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CSP陶瓷封装真的有那么神吗?

导读: 在各大厂商及媒体宣传CSP封装时,多数绕不开这样一段话——传统LED照明生产分为芯片、封装、灯具三个环节,使用CSP封装后,可省去封装环节,芯片厂可直接和灯具厂进行无缝对接,大幅简化产出工艺和降低成本——这字里行间似乎都在表达封装环节从此将被剔除,封装厂将无活路。

当陶瓷基板的尺寸做到和芯片尺寸几乎一样大小时,其逐渐失去了帮助LED散热的功能。相反,如果去掉陶瓷基板,则去掉了一层热界面,有利于热的快速传导到线路板。同时,随着倒装芯片的成熟,陶瓷基板作为绝缘材料对PN电极线路的再分布的功能已不再需要。除了在机械结构和热膨胀失配上对LED起到一定保护作用,陶瓷基板对芯片的电隔离和热传导的重要功能已基本丧失。免去基板同时是传统陶瓷封装固晶所需的GGI或AuSn共晶焊接可以改为低成本的SAC焊锡。并借助倒装芯片,免去金线及焊线步骤,降低了封装成本。

CSP陶瓷封装真的有那么神吗?

在各大厂商及媒体宣传CSP封装时,多数绕不开这样一段话——传统LED照明生产分为芯片、封装、灯具三个环节,使用CSP封装后,可省去封装环节,芯片厂可直接和灯具厂进行无缝对接,大幅简化产出工艺和降低成本——这字里行间似乎都在表达封装环节从此将被剔除,封装厂将无活路。但事实并非如此。先来普及一个概念,所谓的“芯片级封装”,或者“无封装”、“免封装”其实正解是采用倒装芯片直接封焊到封装底部的焊盘,无金线、无支架、简化生产流程、降低生产成本,这可使得封装尺寸更小,即同样的封装尺寸下可以提供更大的功率。

而且在生产制造的过程当中体积小就会导致生产工艺要求高那么对生产设备的精度以及操控人员的水平要求随之就会升高,同时生产设备价格的高低决定了精度的高低,量产良率和成本将成为最大考量。在整个CSP生产工艺流程中,每一个工艺步骤,对技术、设备、人才都有较高的要求,而以下几个难点值得一提:1、芯片与芯片之间的距离控制;2、芯片与衬底之间的位置匹配度控制;3、外延芯片波长范围的掌控;4、荧光粉厚度的均匀性控制;5、点胶控制技术;6、密封性。

过去几年,大功率LED的国际巨头纷纷着力改进原有陶瓷封装技术,凭借其先进的大功率倒装芯片或垂直结构芯片,逐渐使封装小型化,以降低陶瓷基板及较低的生产效率带来的成本压力,并提升芯片承受大电流密度的能力。结果却是在不降低、甚至提高光通量的前提下,他们让从原来的3535的封装变到2525,再缩小到到1616甚至更小,使得LED的尺寸趋近了芯片本身的尺寸,因为接近CSP,故而取名Near Chip Scale Package,简称NCSP。

CSP封装进入国内以后,为了适合中国国情,终究还是演变成了NCSP,NCSP可以说是基于CSP技术的未成熟性以及市场需求的过渡性而产生的。从LED目前发展来看,一方面,由于价格战的加剧,企业通过纷纷降低尺寸减少才材料成本,而推出更高性价比的产品,使得产品尺寸日趋小化,另一方面,新的产品CSP被认为是最新一代高性价比产品,而目前技术暂未成熟,从而催生出过渡性产品NCSP。

那么不需要陶瓷基板的CSP到底能不能形成革命性优势从而引领整个市场呢?如若CSP成为主流,那么对于中国刚刚兴起的陶瓷基板的制造将会是一个相当大的打击。像斯利通这种带着兴起中国陶瓷基板的企业将会受到很严重的发展阻碍。

业内皆知,LED封装就是将外引线连接到LED芯片的电极上,同时保护好LED芯片,并且起到提高光取出效率的作用。回顾LED封装历史,主要可分为直插式封装(LAMP)、贴片式封装(SMD)、数码管封装(Display)、功率型封装(POWER)、集成式封装(COB)。目前最主流的封装形式为SMD、POWER和COB,而CSP封装欲革掉的正是这些主流封装的命,即可以替代目前主流的LED2835、3528、5050等。所以,需要注意的是,它影响的并非整个封装行业,而是目前封装行业中的主流形式。它属于芯片环节的技术更新,而不属于封装世界。

对于中国很多中小企业而言,CSP的研发一没有拓展行业生存空间,二也没有降低行业竞争压力,即使实现了2500lm/$,然而也并没有什么用。目前,相比总的照明市场和封装市场,CSP封装产品的比重还很小,更多应用于背光源领域。并且,大部分的商业照明还是偏向以中小功率为主,而CSP目前还是主要集中在大功率,截止目前,只有东芝等极少公司推出中小功率的CSP,且技术难度大,良品率未知。所以,也不排除技术突破下,未来能更多应用于中小功率。所以,未来CSP在照明领域产生的可能性尚属未知。

CSP封装技术的确称得上是新技术和好技术,是芯片尺寸封装的一个突破性进展,不容小觑,但它再好,还是原来的“芯片”,所以也无须神化它。至于像斯利通这种陶瓷基板生产商其实也无需担心。毕竟CSP的时代还没有到来而且对于陶瓷基板的应用也不仅仅只是局限于LED这一块。

如今巨头们都在开始发力,那么按照新技术发展的正常逻辑,最快半年,CSP良率和成本问题将会得到解决,最慢也只需要一年。未来,不排除封装和芯片之间的边界,以及封装与组装工艺之间的边界会日渐模糊,而整个LED行业的格局将愈加清晰,风云再起,请各位自行捕捉信号,判断自身发展步伐,伺机而动。

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