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LED倒装芯片知识 全方位解析
时间：2017-05-23 浏览次数：108
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。
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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