共晶焊接

　　技術(shù)最關(guān)鍵是共晶材料的選擇及焊接溫度的控制.新一代的InGaN高亮度LED，如采用共晶焊接，芯片底部可以采用純錫(Sn)或金錫(Au-Sn)合金作接觸面鍍層，芯片可焊接于鍍有金或銀的基板上.當(dāng)基板被加熱至適合的共晶溫度時(shí)(圖5)，金或銀元素滲透到金錫合金層，合金層成份的改變提高溶點(diǎn)，令共晶層固化并將LED緊固的焊于熱沉或基板上(圖6).選擇共晶溫度視乎芯片、基板及器件材料耐熱程度及往后SMT回焊制程時(shí)的溫度要求.考慮共晶固晶機(jī)臺(tái)時(shí)，除高位置精度外，另一重要條件就是有靈活而且穩(wěn)定的溫度控制，加有氮?dú)饣蚧旌蠚怏w裝置，有助于在共晶過程中作防氧化保護(hù).當(dāng)然和銀漿固晶一樣，要達(dá)至高精度的固晶，有賴于嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臋C(jī)械設(shè)計(jì)及高精度的馬達(dá)運(yùn)動(dòng)，才能令焊頭運(yùn)動(dòng)和焊力控制恰到好處之余，亦無損高產(chǎn)能及高良品率的要求。

　　進(jìn)行共晶焊接工藝時(shí)亦可加入助焊劑，這技術(shù)最大的特點(diǎn)是無須額外附加焊力，故此不會(huì)因固晶焊力過大而令過多的共晶合金溢出，減低LED產(chǎn)生短路的機(jī)會(huì).

　　覆晶(FlipChip)焊接

　　覆晶焊接近年被積極地運(yùn)用于大功率LED制程中，覆晶方法把GaNLED芯片倒接合于散熱基板上，因沒有了金線焊墊阻礙，對(duì)提高亮度有一定的幫助.因?yàn)殡娏髁魍ǖ木嚯x縮短，電阻減低，所以熱的產(chǎn)生也相對(duì)降低.同時(shí)這樣的接合亦能有效地將熱轉(zhuǎn)至下一層的散熱基板再轉(zhuǎn)到器件外面去.當(dāng)此工藝被應(yīng)用在SMDLED，不但提高光輸出，更可以使產(chǎn)品整體面積縮小，擴(kuò)大產(chǎn)品的應(yīng)用市場(chǎng)。

　　在覆晶LED技術(shù)發(fā)展上有兩個(gè)主要的方案:一是鉛錫球焊(Solderbumpreflow)技術(shù);另一個(gè)是熱超聲(Thermosonic)焊接技術(shù).鉛錫球焊接(圖10)已在IC封裝應(yīng)用多時(shí)，工藝技術(shù)亦已成熟，故在此不再詳述。

　　針對(duì)低成本及低線數(shù)器件的生產(chǎn)，熱超聲覆晶(Thermosonicflipchip)技術(shù)(圖11)尤其適用于大功率LED焊接.以金做焊接的接口，由于金此物本身熔點(diǎn)溫度較鉛錫球和銀漿高，對(duì)固晶后的制程設(shè)計(jì)方面更有彈性.此外，還有無鉛制程、工序簡單、金屬接位可靠等優(yōu)點(diǎn).熱超聲覆晶工藝經(jīng)過多年的研究及經(jīng)驗(yàn)累積，已掌握最優(yōu)化的制程參數(shù)，而且在幾大LED生產(chǎn)商已成功地投入量產(chǎn)。

　　足生產(chǎn)線使用外，其余大量的(如芯片粘片機(jī)、引線焊接機(jī)、測(cè)試機(jī)、編帶機(jī))等自動(dòng)化設(shè)備還全都依賴進(jìn)口.

　　發(fā)展我國LDD裝備業(yè)的具體建議方案

　　建議國家在支持LED技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展中，把材料與工藝設(shè)備作為發(fā)展的基礎(chǔ)和原動(dòng)力加以支持.在發(fā)展LED技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的過程中，建議我國走引進(jìn)、消化、吸收、創(chuàng)新、提高的道路.具體方案如下:在國家支持下，通過國家、LED生產(chǎn)企業(yè)和設(shè)備及材料制造業(yè)三方聯(lián)合，建立具有孵化器功能的中國LED設(shè)備、材料、制造及應(yīng)用聯(lián)合體。

　　為在短時(shí)間內(nèi)掌握并提高設(shè)備制造水平，帶動(dòng)我國中高檔LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展，建議由聯(lián)合體共同籌措資金(國家50%，設(shè)備研制單位15%，芯片制造與封裝技術(shù)研究單位15%，LED芯片制造與封裝企業(yè)20%)建設(shè)一條完整的LED芯片制造與封裝示范生產(chǎn)線.該示范線以解決設(shè)備研制與工藝試驗(yàn)、LED產(chǎn)品制造工藝技術(shù)研究與驗(yàn)證、實(shí)現(xiàn)工藝技術(shù)與工藝設(shè)備成套供應(yīng)為已任.凡參與該示范建設(shè)的單位，有權(quán)無償使用該生產(chǎn)線進(jìn)行相關(guān)產(chǎn)品、技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化研究與試驗(yàn)，特別是LED產(chǎn)品生產(chǎn)單位，可優(yōu)先優(yōu)惠得到相關(guān)研究與產(chǎn)業(yè)化成果。

　　針對(duì)該示范線，實(shí)施三步走的戰(zhàn)略，最終實(shí)現(xiàn)LED生產(chǎn)設(shè)備商品化和本土化(詳見設(shè)備國產(chǎn)化方案表二).第一步:利用兩年左右的時(shí)間，對(duì)一些關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行國產(chǎn)化(國家給予一定的獎(jiǎng)金支持);對(duì)于國內(nèi)已經(jīng)具有一定基礎(chǔ)且具有性價(jià)比優(yōu)勢(shì)的普通設(shè)備則利用市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)原則，采取準(zhǔn)入制擇優(yōu)配套(通過制訂標(biāo)準(zhǔn));對(duì)于部分難度較大、短期內(nèi)國產(chǎn)化不了的設(shè)備，國家應(yīng)安排攻關(guān)，并完成生產(chǎn)型ɑ樣機(jī)開發(fā).第二步，從本方案實(shí)施的第三年起，第一步中涉及到的前兩類設(shè)備重點(diǎn)解決生產(chǎn)工藝的適應(yīng)性、生產(chǎn)效率、可靠性、外觀及成本等問題，具備國內(nèi)配套及批量供應(yīng)能力，攻關(guān)類設(shè)備完成生產(chǎn)型樣機(jī)商業(yè)化(γ型機(jī))開發(fā).第三步，從本方案實(shí)施的第五年起，第一及第二步中涉及到的所有設(shè)備具備國際競(jìng)爭(zhēng)能力，除滿足國內(nèi)需求外，要占領(lǐng)一定的國際市場(chǎng);攻關(guān)設(shè)備能夠滿足產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)要求并具備批量供應(yīng)能力。