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市場需求與技術進步是LED產業發展的兩大動力,過去因為產品良率和生產成本的原因,覆晶LED技術只被少數廠商作為主力產品,隨著LED市場的激烈爭奪,不少廠商為殺出重圍開始投入覆晶LED。
目前封裝技術可分為正裝與覆晶,而覆晶又可分為有引線和無引線兩種,它們都各自有優缺點:
【正裝芯片封裝】采用銀膠或白膠將芯片固定在基板上,通過引線實現電氣連接。銀膠或白膠含環氧樹脂,長期環境穩定性較差,其熱阻較高,在LED長時間通電過程中粘接力逐漸變差,易導致LED壽命縮短;且引線很細,耐大電流沖擊能力較差,僅能承受10g左右的作用力,當受到冷熱沖擊時,因各種封裝材料的熱失配,易導致引線斷裂從而引起LED失效。
優點:①芯片制備工藝成熟;②封裝工藝比較成熟。
缺點:①電極、焊點、引線遮光;②熱傳導途徑很長:藍寶石粘結膠支架金屬基板;③熱傳導系數低:藍寶石熱傳導率為20W / (m·K)、粘結膠熱傳導率為2W/ (m·K);④熱積累影響芯片和熒光粉可靠性。
【有引線覆晶封裝】通過導熱粘結膠將LED倒裝芯片固定在基板上,再利用金線進行電氣連接。其中倒裝芯片是通過植金球的方式將LED正裝芯片倒裝在硅(S i)襯底基板上,并在S i襯底上制備電極,形成倒裝芯片。
優點:①藍寶石襯底向上,無電極、焊點、引線遮光,出光效率提升;②傳熱效果較好,易傳導。
缺點:①熱傳導途徑較長:金屬焊點→硅基板→導熱粘結膠→支架熱沉;②有引線連接,大電流承受能力有限,存在引線虛焊引起的可靠性問題。
【無引線覆晶封裝】通過共晶/回流焊接技術將電極接觸面鍍層為錫(Sn)或金(Au)-錫等合金的水平電極芯片直接焊接于鍍有金或銀的基板上,既可固定芯片,又可電氣連接和熱傳導。
優點:①無電極、焊點、引線遮光;②無引線阻礙,可實現平面涂覆熒光粉及超薄封裝;③電氣連接為面接觸,可耐大電流沖擊;④熱傳導途徑短:金錫焊點→氮化鋁陶瓷/金屬基板;⑤金屬界面導熱系數更高,熱阻更小;⑥完全擺脫引線和粘結膠的束縛,表現出優異的力、熱、光、電性能。
隨著外延、芯片制備技術發展及IC芯片級微封裝技術在LED中的應用,基于覆晶的無引線封裝技術將成為未來引領市場的一種LED封裝新技術。