LED倒装制程介绍
覆晶(倒装 Flip Chip LED)工艺介绍
为什么要用覆晶LED覆晶焊技术支持的LED光源与传统封装光源相比，具有热阻低，电压低，大电流密度光效高的特点，综合研究表明覆晶LED光源在应用上有其独特的潜力和优势。
优点：（1）、高可靠性,最稳定的SMT锡制程，承受拉力是传统LED的数十倍。
（2）、低热阻(3014热阻为40℃/W,倒装为5.8℃/W)，高散热性，防止热量过高而烧坏晶片或荧光粉和封装胶。
（3）、无金线可实现多芯片的集成，特别是COB和高压LED灯源。
也有效的避免金线引起的各种风险，比如热膨胀使之断裂，外部冲击波或压力造成金钱断裂等优势。
（4）、导电面积大,内阻小，能承受大电流通过，减少因为内阻大引起的过大热量。
（5）、发光率高，发光角度大等优点。
（6）、封装工艺简化，降低封装成本，高提生产良率。
（7）、低光衰，不因为热引起的快速光衰，从而延长了芯片的寿命，是普通灯具的10倍以上一、结构优势??? 首先，相对于正装和垂直的芯片封装方式，覆晶封装没有金线存在，可以有效避免金线可能引起的各种风险。
下表为硅胶、金线、芯片的热膨胀系数值，其数量级的差距说明了硅胶热膨胀对金线的拉扯会造成可靠性的隐患。
?材料热膨胀系数??? 其次，覆晶焊采用金属与金属直接接触的方式，其大电流散热能力比传统封装更好。
如图为传统封装与覆晶封装在散热通道方面的区别，传统正装封装通过蓝宝石和固晶银胶散热，覆晶焊通过金属通道散热，传统封装的蓝宝石和固晶胶成为散热瓶颈。
下表所示的数值为蓝宝石、固晶胶、金属三者在导热系数大小，三者对比明显可以发现覆晶焊金属导热通道的巨大优势。
材料导热系数传统封装光源散热通道覆晶焊封装光源散热通道??? 最后，覆晶焊的封装不存在金线的焊线弧度，能够实现超薄型的平面封装。
传统封装方式金线的拉力仅10g左右，而覆晶焊的接触面推力达到500g以上，覆晶封装可以抵抗一定的表面挤压而不影响LED的光电性能，适合于狭小的应用空间内。
例如手机、摄像机、背光等领域。
LED倒装技术及工艺流程分析
LED倒装技术及工艺流程分析倒装技术的工艺流程主要包括以下几个步骤：1.准备工作：首先需要准备好所需的LED芯片、PCB板、胶水、连接线等材料和设备，搭建好倒装工作台，并确认好芯片的正负极。
2.倒装工艺：将LED芯片通过电镀方式倒装到PCB上，具体工艺步骤如下：a.选择合适的胶水：根据实际需求选择合适的胶水，一般选用导热胶水或者导热硅胶进行倒装。
b.PCB加工：将PCB板经过必要的加工，包括金手指加工、焊盘/焊针喷镀锡、背面铜箔除锡等。
c.胶水上料：将胶水注入到机械注胶机中，通过专用的胶嘴将胶水点涂在PCB的焊点位置上。
d.LED芯片贴附：将LED芯片按照正负极方向和间距要求贴附到胶水涂抹的位置上，保证LED芯片与焊盘对应。
可以通过自动定位系统或者手工进行贴附。
e.固化胶水：将贴附好的LED芯片的背面放到硅胶材料或者专用的固化设备中，进行胶水的固化。
f.焊接连接线：将连接线焊接到LED芯片的正负极，一般采用无铅焊接方式。
3.测试与包装：在完成倒装过程后，对LED芯片进行测试，检测其亮度、色彩等参数是否符合要求。
通过自动或者手动测试设备进行测试。
如果有不合格的芯片，需进行更换或修复。
最后，按照客户要求进行产品包装。
倒装技术相比传统的LED贴片技术有如下优势：1.提高亮度：倒装技术可以减少PCB与LED芯片之间的电阻，提高LED灯的亮度和显示屏的像素密度。
2.降低热阻：通过使用导热胶水或者导热硅胶，可以有效地将LED芯片的热量传导到PCB板上，降低LED芯片的工作温度，提高产品的可靠性和寿命。
3.减小尺寸：倒装技术可以使LED芯片直接贴附在PCB板上，减小了整体产品的体积和厚度。
4.提高可靠性：倒装技术可以减少LED与PCB之间的线路长度，减少线路电阻，提高了产品的抗电磁干扰能力和可靠性。
5.降低生产成本：倒装技术可以提高LED灯条和显示屏的制造效率，降低生产成本。
总之，LED倒装技术是一种先进的LED封装技术，通过倒装方法将LED芯片直接连接到PCB上，可以提高亮度、降低热阻、减小尺寸、提高可靠性等优势。
LED制程初步介绍及基本流程
LED製程初步介绍在LED工厂生產中主要步骤是：清洗－装架－压焊－封装－焊接－切膜－装配－测试－包装。
其中封装工艺尤为重要，下面的过程提供给各位网友简单瞭解一下目前LED的製程情形。
一、晶片检验镜检：材料表面是否有机械损伤及细微的坑洞。
二、扩片由於LED晶片在划片后依然排列紧密间距很小（约0.1mm），不利於后工序的操作。
我们採用扩片机对黏结晶片的膜进行扩张，是LED晶片的间距拉伸到约0.6mm。
也可以採用手工扩张，但很容易造成晶片掉落浪费等不良问题。
三、点胶在LED支架的相应位置点上银胶或绝缘胶。
（对於GaAs、SiC导电衬底，具有背面电极的红光、黄光、黄绿晶片，採用银胶。
对於蓝宝石绝缘衬底的蓝光、绿光LED晶片，採用绝缘胶来固定晶片。
）製程难点在於点胶量的控制，在胶体高度、点胶位置均有详细的製程要求。
四、备胶和点胶相反，备胶是用备胶机先把银胶涂在LED背面电极上，然后把背部带银胶的LED安装在LED支架上。
备胶的效率远高於点胶，但不是所有產品均适用备胶製程。
、手工刺片将扩张后LED晶片（备胶或未备胶）安置在刺片台的夹具上，LED支架放在夹具底下，在显微镜下用针将LED晶片一个一个刺到相应的位置上。
手工刺片和自动装架相比有一个好处，便於随时更换不同的晶片，适用於需要安装多种晶片的產品。
、自动装架自动装架其实是结合了沾胶（点胶）和安装晶片两大步骤，先在LED支架上点上银胶（绝缘胶），然后用真空吸嘴将LED晶片吸起移动位置，再安置在相应的支架位置上。
自动装架在工艺上主要要熟悉设备操作编程，同时对设备的沾胶及安装精度进行调整。
在吸嘴的选用上儘量选用胶木吸嘴，因为钢嘴会划伤晶片表面的电流扩散层。
、烧结烧结的目的是使银胶固化，烧结要求对温度进行监控，防止批次性不良。
银胶烧结的温度一般控制在150℃，烧结时间2小时。
根据实际情况可以调整到170℃，1小时。
绝缘胶一般150℃，1小时。
银胶烧结烘箱的必须按工艺要求隔2小时（或1小时）打开更换烧结的產品，中间不得随意打开。
LED芯片倒装封装
LED芯片倒装封装传统正装的LED蓝宝石衬底的蓝光芯片电极在芯片出光面上的位置如图1所示。
由于p型GaN掺杂困难，当前普遍采用p型GaN上制备金属透明电极的方法，从而使电流扩散，以达到均匀发光的目的。
但是金属透明电极要吸收30%~40%的光，因此电流扩散层的厚度应减少到几百nm。
厚度减薄反过来又限制了电流扩散层在p型GaN层表面实现均匀和可靠的电流扩散。
因此，这种p型接触结构制约了LED芯片的工作电流。
同时，这种结构的pn结热量通过蓝宝石衬底导出，由于蓝宝石的导热系统为35W/(m·K)（比金属层要差），因此导热路径比较长。
这种LED芯片的热阻较大，而且这种结构的电极和引线也会挡住部分光线出光。
图1 传统蓝宝石衬底的GaN芯片结构示意图倒装封装总之，传统正装的LED芯片对整个器件的出光效率和热性能而言不是最优的。
为了克服正装的不足，美国Lumileds Lighting 公司发明了Flipchip （倒装芯片）技术，如图2 所示。
图2 倒装芯片示意图这种封装法首先制备具有适合共晶焊接的大尺寸LED芯片，同时制备相应尺寸的硅底板，并在其上制作共晶焊接电极的金导电层和引出导电层（超声波金丝球焊点）。
然后，利用共晶焊接设备将大尺寸LED芯片与硅底板焊在一起。
目前，市场上大多数产品是生产芯片的厂家已经倒装焊接好的，并装上防静电保护二极管。
封装厂家将硅底板与热沉用导热胶粘在一起，两个电极分别用一根φ3mil金丝或两根φ1mil金丝。
综上所述，在做好倒装芯片的基础上，在封装时应考虑三个问题：·由于LED是W级芯片，那么应该采用直径多大的金丝才合适？·二是怎样把倒装好的芯片固定在热沉上，是用导热胶还是用共晶焊接？·三是考虑在热沉上制作一个聚光杯，把芯片发出的光能聚集成光束。
根据热沉底板不同，目前市场上常见有两种热沉底板的倒装法：一是上述介绍的利用共晶焊接设备，将大尺寸W级LED芯片与硅底板焊接在一起，这称为硅底板倒装法。
倒片封装工艺
倒片封装工艺倒片封装工艺是一种将电子元件倒装至电路板表面的封装技术。
随着电子产品日益小型化、轻薄化，倒片封装工艺在半导体行业中的应用越来越广泛。
本文将对倒片封装工艺的原理、类型及应用进行详细介绍。
一、倒片封装工艺原理倒片封装工艺主要包括以下几个步骤：1.芯片贴片：将芯片放置在贴片机的吸嘴上，通过吸嘴将芯片移动到预定的位置。
2.倒装：利用倒装设备将芯片翻转至电路板表面，使其底部与电路板接触。
3.焊接：通过焊接设备将芯片与电路板焊接在一起，常用的焊接方法有热压焊、超声波焊等。
4.填充焊料：在芯片与电路板之间填充焊料，以提高焊接强度和稳定性。
5.冷却：让焊料固化，确保芯片与电路板牢固连接。
二、倒片封装类型根据封装材料和工艺的不同，倒片封装可分为以下几种类型：1.塑料倒片封装（如BGA、LGA等）：采用塑料材料作为封装外壳，具有良好的散热性能和较低的成本。
2.金属倒片封装（如QFN、DFN等）：采用金属材料作为封装外壳，具有较高的导热性能和电磁屏蔽效果。
3.陶瓷倒片封装（如TCP、CSP等）：采用陶瓷材料作为封装外壳，具有优秀的耐热性能和抗振性能。
4.嵌入式倒片封装（如嵌入式BGA、嵌入式LGA等）：将芯片嵌入到电路板中，具有较高的集成度和可靠性。
三、倒片封装应用领域倒片封装工艺广泛应用于以下领域：1.通讯领域：如手机、基站等设备中的射频芯片、处理器等。
2.计算机领域：如主板、显卡、内存等设备中的芯片。
3.消费电子领域：如电视、冰箱、洗衣机等家用电器中的控制芯片。
4.汽车电子领域：如车载导航、防盗系统、发动机控制模块等中的芯片。
5.医疗设备：如超声波设备、生物传感器等中的芯片。
总之，倒片封装工艺在电子产品中发挥着重要作用。
随着技术的不断发展，倒片封装工艺将不断优化和完善，为电子产品的小型化、轻薄化提供更多可能性。
led APT倒装芯片的封装
倒装芯片的封装倒装芯片通常是功率芯片主要用来封装大功率LED(>1W)，正装芯片通常是用来进行传统的小功率φ3～φ10的封装。
因此，功率不同导致二者在封装及应用的方式均有较大的差别，主要区别有如下几点：1. 封装用原材料差别：2．封装制程区别：(1).固晶：正装小芯片采取在直插式支架反射杯内点上绝缘导热胶来固定芯片，而倒装芯片多采用导热系数更高的银胶或共晶的工艺与支架基座相连，且本身支架基座通常为导热系数较高的铜材；(2).焊线：正装小芯片通常封装后驱动电流较小且发热量也相对较小，因此采用正负电极各自焊接一根φ0.8～φ0.9mil金线与支架正负极相连即可；而倒装功率芯片驱动电流一般在350mA以上，芯片尺寸较大，因此为了保证电流注入芯片过程中的均匀性及稳定性，通常在芯片正负级与支架正负极间各自焊接两根φ1.0～φ1.25mil的金线；(3).荧光粉选择：正装小芯片一般驱动电流在20mA左右，而倒装功率芯片一般在350mA左右，因此二者在使用过程中各自的发热量相差甚大，而现在市场通用的荧光粉主要为YAG， YAG自身耐高温为127℃左右，而芯片点亮后，结温(Tj)会远远高于此温度，因此在散热处理不好的情况下，荧光粉长时间老化衰减严重，因此在倒装芯片封装过程中建议使用耐高温性能更好的硅酸盐荧光粉；(4).胶体的选择：正装小芯片发热量较小，因此传统的环氧树脂就可以满足封装的需要；而倒装功率芯片发热量较大，需要采用硅胶来进行封装；硅胶的选择过程中为了匹配蓝宝石衬底的折射率，建议选择折射率较高的硅胶(>1.51)，防止折射率较低导致全反射临界角增大而使大部分的光在封装胶体内部被全反射而损失掉；同时，硅胶弹性较大，与环氧树脂相比热应力比环氧树脂小很多，在使用过程中可以对芯片及金线起到良好的保护作用，有利于提高整个产品的可靠性；(5).点胶：正装小芯片的封装通常采用传统的点满整个反射杯覆盖芯片的方式来封装，而倒装功率芯片封装过程中，由于多采用平头支架，因此为了保证整个荧光粉涂敷的均匀性提高出光率而建议采用保型封装(Conformal-Coating)的工艺；示意图如下：(6).灌胶成型：正装芯片通常采用在模粒中先灌满环氧树脂然后将支架插入高温固化的方式；而倒装功率芯片则需要采用从透镜其中一个进气孔中慢慢灌入硅胶的方式来填充，填充的过程中应提高操作避免烘烤后出现气泡和裂纹、分层等现象影响成品率；(7).散热设计：正装小芯片通常无额外的散热设计；而倒装功率芯片通常需要在支架下加散热基板，特殊情况下在散热基板后添加风扇等方式来散热；在焊接支架到铝基板的过程中建议使用功率<30W的恒温电烙铁温度低于230℃，停留时间<3S来焊接；(8).封装后成品示意图：APT芯片使用说明一.18mil芯片：1．芯片(硅板)尺寸：826μm x826μm，芯片整体厚度：360±10μm2．芯片打线示意图：3．焊盘材料：Al 焊盘厚度：1μm4．使用金线：≥φ1.0mil，正负极各打一根金线即可；5．封装注意事项：(1).建议使用直插式支架(2).使用银胶，并用量稍微多一些，避免固晶不牢或接触不良影响导热；(3).白光封装建议提高YAG荧光粉与环氧树脂的配比(9～12%，正白光)，点胶水成“微凸”即可，如不调整比例在封装过程极易出现溢胶现象；6．驱动电流：120mA二.24mil芯片：1．芯片(硅板)尺寸：1300μm x820μm，芯片整体厚度：360±10μm2．芯片打线示意图：3．焊盘材料：Al 焊盘厚度：1μm4．使用金线：≥φ1.25mil，正负极各打一根或两根金线即可；5．封装注意事项：(1).建议使用直插式支架或dome power支架(带铝基板)(2).使用银胶，银胶请在硅板下并列点两点，并用量稍微多一些，避免固晶不牢或接触不良影响导热；(3).白光封装建议提高YAG荧光粉与环氧树脂的配比(直插式：9～12%，正白光；domepower:7% 左右，正白光)，点胶水成“微凸”即可，直插式如不调整比例在封装过程极易出现溢胶现象；6．驱动电流：150mA三.40mil芯片：1．芯片(硅板)尺寸：1910μm x820μm，芯片整体厚度：360±10μm2．芯片打线示意图：3．焊盘材料：Al 焊盘厚度：1μm4．使用金线：≥φ1.25mil，正负极各打两根金线即可；5．封装注意事项：(1).dome power支架(带铝基板)(2).使用银胶，银胶请在硅板下并列点两点，并用量稍微多一些，避免固晶不牢或接触不良影响导热；(3).白光封装建议使用硅胶，点荧光粉使用折射率1.53左右的硅胶如GE5332；填充透镜建议使用折射率约1.41左右的硅胶如9022；(4).白光封装建议提高YAG荧光粉与硅胶的配比(7% 左右，正白光)，点胶水成“微凸”即可6．驱动电流：350mA。
led封装工艺流程五大步骤
led封装工艺流程五大步骤LED（Light Emitting Diode），即发光二极管，是一种能够将电能直接转化为光能的半导体器件。
由于其高亮度、高效率、长寿命等特点，LED在照明、显示、通信等领域得到了广泛的应用。
而LED封装工艺流程是将裸片经过一系列的加工工艺，封装成最终的LED产品的过程。
下面将介绍LED封装工艺流程的五大步骤。
1. 研磨和切割LED封装的第一步是对LED芯片进行研磨和切割。
在这一步骤中，将芯片片源切割成一定的尺寸，并通过研磨使其表面平整，以提供良好的基础给后续工艺步骤。
2. 固化和焊接在LED封装的第二步，将经过研磨和切割的芯片通过固化和焊接工艺与PCB （Printed Circuit Board）进行连接。
固化是利用特殊的胶水固定芯片在PCB上，确保其牢固不脱落；焊接则是利用焊料将芯片与PCB之间的接触点加热融化，形成可靠的电气连接。
3. 封胶和封装在LED封装的第三步，将焊接好的LED芯片进行封胶和封装处理。
封胶是利用透明的环氧树脂将芯片封装起来，提供保护和固定作用；封装则是将封胶的芯片进行塑封，使其具有特定的外观和尺寸。
4. 清洗和测试在封装完LED之后，需要对LED产品进行清洗和测试，以确保其质量和性能符合要求。
清洗是利用清洗剂将LED产品进行清洗，去除封装过程中产生的污染物；测试则是将清洗后的LED产品进行功能、亮度、波长等方面的测试，以筛选出不合格品。
5. 分选和包装最后一步是LED封装过程中的分选和包装。
在分选过程中，仪器会对经过测试的LED产品进行分级，根据亮度、色彩一致性等指标进行分类；包装则是将分选好的LED产品进行包装，以便储存和运输。
总结起来，LED封装工艺流程主要包括研磨和切割、固化和焊接、封胶和封装、清洗和测试、分选和包装这五大步骤。
每个步骤都必不可少，且各自承担着重要的功能。
通过这些工艺步骤，LED芯片得以封装成完整的LED产品，为LED的广泛应用提供了坚实的基础。
LED倒装工艺流程分析
LED倒装工艺流程分析LED（Light Emitting Diode）倒装工艺是指在LED芯片的背面倒装贴合导热基板的一种制造工艺。
倒装工艺可以提高LED芯片的散热性能，使LED灯具具有更高的光效和寿命。
以下是LED倒装工艺的主要流程：1.材料准备：LED芯片、导热胶、导热基板等材料需要提前准备好。
2.芯片背面处理：LED芯片需要经过清洗、磨砂和去膜等处理，以确保背面的平整和清洁度，以利于倒装和导热。
3.倒装机操作：将预先涂有导热胶的导热基板置于倒装机的工作台上，并进行定位。
然后将处理过的LED芯片背面面朝上放置在基板的对应位置上。
4.压力和温度控制：倒装机会施加适当的压力将LED芯片和导热胶贴合到导热基板上，并通过加热使导热胶固化。
压力和温度的控制非常重要，过高的压力或温度都可能会导致芯片损坏或背面不平整。
5.质量检验：完成倒装后的LED芯片需要进行质量检验，主要包括外观检查、电性能测试和光性能测试等。
确保倒装后的LED芯片符合规定的质量要求。
6.终检包装：合格的倒装LED芯片会进行终检，并进行包装，以保护芯片不受损。
通常采用塑料垫片和防静电袋的包装方式。
以上是LED倒装工艺的主要流程。
根据实际情况，还可以根据需要添加或调整工艺步骤。
1.散热性能好：倒装后LED芯片可以直接与导热基板接触，通过导热胶的导热性能，有效地提高LED芯片的散热性能，延长LED灯具的使用寿命。
2.光效提升：通过倒装工艺，LED芯片的背面可以减少不被光线利用的误差，光效可以得到进一步提升。
3.安装方便：倒装工艺可以减少LED灯具的体积，使其更易于安装在各种灯具内。
4.可靠性高：倒装工艺可以增加LED灯具的可靠性，减少芯片与基板之间的电连接线路的损坏和断电等问题。
然而，LED倒装工艺也存在一定的缺点，比如制程复杂、成本较高等问题。
因此，在实际应用中，需要根据实际需求和预算进行选择。
总而言之，LED倒装工艺是一种具有良好散热性能和高光效的制造工艺。
LED工艺概述
LED工艺概述LED（Light Emitting Diode）是一种能够发光的半导体器件，可以将电能转化为光能。
自20世纪60年代，LED技术以其高效、节能、环保等特点广泛应用于照明、显示屏幕、车辆等领域。
LED的制造过程中涉及多种工艺，本文将对LED工艺进行概述。
一、晶体生长工艺LED的核心是其芯片，而芯片的主要材料是大面积、高质量的单晶或多晶材料。
晶体生长工艺是制备高质量晶体的关键步骤。
目前，常用的晶体生长工艺有金属有机化学气相沉积（MOCVD）、金属有机化学气相沉积（MOCVD）、分子束外延（MBE）等。
1. MOCVD金属有机化学气相沉积是一种常用的热化学气相沉积技术，适用于生长LED自发光材料和外延层。
通过控制金属有机化合物、气体和底片的反应，使金属元素沉积在底片表面，逐渐形成晶体结构。
2. MBE分子束外延是一种高真空技术，通过束流中的分子和基片表面发生化学反应，使晶体结构生长。
MBE可以制备高质量的LED外延层，具有较低的杂质含量和较小的晶格失配。
二、晶片制备工艺晶片制备是将外延片切割成具有一定尺寸和电特性的晶片，用于LED器件的组装和封装。
主要包括晶片分离、切割、倒装、金属化等工艺步骤。
1. 晶片分离晶片分离是将外延片分离成单独的晶片。
常用的分离方法有手工切割、机械切割、激光切割等。
2. 切割晶片分离后，需要经过切割工艺，使其具有一定的厚度和尺寸。
切割工艺使用切割盘或刀片将晶片从外延片上切割出来。
3. 倒装倒装是将切割好的晶片倒置并粘附在导电基片上，形成LED器件的结构。
倒装工艺需要精确控制温度、压力和粘合剂的应用，确保倒装的质量和可靠性。
4. 金属化金属化工艺是在晶片的正面和背面涂覆金属材料，形成电极和引线。
金属化工艺需要考虑金属材料的附着性、导电性以及与其他材料的兼容性。
三、封装工艺LED芯片经过晶片制备后，需要进行封装工艺，将芯片保护在透明材料中，并提供电气和机械连接。
封装工艺包括荧光粉涂覆、注胶、焊盘印刷等步骤。
LED倒装技术及工艺流程分析
LED倒装技术及工艺流程分析来源：光亚新世纪LED网时间：2015-02-06 【字体：大中小】1、引言发光二极管（LED）作为新型的绿色照明光源，具有节能、高效、低碳、体积小、反应快、抗震性强等优点，可以为用户提供环保、稳定、高效和安全的全新照明体验，已经逐步发展成为成熟的半导体照明产业。
近年来，全球各个国家纷纷开始禁用白炽灯泡，LED将会迎来一个黄金的增长期。
此外，近年来LED在电视机背光、手机、和平板电脑等方面的应用也迎来了爆发式的增长，LED具有广阔的应用发展前景。
2、倒装LED技术的发展及现状倒装技术在LED领域上还是一个比较新的技术概念，但在传统IC行业中已经被广泛应用且比较成熟，如各种球栅阵列封装（BGA）、芯片尺寸封装（CSP）、晶片级芯片尺寸封装（WLCSP）等技术，全部采用倒装芯片技术，其优点是生产效率高、器件成本低和可靠性高。
倒装芯片技术应用于LED器件，主要区别于IC在于，在LED芯片制造和封装过程中，除了要处理好稳定可靠的电连接以外，还需要处理光的问题，包括如何让更多的光引出来，提高出光效率，以及光空间的分布等。
针对传统正装LED存在的散热差、透明电极电流分布不均匀、表面电极焊盘和引线挡光以及金线导致的可靠性问题，1998年，J.J.Wierer等人制备出了1W倒装焊接结构的大功率AlGaInN-LED蓝光芯片，他们将金属化凸点的AIGalnN芯片倒装焊接在具有防静电保护二极管(ESD)的硅载体上。
图1是他们制备得到的LED芯片的图片和截面示意图。
他们的测试结果表明，在相同的芯片面积下，倒装LED芯片（FCLED）比正装芯片有着更大的发光面积和非常好的电学特性，在200-1000mA的电流范围，正向电压（VF）相对较低，从而导致了更高的功率转化效率。
图1 倒装结构的LED芯片图片和截面示意图2006年，O.B.Shchekin等人又报道了一种新的薄膜倒装焊接的多量子阱结构的LED（TFFC-LED）。
LED倒装制程介绍ppt课件
22
2 倒装焊固晶工艺
共晶焊的影响因素
固晶温度
选择Tg较固晶温度高10℃以上
E.g. Au-Sn(280 ℃ ),塑胶Tg>330 ℃
回流焊最高加热温度315 ℃ -320 ℃
E.g. Ag-Sn/Sn(232 ℃ ),塑胶Tg>290 ℃
回流焊最高加热温度270℃
23
2 倒装焊固晶工艺 共晶焊的影响因素
15
加热夹头
2 倒装焊固晶工艺
用吸头从晶圆上拾取晶片并放置在平台上 用加热的夹头从平台上拾取晶片 将晶片放置在预热的焊盘上 焊好的晶片置于在较低的温度下减小偏移
16
2 倒装焊固晶工艺
加热夹头可以显著减少孔洞 焊剂共晶在芯片中间有大的孔洞 加热夹头孔洞变得细小均匀
直接共晶 （加热焊盘）
LED倒装芯片与 倒装焊工艺
主讲人：
1
Contents
1
倒装结构LED芯片
2
倒装固晶工艺
3 Au-Sn共晶的制备方法
2
1 倒装结构LED芯片
• 正装/倒装芯片结构对比
器件功率 出光效率 热性能
3
1 倒装结构LED芯片
• 高可靠性 -机械强度
-散热性能
电性连接点 接触，瞬间 大电流冲击 易烧断
`
7
1 倒装结构LED芯片 Thin Film Flip Chip
8
1 倒装结构LED芯片
倒装芯片的制备方法
以蓝宝石基底制 作GaN外延片
ICP蚀刻/ RIE蚀刻
制作 透明导电层
制作 P-N电极
衬底上制备 反射散热层
芯片/衬底的划 片分割
Die bond 倒装焊接
大功率LED芯片的封装(共晶焊)及倒装芯片(flip chip)
大功率LED芯片的封装（共晶焊）及倒装芯片（flip chip）美国GREE公司的1W大功率芯片（L型电极），它的上下各有一个电极。
其碳化硅（SiC）衬底的底层首先镀一层金属，如金锡合金（一般做芯片的厂家已镀好），然后在热沉上也同样镀一层金锡合金。
将LED芯片底座上的金属和热沉上的金属熔合在一起，称为共晶焊接，如图1所示。
对于这种封装方式，一定要注意当led芯片与热沉一起加热时，二者接触要好，最好二者之间加有一定压力，而且二者接触面一定要受力均匀，两面平衡。
控制好金和锡的比例，这样焊接效果才好。
这种方法做出来的LED的热阻较小、散热较好、光效较高。
这种封装方式是上、下两面输入电流。
如果与热沉相连的一极是与热沉直接导电的，则热沉也成为一个电极。
因此连接热沉与散热片时要注意绝缘，而且需要使用导热胶把热沉与散热片粘连好。
使用这种LED要测试热沉是否与其接触的一极是零电阻，若为零电阻则是相通的，故与热沉相连加装散热片时要注意与散热片绝缘。
共晶点加热温度也称为共晶点。
温度的多少要根据金和锡的比例来定：·AuSn（金80%，锡20%）：共晶点为282℃，加热时间控制在几秒钟之内。
·AuSn（金10%，锡90%）：共晶点为217℃，加热时间控制在几秒钟之内。
·AgSn（银3.5%，锡96.5%）：共晶点为232℃，加热时间控制在几秒钟之内。
1、倒装（Flip chip）1998年Lumileds公司封装出世界上第一个大功率LED（1W LUXOEN器件），使LED器件从以前的指示灯应用变成可以替代传统照明的新型固体光源，引发了人类历史上继白炽灯发明以来的又一场照明革命。
1WLUXOEN器件使LED的功率从几十毫瓦一跃超过1000毫瓦，单个器件的光通量也从不到1个lm飞跃达到十几个lm。
大功率LED 由于芯片的功率密度很高，器件的设计者和制造者必须在结构和材料等方面对器件的热系统进行优化设计。
倒装焊固晶工艺
芯片推力>2000g;
电性连接面接
触，可耐大电 流冲击
传统正装封装结构
倒装无金线封装结构
1 倒装结构LED芯片
低热阻，可大电流使用 结构及材料 大面积电极
物料 蓝宝石 银胶
导热系数(W/(m·K)) 35-36 2.5-30
蓝宝石层在芯片 下方，导热差
银胶热阻较高
`
Hale Waihona Puke 物料导热系数(W/(m·K))
金属合金
2 倒装焊固晶工艺
优点
成本低 工艺成熟 粘接强度高 效率高
工艺简单 粘接强度高 较好的导热性
优越的导热性 无焊剂
优越的导热性 工艺简单 粘接强度高
良好的导热性 良好的取光率
缺点 导热性差 挥发性
相对较低的导热性 粘度大，不均匀 挥发性 钎料溢出 孔洞 清洗 焊剂残留 孔洞 工艺复杂 效率低 粘接强度低
2 倒装焊固晶工艺
加热夹头可以显著减少孔洞 焊剂共晶在芯片中间有大的孔洞 加热夹头孔洞变得细小均匀
直接共晶 （加热焊盘）
焊剂共晶
直接共晶 （加热夹头和焊盘）
2 倒装焊固晶工艺
固晶质量
固晶方法 固晶材料
厚度
晶片倾斜
性能 孔洞 偏移
加热夹具共 AuSn20 晶焊
2μm
3μm
<10 1 mil %
晶片 支架
点胶
固晶
2 倒装焊固晶工艺
绝缘胶固晶
以绝缘胶在加热的条件下固化的方式粘合晶 片与支架 特点:1.粘接强度大2.绝缘胶透光可提升亮度
晶片 支架
绝缘胶点胶
固晶
固晶工艺
直接 共晶
焊剂 共晶
钎料 固晶
LED倒装芯片与倒装焊工艺
则共晶材料就不足够填满表 面不平的地方, 造成流
动性差的情况
如果固晶在比较平滑的支架表面上, 可提升推力
3 Au-Sn共晶的制备方法
Au-Sn二元相图
1. Au-20wt%Sn 2. Au-90wt%Sn
3 Au-Sn共晶的制备方法 预成型片
LED倒装芯片与 倒装焊工艺
Contents
1 2
倒装结构LED芯片 倒装固晶工艺
Au-Sn共晶的制备方法
3
1 倒装结构LED芯片
• 正装/倒装芯片结构对比
器件功率 出光效率 热性能
1 倒装结构LED芯片
• 高可靠性 -机械强度
-散热性能
电性连接点g
点胶 晶片 支架
固晶
2 倒装焊固晶工艺
绝缘胶固晶 以绝缘胶在加热的条件下固化的方式粘合晶 片与支架 特点:1.粘接强度大2.绝缘胶透光可提升亮度
绝缘胶点胶 晶片 支架
固晶
2 倒装焊固晶工艺
固晶工艺
直接 共晶
焊剂 共晶
钎料 固晶
热超声 固晶
2 倒装焊固晶工艺
固晶工艺
固晶工艺
绝缘胶固晶 成本低 工艺成熟 粘接强度高 效率高 工艺简单 粘接强度高 较好的导热性 优越的导热性 无焊剂 优越的导热性 工艺简单 粘接强度高
通过冶金法加工Au-Sn预成型片,相对便宜且易于实现,但很难 加工成焊接所需的很薄的焊片 蒸渡、溅射 采用溅射或蒸等真空沉积技术,可以提供更好的过程控制并能
减少氧化,但是成本高且加工周期长。
电镀
由于镀速缓慢且成分不能精确控制，在芯片上直接电镀制备
Au-20Sn 共晶凸点比较困难.目前采用的是连续电镀方式,即先镀 Au接着镀Sn,其外层的Sn易被氧化,共熔后Au-Sn的组分不好控制。
LED倒装技术及工艺流程分析
LED倒装技术及工艺流程分析来源：光亚新世纪LED网时间：2015-02-06 【字体：大中小】1、引言发光二极管（LED）作为新型的绿色照明光源，具有节能、高效、低碳、体积小、反应快、抗震性强等优点，可以为用户提供环保、稳定、高效和安全的全新照明体验，已经逐步发展成为成熟的半导体照明产业。
近年来，全球各个国家纷纷开始禁用白炽灯泡，LED将会迎来一个黄金的增长期。
此外，近年来LED在电视机背光、手机、和平板电脑等方面的应用也迎来了爆发式的增长，LED具有广阔的应用发展前景。
2、倒装LED技术的发展及现状倒装技术在LED领域上还是一个比较新的技术概念，但在传统IC行业中已经被广泛应用且比较成熟，如各种球栅阵列封装（BGA）、芯片尺寸封装（CSP）、晶片级芯片尺寸封装（WLCSP）等技术，全部采用倒装芯片技术，其优点是生产效率高、器件成本低和可靠性高。
倒装芯片技术应用于LED器件，主要区别于IC在于，在LED芯片制造和封装过程中，除了要处理好稳定可靠的电连接以外，还需要处理光的问题，包括如何让更多的光引出来，提高出光效率，以及光空间的分布等。
针对传统正装LED存在的散热差、透明电极电流分布不均匀、表面电极焊盘和引线挡光以及金线导致的可靠性问题，1998年，J.J.Wierer等人制备出了1W倒装焊接结构的大功率AlGaInN-LED蓝光芯片，他们将金属化凸点的AIGalnN芯片倒装焊接在具有防静电保护二极管(ESD)的硅载体上。
图1是他们制备得到的LED芯片的图片和截面示意图。
他们的测试结果表明，在相同的芯片面积下，倒装LED芯片（FCLED）比正装芯片有着更大的发光面积和非常好的电学特性，在200-1000mA的电流范围，正向电压（VF）相对较低，从而导致了更高的功率转化效率。
图1 倒装结构的LED芯片图片和截面示意图2006年，O.B.Shchekin等人又报道了一种新的薄膜倒装焊接的多量子阱结构的LED（TFFC-LED）。
LED封装的正装倒装与垂直结构解析
LED封装的正装倒装与垂直结构解析随着成都LED灯市场爆发的日益临近，LED封装技术的研发竞争也十分激烈。
目前GaN 基LED封装主要有正装结构、倒装结构和垂直结构三种。
当前较为成熟的是III族氮化物氮化镓用蓝宝石材料作为衬底，由于蓝宝石衬底的绝缘性，所以普通的GaN 基LED 采用正装结构。
正装结构有源区发出的光经由P 型GaN区和透明电极出射。
该结构简单，制作工艺相对成熟。
然而正装结构LED有两个明显的缺点，首先正装结构LED p、n 电极在LED 的同一侧，电流须横向流过n-GaN 层，导致电流拥挤，局部发热量高，限制了驱动电流;其次，由于蓝宝石衬底的导热性差，严重的阻碍了热量的散失。
上图为LED传统封装结构示意图为了解决散热问题，美国Lumileds Lighting 公司发明了倒装芯片(Flipchip)技术。
这种方法首先制备具有适合共晶焊接的大尺寸LED芯片，同时制备相应尺寸的硅底板，并在其上制作共晶焊接电极的金导电层和引出导电层(超声波金丝球焊点)。
然后，利用共晶焊接设备将大尺寸LED芯片与硅底板焊在一起。
到装结构在散热效果上有了很大的改善，但是通常的GaN基到装结构LED仍然是横向结构，电流拥挤的现象还是存在，仍然限制了驱动电流的进一步提升。
上图为LED倒装结构示意图垂直结构可以有效解决正装结构LED的两个问题，垂直结构GaN基LED采用高热导率的衬底(Si、Ge以及Cu等衬底)取代蓝宝石衬底，在很大程度上提高了散热效率;垂直结构的LED芯片的两个电极分别在LED外延层的两侧，通过n电极，使得电流几乎全部垂直流过LED外延层，横向流动的电流极少，可以避免正装结构的电流拥挤问题，提高发光效率，同时也解决了P极的遮光问题，提升LED的发光面积。
蓝宝石层的剥离是其工艺难点。
上图为LED垂直封装结构示意图虽然倒装与垂直封装存在明显的优越性，但由于工艺尚不成熟，目前还只有少量厂家批量生产，相信随着技术进步，克服工艺与技术难关，将来会成为主流LED封装生产方式。
技术：LED封装流程及几个思考点
技术：LED封装流程及几个思考点摘要固晶—焊线—灌胶（模压）—切割（分离）—分光—包装—入库实验1 LED封装之手动固晶实验本实验流程为：扩晶—刷银胶—固晶—烘烤（以LED数码管为例）；对于单颗引脚式LED的实验流程为扩晶—点银胶—固晶—烘烤。
实验2 LED封装之焊线实验超声波焊线机主要应用于大功率器件：发光二极管（LED）、激光管（激光）、中小型功率三极管、集成电路和一些特殊半导体器件的内引线焊接。
具体过程：首先金丝的首端必须经过处理形成球形(采用负电子高压成球)，并且对焊接的金属表面先进行预热处理；接着金丝球在时间和压力的共同作用下，在金属焊接表面产生塑性变形，使两种介质达到可靠的接触，并通过超声波摩擦振动，两种金属原子之间在原子亲和力的作用下形成金属键，实现了金丝引线的焊接。
超声焊线机包括金线机、铝线机，其中金线机由于黄金的高电导性，高塑性，比铝丝要细得多，主要用于焊接各种照明用的LED灯，包括高亮的LED灯。
铝线机主要用于焊接数码管等。
实验3 LED封装之灌胶实验LED灌胶是LED封装工艺中在固晶焊线工序之后的一个关键工序，对固好晶和焊好线的PCB电路板起保护作用，涉及配胶、注胶和脱泡处理等工艺，灌胶结果的好坏直接影响着成品率，技术的难点在于解决好封胶中的气泡问题。
在LED封装工艺中，固好芯片和焊好线的电路板，需要通过封胶工艺把它保护起来。
LED封胶的目的是为了维护LED本身的气密性，并保护不受周围环境中湿度与温度的影响，以及防止组件受到机械振动、冲击产生破损而造成组件特性的变化。
一般直插式LED-Lamp和LED数码管采用的都是传统的灌胶封装工艺。
LED封装总流程固晶—焊线—灌胶（模压）—切割（分离）—分光—包装—入库固晶通俗的说是用固晶胶（银胶，绝缘胶）把芯片粘在支架上，然后把胶水烤干后，进入下工序。
焊线是用金线把芯片上的正负极与支架连接起来灌胶又叫点胶，是用胶水（环氧胶、硅胶）点进杯口，然后烘烤。
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LED倒装制程介绍
LED倒装制程（Flip Chip Process）是一种将LED芯片倒装在基底
上的制程技术，可用于生产高亮度、高可靠性和高性能的LED芯片。
这种
制程技术最早是为了满足高可靠性和高亮度LED应用的需求而开发的，随
着技术的不断进步，现在已广泛应用于各种LED芯片制造过程中。
在传统的LED封装制程中，芯片是面向基底发光的，而在LED倒装制
程中，芯片被倒装到基底上，面向封装外部。
这种倒装的设计能够有效提
高LED的性能和可靠性，主要有以下几个优点：
1.热耦合效应：由于芯片底部直接与封装基底接触，LED倒装制程可
以提供更好的热耦合效应。
芯片产生的热量能够更快、更有效地传导到基
底上，避免了芯片因长时间高温工作而导致的性能下降和寿命缩短问题。
2.更高的亮度和更好的颜色一致性：倒装制程能够提供更均匀的电流
分布，减小了电流密度差异对亮度和颜色一致性的影响。
此外，倒装制程
还可以提供更大的电流承受能力，使得LED芯片在高亮度工作时能够保持
较好的亮度和颜色一致性。
3.提高了封装的可靠性：倒装芯片直接与封装基底相连，不需要通过
金线进行连线，减少了因金线断裂而导致的电连接故障。
同时，倒装制程
还可以提供更大的焊接面积，提高焊接接触面的可靠性。
1.基底准备：首先需要准备好封装基底，通常使用金属或陶瓷作为基
底材料。
基底上需要刻蚀出与LED芯片尺寸相对应的凹槽，用于倒装芯片。
2.倒装芯片：将LED芯片倒装到基底的凹槽中，并使用适量的导热胶
进行固定。
芯片与基底之间需要使用导电胶进行电连接。
3.焊接：将倒装芯片和基底进行焊接，通常使用热压焊或电压焊的方式。
焊接过程中需要保持适当的温度和压力，确保焊接的可靠性和稳定性。
4.后续工艺：完成焊接后，需要进行一系列的后续工艺，如清洗、封装、测试等。
这些工艺步骤是为了确保LED倒装产品的质量和性能。
LED倒装制程是一种高度精密的制程技术，要求制程设备和工艺能够
提供高度的精确性和可重复性。
在LED行业的发展中，倒装制程被广泛应
用于各种高亮度、高可靠性和高性能的LED产品之中，如车灯、大屏幕显示、背光源等。
随着技术的进步，LED倒装制程将会继续发展和完善，为LED行业带来更多的创新和突破。