CSP封裝技術(shù)現(xiàn)狀分析

　　談?wù)摿撕镁玫腃SP，在行業(yè)不斷的爭(zhēng)議中漸漸成長(zhǎng)起來(lái)，今天在線君不再想老生常談CSP未來(lái)會(huì)如何、今后會(huì)取代誰(shuí)、是大趨勢(shì)什么的。因?yàn)樽罱谒伎糃SP時(shí)，發(fā)現(xiàn)一個(gè)很有意思的事，那就是CSP變了，變得中國(guó)化了。

　　眾所周知，CSP一出來(lái)，便以取代原有LED封裝的言論震驚四座，這也一度成為行業(yè)各大論壇爭(zhēng)論不休的話題，雖然至今也沒(méi)討論出什么結(jié)果，但是也留下了讓人印象深刻的一些言論。

　　現(xiàn)在看來(lái)，很多人猜對(duì)了開(kāi)始，卻沒(méi)猜對(duì)結(jié)局。知道CSP會(huì)有一部分市場(chǎng)，也知道會(huì)從背光開(kāi)始，但是大家一定沒(méi)有想到當(dāng)初的CSP到了中國(guó)企業(yè)手里，竟然發(fā)生這么多的變化。

　　從CSP工藝說(shuō)封裝

　　經(jīng)過(guò)這么久的發(fā)展，我想大家對(duì)CSP不再是處于陌生的狀態(tài)了。目前實(shí)現(xiàn)CSP的白光工藝有多種方式，其中最理想的實(shí)現(xiàn)方式當(dāng)屬Wafer層級(jí)的，可是目前很多企業(yè)卻不是這種工藝。這是因?yàn)榇斯に噷?shí)現(xiàn)的CSP，熒光膠只能覆蓋其LED芯片的表面，藍(lán)光會(huì)通過(guò)藍(lán)寶石從四周漏出，影響色空間分布的均勻性。

　　因?yàn)檫@樣，所以有企業(yè)考慮去除藍(lán)寶石，采用薄膜芯片工藝的方式，這樣雖減少藍(lán)光的泄露，但工藝成本太高，依然無(wú)法成為主流。這也就導(dǎo)致市面上主流技術(shù)路線仍然是采用切割芯片的技術(shù)。

　　正是因?yàn)榍懈罴夹g(shù)占主流，傳統(tǒng)封裝企業(yè)才有機(jī)會(huì)，因?yàn)橛兄嗨频臒晒夥弁扛?，測(cè)試、編帶等過(guò)程。

　　既然說(shuō)到了封裝，那么目前市面上的CSP主要有以下三大主流封裝結(jié)構(gòu)：　　

　　a. 采用硅膠熒光粉壓制而成，五面出光，光效高，但是頂部和四周的色溫一致性控制較差。

　　b. 采用周圍二氧化鈦保護(hù)再覆熒光膜，只有頂部一個(gè)發(fā)光面，光的一致性和指向性很好，但是損失了四周的光輸出，光效會(huì)偏低。

　　c. 采用熒光膜全覆蓋，再加透明硅膠固定成型，也是五面出光，光效高，光品質(zhì)稍差。

　　除了封裝工藝本身的問(wèn)題，CSP還有這些封裝問(wèn)題

　　首先，過(guò)度依賴于倒裝芯片技術(shù)的提升，如芯片成本、光效、可靠性以及芯片耐ESD的擊穿能力;

　　其次，熒光粉涂覆工藝及其均勻性要求精度高，這直接影響色溫落Bin率及色空間分布;

　　第三，CSP免封裝器件由于體積小，對(duì)SMT貼片的精度要求更高;

　　第四，回流焊工藝將影響到焊點(diǎn)的空洞率，從而影響產(chǎn)品的散熱及可靠性;

　　第五，LED芯片與基板的熱膨脹系數(shù)差異較大容易產(chǎn)生應(yīng)力，將直接影響芯片的信賴性;

　　因此，保證CSP免封裝器件在實(shí)現(xiàn)優(yōu)異光效的同時(shí)，保證器件的信賴性是其在應(yīng)用端發(fā)展的關(guān)鍵因素。

　　困難重重下，封裝企業(yè)干了啥?

　　雖然CSP存在著諸多問(wèn)題，但是作為L(zhǎng)ED封裝的龍頭企業(yè)們，都在加速推動(dòng)產(chǎn)品的發(fā)展，他們對(duì)csp花了很多心思，以下是在線君詢問(wèn)一些企業(yè)的情況。

　　瑞豐

　　以往的單面出光 CSP僅僅考慮將側(cè)光圍擋，并未從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上將這類光進(jìn)行方向引導(dǎo)并提取出來(lái)。瑞豐針對(duì)單面出光 CSP產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行改善，將白墻膠處理成有開(kāi)口傾斜角度之后的結(jié)構(gòu)?！　?/p>

　　這種結(jié)構(gòu)能夠?qū)⒃緯?huì)在白墻、熒光粉顆粒、芯片和膠體內(nèi)反復(fù)反射、折射，最終被吸收轉(zhuǎn)換成熱量的熒光膠激發(fā)的水平方向部分光子，通過(guò)傾斜的白墻側(cè)壁導(dǎo)向出光面，這樣大幅提升了光效。

　　除了這個(gè)，還要提下瑞豐的FEMC產(chǎn)品，因?yàn)镃SP的核心還是FC，而瑞豐把自己的EMC強(qiáng)項(xiàng)和FC結(jié)合在一起，開(kāi)啟了封裝企業(yè)的新模式。這個(gè)發(fā)展正如德豪潤(rùn)達(dá)莫慶偉博士所說(shuō)，CSP不是洪水猛獸，它也不會(huì)一劍封喉，相反它的出現(xiàn)是一場(chǎng)LED產(chǎn)業(yè)的革新，也是一場(chǎng)挑戰(zhàn)，但同時(shí)更是新機(jī)遇!　　

FEMC結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

　　雷曼

　　雷曼使用的CSP器件采用熒光膠壓合的制備工藝制備而成，擁有器件無(wú)外加封膠結(jié)構(gòu)，通過(guò)對(duì)熒光膠的改良與配置，調(diào)控CSP的側(cè)面與頂部的熒光層厚度，可以提高器件光的一致性，改善CSP器件在終端應(yīng)用的光斑問(wèn)題?！　?/p>

CSP器件的制備方式

　　兆馳節(jié)能照明

　　兆馳的傳統(tǒng)五面出光CSP(如圖a)和單面出光CSP(如圖b)，目前已成功量產(chǎn)并穩(wěn)定供貨，進(jìn)入2017年，將延既定的CSP結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移技術(shù)路線持續(xù)推陳出新?！　?/p>

　　相比SMD光源，五面出光CSP光源在亮度、可靠性方面已有明顯優(yōu)勢(shì)，但因自身獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，存在光色均勻性不足的缺點(diǎn);為解決此問(wèn)題，兆馳開(kāi)發(fā)出了如圖(g)所示的多面出光CSP;相比傳統(tǒng)五面CSP，多面出光CSP的光色均勻性顯著提升。

　　傳統(tǒng)的單面CSP(圖b)，在四周仍然存在少量出光，出光角度過(guò)大，不利于背光模組的光學(xué)匹配，為解決此問(wèn)題，兆馳開(kāi)發(fā)出了高聚光性能單面CSP(如圖c)，通過(guò)四周傾斜的反光膠，使單面CSP出光角度更小;另一結(jié)構(gòu)(如圖f)所示，實(shí)現(xiàn)聚光的同時(shí)，對(duì)熒光膠層起到了很好的保護(hù)作用;圖(i)結(jié)構(gòu)在聚光的同時(shí)，把倒裝晶片側(cè)邊的光輸出收集起來(lái)，實(shí)現(xiàn)亮度提升。　　

　　行家光電

　　起源于美國(guó)硅谷的行家光電在CSP制造上，使用了基于自主研發(fā)設(shè)備的真空薄膜涂覆專利技術(shù)，在芯片表面形成致密、均勻、超薄的熒光粉薄膜之后再覆蓋硅膠。通過(guò)半導(dǎo)體級(jí)的制造設(shè)備和工藝控制實(shí)現(xiàn)高落BIN率與色彩一致性。

　　相比模頂熒光膠成型等厚膜結(jié)構(gòu)，行家薄膜結(jié)構(gòu)有效提高CSP熱穩(wěn)定性的同時(shí)，更能提高光效。與噴涂技術(shù)明顯不同的是，由于采用了干濕分離的技術(shù)，可依次涂覆多種熒光粉與硅膠，實(shí)現(xiàn)分層共形涂覆(Layer by Layer Conformal Coating)。分層共形結(jié)構(gòu)更可實(shí)現(xiàn)對(duì)CSP出光角度的控制，針對(duì)不同的應(yīng)用，擇優(yōu)選擇從120度到170度的出光角?！　?/p>

　　行家光電CSP已成功應(yīng)用于手機(jī)閃光燈、電視背光與車用照明市場(chǎng)。經(jīng)由行家光電獨(dú)特的防水CSP封裝結(jié)構(gòu)，與分層涂覆技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)濕氣高度敏感的熒光材料如量子點(diǎn)的有效封裝，制造成廣色域電視機(jī)背光所使用的CSP，實(shí)現(xiàn)超越OLED的高達(dá)110%的色域值;亦可使用KSF熒光材料制成手機(jī)背光所需的0.3T側(cè)入式光源。

　　天電

　　最后還要說(shuō)個(gè)產(chǎn)品NCSP，雖然拜訪過(guò)很多CSP企業(yè)，都說(shuō)這不是真正CSP，是不是真正的CSP真的有那么重要嗎?如果同款的NCSP和CSP性能一樣，但是NCSP的成本卻還低，那為啥要用CSP?！　?/p>

NCSP結(jié)構(gòu)圖

　　其實(shí)對(duì)于衍生出來(lái)的新形式，在線君認(rèn)為L(zhǎng)ED人應(yīng)該保持著學(xué)習(xí)和了解的心態(tài)，因?yàn)檎l(shuí)也說(shuō)不好它不會(huì)成為新的形式，我覺(jué)得這也是CSP在封裝企業(yè)手中的改變，以后可能還有其他形式出現(xiàn)，比如像PPA+FC等這些周邊衍生產(chǎn)品。

　　當(dāng)然這只是我們看到的冰山一角，還有很多LED封裝企業(yè)在打造自己的專屬CSP結(jié)構(gòu)。如果您未在其中，而又在CSP封裝有突破性的技術(shù)可以聯(lián)系在線君，我們一起討論，并在下次CSP的專題上刊登。