倒装芯片介绍

蓝宝石特性
在低于熔点温度范围内, 仍具有良好的化学稳定性和机械、物理等性能； 光学透过范围宽, 特别在1 500~7500 nm, 透过率达85%； 有与纤锌矿III 族氮化物相同的对称性, 故用于GaN 的外延衬底材料。
三、工艺流程简介
图形化蓝宝石衬底技术：
是指在蓝宝石衬底上制作出周期性图形，具体指 利用标准的光刻工艺将蓝宝石衬底表面的掩膜刻 出图形，之后用ICP或湿法刻蚀技术刻蚀蓝宝石衬 底，去除掉掩膜后生长的GaN材料，使GaN 材料 的纵向外延变为横向外延。
Wafer 切割：
普通激光切割机
原理：在极短时间内将激光能量 集中于微小面积上，使固体升华 或蒸发的加工方法。
三、工艺流程简介
隐形激光切割机
原理：将激光聚焦在物体内部以
产生变质层，再借助扩张等方法 将wafer分离成晶粒的切割方法。 优点：可避免加工碎屑的产生
三、工艺流程简介
普通切割与隐形切割工艺比较
芯片 基板
三、工艺流程简介
荧光粉涂布 ：
将蓝光LED芯片覆盖荧光粉来获得白光LED，采用喷涂方法，相对于传统的点胶方法， 对涂布量、涂料利用率、涂布的包裹性及耗材成本等都有显著的提升。
传统喷涂方法
涂布方法
荧光粉于晶片侧壁及表面均达到良好的包 覆，减少大角度漏光及光晕的问题，大大 提升良率及产品之价值
一、LED应用
二、LED市场水平
全球照明市场：
The global lighting market is expected to
grow at a CAGR of around 7-9% during
2010-2015, to around EUR 80 billion;
Growth in global illumination market is
Figure A. SappHale Waihona Puke Baiduire Scribing Using Ablation Process
Figure 2. Sapphire Processing Using Stealth Dicing
三、工艺流程简介
Wafer 裂片：
由于激光切割后芯片之间并没有完全分离，所以需要通过劈裂设备将其 分离。
三、工艺流程简介
三、工艺流程简介
分选：
分选主要是把wafer上的晶圆按照Bin map的设定分成不同的等级。
三、工艺流程简介
植金属球 ：
在一定压力、时间、温度、功率控制下将金线形成球状体，作为芯片与基 板的连接媒介。
平滑金属球制作流程
三、工艺流程简介
倒装芯片固晶： 利用设备将陶瓷基板与芯片接合，芯片固定在陶瓷基板上。
效果对比图
三、工艺流程简介
透镜模压 ：
将颗粒状（或者粉状、液状）树脂（或者硅胶）均匀分布并注入下型腔充分浸润 的成形，提升LED的出光效率。
LED 透镜 (LED Mold Lens)
三、工艺流程简介
基板切割 ： 利用切割方法将将封装完成的整体芯片分离，变成单独封装芯片。
三、工艺流程简介
测试 ：
无金线焊垫，提高亮度 热量传递到散热基板 再扩散到器件外
优 点
电流流通的距离缩短，电 阻减低，减少热量产生
产品整体面积减小，扩大 产品应用市场
三、工艺流程简介
外延层的生长：
1.生长的内容：
包括P区，N区，发光区等数层半导体材料的生长
2.生长的方式：
MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)金属 有机化学气相沉淀，其优点有：
普通激光切割后wafer侧面
劈裂后wafer侧面
隐形激光切割后wafer侧面
三、工艺流程简介
Wafer 扩张：
Wafer扩张是将已经分离开的晶粒之间的距离变大，利于后面测试和分级设备 工作。
三、工艺流程简介
自动外观检测：
自动外观检测是通过AOI设备 对芯片的外观缺陷判定，尽可能 避免分级过程中外观坏品混入好 品当中。 常见的外观不良有：电极污染、 电极缺损、电极划伤、ITO区域 污染、切割不良等
针对倒装与正装芯片结构的不同，采用上点测下收光测试平台设备, 安装背面测试应用 部件的平台，集合积分球背面光学对准系统
载物台
三、工艺流程简介
分选、卷带封装： 分选主要是把芯片按照Bin map的设定分成不同的等级，供客 户挑选。同一类别统一利用tape包装。
卷带设备 (Tape & Reel)
Questions?
driven by the LED revolution with rapid adoption of LED based lighting solutions
Source: Philips
一、倒装芯片技术
定义：
倒装芯片组装就是通过芯片上的凸点直接将元器件朝下 互连到基板、载体或者电路板上，芯片直接通过凸点直 接连接基板和载体上,整个芯片称为倒装芯片(Flip Chip)。
图1 倒装芯片示意图
一、倒装芯片技术
LED芯片的倒装工艺优点：
● 低热阻 ● 输入功率≥1W ● 提高了光取出率 ● 高效封装：封装尺寸微型化 ● 可集成防静电装置
挑战：
植球工艺、基板技术、材料兼容性；
一、倒装芯片技术
正装与倒装LED对比：
一、倒装芯片技术
覆晶(Flip Chip)焊接：
覆晶焊接近年被积极地运用于大功率LED制程中，覆晶方法把GaN LED 晶粒倒接合于散热基板。
曝光（MPA & STEPPER）
图1：Coating设备
显影（Developer）
图3：显微镜
检查（Inspection） 图2：Develop设备
黄光工艺流程及常见缺陷
Epi Partical
Photo defect
Scratch
Mask defect
Under develop
三、工艺流程简介
ETi倒装芯片介绍
主要内容
一
倒装芯片工艺流程 LED 应用及市场水平
二
倒装芯片技术
三
倒装芯片工艺流程 工艺流程简介
一、LED应用
应用举例：
汽车 领域 其他 领域 显示屏
应用领域
背光源
照明 领域
一、LED应用及市场水平
Par Lamp Offers： High luminance Directionality Reliability Lumen/$ Lumen/Package
--- 反应物以气态形式进入反应室，能够精确控制 外延层的成分、厚度等，可生长薄到几埃的外延层； --- 气体流速快，有利于生长多层结构时形成陡峭 的界面； --- 适合于规模化生产；
图1:LED芯片结构
3.生长的作用：
直接决定LED的亮度
图2:MOCVD设备
三、工艺流程简介
蓝宝石表面处理技术：
1. 图形化衬底技术(PSS)：通过在蓝宝石表面制作微细结构的图形，然后再 在 图形化衬底表面进行LED外延生长 2. LED磊晶后的蓝宝石表面粗化
图1:PSS后的剖面图
图2:PSS后的俯视图
三、工艺流程简介
表面粗化：
随机表面粗化 利用晶体的各向异性，通过化学腐 蚀实现对芯片表面进行粗化
图形表面粗化 利用光刻、干法(湿法)刻蚀等工艺， 实现对芯片表面的周期性规则图形 结构的粗化效果
三、工艺流程简介
主要工艺流程介绍：
PHOTO工艺流程
涂胶（Coating---P/R）
Spot Light Indoor Applications： LED Lamps Accent and Track Commercial Industrial
High Bay Outdoor Applications： Stree & Tunnel Parking area
Street Light Portable Lighting： Flashlight Bicycle lighting