倒裝芯片的原理

倒裝芯片（Flip chip）是一種無(wú)引腳結(jié)構(gòu)，一般含有電路單元。 設(shè)計(jì)用于通過(guò)適當(dāng)數(shù)量的位于其面上的錫球（導(dǎo)電性粘合劑所覆蓋），在電氣上和機(jī)械上連接于電路。

Flip chip又稱(chēng)倒裝片，是在I/O pad上沉積錫鉛球，然后將芯片翻轉(zhuǎn)加熱利用熔融的錫鉛球與陶瓷基板相結(jié)合此技術(shù)替換常規(guī)打線(xiàn)接合，逐漸成為未來(lái)的封裝主流，當(dāng)前主要應(yīng)用于高時(shí)脈的CPU、GPU（GraphicProcessor Unit）及Chipset 等產(chǎn)品為主。與COB相比，該封裝形式的芯片結(jié)構(gòu)和I/O端（錫球）方向朝下，由于I/O引出端分布于整個(gè)芯片表面，故在封裝密度和處理速度上Flip chip已達(dá)到頂峰，特別是它可以采用類(lèi)似SMT技術(shù)的手段來(lái)加工，因此是芯片封裝技術(shù)及高密度安裝的最終方向。

倒裝芯片的優(yōu)勢(shì)

與傳統(tǒng)的正裝芯片相比，倒裝芯片具備發(fā)光效率高、散熱好，可大電流密度使用、JDH2S02SC穩(wěn)定性好、抗ESD能力強(qiáng)、免焊線(xiàn)等優(yōu)勢(shì)P釗。

倒裝LED芯片的發(fā)光效率提升：

LED芯片發(fā)光效率的提高決定著未來(lái)LED光源的節(jié)能能力，隨著外延生長(zhǎng)技術(shù)、多量子阱結(jié)構(gòu)以及圖形化藍(lán)寶石襯底的發(fā)展，外延片的內(nèi)量子效率己有很大提高。要如何進(jìn)一步提升發(fā)光效率，很大程度上取決于如何從芯片中用最少的功率提取最多的光，即提升外量子效率。簡(jiǎn)單而言，就是降低正向電壓，提高芯片亮度。傳統(tǒng)正裝結(jié)構(gòu)的LED芯片，股需要在p-GaN上鍍一層透明導(dǎo)電層使電流分布更均勻，而這一透明導(dǎo)電層會(huì)對(duì)LED發(fā)出的光產(chǎn)生部分吸收，且P電極會(huì)遮擋住部分光，這就限制了LED芯片的出光效率。

采用倒裝結(jié)構(gòu)的LED芯片，不但可以同時(shí)避開(kāi)P電極上透明導(dǎo)電層吸光和電極焊盤(pán)遮光的問(wèn)題，還可以通過(guò)在少GaN表面設(shè)置低歐姆接觸的反光層來(lái)將往下的光線(xiàn)引導(dǎo)向上，這樣可同時(shí)降低正向電壓及提高芯片亮度。截至⒛14年中期，LED芯片采用倒裝結(jié)構(gòu)和圖形化技術(shù)，1W功率芯片白光封裝后，5000K色溫下，正向電壓2.9V，光效最高達(dá)1601WW。

正裝結(jié)構(gòu)和垂直結(jié)構(gòu)的芯片是GaN與熒光粉和硅膠接觸，而∫至刂裝結(jié)構(gòu)中是藍(lán)寶石與熒光粉和硅膠接觸。GaN的折射率約為2，4，藍(lán)寶石折射率為1，8，熒光粉折射率為1，7，硅膠折射率通常為1，4~1.5。藍(lán)寶石/（硅膠+熒光粉）和GaN/（硅膠+熒光粉）的全反射臨界角分別為51，1°~⒛。8°和36，7°~45，1°，在封裝結(jié)構(gòu)中由藍(lán)寶石表面射出的光經(jīng)由硅膠和熒光粉界面層的全反射臨界角更大，光線(xiàn)全反射損失大大降低。同時(shí)，芯片結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)不同，導(dǎo)致電流密度和電壓的不同，對(duì)LED的光效有明顯的影響。如傳統(tǒng)的正裝大功率芯片通常電壓在3，2V以上，而倒裝結(jié)構(gòu)芯片，由于電極結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，電流分布更均勻，使LED芯片的電壓大幅度降低至2.8~3，0V，因此，在同樣光通量的情況，倒裝芯片的光效比正裝芯片光效約高16%~25%。