矽襯底完敗藍寶石襯底,芯片結構已玩不出新花樣?
發布時間:2016-02-22 責任編輯:susan
【導讀】xinpianshiwumianfaguangde,tongchangxuyaojiangjiangxinpianzhiyuzhijianei,fanguangbeidekaikoumianjiyuandayuxinpianfaguangmianji,daozhidanweimianjiguangtongliangdi,xinpianbiaomianyansejunyunxingfeichangcha,xinpianzhengshangfangpianlan,erwaiquanpianhuang。
基於氮化镓的藍/白光LED的芯片結構強烈依賴於所用的襯底材料。目前大部分廠商采用藍寶石作為襯底材料,芯片結構主要分為4類,如圖1所示:

正裝芯片結構
這類芯片廣泛被中低功率的封裝產品所采用,優點是價格低;缺點是由於藍寶石導熱性能差,所以芯片散熱較差,P型材料的導電性也較差,因此注入電流受到限製。此外,芯片是五麵發光的,通常需要將將芯片置於支架內,如圖2所suo示shi,反fan光guang杯bei的de開kai口kou麵mian積ji遠yuan大da於yu芯xin片pian發fa光guang麵mian積ji,導dao致zhi單dan位wei麵mian積ji光guang通tong量liang低di,芯xin片pian表biao麵mian顏yan色se均jun勻yun性xing非fei常chang差cha,芯xin片pian正zheng上shang方fang偏pian藍lan,而er外wai圈quan偏pian黃huang。這zhe就jiu是shi在zai使shi用yong中zhong,如ru射she燈deng、平板燈等,出現黃圈的原因。

倒裝結構
為了克服傳統正裝結構散熱較差、zhurudianliushouxiandengquexian,youkexuejiatichuledaozhuangjiegou。rekeyiyouxinpianzhijiechuandidaorutaocidengjidicailiaoshang,erbuyongtongguodaorenenglijiaochadelanbaoshichendi,yincizhurudianliukeyixianzhutigao;單位麵積的光通量也可以顯著提升。缺點是芯片是五麵發光的,給需要精確二次光學設計的場合,如小角度射燈、手機閃光燈、車燈、超薄背光及平板燈等帶來了諸多的不便,此外,也存在正裝五麵出光芯片所麵臨的顏色不均勻的問題。
薄膜倒裝結構
weilejiejuedaozhuangjiegoucunzaidewenti,yourentichulebomodaozhuangjiegou,zaidaozhuangxinpiandejichushang,tongguoyongjiguangbolijishuquchulelanbaoshichendi,dedaodanmianfaguangdebomoxinpian。bomoxinpianjuyouchuguangxiaolvgao、出光集中於芯片正上方,利於二次光學設計,此外也具體非常好的表麵顏色均勻性。但是要用到工藝複雜的激光剝離技術,成本高、良率低,芯片本身也容易存在缺陷,另外,由於是倒裝結構,在芯片和(陶瓷)襯底之間有間隙,一定程度上降低了芯片的導熱能力;同時,由於芯片非常薄,在使用中容易出現芯片裂痕、漏電等問題。
垂直結構
與薄膜倒裝結構相對應的,還有垂直結構芯片,類似於倒裝芯片、藍lan寶bao石shi襯chen底di被bei剝bo離li後hou,在zai芯xin片pian底di部bu鍍du上shang高gao反fan的de材cai料liao後hou再zai加jia上shang導dao電dian導dao熱re的de襯chen底di材cai料liao,這zhe樣yang芯xin片pian在zai具ju有you單dan麵mian發fa光guang芯xin片pian的de優you點dian同tong時shi,還hai具ju有you很hen好hao的de導dao熱re、導電能力,可靠性也非常高。垂直結構是目前應用最為廣泛的薄膜芯片結構,但由於藍寶石襯底需要采用激光剝離,良率低、成本高,限製了垂直結構芯片更為廣泛的應用。
矽襯底LED技術項目組聲稱,相比於傳統的藍寶石襯底,矽襯底LED有以下優點:
(1)bujinzaishengchangshi,chendichengbenyuandiyulanbaoshicailiao,erqiekeyicaiyonghuaxuefushidefangfalaibolichendi,zaixiaolvhelianglvshang,douyuangaoyubixucaiyongjiguangbolifangfadelanbaoshichendi,congerdedaogaozhiliang、低成本的垂直結構芯片。
(2)結合白光芯片工藝,一方麵減小發光麵積,另一方麵達到更高的性能,包括單位麵積光通量以及芯片表麵顏色均勻性。
(3)垂直結構的芯片,不僅可以采用陶瓷封裝工藝,也可以采用更為廉價的支架封裝方式,進一步降低客戶的使用成本,如圖3所示,這為高品質照明提供了無限的可能。利用矽襯底LED芯片,可實現照明品質更佳、係統成本更低、設計方案更靈活、更具創新性的LED照明解決方案。

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