LED倒装芯片 flip chip

LED倒装芯片

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(FlipChip)，该结构在大功率芯片较多用到。

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（WireBonding）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GaNLED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。

倒装芯片的优势

一、无需通过蓝宝石散热，散热性能好。倒装结构由于有源层更贴近基板，缩短了热源到基板的热流路径，倒装芯片具有较低的热阻，这个特性使得倒装芯片从点亮至热稳定的过程中，性能下降幅度很小。

二、发光性能上看，大电流驱动下，光效更高。小电流密度条件下，倒装芯片亮度与水平芯片相差不远，均低于垂直结构芯片；然而倒装芯片因为具有多过孔、银发射镜等的设计使得其拥有优越的电流扩展性能和欧姆接触性能，倒装结构芯片压降一般较传统、垂直结构芯片低，这使得倒装芯片在大电流驱动下十分有优势，表现为更高光效。需要注意的是倒装芯片的高可靠性以及高亮度一般只有在大电流驱动下才能表现出来，小电流驱动下其实与水平芯片相差不大。

三、在大功率条件下，倒装芯片相较正装芯片更具安全性与可靠性。在LED器件中，尤其是大功率带Lens的封装形式中（传统带保护壳的防流明结构除外），超过一半的死灯现象都与金线的损伤有关，倒装芯片可以成免金线封装，这是从源头大大降低了器件死灯的概率。

四、尺寸可以做到更小，降低产品维护成本，光学更容易匹配；同时也为后续封装工艺发展打下基础；目前中小尺寸的到装芯片也开始得到重视和开发。