倒裝芯片的原理

倒裝芯片（Flip chip）是一種無引腳結構，一般含有電路單元。 設計用于通過適當數量的位于其面上的錫球（導電性粘合劑所覆蓋），在電氣上和機械上連接于電路。

Flip chip又稱倒裝片，是在I/O pad上沉積錫鉛球，然后將芯片翻轉加熱利用熔融的錫鉛球與陶瓷基板相結合此技術替換常規打線接合，逐漸成為未來的封裝主流，當前主要應用于高時脈的CPU、GPU（GraphicProcessor Unit）及Chipset 等產品為主。與COB相比，該封裝形式的芯片結構和I/O端（錫球）方向朝下，由于I/O引出端分布于整個芯片表面，故在封裝密度和處理速度上Flip chip已達到頂峰，特別是它可以采用類似SMT技術的手段來加工，因此是芯片封裝技術及高密度安裝的最終方向。

倒裝芯片的優勢

與傳統的正裝芯片相比，倒裝芯片具備發光效率高、散熱好，可大電流密度使用、JDH2S02SC穩定性好、抗ESD能力強、免焊線等優勢P釗。

倒裝LED芯片的發光效率提升：

LED芯片發光效率的提高決定著未來LED光源的節能能力，隨著外延生長技術、多量子阱結構以及圖形化藍寶石襯底的發展，外延片的內量子效率己有很大提高。要如何進一步提升發光效率，很大程度上取決于如何從芯片中用最少的功率提取最多的光，即提升外量子效率。簡單而言，就是降低正向電壓，提高芯片亮度。傳統正裝結構的LED芯片，股需要在p-GaN上鍍一層透明導電層使電流分布更均勻，而這一透明導電層會對LED發出的光產生部分吸收，且P電極會遮擋住部分光，這就限制了LED芯片的出光效率。

采用倒裝結構的LED芯片，不但可以同時避開P電極上透明導電層吸光和電極焊盤遮光的問題，還可以通過在少GaN表面設置低歐姆接觸的反光層來將往下的光線引導向上，這樣可同時降低正向電壓及提高芯片亮度。截至⒛14年中期，LED芯片采用倒裝結構和圖形化技術，1W功率芯片白光封裝后，5000K色溫下，正向電壓2.9V，光效最高達1601WW。

正裝結構和垂直結構的芯片是GaN與熒光粉和硅膠接觸，而∫至刂裝結構中是藍寶石與熒光粉和硅膠接觸。GaN的折射率約為2，4，藍寶石折射率為1，8，熒光粉折射率為1，7，硅膠折射率通常為1，4~1.5。藍寶石/（硅膠+熒光粉）和GaN/（硅膠+熒光粉）的全反射臨界角分別為51，1°~⒛。8°和36，7°~45，1°，在封裝結構中由藍寶石表面射出的光經由硅膠和熒光粉界面層的全反射臨界角更大，光線全反射損失大大降低。同時，芯片結構的設計不同，導致電流密度和電壓的不同，對LED的光效有明顯的影響。如傳統的正裝大功率芯片通常電壓在3，2V以上，而倒裝結構芯片，由于電極結構的設計，電流分布更均勻，使LED芯片的電壓大幅度降低至2.8~3，0V，因此，在同樣光通量的情況，倒裝芯片的光效比正裝芯片光效約高16%~25%。