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倒裝LED技術研究現狀和發展趨勢

時間:2019-06-07 10:02來源:畢業論文
雖然說倒裝技術在LED領域上剛剛起步,但在其他行業中,比如IC芯片的應用中的應用還是比較成熟的,如晶片級芯片尺寸封裝(WLCSP)、芯片尺寸封裝(CSP)、各種球柵陣列封裝(BGA)等

雖然說倒裝技術在LED領域上剛剛起步,但在其他行業中,比如IC芯片的應用中的應用還是比較成熟的,如晶片級芯片尺寸封裝(WLCSP)、芯片尺寸封裝(CSP)、各種球柵陣列封裝(BGA)等技術,都應有了倒裝芯片技術,其優點也是顯而易見的。36002
倒裝芯片技術如果要應用在LED照明行業,除了要使電連接穩定外,還需要考慮到讓更多的光引出來,提高出光效率,以及光空間的分布等的問題。
   1998年,J.J.Wierer發現傳統正裝LED散熱差、電極電流分布不均勻、金線損壞會直接導致LED沒法使用,可靠性就降低了。隨后J.J.Wierer等人制備出了倒裝焊接結構的大功率AlGaInN-LED藍光芯片,功率是1W,他們在具有防靜電保護二極管(ESD)的硅載體上焊上金屬化凸點的AIGalnN芯片。
    圖1是他們制備得到的LED芯片截面示意圖。我們可以發現,在他們的測試結過中,如果其他條件都相同,由于倒裝LED沒有通過藍寶石導熱,直接將電極凸點與基板互聯,倒裝LED有著更好的散熱性能和光學特性,在電流處于200-1000mA之間時,由于電壓較低,使得功率轉化效率變得更高。
 薄膜倒裝LED芯片結構示意圖
圖1 倒裝結構的LED芯片圖片和截面示意圖
2006年,O.B.Shchekin等人又研究出了一種薄膜倒裝LED,這在倒裝LED發展史上也是一次重大的突破。這里提到的薄膜倒裝LED,由字面意思解釋就是將薄膜LED與倒裝LED兩種概念聯系在一起理解。
    這種技術需要先將倒裝LED焊接在基板上,然后剝離藍寶石,這樣GaN層的N級就會暴露,然后在暴露的GaN做粗化處理。
    如圖2所示,這種薄膜的結構緊湊,所以導致出光量大大增加。但從價格方面來講,這種結構工藝復雜,勞動成本高,成本也就提高了。
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  薄膜倒裝LED芯片結構示意圖
     硅基倒裝LED芯片雖然性能優良,但由于硅的成本高,使得整個LED的成本大大高于正裝LED。
    由于LED發展初期,只有正裝和垂直形式的LED,所有封裝支架都是在硅基板上的,在這種固定模式下。倒裝LED初期的發展也是將芯片裝在硅基本上,再用金線與支架上的電極進行連接。使得封裝器件內還是有金線的存在,而倒裝LED芯片的優勢就是因為沒有金線,使得他的可靠性大大增加。而有金線存在的倒裝LED不僅增加了成本,價格高于正裝LED,也沒有改變因為金線導致的可靠性問題。論文網
    在2007那年推出的陶瓷基倒裝LED封裝產品是在陶瓷基板上焊接倒裝芯片(Bonding),然后在芯片上涂覆熒光粉,最后封裝做成產品。
在這種倒裝LED中陶瓷作基板和支架的作用,由于這種封裝比原來的封裝尺寸要小,所以降低了成本,這一封裝一般都是在芯片廠完成的。
     這種結構的封裝的優點是沒有金線,去除了由于金線斷裂引起的可靠性問題,可靠性大大提高。電流不通過金線后就導致熱阻降低,遠小于傳統的芯片封裝模式。
     但是我們并不滿足與涂覆型的封裝模式,于是人們開始想其他模式的的封裝方法,2012年,開始出現了DA倒裝芯片,即貼片式封裝。近年來,由于貼片式封裝制作流程簡單,開始快速占據市場。
     DA芯片在結構上做出了改變,這種芯片的表面的金屬焊盤在滿足要求的同時做大尺寸,正因為這樣的大尺寸焊盤使它可以在基板上直接焊接,簡化了芯片倒裝焊接工藝,降低了整體成本,而且并不影響精度要求。 倒裝LED技術研究現狀和發展趨勢:http://www.aftnzs.live/yanjiu/20190607/34266.html
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