LED倒装制程介绍课件.ppt

LED倒装芯片与倒装焊工艺,主讲人：徐广岁,Contents,1倒装结构LED芯片,正装/倒装芯片结构对比,器件功率出光效率热性能,高可靠性-机械强度-散热性能,1倒装结构LED芯片,倒装无金线封装结构,金属金属界面，导热系数高，热阻小。,传统正装封装结构,银胶热阻较高,蓝宝石层在芯片下方，导热差,低热阻，可大电流使用结构及材料大面积电极,1倒装结构LED芯片,支持荧光粉薄层涂覆工艺光源空间一致性表现优越,更均匀的空间色温分布,1倒装结构LED芯片,无金线阻碍，可实现超薄封装，节省设计空间,10-100m,150-200m,1倒装结构LED芯片,ThinFilmFlipChip,1倒装结构LED芯片,倒装芯片的制备方法,以蓝宝石基底制作GaN外延片,ICP蚀刻/RIE蚀刻,制作透明导电层,制作P-N电极,衬底上制备反射散热层,芯片/衬底的划片分割,Diebond倒装焊接,表面粗化/半导体表面加工,1倒装结构LED芯片,晶片支架,点胶,固晶,以银粉+环氧树脂在加热的条件下(150/1h)固化的方式粘合晶片与支架,银胶固晶,2倒装焊固晶工艺,晶片支架,绝缘胶点胶,固晶,以绝缘胶在加热的条件下固化的方式粘合晶片与支架特点:1.粘接强度大2.绝缘胶透光可提升亮度,绝缘胶固晶,2倒装焊固晶工艺,固晶工艺,2倒装焊固晶工艺,固晶工艺,2倒装焊固晶工艺,共晶固晶,相比传统固晶方式的优点:1.金属与金属的熔合,有效降低欧姆阻抗2.有效提升热传导效率,2倒装焊固晶工艺,2倒装焊固晶工艺,直接共晶焊存在的问题,只加热焊盘孔洞-晶片推力低焊盘和晶片的粗糙度影响晶片倾斜影响,用吸头从晶圆上拾取晶片并放置在平台上用加热的夹头从平台上拾取晶片将晶片放置在预热的焊盘上焊好的晶片置于在较低的温度下减小偏移,加热夹头,2倒装焊固晶工艺,2019/12/15,17,可编辑,2倒装焊固晶工艺,加热夹头可以显著减少孔洞焊剂共晶在芯片中间有大的孔洞加热夹头孔洞变得细小均匀,2019/12/15,19,可编辑,2倒装焊固晶工艺,固晶质量,2倒装焊固晶工艺,热超声倒装焊,热超声=热+力+超声能量,原理：目前认为是由于引进超声能量,产生了声学软化效应,使高熔点金属在较低的温度和压力下实现焊接成为可能,2倒装焊固晶工艺,不同实验条件及剪切力,2倒装焊固晶工艺,共晶焊的影响因素,固晶力度共晶层均匀性提升温度，加大固晶力度，可改善共晶层的均匀性,顶针痕深度吸芯片力度及顶针速度优化后吸晶固晶力度,共晶焊的影响因素,2倒装焊固晶工艺,共晶焊的影响因素,固晶温度选择Tg较固晶温度高10以上E.g.Au-Sn(280),塑胶Tg330回流焊最高加热温度315-320E.g.Ag-Sn/Sn(232),塑胶Tg290回流焊最高加热温度270,2倒装焊固晶工艺,共晶焊的影响因素,支架设计坚固性芯片跟支架的接触面固晶在不坚固的支架上,芯片跟支架的接触,推力被影响固晶在坚固的支架上,良好的接触提高推力,2倒装焊固晶工艺,共晶焊的影响因素,支架设计-表面粗糙度支架表面的粗糙度要比共晶材料的厚度还要少,否则共晶材料就不足够填满表面不平的地方,造成流动性差的情况如果固晶在比较平滑的支架表面上,可提升推力,3Au-Sn共晶的制备方法,Au-20wt%SnAu-90wt%Sn,Au-Sn二元相图,预成型片通过冶金法加工Au-Sn预成型片,相对便宜且易于实现,但很难加工成焊接所需的很薄的焊片蒸渡、溅射采用溅射或蒸等真空沉积技术,可以提供更好的过程控制并能减少氧化,但是成本高且加工周期长。电镀由于镀速缓慢且成分不能精确控制，在芯片上直接电镀制备Au-20Sn共晶凸点比较困难.目前采用的是连续电镀方式,即先镀Au接着镀Sn,其外层的Sn易被氧化,共熔后Au-Sn的组分不好控制。,3Au-Sn共晶的制备方法,3Au-Sn共晶的制备方法,电镀工艺流程,3Au-Sn共晶的制备方法,Au/Sn:10m/10m,150时效(a)5h;(b)10h,3Au-Sn共晶的制备方法,Au/Sn:10m/10m,150时效(c)15h;(d)20h,3Au-Sn共晶的制