CSP LED封裝技術(shù)會(huì)成為主流嗎？

?作者：工程師曾玲 

一直以來(lái)，業(yè)界對(duì)CSP本身有誤區(qū)。 CSP的全稱是Chip Scale Package，中文意思是芯片級(jí)封裝器件。它沿用了IPC標(biāo)準(zhǔn)J－STD－012對(duì)CSP封裝的定義，指的是封裝尺寸與芯片尺寸之比不大于1．2倍的功能完整的封裝器件。

就CSP而言，它并不代表低成本，也不代表CSP在性能上如何如何的優(yōu)越，更不代表CSP要革什么傳統(tǒng)封裝的命等等。CSP僅僅只是一種封裝形式的定義，類似SMD。

要討論CSP的成本優(yōu)勢(shì)，必須結(jié)合CSP封裝形式所帶來(lái)的好處，以及這種CSP封裝形式在特定應(yīng)用領(lǐng)域里能不能帶來(lái)新的使用功能，能不能給終端用戶帶來(lái)新的附加價(jià)值。

目前CSP LED的主流結(jié)構(gòu)可分為有基板和無(wú)基板，也可分為五面發(fā)光與單面發(fā)光。所說(shuō)的基板自然可以視為一種支架。很顯然，為了滿足CSP對(duì)封裝尺寸的要求，傳統(tǒng)的支架，如2835，的確不能使用，但并不意味著CSP LED無(wú)支架，其實(shí)，CSP LED使用的基板成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于SMD。受尺寸所限，CSP LED通常不能使用需要焊線的芯片，如正裝芯片或垂直芯片，只能使用倒裝芯片或薄膜倒裝芯片。

就芯片本身的制造成本而言，再考慮到規(guī)模效應(yīng)的影響，倒裝芯片的價(jià)格短時(shí)期內(nèi)始終大于正裝芯片。采用倒裝芯片制作CSP LED所面臨的高精度芯片焊接或排布，熒光粉膠噴涂、膜壓、模壓或圍壩內(nèi)點(diǎn)膠、涂敷，LED切割分光分色，以及編袋等，其技術(shù)含量、制程復(fù)雜程度、以及設(shè)備的要求其實(shí)并不比傳統(tǒng)封裝業(yè)來(lái)得簡(jiǎn)單、廉價(jià)與成熟。

綜合以上分析，可以結(jié)論（1）CSP只是一種封裝器件在LED領(lǐng)域的應(yīng)用，可以視為一種有別于SMD的全新的產(chǎn)品形式。（2）CSP LED目前尚未形成公認(rèn)成熟的工藝路線、設(shè)備條件，亦未形成主流的封裝結(jié)構(gòu)。（3）無(wú)論采用何種方式方法，CSP LED的流明成本在可預(yù)見的未來(lái)不可能低于以正裝芯片和2835為代表的傳統(tǒng)LED的流明成本。

CSP LED一定是未來(lái)主流產(chǎn)品

那么CSP LED能否成為未來(lái)主流產(chǎn)品嗎？結(jié)論是肯定的，但必須緊緊圍繞CSP LED的特點(diǎn)去尋找CSP LED的性價(jià)比、用戶體驗(yàn)與附加價(jià)值，否則，在短時(shí)期內(nèi)，CSP LED的應(yīng)用規(guī)模會(huì)受其制造成本據(jù)高不下的制約。

CSP LED的特點(diǎn)就是小尺寸，大電流，高可靠。為達(dá)到小尺寸，大電流，高可靠的目的，CSP LEDs應(yīng)該帶有陶瓷基板，如深圳大道半導(dǎo)體有限公司采用陶瓷基板＋倒裝芯片制造的立體全包裹五面發(fā)光CSP LED（如圖一所示）和采用陶瓷基板＋薄膜倒裝芯片制造的純單面發(fā)光CSP  LEDs（如圖二所示）。

圖一：陶瓷基板＋倒裝芯片制造的立體全包裹五面發(fā)光CSP LED（源自深圳大道半導(dǎo)體有限公司，黃色代表熒光膠、藍(lán)色代表倒裝芯片，紅色代表焊墊，灰色代表陶瓷基板）

圖二：陶瓷基板＋薄膜倒裝芯片制造的純單面發(fā)光CSP LEDs（源自深圳大道半導(dǎo)體有限公司，黃色代表熒光膠、棕色代表薄膜倒裝芯片，白色代表白墻，紅色代表焊墊，灰色代表陶瓷基板）

與不帶陶瓷基板的CSP LED相比，帶陶瓷基板的CSP LED具有以下特點(diǎn)：（1）與標(biāo)準(zhǔn)SMT兼容，回流焊接質(zhì)量好，良率高，成本低。（2）抗冷熱沖擊和大電流沖擊能力強(qiáng)。（3）熒光膠粘著牢固，不易因超驅(qū)使用時(shí)的熱脹冷縮和因外界觸摸碰撞時(shí)導(dǎo)致掉落而帶來(lái)藍(lán)光洩出。（4）除背面焊墊外，整個(gè)結(jié)構(gòu)中無(wú)裸露銀層，相比傳統(tǒng)封裝形式，具有更好的抗鹵化抗硫化能力，以及耐熱耐濕耐潮能力。

對(duì)采用陶瓷基板＋倒裝芯片制造的立體全包裹五面發(fā)光CSP LED與采用陶瓷基板＋薄膜倒裝芯片制造的純單面發(fā)光CSP LEDs相比較，前者發(fā)光角度大，后者發(fā)光角度小，亮度更高，投射距離更遠(yuǎn)；前者由于四角四邊與正面出光強(qiáng)度和熒光粉膠涂敷不均勻會(huì)導(dǎo)致空間顏色均勻性不佳，后者無(wú)側(cè)光，正面無(wú)焊墊暗區(qū)，無(wú)藍(lán)芯黃圏現(xiàn)象，空間顏色均勻性最佳；前者由于倒裝芯片的襯底依然存在，使得其膠面溫度比后者相對(duì)偏高，使得后者能承受更大的驅(qū)動(dòng)電流。

綜合以上，以小尺寸、大電流、高可靠為特征的CSP LED比較不適用于泛光照明，比較適用于點(diǎn)光源，以及有投射距離，發(fā)光角度，中心照度等要求的方向性投射類照明領(lǐng)域，如背光源，閃光燈，投影儀，強(qiáng)光照明燈具（車燈、探照燈、手電筒、工作燈、戶外高棚燈、景觀等），小角度照明燈具等。