淺談倒裝共晶LED技術

　　近期，媒體多有報道關于倒裝共晶Flip Chip及其延伸免封裝的ELC、CSP、POD技術，大有革“傳統封裝”之命的趨勢。實際上，倒裝共晶技術在半導體行業由來已久，Philips Lumileds于2006年首次引入LED領域，其后倒裝共晶技術不斷發展，并且向芯片級封裝滲透，產生了免封裝的概念。

　　倒裝結構，光從藍寶石襯底取出，不必從電流擴散層取出，不透光的電流擴散層可以加厚，增加電流密度。晶粒底部采用錫(Sn)或金錫(Au-Sn)等合金作接觸面鍍層，晶粒可焊接于鍍有金或銀的基板上。當基板被加熱至適合的共晶溫度時，金或銀元素滲透到金錫合金層，共晶層固化并將LED焊于基板上，打破從芯片到基板的散熱系統中的熱瓶頸，提升LED壽命。倒裝共晶LED技術改善了金線虛焊、耐大電流能力不足、封裝硅膠熱脹冷縮造成金線斷裂、制程中金線影響良率等問題。

　　大電流驅動優異的散熱特性在大功率器件才能表現出其優勢。Droop效應的存在，隨著電流的加大，LED出光效率就會下降，并且下降得厲害。大功率器件主要應用于路燈、隧道燈以及工礦燈等高功率領域，對光效均有較高的要求，如1-3W的器件，電流可通1000mA。實際為了光效的需求，大多使用范圍在350mA。此外，LED驅動電源基于轉換效率和成本的考慮，傾向于小電流和高電壓，這與倒裝共晶代表的大電流、低電壓驅動方式背道相向。目前，倒裝共晶技術涉及昂貴生產設備和材料使得其成本偏高，性價比優勢體現不出來。倒裝LED技術問世市場已久，但受限于諸多原因，遲遲無法普及。

　　目前市場上，倒裝共晶的產品以國際大廠為主，Cree XLamp XT-E、Philips　 Lumileds LUXEON-T系列器件，臺灣新世紀光電推出了AT。國星光電自2010以來，一直從事于倒裝共晶技術的研究，批量生產的陶瓷共晶3535器件已經達到了140lm/w水平，成為國內少數幾個掌握該技術的企業。市場競爭日趨激烈，倒裝LED逐漸受到照明市場的重視，隨著越來越多LED廠商投入倒裝LED技術領域，在技術和成本方面，將加快其在半導體照明應用領域的發展。