什么是LED倒裝芯片？LED倒裝芯片制備流程

什么是LED倒裝芯片？

倒裝芯片之所以被稱為“倒裝”是相對(duì)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(guò)金屬線鍵合與基板連接的晶片電氣面朝上，而倒裝晶片的電氣面朝下，相當(dāng)于將前者翻轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)，故稱其為“倒裝芯片”。

倒裝LED芯片，通過(guò)MOCVD技術(shù)在藍(lán)寶石襯底上生長(zhǎng)GaN基LED結(jié)構(gòu)層，由P/N結(jié)發(fā)光區(qū)發(fā)出的光透過(guò)上面的P型區(qū)射出。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(guò)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(guò)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(huì)受到很大影響，通常要同時(shí)兼顧電流擴(kuò)展與出光效率二個(gè)因素。

但無(wú)論在什么情況下，金屬薄膜的存在，總會(huì)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GaN LED倒裝芯片的結(jié)構(gòu)可以從根本上消除上面的問(wèn)題。

LED倒裝芯片制備流程

LED倒裝芯片的制備流程通常包括以下幾個(gè)主要步驟：

1. 制備芯片晶圓：LED倒裝芯片的制備始于制備芯片的硅晶圓。晶圓通常是通過(guò)晶體生長(zhǎng)技術(shù)，在高溫高壓的條件下生長(zhǎng)出具有所需電特性的半導(dǎo)體材料，如氮化鎵（GaN）。

2. 制造LED結(jié)構(gòu)：通過(guò)光刻工藝，將各種光蝕膠層覆蓋在晶圓表面，并使用掩膜將膠層部分曝光于紫外線下。然后，通過(guò)化學(xué)濕法腐蝕或物理刻蝕技術(shù)，將未曝光的部分膠層移除，以形成LED結(jié)構(gòu)。

3. 形成金屬電極：使用金屬蒸鍍或其他金屬沉積技術(shù)，在LED芯片的正反兩面形成電極，以提供電流輸入和輸出的通道。通常，正電極由金屬銅、金或鋁制成，而負(fù)電極使用金屬鎳制成。

4. 劃線切割：使用刻劃或其他切割工藝，將芯片晶圓劃分成單個(gè)的LED芯片。這些分離的芯片可進(jìn)一步用于后續(xù)封裝步驟。

5. 倒裝和金線鍵合：將LED芯片倒置放置在支撐材料上，通常使用膠水或其他粘合劑固定。然后，在芯片的金屬電極和封裝基板之間，使用微細(xì)金線進(jìn)行鍵合連接。鍵合過(guò)程中需要控制金線的長(zhǎng)度和位置，以確保電路連接的可靠性和穩(wěn)定性。

6. 封裝：將倒裝的LED芯片與封裝基板結(jié)合，通過(guò)壓合或其他封裝技術(shù)，將芯片完全封裝在透明的封裝膠體中。封裝膠體通常是透光的，以保護(hù)芯片并確定光的傳播路徑。

7. 測(cè)試和分類：完成封裝后，對(duì)倒裝LED芯片進(jìn)行測(cè)試和分類。測(cè)試步驟通常包括電流-電壓特性測(cè)試、Luminous Flux（發(fā)光通量）測(cè)試、顏色參數(shù)測(cè)試等。根據(jù)測(cè)試結(jié)果，將芯片分為不同的亮度和顏色級(jí)別。

8. 制備成品LED器件：經(jīng)過(guò)測(cè)試和分類后，將LED倒裝芯片組裝到LED燈珠、LED顯示屏、LED模組或其他設(shè)備中，形成最終的LED器件產(chǎn)品。

led倒裝芯片和正裝芯片差別

LED倒裝芯片和正裝芯片是兩種常見的LED芯片封裝方式，它們之間存在一些差別。以下是它們的主要區(qū)別：

1. 接線方式：LED倒裝芯片的接線腳位朝上，而正裝芯片的接線腳位朝下。這意味著在電路板上安裝時(shí)，LED倒裝芯片的焊盤與電路板接觸，而正裝芯片的焊盤朝上。

2. 光散射效果：由于安裝方式不同，LED倒裝芯片與電路板之間無(wú)透明封裝物，使得光線從倒裝芯片的底部散射出來(lái)，產(chǎn)生較廣泛的光散射效果。而正裝芯片則通過(guò)封裝材料進(jìn)行光的遮擋和散射，因此光線主要從芯片的頂部輻射出來(lái)。

3. 視覺效果：由于光散射的差異，LED倒裝芯片在不使用附加光散射裝置的情況下，可以提供更寬廣的發(fā)光角度。這導(dǎo)致在特定應(yīng)用場(chǎng)景下，如發(fā)光字、指示燈等，使用LED倒裝芯片能夠產(chǎn)生更加均勻的光照效果。正裝芯片通常更適合需要較為集中的光照效果，如聚光燈等應(yīng)用。

LED倒裝芯片和正裝芯片在其他方面，如顏色、亮度、功耗等方面并無(wú)本質(zhì)區(qū)別。選擇哪種封裝方式應(yīng)根據(jù)具體應(yīng)用需求和光學(xué)效果來(lái)決定。

審核編輯：黃飛