LED倒裝芯片,是指無需焊線就可直接與陶瓷基板直接貼合芯片,我們稱之為DA芯片 (Directly Attached chip)。與垂直結構、水平結構并列,其特點是有源層朝下,而透明的藍寶石層位于有源層上方,有源層所發的光線需要穿過藍寶石襯底才能到達芯片外部。
與傳統正裝芯片相比,傳統的通過金屬線鍵合與基板連接的晶片電氣面朝上,而倒裝晶片的電氣面朝下,相當于將傳統晶片翻轉過來。
國星光電從2011年開始進行倒裝芯片封裝研究,是在我司當時已有的共晶工藝基礎上進行的拓展和延伸。
倒裝芯片的優勢:
一、無需通過藍寶石散熱,散熱性能好。倒裝結構由于有源層更貼近基板,縮短了熱源到基板的熱流路徑,倒裝芯片具有較低的熱阻,這個特性使得倒裝芯片從點亮至熱穩定的過程中,性能下降幅度很小。
二、發光性能上看,大電流驅動下,光效更高。小電流密度條件下,倒裝芯片亮度與水平芯片相差不遠,均低于垂直結構芯片;然而倒裝芯片擁有優越的電流擴展性能和歐姆接觸性能,倒裝結構芯片壓降一般較傳統、垂直結構芯片低,這使得倒裝芯片在大電流驅動下十分有優勢,表現為更高光效。
三、在大功率條件下,倒裝芯片相較正裝芯片更具安全性與可靠性。在LED器件中,尤其是大功率,帶Lens的封裝形式中(傳統帶保護殼的防流明結構除外),超過一半的死燈現象都與金線的損傷有關,倒裝芯片可以成免金線封裝,這是從源頭降低了器件死燈的概率。
倒裝芯片是企業綜合實力的另一個表現
從以上產品性能角度看,倒裝封裝產品在某些性能上具有十分突出的優勢。
從市場角度看,倒裝芯片目前作為高可靠性產品的重要分支,在大功率封裝器件中占有一定市場。而隨著倒裝芯片的發展,市場上也出現了一些小尺寸的倒裝芯片,倒裝芯片有向中小功率滲透的趨勢,在這個趨勢下,相信倒裝芯片未來的用處將會更大。
當然,倒裝芯片仍然存在著一些難題,其中最為突出的是芯片有源層朝下,在芯片制備、封裝的過程中,若工藝處理不當,則容易造成較大應力損傷,這對芯片廠和封裝廠來說都是很大的挑戰,需要從芯片裂片、分選、擴晶、固晶、共晶等各個環節優化,才能做出真正滿足好的產品。這是對企業技術和創新實力的一個重要挑戰。
所以倒裝芯片技術也算是企業競爭力的表現,加強倒裝芯片及相關產品開發對加強企業競爭力具有較重要意義。
不過倒裝芯片將來在照明行業的應用前景還是很樂觀,倒裝芯片提高照明產品的可靠性;體積小,功率大,這就意味著燈具可以做的更緊湊。
對于未來可能大規模應用的錫膏固晶的倒裝芯片,在成本上會有一定優勢,屆時將會改變目前水平結構芯片獨大的場面。