芯片的三種封裝結(jié)構(gòu)：正裝、垂直、倒裝有什么區(qū)別

LED芯片也被稱為LED發(fā)光芯片，是LED燈的核心組件，其主要材料為單晶硅，也就是將單晶硅經(jīng)過切割而成的晶片附在一個支架上并封裝起來。其中晶片由兩部分組成，一部分是P型半導(dǎo)體，在它里面空穴占主導(dǎo)地位，另一端是N型半導(dǎo)體，在這邊主要是電子，這兩種半導(dǎo)體連接在一起就形成一個P-N結(jié)。當(dāng)電流通過導(dǎo)線作用于這個晶片的時候，電子就會被推向P區(qū)，在P區(qū)里電子跟空穴復(fù)合，然后就會以光子的形式發(fā)出能量，這就是LED發(fā)光的原理。

據(jù)了解，目前LED芯片結(jié)構(gòu)主要有：正裝、倒裝、垂直三種流派，其中正裝結(jié)構(gòu)因低價優(yōu)勢而占據(jù)主要市場。然而，隨著輸出功率的不斷提高，制約大功率LED發(fā)展的光衰較大等問題相繼涌現(xiàn)。

正裝結(jié)構(gòu)由于p，n電極在LED同一側(cè)，容易出現(xiàn)電流擁擠現(xiàn)象，并且由于藍(lán)寶石襯底導(dǎo)熱性差，嚴(yán)重阻礙了熱量的散失。在長時間使用過程中，因?yàn)樯岵缓枚鴮?dǎo)致的高溫，影響到硅膠的性能和透過率，從而造成較大的光輸出功率衰減。

相較于正裝LED，垂直芯片結(jié)構(gòu)采用高熱導(dǎo)率的襯底（Si、Ge和Cu等襯底）取代藍(lán)寶石襯底，在很大程度上提高散熱效率；垂直結(jié)構(gòu)的LED芯片的兩個電極分別在LED外延層的兩側(cè)，通過n電極，使得電流幾乎全部垂直流過LED外延層，橫向流動的電流極少，可以避免局部高溫。但是目前垂直結(jié)構(gòu)制備工藝中，藍(lán)寶石剝離工藝較難，制約了產(chǎn)業(yè)化發(fā)展進(jìn)程。

而倒裝技術(shù)可以細(xì)分為兩類，一類是在藍(lán)寶石芯片基礎(chǔ)上倒裝，藍(lán)寶石襯底保留，利于散熱，但是電流密度提升并不明顯；另一類是倒裝結(jié)構(gòu)并剝離了襯底材料，可以大幅度提升電流密度。

倒裝技術(shù)最早出現(xiàn)于2007年，由封裝公司首先進(jìn)行產(chǎn)品運(yùn)用，并最先運(yùn)用在照明領(lǐng)域。而倒裝芯片之所以被稱為“倒裝”則是相對于傳統(tǒng)的金屬線鍵合連接方式（Wire Bonding）與植球后的工藝而言的。傳統(tǒng)的通過金屬線鍵合與基板連接的芯片電氣面朝上，而倒裝芯片的電氣面朝下，相當(dāng)于將前者翻轉(zhuǎn)過來，故稱其為“倒裝芯片”。

由于P型GaN傳導(dǎo)性能不佳，為獲得良好的電流擴(kuò)展，需要通過蒸鍍技術(shù)在P區(qū)表面形成一層Ni-Au組成的金屬電極層。P區(qū)引線通過該層金屬薄膜引出。為獲得好的電流擴(kuò)展，Ni-Au金屬電極層就不能太薄。為此，器件的發(fā)光效率就會受到很大影響，通常要同時兼顧電流擴(kuò)展與出光效率二個因素。但無論在什麼情況下，金屬薄膜的存在，總會使透光性能變差。此外，引線焊點(diǎn)的存在也使器件的出光效率受到影響。采用GaNLED倒裝芯片的結(jié)構(gòu)可以從根本上消除上面的問題。

近年來，隨著LED芯片價格和毛利率的下跌，LED芯片投資回報率逐漸降低，國外LED芯片大廠擴(kuò)產(chǎn)趨于謹(jǐn)慎，國外芯片供給增長有限，國內(nèi)廠商借助地方政府的支持政策，依靠資金、規(guī)模等方面的優(yōu)勢積極擴(kuò)產(chǎn)，全球LED芯片產(chǎn)能逐漸向中國大陸轉(zhuǎn)移。對于LED芯片企業(yè)而言，擴(kuò)產(chǎn)可搶占規(guī)?；瘍?yōu)勢，利用大規(guī)模制造降低生產(chǎn)成本，因而在2017年各大LED芯片廠商紛紛購買設(shè)備擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。然而，這也導(dǎo)致LED芯片行業(yè)競爭越發(fā)激烈。但LED芯片的制造技術(shù)和對應(yīng)的封裝技術(shù)共同決定了LED未來的應(yīng)用前景，因此，發(fā)展倒裝LED芯片必將成為了大勢所趨。

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