著眼於系統商對於發光二極體(LED)光源在不同操作環境的穩定性要求更為嚴苛,採用覆晶(Flip-chip)封裝技術的LED,較一般LED封裝的固晶方式擁有更高的信賴度,且兼具縮短高溫烘烤的製程時間、高良率、導熱效果佳、高出光量等優勢,遂於市場脫穎而出。
億光電子戶外照明應用部主任梁家豪指出,溫度將影響物料表現,與應力高低息息相關。 |
億光電子戶外照明應用部主任梁家豪表示,系統設計業者對於LED光源規格要求與日俱增,不僅是尺寸、光學特性,對於LED光源在不同使用條件下,可長期維持可靠性的要求更高,如散熱、應力、物料特性掌握等性能,促使覆晶封裝技術蔚為風潮。
梁家豪分析,覆晶封裝技術特性為縮短LED製程於高溫烘烤的時間,可減低物料熱應力;加上晶片所產生的熱經由金凸塊傳導至基板上,因此導熱效果佳;以及去除晶片上電極遮擋出光面積,提高出光量;且製程簡化,良率易於管控。
相較於市面上中、高功率LED封裝普遍選用銀膠黏貼LED晶粒,具備高傳導性,有助於散熱,覆晶封裝技術係採用金錫或錫金屬層貼合LED晶粒,在接合點溫度更低之下,可達更高的穩態亮度,因此兼具散熱與高穩定度特性。梁家豪說明,由於穩態亮度最被採購商所重視,覆晶封裝技術更能符合市場對於高可靠度的期待。現階段,LED晶粒黏貼材料主要分為環氧化物、銀膠搭配環氧化物、金錫/錫及銦四種。
目前LED固晶生產方式可區分為傳統黏晶(Die Bond)加上打線接合(Wire Bond)製程、沿用傳統黏晶搭配打線接合製程及覆晶技術製程三大類,各有優缺點,不同於傳統黏晶搭配打線接合製程,係採用銀膠和環氧化物黏合LED晶粒,沿用傳統黏晶搭配打線接合製程改採金錫金屬層貼合。梁家豪指出,現階段台灣LED封裝廠已可使用此三大類製程生產LED固晶,其中,覆晶技術門檻最高。
有別於一般LED封裝的固晶方式,覆晶封裝技術係將晶片直接翻轉對位於基板上的金凸塊,再藉由外加能量達到固晶目的。覆晶封裝技術製程須考量物料品質,如基板鍍層、晶片電極等,以及磁嘴設計、金線材質/線徑、製程參數。