LED芯片设计及封装设计成果概览(2)

共晶焊接

技术最关键是共晶材料的选择及焊接温度的控制。新一代的InGaN高亮度LED，如采用共晶焊接，芯片底部可以采用纯锡(Sn)或金锡(Au- Sn)合金作接触面镀层，芯片可焊接于镀有金或银的基板上。当基板被加热至适合的共晶温度时，金或银元素渗透到金锡合金层，合金层成份的改变提高溶点，令共晶层固化并将LED紧固的焊于热沉或基板上。选择共晶温度视乎芯片、基板及器件材料耐热程度及往后SMT回焊制程时的温度要求。考虑共晶固晶机台时，除高位置精度外，另一重要条件就是有灵活而且稳定的温度控制，加有氮气或混合气体装置，有助于在共晶过程中作防氧化保护。当然和银浆固晶一样，要达至高精度的固晶，有赖于严谨的机械设计及高精度的马达运动，才能令焊头运动和焊力控制恰到好处之余，亦无损高产能及高良品率的要求。

进行共晶焊接工艺时亦可加入助焊剂，这技术最大的特点是无须额外附加焊力，故此不会因固晶焊力过大而令过多的共晶合金溢出，减低LED产生短路的机会。

覆晶(FlipChip)焊接

覆晶焊接近年被积极地运用于大功率LED制程中，覆晶方法把GaNLED芯片倒接合于散热基板上，因没有了金线焊垫阻碍，对提高亮度有一定的帮助。因为电流流通的距离缩短，电阻减低，所以热的产生也相对降低。同时这样的接合亦能有效地将热转至下一层的散热基板再转到器件外面去。当此工艺被应用在 SMDLED，不但提高光输出，更可以使产品整体面积缩小，扩大产品的应用市场。

在覆晶LED技术发展上有两个主要的方案:一是铅锡球焊(Solderbumpreflow)技术；另一个是热超声(Thermosonic)焊接技术。铅锡球焊接(图10)已在IC封装应用多时，工艺技术亦已成熟，故在此不再详述。

针对低成本及低线数器件的生产，热超声覆晶(Thermosonicflipchip)技术尤其适用于大功率LED焊接。以金做焊接的接口，由于金此物本身熔点温度较铅锡球和银浆高，对固晶后的制程设计方面更有弹性。此外，还有无铅制程、工序简单、金属接位可靠等优点。热超声覆晶工艺经过多年的研究及经验累积，已掌握最优化的制程参数，而且在几大LED生产商已成功地投入量产。

足生产线使用外，其余大量的(如芯片粘片机、引线焊接机、测试机、编带机)等自动化设备还全都依赖进口。

发展我国LDD装备业的具体建议方案

建议国家在支持LED技术与产业发展中，把材料与工艺设备作为发展的基础和原动力加以支持。在发展LED技术与产业的过程中，建议我国走引进、消化、吸收、创新、提高的道路。具体方案如下:在国家支持下，通过国家、LED生产企业和设备及材料制造业三方联合，建立具有孵化器功能的中国LED设备、材料、制造及应用联合体。

为在短时间内掌握并提高设备制造水平，带动我国中高档LED产业发展，建议由联合体共同筹措资金(国家50%，设备研制单位15%，芯片制造与封装技术研究单位15%，LED芯片制造与封装企业20%)建设一条完整的LED芯片制造与封装示范生产线。该示范线以解决设备研制与工艺试验、LED产品制造工艺技术研究与验证、实现工艺技术与工艺设备成套供应为已任。凡参与该示范建设的单位，有权无偿使用该生产线进行相关产品、技术和产业化研究与试验，特别是LED产品生产单位，可优先优惠得到相关研究与产业化成果。

针对该示范线，实施三步走的战略，最终实现LED生产设备商品化和本土化(详见设备国产化方案表二)。第一步:利用两年左右的时间，对一些关键设备进行国产化(国家给予一定的奖金支持)；对于国内已经具有一定基础且具有性价比优势的普通设备则利用市场竞争原则，采取准入制择优配套(通过制订标准)；对于部分难度较大、短期内国产化不了的设备，国家应安排攻关，并完成生产型?样机开发。第二步，从本方案实施的第三年起，第一步中涉及到的前两类设备重点解决生产工艺的适应性、生产效率、可靠性、外观及成本等问题，具备国内配套及批量供应能力，攻关类设备完成生产型样机商业化(γ型机)开发。第三步，从本方案实施的第五年起，第一及第二步中涉及到的所有设备具备国际竞争能力，除满足国内需求外，要占领一定的国际市场；攻关设备能够满足产业化生产要求并具备批量供应能力。(责任编辑：admin)