淺談倒裝共晶LED技術(shù)

　　近期，媒體多有報(bào)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(shì)。實(shí)際上，倒裝共晶技術(shù)在半導(dǎo)體行業(yè)由來(lái)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(jí)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(kuò)散層取出，不透光的電流擴(kuò)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，晶粒可焊接于鍍有金或銀的基板上。當(dāng)基板被加熱至適合的共晶溫度時(shí)，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(xiàn)虛焊、耐大電流能力不足、封裝硅膠熱脹冷縮造成金線(xiàn)斷裂、制程中金線(xiàn)影響良率等問(wèn)題。

　　大電流驅(qū)動(dòng)優(yōu)異的散熱特性在大功率器件才能表現(xiàn)出其優(yōu)勢(shì)。Droop效應(yīng)的存在，隨著電流的加大，LED出光效率就會(huì)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(duì)光效均有較高的要求，如1-3W的器件，電流可通1000mA。實(shí)際為了光效的需求，大多使用范圍在350mA。此外，LED驅(qū)動(dòng)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(dòng)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?xún)r(jià)比優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)不出來(lái)。倒裝LED技術(shù)問(wèn)世市場(chǎng)已久，但受限于諸多原因，遲遲無(wú)法普及。

　　目前市場(chǎng)上，倒裝共晶的產(chǎn)品以國(guó)際大廠(chǎng)為主，Cree XLamp XT-E、Philips　 Lumileds LUXEON-T系列器件，臺(tái)灣新世紀(jì)光電推出了AT。國(guó)星光電自2010以來(lái)，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(guó)內(nèi)少數(shù)幾個(gè)掌握該技術(shù)的企業(yè)。市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，倒裝LED逐漸受到照明市場(chǎng)的重視，隨著越來(lái)越多LED廠(chǎng)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。