我喜好看武侠小说，尤其是金庸的武侠小说，除了由于要讽刺十年文革动乱让正邪两派群魔乱舞，以是才没有任何中国历史痕迹的笑傲江湖，他险些每部小说都融入了历史背景，让你将大侠英雄与磅礴的大历史融为一体，有些人物让你分外亲切，有些情节让你觉得是中学历史的温故知新。
从事LED这么多年，我觉得LED的江湖就像金庸小说的江湖一样，日月牙异的技能革命像主角们的绝世武功，教派之间的冲突像LED公司之间的博弈与竞争，每个LED大腕人物都可以带入小说里面的角色：
有人凭借像葵花宝典般的绝技，用合金线或铜线技能独霸江湖，像东方不败一样，野心巨大想一统江湖；
有些公司的互助或合并，号称像五岳剑派一样的缔盟，结果手段毒辣的争斗像极了岳不群与左冷禅之间为夺盟主而无所不用其极的斗争，乃至甘心自宫也在所不惜；、
也有人像令狐冲一样一身本领但是淡泊名利与世无争。
这样数风骚人物的大江东去，源头只有一个，便是LED蓝光技能的成功开拓，有了这个源头，LED才能发达发展至今不坠，好比天下武功源之于少林一样，中村落修二教授首创了LED新历史，就像达摩祖师七十二绝技开启了金庸武侠新天下，所有交往来交往去的江湖都避不开少林寺与少林武功这座大山，少林武功就像LED正装技能一样，经久弥新，二十多年来一贯霸占着LED的主流，而且还在持续着。
LED技能的三大路线！
为什么LED的正装技能可以二十年多来始终一枝独秀？
我记得三年前写过一篇关于正装倒装与垂直构造的技能趋势剖析文章，这三个技能就像金庸小说的三个派别各自争斗与互助着，末了还是正装笑到末了，这篇文章有预测性，而且到现在还持续着：
第一个派别是垂直构造路线派，以科锐与欧司朗为代表，还有执着于硅衬底的晶能，当然还不能忘却很多日本厂商与美国Soraa在研发的氮化镓同质衬底构造的技能，由于不该用蓝宝石衬底，构造与正装差异非常巨大，以是这一派我当时把他们称为魔教派。
第二是倒装路线技能，想到倒装自然想到亮锐 Lumileds了，当然大陆的CSP厂家与目前台湾很多芯片厂都在研发这种芯片，乃至科锐也开始在做这类产品了，以是技能与良率也在不断地成熟中，由于倒装还是须要蓝宝石衬底，正负电极还是同一个表面，有点像正装技能的衍生，以是当时我把这个技能流派称为武当派，就像武当张三丰的武功源自于少林一样，倒装技能类似正装技能的衍生，不须要在电极上用力的焊线，而是像太极拳一样以柔克刚的将芯片翻转贴合在基板上，用武当派代表倒装派可谓适可而止。
第三当然是蓝宝石衬底构造的正装派，这是目前LED最主流的技能，这个派别的公司都以此构造为根本做出很大的性能改进与价格的降落，就像金庸武侠小说的少林派一样，不管武侠江湖是如何的骚动，他便是固若金汤般笑到末了。当然这样的说法也不一定非常准确，在LED发展历史中，正装技能一贯被寻衅，这些寻衅不但引发出正装技能的潜力，也匆匆成了正装芯片与正装封装技能大整合，此话怎讲？下一段为大家分晓！
图一、三种技能路线的芯片构造示意图
正装芯片的进程
危急时候正装技能是如何突围的？
24年前的1993年，LED界的达摩祖师：中村落修二博士开拓出第一颗蓝光LED，由于利用的衬底是不导电的蓝宝石，如图二所示，以是芯片的正负电极与发光面都在同一面，这样的构造我的结论便是“不满意但是可以接管”，也由于这样的结论，正装技能一贯受到寻衅。
图二、中村落修二博士开拓的第一颗正装芯片构造示意图
正装面对的第一次寻衅便是如何在不该用蓝宝石衬底的情形下，用价格更低的衬底来取代。
冷战期间，蓝宝石属于军工家当的主要材料，因此蓝宝石晶棒技能一贯被美国与苏联节制着，以是九零年代蓝宝石价格高得离谱，一片两寸衬底要价100块美金，而蓝宝石是仅次于钻石硬度第二的材料，当时只能用钻石刀来切割，一支钻石刀只能切割一片，恐怖的是一支钻石刀要价50美金，而且切割良率只有70%~80%之间，这样的本钱你就可以想象，为什么在1999年，一颗芯片要价3~5块钱了（把稳是一颗，不是一k）。
也因此，打着不该用蓝宝石衬底招牌的团队就像雨后春笋般开启了很多号称LED高科技的公司，有利用硅衬底的，有号称可以用激光剥离蓝宝石再重复利用它的金属衬底技能，当然还有碳化硅衬底技能。
然而就像金庸小说里的魔教一样，虽然卷起了千堆雪，但是犹如樱花一样，崛起得快，陨落得也快，缘故原由无它，我们可以自产蓝宝石衬底了，大家都知道只要有中国人参与的高科技，奢侈品都可以做成白菜价格，你们知道现在蓝宝石一片多少钱吗？只要4块美金！
蓝宝石切割也由于激光切割技能的参与，切割本钱从50美金变成2美金，良率从75%变成98%。
第一回合以蓝宝石正装技能大获全胜而完结。
第二次寻衅是正装芯片的亮度与光效问题。
由于当初找不到适宜的透明导电膜跟P型氮化镓形成欧姆打仗，只能用很薄的高功函数镍金材料，又因倒装芯片由透明的蓝宝石面出光，P型材料可以跟反射性高的金属接合，倒装一度有机会击倒正装。
但是峰回路转，正装技能找到方法将ITO膜层导入取代镍金材料，让正装芯片亮度大跃进，图形衬底导入与芯片的finger线电极设计，让亮度又再提高一个档次，像亚历山大大帝攻城略地般，将LED渗透到险些所有须要发光的运用，倒装与垂直构造只能望风披靡，探求它们独特性能的蓝海市场。
第三次寻衅是正装芯片的可靠度问题。
蓝宝石价格虽然降下来了，但是导热没有其它衬底好是它的另一个问题，尤其是大电流密度的大功率芯片散热会比垂直构造或倒装构造差，一些户外或利用条件严苛的运用让正装技能力有未逮，如何战胜？
光学镀膜技能的导入，使得正装技能可以在蓝宝石背面镀上DBR膜层与金锡合金，再利用封装的高导热银胶或共晶制程，从而让正装大功率芯片可靠度靠近其它两派，而高导热的透明固晶胶价格降落与封装硅胶国产化，更让正装在可靠度与本钱上都兼顾，末了贴片型（SMD）中功率LED的兴起，给失落去照明市场的两派最致命的打击，末了只剩下正装技能做不到须要轴向光的运用在硬撑着。
正装技能的极限
正装封装技能如何推动正装芯片独霸天下？
中功率正装技能持续的攻城略地，离不开封装盟友的支持，没有利用正装技能的芯片厂与封装厂筑起的长城，正装技能不会如此经久弥新。
经典案例便是合营电极缩小的焊线技能，我们知道正装芯片的电极占去了很大的发光面积，增加发光面积最好的方法便是将电极缩小，但是焊线机磁嘴的极限让很多厂商望而生畏，芯片厂更不敢承担这样的风险，“狭路相逢勇者胜“，昔时夜家都因循苟且不敢动的时候，胆子大，关系与人品好就能胜出，有封装厂找到IC封装等级的磁嘴，利用与芯片厂建立的好信用说服芯片厂设计小电极芯片，如此完成了一次不可思议的逆袭，亮度增加了，本钱降落了，末了大家也跟进了。
焊线机改装、磁嘴的改进与合金线或铜线的导入是正装芯片与封装互助最完美的典范。
目前芯片厂与封装厂对电流密度加大也持续互助着，针对不同产品电流密度的不同，研发不同电极图形的芯片，找更好的封装材料让性价比持续提高，都是正装芯片与封装琴瑟和鸣的典范。
现在，拥有大电流密度上风的倒装技能还在持续寻衅着正装，尤其是CSP来势汹汹，颇有“彼可取而代之”的气势，但是由于正装封装与正装芯片筑起的防线太过坚实，让IC半导体封装的趋势没有发生在LED身上，我认为LED正装芯片与正装封装的持续互助还会一贯保持上风到很长的韶光。
Mini LED的极限与正装芯片的寻衅？倒装还有机会吗？
很多朋友常常会问我，正装技能的极限在哪里？电流密度可以多大？芯片尺寸可以多小？电极可以做到多小？焊线材料可以做到多便宜？这些问题我想最关键还是在国产设备与材料的开拓能力，如果这些设备与材料可以国产化，连续改进的动力就更强，正装技能就可以纵横睥睨至少五年以上的韶光。
要将正装做到极限的关键设备与关键材料，在芯片制程方面，曝光机与光刻胶须要达到百纳米级的精度，步进式曝光机与IC等级的光刻胶可以将图形衬底的图形做成纳米级（NPSS），也可以让芯片的线电极finger做的更细，图三（a）便是线电极的图形，在光效不丢失的条件下让线电极分布更多，电流密度可以更靠近倒装芯片，这样的技能或许也是为未来的Micro LED芯片做准备。
利用高折射率镀膜材料可以降落芯片出光的全反射效应，让膜层有增透的效果，利用等离子化学沉积（PECVD）氮化硅薄膜或利用原子层镀膜机（ALD）镀上三氧化二铝薄膜，由于折射率较环氧树脂大，比ITO或氮化镓小，这样的膜层可以有效的增加穿透率。目前电极材料为了能良好的附着在芯片上不产生掉电极问题，一样平常都会利用铬（Cr）当底层，但是这个材料会吸光不反光，是不得已的选择，以是现在大家都把这层金属膜层镀的很薄，但是芯片电压不稳定的风险也随之增加，如何找到附着性与反射性都很好的金属材料就非常主要，如图三（b）所示，日亚化学曾经利用铑Rh作为与ITO或氮化镓的电极打仗层，亮度增加的效果非常显著，除了铑，大概还有其它金属材料等着我们去探索。
图三、芯片的线电极图形与日亚芯片金属层构造示意图
封装方面提升的空间可能更大，尤其是芯片电极要多小，电流密度可以多大，关系着正装技能终极的竞争力，合金线与铜线焊线机目前已经都可以国产化了，这样让正装技能调试可以更快速完成，尤其是小电极的焊线机改装与焊线调试，小电极的焊线技能虽然已经非常成熟，尤其是将IC焊线技能导入LED焊线制程，图四是焊线机构造示意图，目前小电极焊线最关键的磁嘴（Capillary）还是须要从美国入口，紧张厂商是Gaiser与SPT，海内到现在还没有这样的技能，所幸的是现在这样的依赖要被冲破了，台湾厂家旺矽科技的磁嘴品牌Megtas已经可以合营封装厂家设计与生产小电极芯片焊线用的磁嘴，国产的焊线设备合营磁嘴的开拓，以我们中国人寻衅极限的潜力，电极大小的极限与封装焊线材料本钱的极限或许还有更进一步发展的可能。
图四、焊线机与焊线磁嘴示意图，瓷嘴（capillary）因此图中的尺寸所設計製作的，這些尺寸影響壓著到銲墊的金球尺寸，也影響壓着至LEAD的STITCH尺寸，是焊线制程最关键的配件。
如果是这样，倒装技能要取代正装主导LED家当估计机会渺茫，我推测芯片面积在4x5mil以上，35x35mil以下，除了分外波长或分外用场，险些该当是正装的天下，CSP估计只有在比35x35mil以上更大尺寸芯片有机会与正装大功率一较是非，可惜这块市场不大。
4x5mil便是100微米x125微米，跟我们的头发一样细微，这样的尺寸便是现在大家说的mini LED了，受限于激光切割的极限、小电极焊线的极限和固晶或分选吸嘴的极限，不可能做得比4x5mil更小的正装芯片了。
但是我认为切割技能与分选固晶吸嘴或许还有打破的可能，不过焊线的极限便是正装芯片这个尺寸最小的极限，这是正装制程可以做到的最小芯片了，以是比4x5mil更小的mini LED或Micro LED该当不可能利用正装了，估计也只有倒装做得到，除了外延与芯片部分工艺，我认为Micro LED跟目前的LED工艺完备是不一样的，或许由倒装mini LED过度到Micro LED是比较可行的。
如果比4x5mil小的倒装mini LED达不到正装4x5mil的良率与稳定性，谈Micro LED就有点天马行空异想天开了，因此小尺寸的倒装技能或许会是未来mini LED或Micro LED LED的方向，由于显示基板的不同，倒装技能路线也会有差异，对玻璃基板或刚性基板，回流焊技能须要稳定的芯片保护层，尤其是芯片更小的时候，因此，除了大尺寸倒装工艺所须要的设备以外，如图五所示，原子层镀膜技能（ALD）可以无应力紧密覆盖深刻蚀后的表面，保障正负电极之间与深刻蚀表面的隔离性，是这个技能路线最须要的设备，尤其是当芯片非常小的时候。
图五、原子层镀膜ALD用在倒装芯片的均匀性与紧密覆盖性示意图
对未来的软性基板而言，如果可以保障导电胶热压后的均匀性，如图六所示，大概异相异方性导电胶可以成为倒装mini LED或Micro LED芯片与软性基板之间最好的接合股料。
图六、异相异方性导电胶用于软性基板倒装技能示意图
这是我看到未来倒装技能除了CSP以外能够大量运用的领域。
这篇文章就像现在的LED或显示行业一样，有点时空交错的乱，有点不着边际的想，也有点天马行空的狂，我不是预言家，但是我的履历有时候预测得非常灵，这些都须要韶光来验证，请大家发挥想象力来寻衅我吧！
末了感谢旺矽科技供应的焊线技能信息与图片，感谢芬兰Picosun公司供应的ALD利用于倒装芯片的图片，感谢中日精密科技供应的异相异方性导电胶倒装技能图片。
注：作者叶国光 | 里手说入驻芯片封装技能里手 | 允泉新材料有限公司总经理
