倒裝芯片介紹

1、ETi倒裝芯片介紹倒裝芯片技術倒裝芯片工藝流程主要內容LED應用及市場水平二一倒裝芯片工藝流程工藝流程簡介三應用領域應用領域汽車汽車 領域領域顯示屏顯示屏背光源背光源照明照明 領域領域其他其他 領域領域一、LED應用應用應用舉例舉例：Par LampSpot Light High BayStreet LightOffers：High luminanceDirectionality ReliabilityLumen/$ Lumen/PackageIndoor Applications：LED LampsAccent and Track CommercialIndustrialOutdoor Ap

2、plications：Stree & TunnelParking areaPortableLighting：FlashlightBicycle lighting一、LED應用及市場水平一、LED應用全球照明市場： The global lighting market is expected to grow at a CAGR of around 7-9% during 2010-2015, to around EUR 80 billion; Growth in global illumination market is driven by the LED revolution with

3、 rapid adoption of LED based lighting solutionsSource: Philips二、LED市場水平一、倒裝芯片技術 倒裝芯片組裝就是通過芯片上的凸點直接將元器件朝下互連到基板、載體或者電路板上，芯片直接通過凸點直接連接基板和載體上,整個芯片稱為倒裝芯片(Flip Chip)。圖圖1 倒裝芯片示意圖倒裝芯片示意圖定義：定義： LED芯片的倒裝芯片的倒裝工藝優(yōu)點：工藝優(yōu)點： 低熱阻 輸入功率1W 提高了光取出率 高效封裝：封裝尺寸微型化 可集成防靜電裝置挑戰(zhàn)：挑戰(zhàn)：植球工藝、基板技術、材料兼容性；一、倒裝芯片技術一、倒裝芯片技術正裝與倒裝正裝與倒裝LED

4、對比：對比：覆晶(Flip Chip)焊接：覆晶焊接近年被積極地運用于大功率LED制程中，覆晶方法把GaN LED晶粒倒接合于散熱基板。無金線焊墊，提高亮度熱量傳遞到散熱基板再擴散到器件外電流流通的距離縮短，電阻減低，減少熱量產(chǎn)生產(chǎn)品整體面積減小，擴大產(chǎn)品應用市場優(yōu)點一、倒裝芯片技術1.生長的內容：生長的內容：包括P區(qū)，N區(qū)，發(fā)光區(qū)等數(shù)層半導體材料的生長2.生長的方式：生長的方式：MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)金屬有機化學氣相沉淀，其優(yōu)點有：- - 反應物以氣態(tài)形式進入反應室，能夠精確控制反應物以氣態(tài)形式進入反應室，能夠精確控制外延

5、層的成分、厚度等，可生長薄到幾埃的外延層外延層的成分、厚度等，可生長薄到幾埃的外延層；- - 氣體流速快，有利于生長多層結構時形成陡峭氣體流速快，有利于生長多層結構時形成陡峭的界面；的界面；- - 適合于規(guī)?；a(chǎn)；適合于規(guī)?；a(chǎn)；3.3.生長的作用生長的作用：直接決定LED的亮度圖1:LED芯片結構圖2:MOCVD設備外延層的生長：外延層的生長：三、工藝流程簡介藍寶石表面處理技術：藍寶石特性在低于熔點溫度范圍內, 仍具有良好的化學穩(wěn)定性和機械、物理等性能；光學透過范圍寬, 特別在1 5007500 nm, 透過率達85%； 有與纖鋅礦III 族氮化物相同的對稱性, 故用于GaN 的外延襯底

6、材料。1. 圖形化襯底技術(PSS)：通過在藍寶石表面制作微細結構的圖形，然后再 在圖形化襯底表面進行LED外延生長2. LED磊晶后的藍寶石表面粗化三、工藝流程簡介圖形化藍寶石襯底技術：圖1:PSS后的剖面圖圖2:PSS后的俯視圖是指在藍寶石襯底上制作出周期性圖形，具體指利用標準的光刻工藝將藍寶石襯底表面的掩膜刻出圖形，之后用ICP或濕法刻蝕技術刻蝕藍寶石襯底，去除掉掩膜后生長的GaN材料，使GaN 材料的縱向外延變?yōu)闄M向外延。三、工藝流程簡介表面粗化：隨機表面粗化圖形表面粗化利用晶體的各向異性，通過化學腐蝕實現(xiàn)對芯片表面進行粗化 利用光刻、干法(濕法)刻蝕等工藝，實現(xiàn)對芯片表面的周期性規(guī)則

7、圖形結構的粗化效果三、工藝流程簡介主要工藝流程介紹：涂膠（涂膠（Coating-P/R）曝光（曝光（MPA & STEPPER）顯影（顯影（Developer）檢查（檢查（Inspection）圖1：Coating設備圖2：Develop設備圖3：顯微鏡PHOTOPHOTO工藝流程工藝流程三、工藝流程簡介Photo defectEpiScratchUnder developMask defectPartical黃光工藝流程及常見缺陷Wafer 切割：普通激光切割機原理：在極短時間內將激光能量集中于微小面積上，使固體升華或蒸發(fā)的加工方法。三、工藝流程簡介隱形激光切割機原理：將激光聚焦在物

8、體內部以產(chǎn)生變質層，再借助擴張等方法將wafer分離成晶粒的切割方法。優(yōu)點：可避免加工碎屑的產(chǎn)生三、工藝流程簡介普通切割與隱形切割工藝比較Figure A. Sapphire Scribing Using Ablation Process Figure 2. Sapphire Processing Using Stealth Dicing三、工藝流程簡介Wafer 裂片：由于激光切割后芯片之間并沒有完全分離，所以需要通過劈裂設備將其分離。普通激光切割后wafer側面隱形激光切割后wafer側面劈裂后wafer側面三、工藝流程簡介Wafer 擴張：Wafer擴張是將已經(jīng)分離開的晶粒之間的距離變大

9、，利于后面測試和分級設備工作。三、工藝流程簡介自動外觀檢測：自動外觀檢測是通過AOI設備對芯片的外觀缺陷判定，盡可能避免分級過程中外觀壞品混入好品當中。常見的外觀不良有：電極污染、電極缺損、電極劃傷、ITO區(qū)域污染、切割不良等三、工藝流程簡介三、工藝流程簡介分選：分選主要是把wafer上的晶圓按照Bin map的設定分成不同的等級。三、工藝流程簡介植金屬球植金屬球 ：在一定壓力、時間、溫度、功率控制下將金線形成球狀體，作為芯片與基板的連接媒介。平滑金屬球制作流程三、工藝流程簡介倒裝芯片固晶：倒裝芯片固晶：利用設備將陶瓷基板與芯片接合，芯片固定在陶瓷基板上?；逍酒?、工藝流程簡介熒光粉涂布熒光粉涂布 ：將藍光LED芯片覆蓋熒光粉來獲得白光LED，采用噴涂方法，相對于傳統(tǒng)的點膠方法，對涂布量、涂料利用率、涂布的包裹性及耗材成本等都有顯著的提升。熒光粉于晶片側壁及表面均達到良好的包覆，減少大角度漏光及光暈的問題，大大提升良率及產(chǎn)品之價值效果對比圖傳統(tǒng)噴涂方法涂布方法三、工藝流程簡介透鏡模壓 ：LED 透鏡 (LED Mold Lens)將顆粒狀（或者粉狀、液狀）樹脂（或者硅膠）均勻分布并注入下型腔充分浸潤的成形，提升LED的出光效率。三、工藝流程簡介基板切割 ：利用切割方法將將封裝完成的整體芯片分離，變成單獨封裝芯片。三、工藝流程簡介測試測試 ：針對倒裝與正裝芯片結構的不同，采