第十一屆中國國際半導體照明論壇(SSLCHINA2014)正在中國廣州廣交會威斯汀酒店進行中。

在11月6日下午進行的“P203可靠性與熱管理技術分會”上，來自香港科技大學的陶勉發(fā)表了關于倒裝芯片的焊接點散熱問題的報告。

LED倒裝芯片(Flip Chip LED)，是指無需焊線就可直接與陶瓷基板直接貼合芯片。與垂直結構、水平結構并列，其特點是有源層朝下，而透明的藍寶石層位于有源層上方，有源層所發(fā)的光線需要穿過藍寶石襯底才能到達芯片外部。

與傳統(tǒng)正裝芯片相比，傳統(tǒng)的通過金屬線鍵合與基板連接的晶片電氣面朝上，而倒裝芯片的電氣面朝下，相當于將傳統(tǒng)芯片翻轉過來。

目前，倒裝芯片由于其良好的散熱性能和較高的出光率，廣泛引起了當前LED產(chǎn)業(yè)的關注。

三星、隆達、Philips、晶科電子等知名大廠均已生產(chǎn)倒裝芯片，未來市場前景也十分客觀。

倒裝芯片除了具有更好的熱管理性能，以及其具有更簡單的制造工藝和更佳的可靠性，并且可耐超過800mAh甚至更大的電流等優(yōu)點之外，無需打金線這一點也使得熒光粉涂布更為簡單。

陶勉在報告中闡釋，對于一個FC-LED，其工作區(qū)域一般是以一薄層釬料，例如錫基釬料或者金錫共晶釬料，直接連接到其支架上。這樣焊接層就成為主要的散熱通道。通常，芯片的焊接是通過熱壓工藝或者回流工藝實現(xiàn)的。但是對于這幾種工藝，時常會在固晶層內發(fā)現(xiàn)焊接缺陷。在回流焊工藝中，由于使用了助焊劑，空洞很有可能被困在固晶層內。另一方面，對于熱壓焊接，由于芯片焊盤和支架焊盤之間的表面粗糙度或者表面平面度，局部區(qū)域可能未被焊接上。

因此，在芯片缺陷上面的p-n結，將會失去它原來應有的散熱通道，而成為了一個熱點。在陶勉的研究中，我們用有限元方法，研究了這些缺陷所引起的穩(wěn)態(tài)熱效應。幾何模型是一個1 mm*1 mm的FC-LED，固晶到一個硅襯底上，并且在固晶層中，人為地加入了缺陷。我們研究了不同結構要素對芯片結溫分布的影響。結果表明，固晶層中的空洞會在p-n結中產(chǎn)生熱點。