國(guó)星光電副總經(jīng)理 李程博士
LED倒裝芯片，目前主要是指無需焊線就可直接與陶瓷等基板或支架進(jìn)行芯片的貼合安放并實(shí)現(xiàn)電氣互聯(lián)，我們稱之為DA芯片 （Directly Attached Chip）。這個(gè)要和早期將芯片倒裝轉(zhuǎn)移到硅或其他材料基板上然后仍需要進(jìn)行焊線互聯(lián)的倒裝芯片區(qū)分開來。
倒裝芯片是一種很久以前就有的芯片結(jié)構(gòu)，與垂直結(jié)構(gòu)、水平結(jié)構(gòu)并列，其特點(diǎn)是有源層朝下，而透明的藍(lán)寶石層位于有源層上方，有源層所發(fā)的光線需要穿過藍(lán)寶石襯底到達(dá)芯片外部。
與傳統(tǒng)水平或叫正裝芯片相比，傳統(tǒng)的通過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)于將傳統(tǒng)晶片翻轉(zhuǎn)過來。從制造難度上講，倒裝芯片一般介于水平結(jié)構(gòu)芯片和垂直結(jié)構(gòu)芯片之間，水平芯片制造難度最低，其次是倒裝芯片，制造難度最大的是垂直結(jié)構(gòu)芯片，其最直接的反映是芯片的良率，芯片越難做良率越低。
傳統(tǒng)植球工藝其實(shí)是倒裝芯片封裝工藝的一種，稱之為BGA固晶方式，飛利浦、日亞早期的倒裝封裝產(chǎn)品都采用了這種工藝，與我們現(xiàn)在常常談到的DA封裝工藝處于并列關(guān)系，DA封裝工藝更簡(jiǎn)單，更易于操作。
國(guó)星光電從2011年開始進(jìn)行倒裝芯片封裝研究，是在我司當(dāng)時(shí)已有的共晶工藝基礎(chǔ)上進(jìn)行的拓展和延伸。
倒裝芯片的優(yōu)勢(shì)
一、無需通過藍(lán)寶石散熱，散熱性能好。倒裝結(jié)構(gòu)由于有源層更貼近基板，縮短了熱源到基板的熱流路徑，倒裝芯片具有較低的熱阻，這個(gè)特性使得倒裝芯片從點(diǎn)亮至熱穩(wěn)定的過程中，性能下降幅度很小。
二、發(fā)光性能上看，大電流驅(qū)動(dòng)下，光效更高。小電流密度條件下，倒裝芯片亮度與水平芯片相差不遠(yuǎn)，均低于垂直結(jié)構(gòu)芯片；然而倒裝芯片因?yàn)榫哂卸噙^孔、銀發(fā)射鏡等的設(shè)計(jì)使得其擁有優(yōu)越的電流擴(kuò)展性能和歐姆接觸性能，倒裝結(jié)構(gòu)芯片壓降一般較傳統(tǒng)、垂直結(jié)構(gòu)芯片低，這使得倒裝芯片在大電流驅(qū)動(dòng)下十分有優(yōu)勢(shì)，表現(xiàn)為更高光效。需要注意的是倒裝芯片的高可靠性以及高亮度一般只有在大電流驅(qū)動(dòng)下才能表現(xiàn)出來，小電流驅(qū)動(dòng)下其實(shí)與水平芯片相差不大。
三、在大功率條件下，倒裝芯片相較正裝芯片更具安全性與可靠性。在LED器件中，尤其是大功率帶Lens的封裝形式中（傳統(tǒng)帶保護(hù)殼的防流明結(jié)構(gòu)除外），超過一半的死燈現(xiàn)象都與金線的損傷有關(guān)，倒裝芯片可以成免金線封裝，這是從源頭大大降低了器件死燈的概率。
四、尺寸可以做到更小，降低產(chǎn)品維護(hù)成本，光學(xué)更容易匹配；同時(shí)也為后續(xù)封裝工藝發(fā)展打下基礎(chǔ)；目前中小尺寸的到裝芯片也開始得到重視和開發(fā)。
從以上產(chǎn)品性能角度看，倒裝封裝產(chǎn)品在某些性能上具有十分突出的優(yōu)勢(shì)。譬如：抗振性、耐冷熱沖擊性，其表現(xiàn)出為優(yōu)越的可靠性，可提高產(chǎn)品壽命，降低產(chǎn)品維護(hù)成本。
從市場(chǎng)角度看，倒裝芯片目前作為高可靠性產(chǎn)品的重要分支，在大功率封裝器件中占有一定市場(chǎng)。而隨著倒裝芯片的發(fā)展，市場(chǎng)上也出現(xiàn)了一些小尺寸的倒裝芯片，倒裝芯片有向中小功率滲透的趨勢(shì)，在這個(gè)趨勢(shì)下，相信倒裝芯片未來的用處將會(huì)更大。
當(dāng)然，倒裝芯片仍然存在著一些難題，其中最為突出的是芯片有源層朝下，在芯片制備、封裝的過程中，若工藝處理不當(dāng)，則容易造成較大應(yīng)力損傷，這對(duì)芯片廠和封裝廠來說都是很大的挑戰(zhàn)，需要從芯片裂片、分選、擴(kuò)晶、固晶、共晶等各個(gè)環(huán)節(jié)優(yōu)化，才能做出真正滿足好的產(chǎn)品。這是對(duì)企業(yè)技術(shù)和創(chuàng)新實(shí)力的一個(gè)重要挑戰(zhàn)。
所以倒裝芯片技術(shù)也算是企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的表現(xiàn)，加強(qiáng)倒裝芯片及相關(guān)產(chǎn)品開發(fā)對(duì)加強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力具有較重要意義。
不過倒裝芯片將來在照明行業(yè)的應(yīng)用前景還是很樂觀，倒裝芯片提高照明產(chǎn)品的可靠性；體積小，功率大，這就意味著燈具可以做的更緊湊。
對(duì)于未來可能大規(guī)模應(yīng)用的錫膏固晶的倒裝芯片，在成本上會(huì)有一定優(yōu)勢(shì)，屆時(shí)將會(huì)改變目前水平結(jié)構(gòu)芯片獨(dú)大的場(chǎng)面。
