[實用新型]一種LED倒裝芯片固晶導電粘接結構

有效

• 申請號: 201520384078.8
• 申請日: 2015-06-04
• 公開（公告）號: CN204760379U
• 公開（公告）日: 2015-11-11
• 發明（設計）人: 陳建偉
• 申請（專利權）人: 陳建偉
• 主分類號: H01L23/488
• 分類號: H01L23/488
• 代理公司: 廣州天河互易知識產權代理事務所(普通合伙) 44294
• 代理人: 張果達

技術領域

本實用新型涉及半導體元件導電粘接領域，尤其涉及一種LED倒裝芯片固晶導電粘接結構及其安裝方法。

背景技術.

在本技術領域中，LED倒裝芯片固晶導電連接，通常采用低溫錫金合金共晶導電與ACA(各向異性導電膠)導電粘接兩種方式。而ACA根據膠體狀態不同又分為，膜狀各向異性導電膠稱為ACF(AnisotropicConductiveFilms)；膏狀各向異性導電膠稱為ACP(AnisotropicConductivePastes)。兩者主要區別在于，ACF在工藝實施前就具有各向異性導電性，ACP則需要通過一定的工藝過程才能體現出各向異性導電性。與本實施例最接近技術為ACP各向異性導電膠。

各向異性導電膠ACP：簡單的講就是在X、Y軸方向不導電，Z軸上導電。各向異性導電膠ACP的導電原理，“在合成樹脂膠粘劑中,加入導電和絕緣2種粒子(導電粒子的平均粒徑要大于絕緣粒子的)混合均勻,將膠分別涂在被粘接導體的表面,加壓加熱,使膠液流動,使2導體間的距離接近導電粒子的直徑并固化。固化后的膠層,在垂直方向(加壓方向)由于導電粒子和被粘導體間的互相接觸而導電,在水平方向上則由于絕緣粒子的作用而絕緣。”[1]。導電粒子摻入比例一般5％～25％[2]。

[1]《各向異性導電膠的研究與應用現狀》向昊曾黎明胡傳群武漢理工大學材料學與工程學院

[2]《新型各項異性導電膠的研究》雷芝紅上海大學高分子化學與物理專業ACP導電粒子：

“導電填料分金屬、無機填料和混合填料。金屬有金粉、銀粉、銅粉、鎳粉、羰基鎳、鈀粉、鉬粉、鋯粉、鈷粉,還有鍍銀金屬粉、鍍銅鋁粉等合金填料；無機填料常用的有石墨、炭黑或石墨、炭黑混合物；混合填料就是金屬和無機填料經過導電處理如鍍銀玻璃微珠、鍍銀二氧化硅粉、銀的硅化物、碳化硅、碳化鎢、碳化鎳、碳化鈀等”[1]。

ACP實施工藝[2]：

導電膠連接的工藝流程：在基片上絲網印刷導電膠→電涂非導電膠粘劑→在基片上表面安裝元件→固化導電膠→檢測。ACP固晶安裝裝配倒裝LED芯片結構可參見圖1。

ACP存在的問題：

“導電填料是導電膠的關鍵組分，它賦予導電膠以導電性能，常用的導電填料有金、銀、銅、鎳和碳。在各類導電膠中，由于金系導電膠成本高，一般很少使用，主要用在航天業等比較高端的領域。銀系導電膠雖然已被應用在電子產品中，但由于在直流電場和潮濕條件下，銀分子易產生電解運動即銀遷移，使導電膠電性能不穩定而受到應用上的限制。銅系導電膠由于銅粉的化學性質活潑，容易被空氣中的氧氣、水蒸汽氧化，使銅系導電膠的使用壽命下降。炭黑、石墨系導電膠由于其電阻較高而不宜作為微電子封裝材料使用。”[2]

“ACA新型導電填充粒子由兩部分組成，粒子核芯為環氧樹脂粉粒，外鍍銀/銅金屬層，這種新型導電填充粒子兼具了銀粉和柔性導電顆粒的優點，……。外鍍銀/銅環氧樹脂基復合導電顆粒的密度和熱膨脹系數與基體環氧樹脂接近，長期使用不會發生沉降，可以提高導電膠的耐環境老化性能。此類顆粒在壓力作用下可以發生塑性變形，從而增大導電粒子與電極有效接觸面積，提高導電膠的電性能。”[2]

“但現在的ACA材料仍舊有著導電率低、韌性差、對不同基材的粘接效果不穩定和固化時間較長等缺點。今后對ACA的改良應從以下幾個方面進行著手。

(1)開發新的基材類型，EP作為最為常用的基材具有固化溫度高、儲存溫度低和耐熱性差等缺點。開發新的基體有利于拓寬ACA的應用范圍。

(2)新型導電填料的開發，減少貴重金屬離子的使用，有利于降低成本、提高效率。

(3)提高熱穩定性是重要的改性趨勢。

(4)導電粒子的分散技術，分散越均勻，團聚越少，越有利于將導電效率最大化。”。[3]

[3]《各向異性導電膠研究進展》徐睿杰雷彩紅李善良黃偉良廣東工業大學材料與能源學院

“對此，歐司朗陳文成博士補充表示，csp目前的瓶頸問題是工藝問題，如果目前傳統的材料設備不能直接用的話，即使csp能夠最大程度的降低產品自身的成本，但是卻提升了生產加工成本。如果csp不能方便終端的照明企業，他個人覺得還是很難推廣。”[4]

[4]“聚焦OFweek大佬圓桌峰會360度解讀LED免封裝與倒裝技術”。文章來源于ofweek半導體照明網2014-11-22