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倒装芯片带来的新“曙光”


  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,我们称之为DA芯片 (Directly Attached chip)。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才能到达芯片外部。

倒装芯片

  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。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。

  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,其中蕞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。

  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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