芯片市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)從來(lái)都不缺少話題，如果說(shuō)正裝芯片是國(guó)民黨正規(guī)軍，倒裝芯片技術(shù)的異軍突起就像擅長(zhǎng)打游擊戰(zhàn)的解放軍。其散熱性能好、光效高、適用大功率、尺寸小等優(yōu)勢(shì)讓眾多芯片企業(yè)押寶倒裝芯片技術(shù)。
 

但在LED行業(yè)內(nèi)任何風(fēng)吹草動(dòng)都有可能演變成一場(chǎng)唇槍舌戰(zhàn)，倒裝芯片技術(shù)在封裝上遇阻以及良率低等難題就飽受行業(yè)內(nèi)人士詬病。

就此，LED照明世界記者經(jīng)采訪華燦光電股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱“華燦光電”）副總裁兼研發(fā)部經(jīng)理王江波獲知：“倒裝芯片的良率上，某些技術(shù)方案能做到跟傳統(tǒng)芯片的良率是一致的，或者說(shuō)基本一致。”

同時(shí)晶元光電股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱“晶元光電”）市場(chǎng)行銷中心處長(zhǎng)陸宏遠(yuǎn)向LED照明世界記者表示：“在芯片良率上，就倒裝芯片跟正裝芯片而言，芯片廠商的良率不會(huì)有太大差別。即便倒裝芯片工藝復(fù)雜良率會(huì)低一點(diǎn)，但是不會(huì)低太多，反而是在封裝廠封裝的過(guò)程中，設(shè)備問(wèn)題以及封裝倒裝芯片的技術(shù)不成熟，在封裝部分良率可能會(huì)損失比較多。”

但部分做芯片封裝的中小企業(yè)直言，LED芯片廠商推出的大部分倒裝芯片，在后期加工中要采用價(jià)格高達(dá)上百萬(wàn)人民幣的共晶焊設(shè)備，給中小封裝廠帶來(lái)一定壓力。投入成本的高昂也直接影響倒裝芯片價(jià)格居高難下，更不利于市場(chǎng)推廣。

芯片廠商要想獲得更高的芯片市場(chǎng)份額，還要在倒裝芯片制造工藝上考慮到封裝廠的封裝難度，做出更有利于封裝的產(chǎn)品，以求達(dá)到提升良率的同時(shí)減少成本。

倒裝芯片技術(shù)優(yōu)勢(shì)凸顯仍有局限

現(xiàn)在芯片有一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)就是倒裝芯片。

倒裝芯片飽和電流高，電流增加以后相對(duì)亮度上可以持續(xù)到2安培才飽和，但是一般的芯片在1安培時(shí)就飽和了。在亮度、電流增加的時(shí)候VF是越低越好，倒裝芯片的VF是最低的。綜合亮度跟VF，它的亮度飽和度高VF又比較低，因此它的Droop現(xiàn)象是最少的。

倒裝芯片的特性之一，是應(yīng)用在高電流下，可以很好地展現(xiàn)出它的優(yōu)勢(shì)。

在相同1000lm輸出情況下，倒裝芯片成本只有正裝芯片成本的一半。優(yōu)勢(shì)在于倒裝芯片有一個(gè)非常好的熱傳導(dǎo)，熱和光獲得分離促使熱可以往基板下很好地去傳導(dǎo)，同時(shí)無(wú)遮擋的去提取光。倒裝芯片不需要打金線，降低了封裝成本，有利于進(jìn)一步進(jìn)行集成的研究。

目前倒裝芯片的諸多優(yōu)勢(shì)已被業(yè)界芯片大佬所認(rèn)同，但各家有各家的制造工藝，王江波分析說(shuō)：“目前飛利浦公司倒裝芯片與基板焊接采用植金球的方式來(lái)焊接，這種技術(shù)承接于IC，可靠性很好但成本比較高。后來(lái)科銳采用共晶焊工藝，在保證可靠性的同時(shí)降低了設(shè)備投入和工藝復(fù)雜度。”

“近期出現(xiàn)了很多新的焊接方式，比如點(diǎn)錫膏，在芯片上點(diǎn)錫膏后，通過(guò)回流焊和基板連接；還有一種是刷錫膏，使用印刷技術(shù)在基板上涂覆一層錫膏，再通過(guò)回流焊將芯片焊接到基板。相對(duì)于傳統(tǒng)的植金球技術(shù)，這些新的技術(shù)采用錫膏代替黃金作為焊接材料，在保證一定可靠性的同時(shí)大大節(jié)省了成本。”

不論是從光效、散熱還是焊接工藝上，倒裝芯片技術(shù)的日趨成熟看似有取代正裝芯片江湖地位的端倪，其實(shí)不然。從性價(jià)比來(lái)看，在一般低電流狀況下正裝芯片性價(jià)比高，倒裝芯片并不適用在低電流環(huán)境中，必須在高電流狀況下，才能顯現(xiàn)出倒裝芯片超越正裝芯片的性價(jià)比。

陸宏遠(yuǎn)表示：“倒裝芯片技術(shù)上還是有局限性。”

矛盾聚焦封裝工藝難題

當(dāng)前市場(chǎng)上對(duì)倒裝芯片本身的可靠性要求愈發(fā)嚴(yán)格。但倒裝芯片在芯片制備、封裝的過(guò)程中，要經(jīng)歷芯片裂片、分選、擴(kuò)晶、固晶等各個(gè)環(huán)節(jié)，這對(duì)芯片廠跟封裝廠自身的實(shí)力是一個(gè)巨大的考驗(yàn)。

東莞市星航光電科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱“星航光電”）總經(jīng)理蘇星光透露：“其實(shí)倒裝芯片技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)很成熟了，就價(jià)格方面是我們考慮的重中之重。設(shè)備購(gòu)置成本高，成品不良率也高。像我們做封裝的中小型廠商實(shí)在是難以跨入倒裝芯片封裝領(lǐng)域。”

封裝廠的考量也不無(wú)道理，相對(duì)于正裝芯片，倒裝芯片工藝復(fù)雜，良率低，從而抬高整體造價(jià)是不爭(zhēng)的事實(shí)。

但陸宏遠(yuǎn)一針見(jiàn)血指明問(wèn)題所在，他說(shuō)：“目前芯片怎么設(shè)計(jì)是一個(gè)重點(diǎn)，但封裝廠的技術(shù)水平也很重要。技術(shù)、資金較強(qiáng)的企業(yè)會(huì)自己找設(shè)備做研發(fā)把倒裝芯片封裝好，技術(shù)、資金比較弱的企業(yè)就沒(méi)有辦法參與到倒裝芯片的封裝。”

“行業(yè)內(nèi)的普遍難題在怎樣去封裝倒裝芯片，最穩(wěn)當(dāng)?shù)募夹g(shù)當(dāng)然是共晶焊的方式，但設(shè)備貴、機(jī)臺(tái)貴、速度也慢，影響整個(gè)倒裝芯片在市場(chǎng)的普及。另外用回流焊的方式，速度快且一般封裝廠現(xiàn)有的固晶機(jī)臺(tái)就可以利用，但仍有精準(zhǔn)度不高，良率損失大，效果不好的弊端。”

為了讓倒裝芯片在市場(chǎng)上有很好的普及，如果能找到用回流焊的方式做封裝，將不會(huì)有太大困擾。

可是王江波提到，近期出現(xiàn)的用錫膏代替黃金作為材料的焊接方式，同樣也使用了回流焊工藝，卻容易造成錫膏溢到芯片側(cè)面，產(chǎn)生漏電、良率不高的后果。

當(dāng)前倒裝芯片應(yīng)用的最大問(wèn)題就是如何優(yōu)化倒裝芯片與封裝段的工藝契合星航光電蘇星光也說(shuō)過(guò)，芯片廠如果能跟封裝廠有一個(gè)很好的聯(lián)合，才能更快將成品價(jià)格降下來(lái)。

市場(chǎng)上能大規(guī)模出貨倒裝芯片的企業(yè)并不多，因此抗衡正裝芯片市場(chǎng)地位還需芯片企業(yè)與封裝企業(yè)之間真正達(dá)成共贏的合作局面，王江波就提到：“芯片企業(yè)在生產(chǎn)倒裝芯片時(shí)，最主要的還是配合封裝企業(yè)來(lái)提高芯片封裝的良率和可靠性，隨著良率和可靠性的提升，市場(chǎng)會(huì)逐漸成熟；同時(shí)通過(guò)外延和芯片技術(shù)的不斷優(yōu)化，進(jìn)一步提升倒裝芯片的光效，尤其是超電流使用下的光效。”

芯片企業(yè)技術(shù)革新助力市場(chǎng)推廣

為了更好地助力倒裝芯片市場(chǎng)的推廣，芯片大廠從自身技術(shù)上改革，避免了封裝廠采用共晶焊工藝，花費(fèi)高昂成本購(gòu)置共晶機(jī)、裂片機(jī)等生產(chǎn)設(shè)備。

像臺(tái)灣具代表性的芯片企業(yè)晶元光電、新世紀(jì)光電已頗具前瞻性地推出利于封裝的倒裝芯片。

晶元光電的倒裝芯片已經(jīng)改良到第三代，現(xiàn)在改良的倒裝芯片Droop更低，另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是更利于封裝，正因?yàn)榫г�光電的倒裝芯片做的是PN同等大，提高了封裝廠在封裝時(shí)的良率。

而新世紀(jì)光電目前的倒裝芯片AT CHIP已開發(fā)出AT2020、AT2040、AT3838、AT4545、AT5555從小到大的倒裝尺寸，AT CHIP最大的優(yōu)勢(shì)是透過(guò)芯片設(shè)計(jì)，使業(yè)者采用一般的回流焊設(shè)備即可進(jìn)行封裝。

大陸芯片廠商也不甘示弱，在倒裝芯片工藝制造上像華燦光電就采用了新的技術(shù)制備方案，與下游的封裝企業(yè)緊密配合，利用華燦光電倒裝芯片擁有獨(dú)特的反光和側(cè)面保護(hù)技術(shù)，工藝制程簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定，在客戶端采用錫膏作為焊料的條件下，封裝良率能夠和傳統(tǒng)的植金球和共晶焊的方式相媲美，成本大大降低。

倒裝芯片技術(shù)比較成熟的德豪潤(rùn)達(dá)除了推出的新一代天狼星倒裝芯片，除了具有更高的光效以及更持久的穩(wěn)定性以外，該芯片還擁有高亮度、低正向電壓，高達(dá)1A/mm²的驅(qū)動(dòng)電流，124LM/W的高光效，低熱阻，高可靠性能。其“北極光”1ALED照明級(jí)高驅(qū)動(dòng)電流倒裝芯片，除了單點(diǎn)光通量高，同時(shí)可使用易封裝的回流焊工藝。

芯片市場(chǎng)風(fēng)云詭譎，每一項(xiàng)新工藝的發(fā)展都取決于市場(chǎng)的反響，不被市場(chǎng)廣泛認(rèn)可也將“命不久矣”。如果芯片大廠生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品只能供一家封裝廠進(jìn)行后續(xù)封裝，將難以加快倒裝芯片占領(lǐng)市場(chǎng)份額的進(jìn)度。

王江波為此對(duì)LED照明世界記者總結(jié)：“倒裝芯片技術(shù)上相對(duì)于正裝芯片，工藝更為復(fù)雜，良率也稍低，造成倒裝芯片的整個(gè)成本偏高。但是目前用于倒裝芯片的設(shè)備很多可以與傳統(tǒng)正裝工藝共用，專門設(shè)備投入并不會(huì)增加很多。隨著倒裝LED技術(shù)的進(jìn)步，良率會(huì)越來(lái)越高，成本也會(huì)越來(lái)越低，相信隨著市場(chǎng)需求量的增大，整個(gè)倒裝芯片成本也會(huì)進(jìn)一步降低。”

芯片廠商們技術(shù)上的不斷完善正是順應(yīng)了市場(chǎng)發(fā)展規(guī)律，倒裝芯片要想真正成為芯片市場(chǎng)霸主，除了克服封裝工藝上的難題，還要解決在低電流環(huán)境中性價(jià)比不高的局限性。


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