LED光源作為一種新型固態照明產品，已經可以完全替代傳統照明，成為人們日常生活中的基本需求產品。主流的LED照明白光產生方法是通過在藍寶石襯底上生長的氮化鎵LED，通電而發出藍色光，再通過激發熒光粉發出黃色光，進而合成可供照明的白色光源。與其他技術發明相比，LED白光照明技術是目前人類發明的、少有的最正面的技術：固體發光、高效節能、綠色環保、成本低廉、制造先進、智能組合和變化多端。無論從生產過程、服役使用以及失效廢棄等的全生命周期，半導體照明技術幾乎無其他負面性。

LED器件的發光效率、成本和可靠性是LED在照明領域永恒的三大課題。其中，LED功率型器件發光效率的提升，需要從材料、外延層結構、芯片設計和封裝工藝等多種途徑持續研發突破。目前LED的發光效率已經超過市場應用的其他任何光源的發光效率（如熒光燈和節能燈）。但低成本化永遠是推動市場份額的最重要的力量。如何在成本降低的同時又需要保證產品具有高可靠性等品質，其深入研發而產生的創新成果就成為業界趨于追逐的焦點。

傳統LED產業包括外延、芯片、封裝和燈具產業鏈環節，當前產業發展態勢呈現并購和投資進行產業鏈垂直整合以降低成本，而通過將芯片和封裝的技術環節垂直整合，可以進一步降低成本。因此將傳統IC領域的倒裝封裝以及由此技術發展出來的芯片級封裝技術的概念引入LED領域，也就出現了倒裝LED芯片和芯片級封裝LED芯片（CSP），為LED產業的垂直整合提供了很好的技術途徑。在市場需求量迅速提升，應對價格下降的壓力越來越大的情況下，倒裝LED芯片與芯片級尺寸封裝技術（CSP封裝技術）的發展就成為必然的趨勢。本文就是在此背景下，向讀者介紹我們在低成本倒裝LED封裝技術領域的成果。

倒裝LED芯片介紹

LED芯片技術路線包含正裝結構、垂直結構和倒裝結構三個技術方向，由于倒裝芯片免去了金線互連，且可直接在各種基板表面（PCB、陶瓷和各種SMD支架等）貼裝，因此倒裝封裝技術能與下游的組裝封裝技術相兼容，并發展出晶圓級倒裝LED封裝技術和芯片級的LED器件技術（直接在芯片制造階段就完成白光封裝）。

最初的正裝LED芯片結構如圖1（a）所示，從上至下的材料分別為：p型GaN，發光層（多量子阱，MQWs），n型GaN，藍寶石襯底。正裝芯片LED電極（壓焊點）處于芯片的上方，會吸收部分發射光，而p型GaN層內又存在有擴散電流分布不均勻等問題，同時，金線鍵合的方式使得正裝LED散熱能力較差，熱阻較高。

為提高LED的散熱性能與光提取效率，避免正裝芯片電極擠占芯片發光面積，倒裝LED芯片技術應運而生。倒裝LED的基本結構如圖1（b）所示，由上至下其結構分別為：襯底，n型GaN層，有源層（發射層，多量子阱，MQWs），p型GaN層，金屬電極與凸點。倒裝LED芯片藍寶石襯底朝上，電極凸點與基板向下直接相連，使熱途徑減到最短，大大地增強了芯片的導熱能力；電極不再擠占更多的有效發光面積，單位尺寸的發光功率更大，尺寸更小，光學更容易匹配；光通過襯底射出，因此p型GaN層的電流擴散層厚度可增加，電流擴展能力增強，其電流密度增大；減免了引線鍵合的工藝過程，大大提升了芯片封裝的可靠性，同時封裝設備與工藝也更簡單，成本更低；此外，芯片的抗靜電能力與出光效率也得到提升ED芯片封裝主要是通過回流焊或金錫共晶焊的方式實現焊接，其基本封裝工藝流程如圖2所示。

由于倒裝芯片的出光效率高、散熱條件好、單位面積的出光功率大、可靠性高、批量化制造成本低和能夠承受大電流驅動等一系列優點，使得倒裝LED照明技術具有很高的性價比。基于“倒裝LED芯片的表面貼裝器件（SMD）”、“倒裝LED芯片的芯片級封裝器件（CSP）”、“倒裝LED芯片的COB組件”或“倒裝LED芯片的多芯片模組（MCM）”等成為了完美的LED光源技術組合，使得白光LED器件在成本和可靠性方面具有很強的優勢，成為LED行業研究的熱點和發展的主流方向，也是新型LED市場的后期之秀，預計很快就會占領LED照明的半壁江山。