“下一代的封裝技術(shù)是CSP,而無支架是CSP的趨勢,但關(guān)鍵在于如何用無支架的方式解決可靠性問題?!痹?2月21日由集邦咨詢旗下LEDinside和中國LED網(wǎng)聯(lián)合舉辦的2018 LED行情前瞻分析會(huì)(深圳站)上,晶能光電(江西)有限公司副總裁梁伏波在其主題為“CSP的發(fā)展及未來趨勢分析討論”的演講中如是說道。
? 晶能光電(江西)有限公司副總裁梁伏波
隨著芯片技術(shù)的發(fā)展以及市場對更高亮度的需求,各種形態(tài)的封裝技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。從早期的引腳式封裝、表面貼裝封裝、大功率型封裝,到后來的COB封裝,再到現(xiàn)今的CSP。
CSP(Chip Scale Package)即芯片級封裝,從IC 封裝技術(shù)演變而來。CSP LED指的是封裝尺寸小于芯片尺寸1.2倍的封裝器件,其主流結(jié)構(gòu)可分為有支架(偽CSP)和無支架,亦可分為單面發(fā)光(小角度發(fā)光)與五面發(fā)光(大角度發(fā)光)。據(jù)梁伏波介紹,有支架CSP即在倒裝芯片下墊一個(gè)小小的陶瓷基板,目前億光、國星、天電、新世紀(jì)均有生產(chǎn)有支架CSP器件,而無支架CSP,代表廠商包括三星、首爾、Lumileds,晶電、三安、德豪、日亞、OSRAM和晶能光電等。
五面發(fā)光CSP是指熒光粉硅膠/熒光膜壓合,覆蓋倒裝芯片頂部和四周,五面出光;或者是熒光粉保形涂覆覆蓋芯片四周和頂部,再透明硅膠塑封,五面出光。而單面發(fā)光CSP是指倒裝芯片四周白墻,頂部熒光粉硅膠/熒光膜壓制,單面出
光。
除了上述兩種CSP主流結(jié)構(gòu)外,梁伏波還談到了最新的復(fù)合材料反射碗杯結(jié)構(gòu)CSP技術(shù),目前業(yè)界能夠?qū)崿F(xiàn)量產(chǎn)的有晶能光電和日亞。
對比三種CSP工藝,各具優(yōu)點(diǎn)。五面發(fā)光CSP光效高、發(fā)光角度大等,而單面發(fā)光CSP利于二次光學(xué)設(shè)計(jì)、中心照度強(qiáng)等,但均存在亮度不夠、過度依賴于倒裝芯片技術(shù)、芯片易被拉裂等不足。復(fù)合反射碗杯結(jié)構(gòu)CSP同時(shí)具有單面出光、亮度高等特性,采用復(fù)合材料把倒裝芯片保護(hù)起來,大大增強(qiáng)CSP的可靠性,降低應(yīng)用端使用過程中的失效風(fēng)險(xiǎn)。
基于整體單顆用同樣的LED倒裝芯片的情況下,復(fù)合反射碗杯結(jié)構(gòu)亮度分值最高,其次為五面發(fā)光。從封裝時(shí)的色溫命中率來看,五面發(fā)光能做到5-7階,單面發(fā)光可做到3階,最新的復(fù)合反射碗杯結(jié)構(gòu)也可以做到3階且良率能達(dá)到99%以上。相對于傳統(tǒng)封裝,尤其是光品質(zhì)要求提升的過程中,復(fù)合反射碗杯結(jié)構(gòu)CSP可大幅降低成本。
CSP作為一種重要的封裝形式,近幾年在業(yè)內(nèi)備受關(guān)注,同時(shí)也是最具爭議性的技術(shù)。梁伏波在演講中指出,CSP最重要的核心在于倒裝芯片,CSP LED需要倒裝芯片良率提高、光效提高、亮度提高與成本降低。CSP技術(shù)發(fā)展至今,已具有高可靠性,高性價(jià)比,熱阻低、可大電流驅(qū)動(dòng),高光密度等優(yōu)勢;同時(shí)也遇到了一些困惑,諸如,不好用、容易出問題,基板、貼片費(fèi)用高,亮度不夠等,從而導(dǎo)致CSP目前只應(yīng)用在手機(jī)閃光燈、電視背光等幾個(gè)特殊領(lǐng)域。例如,Lumileds的CSP LED應(yīng)用于閃光燈上,每個(gè)月出貨達(dá)50—70KK;三星和首爾的CSP LED在部分背光上的使用;去年下半年,CSP LED也開始應(yīng)用于一些后裝車燈。
然而,在CSP技術(shù)面臨的一眾困惑中,首先應(yīng)解決兩高----高可靠性、高性價(jià)比。高可靠性主要涉及兩個(gè)方面,即有/無支架之爭和倒裝芯片自身穩(wěn)定性及抗擊打能力提升。有支架CSP很容易解決可靠性問題,但是成本增加太多。梁伏波認(rèn)為無支架是CSP的趨勢,但其關(guān)鍵在于如何用無支架的方式解決它的可靠性。
性價(jià)比方面,最重要的是性能,也就是光效。梁伏波介紹,目前尺寸1530mil以上倒裝芯片的光效已經(jīng)逐步超過了正裝芯片。另外一個(gè)是低成本的問題,目前倒裝芯片售價(jià)比正裝芯片仍貴30%-40%,但其實(shí)際成本可控制至貴約10%。
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作為全球硅襯底LED技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者,晶能光電于2013年便開始研發(fā)CSP,2014年實(shí)現(xiàn)五面發(fā)光CSP的量產(chǎn),發(fā)現(xiàn)五面發(fā)光傳統(tǒng)CSP有較大的局限性。同年年底決定停產(chǎn)五面發(fā)光CSP,并重新研發(fā)新一代復(fù)合材料反射碗杯結(jié)構(gòu)CSP,于2016年12月對外發(fā)布,目前已應(yīng)用于手機(jī)閃光燈、電視背光、汽車大燈等。梁伏波介紹道,目前晶能光電的CSP產(chǎn)品主要包括CSP1717(1W—3W),CSP1919(1W—4W)以及CSP2121(2W—5W)。
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“對于整個(gè)業(yè)界來講,CSP技術(shù)還處于開荒狀態(tài)。”梁伏波表示,“CSP不是封裝廠與芯片廠誰來做的問題,需要業(yè)界一起發(fā)力推廣,找準(zhǔn)自己的位置參入其中,具有很多優(yōu)勢的CSP必定會(huì)在LED光源市場占有一席之地?!?br>
NICHIA 預(yù)測目前所有的1W及1W以上大功率封裝產(chǎn)品未來都有機(jī)會(huì)被CSP取代。如果上述問題都得到解決,CSP有望廣泛應(yīng)用于大功率球泡、商業(yè)照明、工業(yè)照明、室內(nèi)照明與戶外照明等領(lǐng)域。(文:LEDinside Nicole)
關(guān)于晶能光電
晶能光電成立于2006年2月,是由金沙江創(chuàng)投、梅菲爾德、淡馬錫、亞太資源、順風(fēng)國際等知名投資商共同投資,專注于LED技術(shù)和產(chǎn)品開發(fā)與生產(chǎn)的高科技企業(yè)。目前注冊資本1.23億美元。公司擁有國際化的技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì),先進(jìn)的大規(guī)模生產(chǎn)制造和管理能力,現(xiàn)有生產(chǎn)、研發(fā)及配套廠房面積超過40000㎡,投資超過15億元人民幣。
晶能光電是中國大功率LED產(chǎn)業(yè)龍頭企業(yè),全球硅襯底LED技術(shù)的主導(dǎo)者。公司自主創(chuàng)新的硅襯底LED技術(shù)在全球擁有330多項(xiàng)專利,獲得2015年度國家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)一等獎(jiǎng),是全球第三條藍(lán)光LED技術(shù)路線。公司致力于為全球消費(fèi)者提供全方位的高端LED照明產(chǎn)品和解決方案。
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