浅谈倒装共晶LED技术

近期,媒体多有报道关于倒装共晶Flip Chip及其延伸免封装的ELC、CSP、POD技术,大有革“传统封装”之命的趋势。实际上,倒装共晶技术在半导体行业由来已久,Philips Lumileds于2006年首次引入LED领域,其后倒装共晶技术不断发展,并且向芯片级封装渗透,产生了免封装的概念。

倒装结构,光从蓝宝石衬底取出,不必从电流扩散层取出,不透光的电流扩散层可以加厚,增加电流密度。晶粒底部采用锡(Sn)或金锡(Au-Sn)等合金作接触面镀层,晶粒可焊接于镀有金或银的基板上。当基板被加热至适合的共晶温度时,金或银元素渗透到金锡合金层,共晶层固化并将LED焊于基板上,打破从芯片到基板的散热系统中的热瓶颈,提升LED寿命。倒装共晶LED技术改善了金线虚焊、耐大电流能力不足、封裝硅胶热胀冷缩造成金线断裂、制程中金线影响良率等问题。

大电流驱动优异的散热特性在大功率器件才能表现出其优势。Droop效应的存在,随着电流的加大,LED出光效率就会下降,并且下降得厉害。大功率器件主要应用于路灯、隧道灯以及工矿灯等高功率领域,对光效均有较高的要求,如1-3W的器件,电流可通1000mA。实际为了光效的需求,大多使用范围在350mA。此外,LED驱动电源基于转换效率和成本的考虑,倾向于小电流和高电压,这与倒装共晶代表的大电流、低电压驱动方式背道相向。目前,倒装共晶技术涉及昂贵生产设备和材料使得其成本偏高,性价比优势体现不出来。倒装LED技术问世市场已久,但受限于诸多原因,迟迟无法普及。

目前市场上,倒装共晶的产品以国际大厂为主,Cree XLamp XT-E、Philips Lumileds LUXEON-T系列器件,台湾新世纪光电推出了AT。国星光电自2010年以来,一直从事于倒装共晶技术的研究,批量生产的陶瓷共晶3535器件已经达到了140lm/w水平,成为国内少数几个掌握该技术的企业。市场竞争日趋激烈,倒装LED逐渐受到照明市场的重视,随着越来越多LED厂商投入倒装LED技术领域,在技术和成本方面,将加快其在半导体照明应用领域的发展。

 

来源:大照明


 

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