:2018/5/9 9:52:02  浏览:

  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。

什么是LED倒装芯片

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。


  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。但无论在什麼情况下,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。

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