CSP的全稱是Chip Scale Package，中文意思是芯片級(jí)封裝、芯片尺寸封裝。傳統(tǒng)定義為封裝體積與LED晶片相同(簡(jiǎn)稱“晶片級(jí)封裝”)，或是體積不大于LED晶片20%且功能完整的封裝元件。因?yàn)樾酒瑳](méi)有經(jīng)過(guò)傳統(tǒng)的固晶和焊線這些封裝流程，所以CSP又俗稱“無(wú)封裝芯片”。這種叫法最早由中國(guó)臺(tái)灣命名，并傳入中國(guó)大陸。由于宣稱“無(wú)封裝”，因此CSP廣泛引起業(yè)內(nèi)人士的興趣，成為時(shí)下談?wù)摰臒衢T話題。
LED企業(yè)的潮流新寵
CSP是2007年由Philips Lumileds推出來(lái)，其后一直沒(méi)動(dòng)靜，直到2012、2013年開(kāi)始才成為L(zhǎng)ED業(yè)界最具話題性的技術(shù)。飛利浦、科銳、三星等企業(yè)被認(rèn)為是CSP巨頭。
在韓國(guó)，三星出貨量最大的LM-131A的芯片尺寸是0.78mm×0.78mm，封裝尺寸是1.42mm×1.42mm，嚴(yán)格來(lái)說(shuō)不滿足CSP封裝尺寸要求，所以稱為CSP似乎有點(diǎn)不嚴(yán)謹(jǐn)。三星在今年推出的第二代芯片級(jí)封裝器件CSP，尺寸達(dá)到1.2mm×1.2mm，比第一代CSP縮小30%，同時(shí)性能卻提高了10%。三星LED中國(guó)區(qū)總經(jīng)理唐國(guó)慶表示CSP將是三星2015年重點(diǎn)發(fā)展產(chǎn)品。首爾半導(dǎo)體則宣稱1.9mm×1.9mm以及1.5mm×1.5mm的CSP芯片已實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。
在日本，東芝在去年推出一款尺寸僅為0.65mm× 0.65mm的白光芯片級(jí)封裝LED(CSP-LED)，號(hào)稱行業(yè)最小。日亞的覆晶封裝(FCCSP)產(chǎn)線預(yù)計(jì)今年10月起即可每個(gè)月達(dá)數(shù)千萬(wàn)顆的初期產(chǎn)能，目標(biāo)在未來(lái)3-5年內(nèi)將覆晶封裝LED推上市場(chǎng)主流位置。
在臺(tái)灣，隆達(dá)電子去年發(fā)布首款無(wú)封裝白光LED芯片，并已小量試產(chǎn);今年又宣稱發(fā)布業(yè)界最小CSP無(wú)封裝UVLED封裝產(chǎn)品。臺(tái)積電則向業(yè)界分享了“WLCSP封裝可靠性”的內(nèi)容，其技術(shù)水平引起業(yè)內(nèi)關(guān)注。
在國(guó)內(nèi)，CSP僅限在話題性，真正展出的產(chǎn)品不多，天電、德豪潤(rùn)達(dá)、晶科等LED企業(yè)表示將陸續(xù)推出CSP產(chǎn)品。國(guó)內(nèi)最先將倒裝技術(shù)應(yīng)用于白光LED的是江蘇長(zhǎng)電，而真正開(kāi)創(chuàng)倒裝無(wú)金線封裝新潮流的是廣州晶科電子。晶科電子總裁特助宋東表示，晶科的LED無(wú)金線倒裝技術(shù)已大量應(yīng)用在大功率路燈、電視機(jī)背光系列、手機(jī)閃光燈系列，在全球市場(chǎng)中大約已經(jīng)占了10%左右的份額。宋東還披露：“晶科電子在前些年已經(jīng)開(kāi)始對(duì)芯片級(jí)光源也就是CSP進(jìn)行研發(fā)了，經(jīng)過(guò)了這幾年的技術(shù)處理今年已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)批量化生產(chǎn)，而且已經(jīng)得到了大量的應(yīng)用。在未來(lái)我們大概會(huì)有超過(guò)40%-50%的市場(chǎng)份額?！?/p>
最近值得關(guān)注的另一家國(guó)內(nèi)企業(yè)是立體光電。6月份，廣東朗能入股立體光電公司，并舉辦了CSP專用設(shè)備揭幕典禮。立體光電是從去年年初開(kāi)始以CSP技術(shù)及解決方案吸引業(yè)內(nèi)的目光，有說(shuō)法認(rèn)為它是全國(guó)第一家能夠?qū)o(wú)封裝芯片批量使用的企業(yè)。立體光電總經(jīng)理程勝鵬在與三星簽約合作協(xié)議時(shí)表示，2015年將會(huì)是無(wú)封裝芯片推廣應(yīng)用的元年，未來(lái)兩三年內(nèi)相信無(wú)封裝芯片會(huì)大行其道。
優(yōu)勢(shì)凸顯的封裝技術(shù)
立體光電總經(jīng)理程勝鵬表示CSP具有諸多優(yōu)點(diǎn)：1、穩(wěn)定性更好，沒(méi)有了金線和支架，故障率更低。安裝、運(yùn)輸、儲(chǔ)存過(guò)程中損壞的幾率大幅降低，減少生產(chǎn)損耗。2、尺寸更小，光密度更高，更利于光的控制。3、熱阻更低，直接接觸芯片底部鍍焊盤，減少熱阻層。4、靈活性更好，可以任意組合成各種功率和串并數(shù)。5、性價(jià)比更高，減少了支架和硅膠的用量，減少了封裝這一流通環(huán)節(jié)，整體成本降低。
CSP被支持者認(rèn)為是LED未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。首先，從性能上來(lái)看，不僅解決封裝體積微型化的發(fā)展與改善散熱問(wèn)題，而且能夠?qū)崿F(xiàn)單個(gè)器件封裝的簡(jiǎn)單化，小型化，可以大大降低每個(gè)器件的物料成本，所以量產(chǎn)實(shí)現(xiàn)的產(chǎn)能很大。其次，從現(xiàn)有發(fā)展模式上來(lái)看，行業(yè)發(fā)展從“芯片廠+封裝廠+應(yīng)用商”模式走向“芯片廠+應(yīng)用商”的模式，省去封裝環(huán)節(jié)，縮短產(chǎn)業(yè)鏈，是會(huì)降低整個(gè)流通成本，讓LED價(jià)格更貼近百姓。最后，從以前封裝制程來(lái)看，高功率封裝以thinfilm晶片為基礎(chǔ)，再將晶片貼合到陶瓷基板上，再進(jìn)行熒光粉涂布，而中低功率封裝則多以水平晶片為基礎(chǔ)，使用導(dǎo)線架并且需要打線制程，或是采QFN封裝型態(tài)，在噴涂熒光粉的方式進(jìn)行。而CSP技術(shù)為高功率與中功率封裝型態(tài)帶來(lái)新選擇。
[NT:PAGE]不同的聲音來(lái)自對(duì)“無(wú)封裝”、“免封裝”這一命名的質(zhì)疑。在市場(chǎng)上許多人稱“白光晶片”為“免封裝晶片”，事實(shí)上，LED產(chǎn)業(yè)從未出產(chǎn)過(guò)不需要封裝就能使用的晶片。免封裝之所以不可行，主要理由是封裝后的線路，無(wú)論是打線或倒裝型式的電聯(lián)結(jié)區(qū)域，都會(huì)因暴露在含水的空氣中氧化，進(jìn)而失效。為了不讓電聯(lián)結(jié)失效，無(wú)可避免地要用隔水隔氣的透明材質(zhì)包裹于晶片與焊接區(qū)外，以完成LED光學(xué)元件。由于倒裝晶片采取共金焊接加工，取代典型打線制程，熒光層則包覆于作為出光窗口的藍(lán)寶石及晶片側(cè)壁上，因此外觀看來(lái)似能免除封裝的大部分程序。而實(shí)際運(yùn)用上，無(wú)論是為了光型還是為了出光率，采用適當(dāng)折射率的透明膠體作外封介質(zhì)，都是必要的。所以，“免封裝”自始至終都不曾存在。
質(zhì)疑者還指出，CSP從本質(zhì)上看仍舊處于原有提升lm/$的軌跡上，無(wú)非還是搶占了其它封裝的市場(chǎng)份額，一沒(méi)有拓展行業(yè)生存空間，二也沒(méi)有降低行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)壓力，即使實(shí)現(xiàn)了2500lm/$，也沒(méi)有什么價(jià)值。支持者則強(qiáng)調(diào)，最早使用CSP的是背光和閃光燈，目前蘋果和三星的手機(jī)閃光燈都是使用CSP無(wú)封裝芯片，三星和LG的超薄電視部分使用的CSP無(wú)封裝芯片;在照明行業(yè)，CSP因?yàn)轶w積小，靈活度高，應(yīng)用范圍非常廣泛。
關(guān)于CSP技術(shù)對(duì)LED封裝產(chǎn)業(yè)的影響，在理論上，LED封裝廠取得白光晶片后，就不再需要為了混光配色大傷腦筋。配色的責(zé)任將上移到晶片制造端，只要封裝端控制好進(jìn)貨，庫(kù)存或廢料風(fēng)險(xiǎn)就能有效降低。順著這個(gè)思路，接下來(lái)只要白光晶片貨源穩(wěn)定，封裝廠可減少混光配色的制造程序與資本支出。整體看來(lái)，白光晶片的出現(xiàn)似對(duì)封裝業(yè)者有利。但免除了舊風(fēng)險(xiǎn)，新風(fēng)險(xiǎn)接踵而至：當(dāng)混光配色的責(zé)任上移到了晶片制造端后，封裝廠的重要性也將隨之減少。因此白光晶片，按理說(shuō)，將會(huì)對(duì)LED封裝產(chǎn)業(yè)造成很大的沖擊。
聲稱掌握CSP技術(shù)的LED企業(yè)也認(rèn)為對(duì)當(dāng)前的“CSP熱”要理智看待。晶科電子總裁特助宋東說(shuō)：“CSP不是萬(wàn)能的，它是針對(duì)不同的產(chǎn)品有不同的應(yīng)用，適合你的，你這個(gè)產(chǎn)品才有市場(chǎng);不適合你的，你這個(gè)產(chǎn)品就沒(méi)有市場(chǎng)。最終還是要靠消費(fèi)者市場(chǎng)來(lái)決定。”他還表示，“針對(duì)不同的產(chǎn)品來(lái)做倒裝的無(wú)封裝技術(shù)，就像我們的日光燈、廣告球泡燈就不適合用這這種無(wú)金線產(chǎn)品，但是針對(duì)電視機(jī)和路燈以及手機(jī)閃光燈就比較適合。不同領(lǐng)域需求是不一樣的，對(duì)產(chǎn)品的定位也不一樣。我認(rèn)為每種封裝方式在不同的領(lǐng)域中都各有優(yōu)勢(shì)。”
鴻利光電總經(jīng)理雷利寧坦陳，CSP封裝技術(shù)面臨著諸多技術(shù)難點(diǎn)，包括封裝工藝的難易度不同、如何選取工藝，不同工藝性能的差異如何來(lái)進(jìn)行優(yōu)化，CSP產(chǎn)品的尺寸是多樣化的、怎么樣實(shí)現(xiàn)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的推廣，是否存在更具有突破性的工藝等一系列的問(wèn)題。業(yè)內(nèi)人士指出，CSP產(chǎn)品價(jià)格相對(duì)于照明領(lǐng)域產(chǎn)品仍在較高價(jià)位，并且很多企業(yè)并未能實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，但其應(yīng)用于LED背光領(lǐng)域、手機(jī)閃光燈的市場(chǎng)一直在增長(zhǎng)。在CSP產(chǎn)品的良率和成本問(wèn)題還未得到解決之前，在照明領(lǐng)域，SMD封裝等這一性價(jià)比極高的技術(shù)仍將會(huì)是主流。
沸沸揚(yáng)揚(yáng)的業(yè)界聲音
鴻利光電總經(jīng)理雷利寧：
“我們必須直視和面對(duì)CSP的來(lái)臨，我們也在做技術(shù)突破和努力?！?/p>
易美芯光(北京)科技有限公司執(zhí)行副總裁劉國(guó)旭：
“目前CSP的發(fā)展暫時(shí)沒(méi)有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，大家的尺寸不像中功率2835、4014、5630那樣都采用同樣的標(biāo)準(zhǔn)。若形成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，它的推廣將會(huì)加速。照明要使用CSP可能還需要一些時(shí)間，或需開(kāi)發(fā)更小尺寸的CSP?！?/p>
廣東省半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)聯(lián)合創(chuàng)新中心主任眭世榮：
“從技術(shù)方面看，無(wú)封裝芯片具備穩(wěn)定性好、光色一致性好、熱阻低等優(yōu)勢(shì)，與此同時(shí)，無(wú)封裝芯片也十分符合我國(guó)當(dāng)前LED產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化、組件化的發(fā)展大趨勢(shì)?！?/p>
三星電子執(zhí)行副社長(zhǎng)譚昌琳：
“一項(xiàng)產(chǎn)業(yè)新技術(shù)從誕生到落地，需要很多配套，能讓業(yè)界快速使用到產(chǎn)品，而未來(lái)CSP將是芯片領(lǐng)域的趨勢(shì)。對(duì)此三星將不斷努力創(chuàng)新，明年將推出全新的碳化硅襯底，這將是一個(gè)新紀(jì)元的開(kāi)始?！?/p>
亮銳(Lumileds)亞洲區(qū)市場(chǎng)總監(jiān)周學(xué)軍：
“如果未來(lái)不能夠掌握CSP技術(shù)及產(chǎn)品的話，可能會(huì)面臨淘汰的危險(xiǎn)。CSP技術(shù)進(jìn)入的門檻非常高，超越照明行業(yè)原先一把螺絲刀所能解決的范疇。”
科銳中國(guó)區(qū)總經(jīng)理邵嘉平：
“目前CSP無(wú)封裝芯片已應(yīng)用到背光屏幕、通用性照明等領(lǐng)域，相信隨著CSP不斷創(chuàng)新完善，未來(lái)將在閃光燈、汽車燈、顯示屏等領(lǐng)域擁有更大的發(fā)展空間，創(chuàng)造出更大的價(jià)值?！?/p>
晶能光電總經(jīng)理梁伏波：
“CSP無(wú)封裝技術(shù)早幾年就已應(yīng)用到顯示屏領(lǐng)域，但由于各種因素使得芯片有好地方，也有不好的地方，讓人很頭疼?！?/p>
臺(tái)灣晶元光電行銷中心協(xié)理林依達(dá)：
“芯片級(jí)封裝并不是沒(méi)有封裝，至少看來(lái)還是沒(méi)有辦法做到免封裝，所以不可能革掉傳統(tǒng)封裝的命，而且從LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展至今，并沒(méi)有一項(xiàng)封裝技術(shù)完完全全替代另一項(xiàng)封裝技術(shù)?！?/p>
德豪潤(rùn)達(dá)芯片事業(yè)部副總裁莫慶偉：
“當(dāng)初2835或者5630就是當(dāng)時(shí)韓國(guó)電視機(jī)背光把它簡(jiǎn)化到了極致，大批量的生產(chǎn)，最終這個(gè)技術(shù)滲透和占領(lǐng)照明市場(chǎng)，CSP很有可能走同樣的路。因?yàn)槟壳癈SP在電視背光上已得到大規(guī)模的應(yīng)用，可靠性提高，成本降低，照明市場(chǎng)很有可能繼續(xù)重演此戲。”
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