LED芯片倒装工艺技术

倒装工艺的概念

传统的通过金线键合与基板连接的晶片电气面朝上,而倒装晶片的电气面朝下,相当于将前者翻转过来,故称其为“倒装芯片”,相应的封装工艺称为“倒装工艺”。 LED倒装无金线芯片级封装,基于倒装芯片技术,在传统芯片正装封装的基础上,减少了金线焊线工艺,仅留下芯片与锡膏搭配荧光粉等使用。

倒装工艺对比正装工艺

图1 传统的LED封装工艺

图1 传统的LED封装工艺

图2 LED倒装工艺

图2 LED倒装工艺

倒装工艺无焊线,完全没有因金线虚焊或接触不良引起的LED灯不亮、闪烁、光衰大等问题。芯片和基板通过锡膏焊接实现电气及机械互联,结合强度高,一般金线的推力仅仅为5克,倒装工艺使用焊料的强度超过其100倍。

对比正装工艺使用银胶固晶,倒装工艺使用锡膏焊接散热更好。

正装工艺制程时间较长,仅银胶固晶就需要2h以上的固化时间。倒装工艺不仅,时间可缩短至3-5 分钟, 大幅提高生产效率。

正装工艺由于工艺制程复杂,坏灯后无法修复,倒装工艺应用工艺简单,坏灯时可修复。相比于正装封装工艺,倒装工艺的封装密度增加了16 倍,封装体积缩小了80%,光色分布更均匀、成本更低,但更小尺寸的芯片势必对设备精度及固晶锡膏提出非常高的技术要求。

倒装工艺配套COB工艺的应用

COB (Chip On Board)是将芯片通过银胶固定于基板上,芯片与基板的电气连接用焊线方法实现,等同于正装芯片直接连接基板。

图3 COB封装LED灯板

图3 COB封装LED灯板

LED正装工艺从封装到组装一共11道工序,封装就需要六道工序(固晶、焊线、封装、切角划片、分光、包装),六种设备(固晶机、焊线机、灌胶机、划片机、分光计、编带机)和六大材料(芯片、支架、绝缘胶、金线、硅胶、荧光粉)需要耗费大量的人工及诸多成本。且封装的灯珠由于结构问题,不能180度发光,发光效果受到影响。

倒装工艺配合COB的应用工艺可以很好的解决现有制程中的诸多问题,不仅可以把11道工序缩减至4道工序实现连线生产,大幅提高产效的同时倒装芯片配套COB工艺可实现180度发光。

倒装工艺配套COB工艺应用在LED行业无论是产品质量、成本、交期还是产品维修服务方面都远远超越现有的工艺制程。当前倒装工艺配套COB的工艺制程已逐渐在LED行业规模应用,并已呈现出取代正装工艺的势头,随着配套的设备的精度控制、锡膏性能及焊接工艺的进一步提升,倒装工艺将会在LED封装领域大展光彩。

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