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倒裝共晶LED技術(shù)知多少?

發(fā)布日期:2014-07-26
  近期,媒體多有報道關(guān)于倒裝共晶Flip Chip及其延伸免封裝的ELC、CSP、POD技術(shù),大有革“傳統(tǒng)封裝”之命的趨勢。實際上,倒裝共晶技術(shù)在半導(dǎo)體行業(yè)由來已久,Philips Lumileds于2006年首次引入LED領(lǐng)域,其后倒裝共晶技術(shù)不斷發(fā)展,并且向芯片級封裝滲透,產(chǎn)生了免封裝的概念?! ?

  倒裝結(jié)構(gòu),光從藍(lán)寶石襯底取出,不必從電流擴散層取出,不透光的電流擴散層可以加厚,增加電流密度。晶粒底部采用錫(Sn)或金錫(Au-Sn)等合金作接觸面鍍層,晶??珊附佑阱冇薪鸹蜚y的基板上。當(dāng)基板被加熱至適合的共晶溫度時,金或銀元素滲透到金錫合金層,共晶層固化并將LED焊于基板上,打破從芯片到基板的散熱系統(tǒng)中的熱瓶頸,提升LED壽命。倒裝共晶LED技術(shù)改善了金線虛焊、耐大電流能力不足、封裝硅膠熱脹冷縮造成金線斷裂、制程中金線影響良率等問題。

  大電流驅(qū)動優(yōu)異的散熱特性在大功率器件才能表現(xiàn)出其優(yōu)勢。Droop效應(yīng)的存在,隨著電流的加大,LED出光效率就會下降,并且下降得厲害。大功率器件主要應(yīng)用于路燈、隧道燈以及工礦燈等高功率領(lǐng)域,對光效均有較高的要求,如1-3W的器件,電流可通1000mA。實際為了光效的需求,大多使用范圍在350mA。此外,LED驅(qū)動電源基于轉(zhuǎn)換效率和成本的考慮,傾向于小電流和高電壓,這與倒裝共晶代表的大電流、低電壓驅(qū)動方式背道相向。目前,倒裝共晶技術(shù)涉及昂貴生產(chǎn)設(shè)備和材料使得其成本偏高,性價比優(yōu)勢體現(xiàn)不出來。倒裝LED技術(shù)問世市場已久,但受限于諸多原因,遲遲無法普及。

  目前市場上,倒裝共晶的產(chǎn)品以國際大廠為主,cree XLamp XT-E、Philips  Lumileds LUXEON-T系列器件,臺灣新世紀(jì)光電推出了AT。國星光電自2010以來,一直從事于倒裝共晶技術(shù)的研究,批量生產(chǎn)的陶瓷共晶3535器件已經(jīng)達(dá)到了140lm/w水平,成為國內(nèi)少數(shù)幾個掌握該技術(shù)的企業(yè)。市場競爭日趨激烈,倒裝LED逐漸受到照明市場的重視,隨著越來越多LED廠商投入倒裝LED技術(shù)領(lǐng)域,在技術(shù)和成本方面,將加快其在半導(dǎo)體照明應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展。