1 福州大学 物理与信息工程学院，福建 福州 350108
2 中国福建光电信息科学与技术创新实验室，福建 福州 350108
3 晋江市博感电子科技有限公司，福建 泉州 362200
4 西安交通大学 电子信息学部，陕西 西安 710049
本文设计并制备了一款分辨率为1 920×1 080的氮化镓基Micro-LED芯片。采用单次ICP（Inductively Coupled Plasma）刻蚀的方法完成电流扩展层的图案化和台面刻蚀，实现了电流扩展层和台面的自对准。同时，在制作过程中用HMDS（Hexamethyldisiloxane）提高光刻胶附着力，从根本上提高小尺寸台面刻蚀的一致性和完整性。此外，通过垫高N型电极解决了传统倒装芯片中P型电极和N型电极不等高的问题，有利于显示芯片与驱动芯片的键合。该芯片尺寸为17.78 mm（0.7 in），发光单元尺寸为6 μm，像素周期为8 μm，像素密度达到3 129 PPI。I-V测试数据表明，所制备的Micro-LED的开启电压仅为3.5 V。
Micro-LED 高分辨率 倒装芯片 刻蚀 Micro-LED high resolution flip-chip etch
闽南师范大学 物理与信息工程学院, 福建 漳州 363000
高功率密度的陶瓷封装LED器件在大电流工作时, 其顶面发光均匀性是该类器件的关键指标。本文在3.5 mm×3.5 mm的氮化铝陶瓷基板上金锡共晶了1.905 mm×1.830 mm(75 mil×72 mil)的LED倒装蓝光大功率芯片, 然后分别制作成蓝光器件和白光器件, 并分别对器件顶面的微区发光均匀性进行了研究。结果表明, 蓝光器件在电流＜3 A时, 其顶面光强分布均匀, 均匀性受N电极孔和电极间隙的影响较小; 在4～8 A电流时, 蓝光器件顶面光强分布不均匀, 贯穿N电极孔测试区的光强大于电极孔之间测试区的光强, 电极间隙区光强最低, 离N电极孔越远的测试点光强越低; 蓝光器件在8 A时整体光强达到饱和, 而不同微区的光饱和程度及峰值波长随电流的变化有所不同; 白光器件在0~4 A电流时, 其顶面光强分布均匀。
微区发光 倒装芯片 电极孔 电极间隙 micro-luminescence flip chip electrode hole electrode gap
1 唐山学院 机械工程省级实验教学示范中心, 河北 唐山 063000
2 江苏师范大学 机电工程学院, 江苏 徐州 221116
3 华中科技大学 数字制造装备与技术国家重点实验室, 湖北 武汉 430074
随着集成电路特征尺寸的不断减小, I/O引脚数日益增加。对于高密度封装, 尤其是2.5D/3D封装中, 电子元件和基底快速而准确的对准十分关键。利用高性能CCD搭建了一套精密的光学视觉对准系统, 并采用Hough变换算法对芯片和基底进行对准试验。采集的图像经过去噪预处理后采用形态学边缘检测方法提取对齐标记, 并通过Hough变换得到4组平行直线, 然后计算基底的位移和旋转角度并完成对准。使用Matlab编程配准, 程序运行时间约为 4.2 s, 旋转参数的误差小于1.2°, x和y轴的平移误差均小于1 pixel。试验结果表明基于Hough变换算法的光学视觉对准系统可以快速而精确地实现芯片和基底对准, 满足IC封装需求。
对准系统 霍夫变换 机器视觉 倒装芯片 alignment system Hough transform machine vision flip-chip
工业和信息化部电子第五研究所，广东广州 510610
倒装芯片组装集成电路的结构与常规封装不同，导致现行开封技术不完全适用于倒装芯片组装集成电路。对不同封装形式的倒装芯片组装集成电路结构分析，找出目前制约开封技术的关键因素。以陶瓷及塑封封装倒装芯片组装集成电路为例，运用热风枪、高温预处理、机械应力及化学腐蚀等方法，提出了一套适用性强、效率高的综合性倒装芯片组装集成电路开封工艺技术，并通过实例进行验证和总结。通过运用该技术可以有效解决倒装芯片组装集成电路的开封问题，为后续标准的修订及破坏性物理分析提供依据和帮助。
倒装芯片 结构分析 封装形式 环氧树脂 开封方法 flip chip structural analysis encapsulation form epoxy resin unsealing method 太赫兹科学与电子信息学报
2017, 15(2): 328
在倒装芯片的单粒子效应防护设计验证中, 重离子在到达器件敏感区前要经过几百微米的衬底材料, 需要计算器件敏感区中离子的线性能量传输(LET)值。采用兰州重离子加速器加速的 55 MeV/μ58Ni离子对基于倒装的 Xilinx公司550万门现场可编程门阵列(FPGA)实现的典型系统的单粒子效应防护设计进行了试验验证, 采用 SRIM、FLUKA和 GEANT等不同方法对试验中的 LET值进行了分析, 同时将 SRIM分析的典型结果与基于磁偏转飞行时间法的试验数据进行了比较, 发现与现有的重离子分析结果有一定差异。因此在防护验证中采用离子 LET作为主要参数的情况下, 应对重离子(尤其是高能段 )的 LET的计算方法进行约定, 以规范试验过程, 增强数据的可比性。
静态随机存储器型现场可编程门阵列 倒装芯片 单粒子效应 重离子 线性能量传输 Stopping Range Ions Matter-based Field Programmabl flip -chip single eventeffect heavy ions Linear Energy Transfer 太赫兹科学与电子信息学报
2016, 14(6): 985
1 长春理工大学 高功率半导体激光国家重点实验室, 长春130022
2 浙江亿米光电科技有限公司, 浙江,嘉兴 314100
3 上海应用技术学院 理学院, 上海201418
利用倒装芯片制备LED灯丝, 并对其光学、热学的均匀性进行测试分析。采用BM-7瞄点式亮度计和Fluke Ti32成像热仪, 分别对灯丝亮度、色温和表面温度进行测试。实验测得灯丝正面的亮度与色温均高于反面, 测得灯丝反面的温度大于正面。灯丝亮度与表面温度均呈现朗伯分布。通过TracePro光学软件和FloEFD热学软件对LED倒装芯片灯丝分别进行光学和热学模拟, 模拟得到的光照度与温度分布与测试结果相同。灯丝光照度和温度均呈现中间高两端低的分布情况, 两端亮度约为中间的74.4%, 灯丝两端与中间的最大温差为12.4 ℃ , 说明倒装灯丝具有良好的光学均匀性和散热性能, 作为一种新型LED光源灯是可行的。
倒装芯片 LED灯丝 光学 热学 均匀性 flip chip LED filament optics thermology uniformity
为了提高GaN基LED芯片的光提取效率, 以GaN基LED芯片为研究对象, 建立了在蓝宝石衬底出光面和外延生长面上具有半球型图形的LED倒装芯片模型, 并利用光学仿真软件对图形参数进行优化设计。实验结果表明: 在蓝宝石衬底的出光面和外延生长面双面都制作凹半球型图形对芯片光提取效率的提高效果最好, 并且当半球的半径为3 μm, 周期间距为7 μm时, GaN基LED倒装芯片的最大光提取效率为50.8%, 比无图形化倒装芯片的光提取效率提高了115.3%。
倒装芯片 蓝宝石衬底 半球型图形 光提取效率 flip-chip LED double-sided patterned sapphire substrate hemispherical patterns light extraction efficiency
1 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院 太赫兹研究中心, 四川 绵阳 621900
3 陕西科技大学 光电系, 西安 710021
肖特基二极管是太赫兹接收机的关键器件,通过在高频下对不同封装形式的肖特基二极管进行建模仿真,研究不同封装方式对肖特基二极管性能的影响。首先通过建立肖特基二极管的仿真模型,在高频结构仿真软件HFSS中对肖特基二极管在0~120 GHz频段进行仿真,得到该肖特基二极管的S参数,并对S参数仿真结果和实测结果进行对比,证明了该二极管模型的准确性。然后分别建立肖特基二极管的普通封装模型和肖特基二极管的倒装芯片(flip-chip)封装模型,并对这两种封装模型进行仿真,得到其在两种不同封装结构下的S参数,进而对两种不同封装方式的S参数的-3 dB带宽以及相位一致性进行对比分析。最终,对应用于太赫兹波段的肖特基二极管由于封装不同而带来的带宽以及相位的区别及其成因进行分析,论证了flip-chip封装更适合应用于太赫兹波段的肖特基二极管,与普通封装相比,该封装在高频下对肖特基二极管的电性能有比较大的改进。
太赫兹 肖特基二极管 信号完整性 倒装芯片封装 terahertz Schottky barrier diodes signal integrity flip-chip packaging 强激光与粒子束
2015, 27(1): 013101
华中科技大学 数字制造装备与技术国家重点实验室, 武汉 430074
研究了倒装芯片中UBM制备和焊球回流工艺流程。通过改变阻挡层Ni和浸润层Cu的厚度, 结合推拉力测试实验, 探究了SnAgCu焊点剪切强度的变化规律。研究结果表明, UBM中阻挡层Ni对SnAgCu焊点的力学性能影响最大, 而浸润层Cu厚度的增加也能提高SnAgCu焊点的力学性能。进一步对推拉力实验后的焊点形貌进行了SEM观察和EDS分析, 得到了焊盘剥离、脆性断裂、焊球剥离、韧性断裂四种不同的焊点失效形式, 代表着不同的回流质量, 而回流质量主要由UBM的成分和厚度决定。研究结果为倒装焊工艺的优化提供了理论指导。
倒装芯片 阻挡层 浸润层 推拉力 失效形式 flip chip barrier layer wetting layer ball shear failure mode
1 五邑大学应用物理与材料学院，广东 江门 529020
2 木林森股份有限公司，广东 中山 528415
近年来半导体照明光源-发光二极管(LED)产业和技术发展迅速，取代传统白炽灯的步伐越来越快，相关核心技术的研究也成为各国研究的热点，但LED的发光效率和制造成本依然是阻碍LED绿色照明光源普遍推广应用的一个绊脚石。文章简述了提高外量子效率的几种有效途径，如表面微粗化技术、芯片非极性面/半极性面生长技术、倒装芯片技术、生长分布布喇格反射层(DBR)结构、激光剥离技术，纳米压印与SU8胶相结合技术、光子晶体技术等。
半导体照明光源 表面微粗化技术 倒装芯片技术 激光剥离技术 semiconductor light source surface roughening technology flip-chip technology divesting laser technology
