倒装芯片封装
led APT倒装芯片的封装
倒装芯片的封装倒装芯片通常是功率芯片主要用来封装大功率LED(>1W)，正装芯片通常是用来进行传统的小功率φ3～φ10的封装。
因此，功率不同导致二者在封装及应用的方式均有较大的差别，主要区别有如下几点：1. 封装用原材料差别：2．封装制程区别：(1).固晶：正装小芯片采取在直插式支架反射杯内点上绝缘导热胶来固定芯片，而倒装芯片多采用导热系数更高的银胶或共晶的工艺与支架基座相连，且本身支架基座通常为导热系数较高的铜材；(2).焊线：正装小芯片通常封装后驱动电流较小且发热量也相对较小，因此采用正负电极各自焊接一根φ0.8～φ0.9mil金线与支架正负极相连即可；而倒装功率芯片驱动电流一般在350mA以上，芯片尺寸较大，因此为了保证电流注入芯片过程中的均匀性及稳定性，通常在芯片正负级与支架正负极间各自焊接两根φ1.0～φ1.25mil的金线；(3).荧光粉选择：正装小芯片一般驱动电流在20mA左右，而倒装功率芯片一般在350mA左右，因此二者在使用过程中各自的发热量相差甚大，而现在市场通用的荧光粉主要为YAG， YAG自身耐高温为127℃左右，而芯片点亮后，结温(Tj)会远远高于此温度，因此在散热处理不好的情况下，荧光粉长时间老化衰减严重，因此在倒装芯片封装过程中建议使用耐高温性能更好的硅酸盐荧光粉；(4).胶体的选择：正装小芯片发热量较小，因此传统的环氧树脂就可以满足封装的需要；而倒装功率芯片发热量较大，需要采用硅胶来进行封装；硅胶的选择过程中为了匹配蓝宝石衬底的折射率，建议选择折射率较高的硅胶(>1.51)，防止折射率较低导致全反射临界角增大而使大部分的光在封装胶体内部被全反射而损失掉；同时，硅胶弹性较大，与环氧树脂相比热应力比环氧树脂小很多，在使用过程中可以对芯片及金线起到良好的保护作用，有利于提高整个产品的可靠性；(5).点胶：正装小芯片的封装通常采用传统的点满整个反射杯覆盖芯片的方式来封装，而倒装功率芯片封装过程中，由于多采用平头支架，因此为了保证整个荧光粉涂敷的均匀性提高出光率而建议采用保型封装(Conformal-Coating)的工艺；示意图如下：(6).灌胶成型：正装芯片通常采用在模粒中先灌满环氧树脂然后将支架插入高温固化的方式；而倒装功率芯片则需要采用从透镜其中一个进气孔中慢慢灌入硅胶的方式来填充，填充的过程中应提高操作避免烘烤后出现气泡和裂纹、分层等现象影响成品率；(7).散热设计：正装小芯片通常无额外的散热设计；而倒装功率芯片通常需要在支架下加散热基板，特殊情况下在散热基板后添加风扇等方式来散热；在焊接支架到铝基板的过程中建议使用功率<30W的恒温电烙铁温度低于230℃，停留时间<3S来焊接；(8).封装后成品示意图：APT芯片使用说明一.18mil芯片：1．芯片(硅板)尺寸：826μm x826μm，芯片整体厚度：360±10μm2．芯片打线示意图：3．焊盘材料：Al 焊盘厚度：1μm4．使用金线：≥φ1.0mil，正负极各打一根金线即可；5．封装注意事项：(1).建议使用直插式支架(2).使用银胶，并用量稍微多一些，避免固晶不牢或接触不良影响导热；(3).白光封装建议提高YAG荧光粉与环氧树脂的配比(9～12%，正白光)，点胶水成“微凸”即可，如不调整比例在封装过程极易出现溢胶现象；6．驱动电流：120mA二.24mil芯片：1．芯片(硅板)尺寸：1300μm x820μm，芯片整体厚度：360±10μm2．芯片打线示意图：3．焊盘材料：Al 焊盘厚度：1μm4．使用金线：≥φ1.25mil，正负极各打一根或两根金线即可；5．封装注意事项：(1).建议使用直插式支架或dome power支架(带铝基板)(2).使用银胶，银胶请在硅板下并列点两点，并用量稍微多一些，避免固晶不牢或接触不良影响导热；(3).白光封装建议提高YAG荧光粉与环氧树脂的配比(直插式：9～12%，正白光；domepower:7% 左右，正白光)，点胶水成“微凸”即可，直插式如不调整比例在封装过程极易出现溢胶现象；6．驱动电流：150mA三.40mil芯片：1．芯片(硅板)尺寸：1910μm x820μm，芯片整体厚度：360±10μm2．芯片打线示意图：3．焊盘材料：Al 焊盘厚度：1μm4．使用金线：≥φ1.25mil，正负极各打两根金线即可；5．封装注意事项：(1).dome power支架(带铝基板)(2).使用银胶，银胶请在硅板下并列点两点，并用量稍微多一些，避免固晶不牢或接触不良影响导热；(3).白光封装建议使用硅胶，点荧光粉使用折射率1.53左右的硅胶如GE5332；填充透镜建议使用折射率约1.41左右的硅胶如9022；(4).白光封装建议提高YAG荧光粉与硅胶的配比(7% 左右，正白光)，点胶水成“微凸”即可6．驱动电流：350mA。
倒装芯片器件封装
电镀法
电镀法
• 在电镀法中，形成UBM之后，在焊盘上涂覆 光刻胶以形成凸点图案。如上图，光刻胶可打 算电镀凸点的外形和高度，因此在电镀凸点前 ，要去除光刻胶残渣。在电镀液中焊料电镀后 ，形成的凸点多为蘑菇状。与其他方法相比， 电镀凸点成分及其高度掌握比较困难，因此多 项选择用共晶钎料，如63Sn/37Pb等。电镀 后，去除光刻胶，钎料凸点在进展重熔过程， 获得球形凸点。
2.3倒装焊封装器件材料的力 学属性
2.3下填充技术
• 下填充工艺有两种，底部流淌填充和底部不流淌填充 ，应依据不同的需求选择适宜的填充工艺。底部流淌 填充工艺，是在毛细外表张力作用下，胶填充芯片和 慕板底部空隙之间，胶的流淌能够使芯片和基板之间 的气体尽量驱除出去，削减气泡的残留。芯片与基板 之间空隙足够大，可选用底部流淌填充工艺，假设芯 片面积特殊大或芯片与基板的空隙小可以选择底部不 流淌填充工艺，应依据不同的需要选择相应的填充工 艺。
• UV型的固化速度快，无温度梯度，故芯 片和基板均不需加热，因此不用考虑由 UV照射固化产生的微弱能量引起的热不 匹配问题。
超声热压倒装芯片焊接法
超声热压倒装芯片焊接法
• 该方法是使用倒装焊接机完成各种凸点 的焊接，由光学摄像对位系统、捡拾热 压超声焊头、准确定位承片台及显示屏 等组成的周密设备。
• 过程：先在基板上涂覆各向异性导电胶 〔ACA〕，将带有凸点的IC芯片与基板 上的金属焊区对位后，在芯片上加压进 展ACA固化，这样导电粒子挤压在凸点 与焊区之间，使上下接触导电。
各向异性导电胶固化法
• ACA的固化形式有热固型、热塑型和紫 外光固化型〔UV〕几种。
倒装封装(FC)方案(一)
倒装封装（FC）方案背景与目标随着中国半导体产业的快速发展，传统封装技术已无法满足市场对高性能、高可靠性产品的需求。
倒装封装（FC）技术作为第三代封装技术，具有高密度、高性能、低成本等优势，成为产业结构改革的重要方向。
本方案旨在推广倒装封装技术在中国的应用，促进半导体产业的发展。
工作原理倒装封装（FC）技术是一种基于芯片底部连接的封装方法。
通过在芯片底部制作凸点，实现与基板的连接。
该技术可实现更高的I/O密度、更短的连接距离和更好的电性能。
此外，FC技术还具有高可靠性和低成本的优点。
实施计划步骤1.技术研究与开发（R&D）: 首先，进行必要的技术研究与开发，包括凸点制作、芯片与基板连接技术、底部填充材料等关键技术。
2.设备采购与调试: 根据技术要求，采购相应的生产设备，并进行调试与验证，确保设备的稳定性和可靠性。
3.小批量试产: 在技术验证通过后，进行小批量试产，进一步验证生产流程和产品性能。
4.大规模量产: 在小批量试产成功后，进行大规模量产，以满足市场需求。
5.持续改进与优化: 根据市场反馈和生产数据，不断优化生产工艺和流程，提高产品质量和生产效率。
适用范围倒装封装技术适用于多种领域，如移动通信、汽车电子、云计算等。
特别是对于高性能、高可靠性、低成本的产品需求，倒装封装具有显著优势。
创新要点1.凸点制作技术创新: 开发适用于倒装封装的凸点制作技术，实现高密度、高性能的连接。
2.材料选择与优化: 选择合适的底部填充材料和其他相关材料，确保产品的可靠性和性能。
3.生产流程优化: 通过工艺研究和设备调试，实现生产流程的优化，提高生产效率和产品质量。
4.市场推广与应用拓展: 加强与客户的沟通和合作，将倒装封装技术推广到更多领域和应用场景。
预期效果预计通过本方案的实施，可以带来以下预期效果：1.提高半导体产业的技术水平和竞争力；2.促进中国半导体产业的结构改革和升级；3.满足市场对高性能、高可靠性产品的需求；4.提高企业的生产效率和产品质量；5.增强中国半导体产业的国际竞争力。
倒装封装介绍
倒装封装介绍什么是LED倒装芯片？近年来，在芯片领域，倒装芯片技术正异军突起，特别是在大功率、户外照明的应用市场上更受欢迎。
但由于发展较晚，很多人不知道什么叫LED倒装芯片，LED倒装芯片的优点是什么？今天慧聪LED屏网编辑就为你做一个简单的说明。
先从LED正装芯片为您讲解LED倒装芯片，以及LED倒装芯片的优势和普及难点。
要了解LED倒装芯片，先要了解什么是LED正装芯片LED正装芯片是最早出现的芯片结构，也是小功率芯片中普遍使用的芯片结构。
该结构，电极在上方，从上至下材料为：P-GaN，发光层，N-GaN，衬底。
所以，相对倒装来说就是正装。
LED倒装芯片和症状芯片图解为了避免正装芯片中因电极挤占发光面积从而影响发光效率，芯片研发人员设计了倒装结构，即把正装芯片倒置，使发光层激发出的光直接从电极的另一面发出(衬底最终被剥去，芯片材料是透明的)，同时，针对倒装设计出方便LED封装厂焊线的结构，从而，整个芯片称为倒装芯片(Flip Chip)，该结构在大功率芯片较多用到。
正装、倒装、垂直LED芯片结构三大流派倒装技术并不是一个新的技术，其实很早之前就存在了。
倒装技术不光用在LED行业，在其他半导体行业里也有用到。
目前LED芯片封装技术已经形成几个流派，不同的技术对应不同的应用，都有其独特之处。
目前LED芯片结构主要有三种流派，最常见的是正装结构，还有垂直结构和倒装结构。
正装结构由于p，n电极在LED同一侧，容易出现电流拥挤现象，而且热阻较高，而垂直结构则可以很好的解决这两个问题，可以达到很高的电流密度和均匀度。
未来灯具成本的降低除了材料成本，功率做大减少LED颗数显得尤为重要，垂直结构能够很好的满足这样的需求。
这也导致垂直结构通常用于大功率LED应用领域，而正装技术一般应用于中小功率LED。
而倒装技术也可以细分为两类，一类是在蓝宝石芯片基础上倒装，蓝宝石衬底保留，利于散热，但是电流密度提升并不明显；另一类是倒装结构并剥离了衬底材料，可以大幅度提升电流密度。
cob倒装封装标准
cob倒装封装标准
COB（Chip on Board）是一种集成电路封装技术，它将芯片直
接粘贴在PCB（Printed Circuit Board）上，而不是采用传统的封
装方式。
COB封装技术的倒装指的是将芯片颠倒安装在PCB上，使
芯片的连接面朝向PCB，这种安装方式可以减小封装尺寸，提高散
热效果，降低封装成本，并且可以增加PCB的布局灵活性。
COB倒装封装标准通常涉及到以下几个方面：
1. 封装工艺标准，COB倒装封装需要严格控制封装工艺，包括
芯片粘贴、焊接、封装胶固化等环节。
标准化的封装工艺可以确保
封装质量和稳定性。
2. 焊接标准，COB倒装封装的焊接技术对于保证芯片与PCB之
间的连接质量至关重要。
需要制定相应的焊接标准，包括焊接温度、焊接时间、焊接材料等方面的要求。
3. 封装材料标准，COB倒装封装所使用的封装胶、导热材料等
材料需要符合相应的标准，以确保其性能和可靠性。
4. 封装尺寸标准，COB倒装封装需要遵循一定的封装尺寸标准，以便与其他元器件和PCB进行匹配和布局。
5. 整体可靠性标准，COB倒装封装需要符合整体可靠性标准，
包括耐热性、耐冲击性、耐湿热循环性等方面的要求。
总的来说，COB倒装封装标准涉及到封装工艺、焊接、材料、
尺寸和可靠性等多个方面的要求，只有严格遵循这些标准，才能保
证COB倒装封装的质量和稳定性。
倒装芯片
倒装芯片
CHIP
Market
Period III
F L I P
行业情况
●璨圆2013年也积极推广其芯片级封装产 品，同样以flip chip为基础，在制程中省略导线 架与打线等步骤。 ●隆达将其芯片级封装CSP(Chip Scale Package)产品在上游晶粒也采用覆晶技术，也 同样省略导线架，幵简化封装流程。 ●Philips Lumileds推出的CSP产品 LUXEON Q就采用flip chip技术，不需在后段制 程中移除蓝宝石基板。 ●CREE的XQ-E LED产品也同样采CSP技 术，将芯片面积大幅缩小，其微型化设计可以 提升光调色品质与光学控制，扩大照明应用范 围。 综合各企业产品，共同的特点是采用倒装芯 片，使体积更小，光学、热学性能更好，同时 因省略了导线架与打线的步骤，使其后道工序 更加便捷。
部分企业的芯片级封装产品： ●晶电的芯片级封装产品称为ELC(Embedded LED Chip)，制程中完成芯片生产后，仅 需要涂布荧光粉与采用封装胶，省略导线架与打线的步骤，可以直接贴片(SMT)使用，ELC 产品在没有导线架的情况下，发光角度较大，未来可能省略二次光学透镜的使用。 ●台积固态照明则的芯片级封装产品名为PoD(Phosphor on die)，直接将flip chip(覆晶)芯 片打在散热基板上，省略导线架与打线等步骤，同样主打小体积，拥有更高的光通量和更大 的发光角度，幵且可以更容易混色与调控色温特性，适用于非指向性光源应用。
随着上游芯片产能不断扩产，封装行业已经步入微利时代，许多企 业为了抢夺客户大打价格牌，激烈的价格竞争和无序的业内生态链促使行 业开始需求新的封装工艺。而具有提升发光效率以及提高散热能力等优势 的倒装LED芯片技术的革新与应用正是当今封装企业专注研发的重点。
倒装芯片技术-PPT
对 UBM的要求－02
➢ 要有焊料扩散阻挡层：必须在焊料与焊盘焊区金属之 间提供一个扩散阻挡层
➢ 要有一个可以润湿焊料的表面：最后一层要直接与凸 点接触，必须润湿凸点焊料。
对 UBM的要求－03
可靠性
与一般的焊点连接一样，热压倒装芯片连接的可靠性也要 受到基板与芯片的热膨胀系数(CTE)失配的影响，此外焊点的高度 、焊点之间的最大间距亦会对可靠性造成影响。连接区的裂纹多 是在从连接温度冷却下来的过程中产生的。
由于金的熔点温度高，因此它对疲劳损伤的敏感程度远小于 焊料。因此，如果在热循环中应力没有超过凸点与焊盘之间的连 接强度，那么可靠性不会存在太大问题。
芯片与基底之间的底部填充材料使连接抵抗热疲劳的 性能显著提高，如果没有底部填充，则热疲劳将是倒装芯 片主要的可靠性问题。
生产问题
倒装芯片的连接头应该能够产生300°C 的连接温 度， 要有较高的平行对准精度，为了防止半导体材料 发生损伤，施加压力时应该保持一定的梯度。在热压倒 装芯片连接中，凸点发生变形是不可避免的，这也是形 成良好连接所必需的。另外，连接压力和温度应该尽可 能低，以免芯片和基板损坏。
点是：
• 简单，无需使用焊剂 • 工艺温度低
• 可以实现细间距连接
若干问题
对于直径为80mm的凸点， 热压压力可以达到1N。由 于压力较大，温度也较高，这种工艺仅适用于刚性基底， 如氧化铝或硅。另外，基板必须保证较高的平整度，热压 头也要有较高的平行对准精度。为了避免半导体材料受到 不必要的损害，施加压力时应该有一定的梯度。
由此模型可知：
要提高可靠性必须要求：
FC、BGA、CSP三种封装技术。
最早的表面安装技术——倒装芯片封装技术（FC）形成于20世纪60年代，同时也是最早的球栅阵列封装技术（BGA）和最早的芯片规模封装技术（CSP）。
倒装芯片封装技术为1960年IBM公司所开发，为了降低成本，提高速度，提高组件可靠性，FC使用在第1层芯片与载板接合封装，封装方式为芯片正面朝下向基板，无需引线键合，形成最短电路，降低电阻；采用金属球连接，缩小了封装尺寸，改善电性表现，解决了BGA为增加引脚数而需扩大体积的困扰。
再者，FC通常应用在时脉较高的CPU或高频RF上，以获得更好的效能，与传统速度较慢的引线键合技术相比，FC更适合应用在高脚数、小型化、多功能、高速度趋势IC的产品中。
随着电子封装越来越趋于向更快、更小、更便宜的方向发展，要求缩小尺寸、增加性能的同时，必须降低成本。
这使封装业承受巨大的压力，面临的挑战就是传统SMD封装技术具有的优势以致向我们证实一场封装技术的革命。
2 IBM的FCIBM公司首次成功地实施直接芯片粘接技术（DCA），把铜球焊接到IC焊盘上，就像当今的BGA 封装结构。
图1示出了早期固态芯片倒装片示意图。
IBM公司继续采用铜球技术并寻求更高生产率的方法，最终选择的方案为锡-铅焊料的真空淀积。
为了形成被回流焊进入球凸点的柱状物，应通过掩模使焊料淀积。
由于淀积是在圆片级状况下完成的，因而此过程获得了良好的生产率。
这种凸点倒装芯片被称为C4技术（可控塌陷芯片连接）一直在IBM公司和别的生产厂家使用几十年，并保持着高的可靠性记录。
虽然C4在更快和更小方面显得格外突出，但是呈现出更节省成本方面的不足。
与C4相关的两个重要的经济问题是：形成凸点的成本和昂贵的陶瓷电路的各项要求。
然而，正确的形成凸点技术及连接技术能够提供更进一步探求较低成本的因素。
3 形成凸点技术凸点形成技术分为几个简单的类型，即淀积金属、机械焊接、基于聚合物的胶粘剂以及别的组合物。
最初的C4高铅含量焊料凸点，熔点在300℃以上，被低共熔焊料和胶粘剂代替，从而使压焊温度下降到易于有机PCB承受的范围。
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Flip-chip LEDs倒装芯片封装指导
倒装芯片的封装
倒装芯片通常是功率芯片主要用来封装大功率LED(>1W)，正装芯片通常是用来进行传统的小功率φ3～φ10的封装。
因此，功率不同导致二者在封装及应用的方式均有较大的差别，主要区别有如下几点：
1. 封装用原材料差别：
2．封装制程区别：
1. 固晶：正装小芯片采取在直插式支架反射杯内点上绝缘导热胶来固定芯片，而倒装芯片多采用导热系数更
高的银胶或共晶的工艺与支架基座相连，且本身支架基座通常为导热系数较高的铜材；
2. 焊线：正装小芯片通常封装后驱动电流较小且发热量也相对较小，因此采用正负电极各自焊接一根φ0.8～
φ0.9mil金线与支架正负极相连即可；而倒装功率芯片驱动电流一般在350mA以上，芯片尺寸较大，因此为了保证电流注入芯片过程中的均匀性及稳定性，通常在芯片正负级与支架正负极间各自焊接两根φ1.0～φ1.25mil的金线；
3. 荧光粉选择：正装小芯片一般驱动电流在20mA左右，而倒装功率芯片一般在350mA左右，因此二者在使
用过程中各自的发热量相差甚大，而现在市场通用的荧光粉主要为YAG， YAG自身耐高温为127℃左右，
而芯片点亮后，结温(Tj)会远远高于此温度，因此在散热处理不好的情况下，荧光粉长时间老化衰减严重，因此在倒装芯片封装过程中建议使用耐高温性能更好的硅酸盐荧光粉；
4. 胶体的选择：正装小芯片发热量较小，因此传统的环氧树脂就可以满足封装的需要；而倒装功率芯片发热
量较大，需要采用硅胶来进行封装；硅胶的选择过程中为了匹配蓝宝石衬底的折射率，建议选择折射率较高的硅胶(>1.51)，防止折射率较低导致全反射临界角增大而使大部分的光在封装胶体内部被全反射而损失掉；同时，硅胶弹性较大，与环氧树脂相比热应力比环氧树脂小很多，在使用过程中可以对芯片及金线起到良好的保护作用，有利于提高整个产品的可靠性；
5. 点胶：正装小芯片的封装通常采用传统的点满整个反射杯覆盖芯片的方式来封装，而倒装功率芯片封装过
程中，由于多采用平头支架，因此为了保证整个荧光粉涂敷的均匀性提高出光率而建议采用保型封装(Conformal-Coating)的工艺；示意图如下：
6 灌胶成型：正装芯片通常采用在模粒中先灌满环氧树脂然后将支架插入高温固化的方式；而倒装功率芯片则需要采用从透镜其中一个进气孔中慢慢灌入硅胶的方式来填充，填充的过程中应提高操作避免烘烤后出现气泡和裂纹、分层等现象影响成品率；
7 散热设计：正装小芯片通常无额外的散热设计；而倒装功率芯片通常需要在支架下加散热基板，特殊情况下在散热基板后添加风扇等方式来散热；在焊接支架到铝基板的过程中建议使用功率<30W的恒温电烙铁温度低于230℃，停留时间<3S来焊接；
8 封装后成品示意图：
公司信息
香港微晶先进光电技术有限公司(APT)及其属下晶科电子(广州)有限公司(APTE)是专业开发和制造超高亮度、超大功率氮化镓发光二极管(LED)及其相关产品的高新技术企业，拥有自主的知识产权，拥有领先的LED 芯片核心技术，产品涵盖传统小尺寸正装芯片、大功率倒装芯片及超大功率模组，能为客户提供最优质的LED
光源以及最完善的LED照明解决方案。