晶能光電梁伏波:無支架將是CSP的趨勢

 
「下一代的封裝技術是CSP,而無支架是CSP的趨勢,但關鍵在於如何用無支架的方式解決可靠性問題。」在12月21日由集邦諮詢旗下LEDinside和中國LED網聯合舉辦的2018 LED行情前瞻分析會(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
 
隨著晶片技術的發展以及市場對更高亮度的需求,各種形態的封裝技術應運而生。從早期的引腳式封裝、表面貼裝封裝、高功率型封裝,到後來的COB封裝,再到現今的CSP。
 
(Source: LEDinside CN)
 
CSP(Chip Scale Package)即晶片級封裝,從IC 封裝技術演變而來。CSP LED指的是封裝尺寸小於晶片尺寸1.2倍的封裝元件,其主流結構可分為有支架(偽CSP)和無支架,亦可分為單面發光(小角度發光)與五面發光(大角度發光)。據梁伏波介紹,有支架CSP即在覆晶晶片下墊一個小小的陶瓷基板,目前億光、國星、天電、新世紀均有生產有支架CSP元件,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。
 



(Source: LEDinside CN)

 
(Source: LEDinside CN)
 
五面發光CSP是指螢光粉矽膠/螢光膜壓合,覆蓋覆晶晶片頂部和四周,五面出光;或者是螢光粉敷型塗佈覆蓋晶片四周和頂部,再透明矽膠塑封,五面出光。而單面發光CSP是指覆晶晶片四周白牆,頂部螢光粉矽膠/螢光膜壓製,單面出光。
 
除了上述兩種CSP主流結構外,梁伏波還談到了最新的複合材料反射碗杯結構CSP技術,目前業界能夠實現量產的有晶能光電和日亞。
 


(Source: LEDinside CN)
 
對比三種CSP工藝,各具優點。五面發光CSP光效高、發光角度大等,而單面發光CSP利於二次光學設計、中心照度強等,但均存在亮度不夠、過度依賴於覆晶晶片技術、晶片易被拉裂等不足。複合反射碗杯結構CSP同時具有單面出光、亮度高等特性,採用複合材料把覆晶晶片保護起來,大大增強CSP的可靠性,降低應用端使用過程中的失效風險。
 
基於整體單顆用同樣的LED覆晶晶片的情況下,複合反射碗杯結構亮度分值最高,其次為五面發光。從封裝時的色溫命中率來看,五面發光能做到5~7階,單面發光可做到3階,最新的複合反射碗杯結構也可以做到3階且良率能達到99%以上。相對於傳統封裝,尤其是光品質要求提升的過程中,複合反射碗杯結構CSP可大幅降低成本。
 
CSP作為一種重要的封裝形式,近幾年在業內備受關注,同時也是最具爭議性的技術。梁伏波在演講中指出,CSP最重要的核心在於覆晶晶片,CSP LED需要覆晶晶片良率提高、光效提高、亮度提高與成本降低。CSP技術發展至今,已具有高可靠性,高性價比,熱阻低、可大電流驅動,高光密度等優勢;同時也遇到了一些困惑,諸如,不好用、容易出問題,基板、貼片費用高,亮度不夠等,從而導致CSP目前只應用在手機閃光燈、電視背光等幾個特殊領域。例如,Lumileds的CSP LED應用於閃光燈上,每個月出貨達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也開始應用於一些後裝車燈。
 
然而,在CSP技術面臨的一眾困惑中,首先應解決兩高—高可靠性、高性價比。高可靠性主要涉及兩個方面,即有/無支架之爭和覆晶晶片自身穩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。梁伏波認為無支架是CSP的趨勢,但其關鍵在於如何用無支架的方式解決它的可靠性。
 
性價比方面,最重要的是性能,也就是光效。梁伏波介紹,目前尺寸1,530mil以上覆晶晶片的光效已經逐步超過了正裝晶片。另外一個是低成本的問題,目前覆晶晶片售價比正裝晶片仍貴30%~40%,但其實際成本可控制至貴約10%。
 
作為全球矽基板LED技術的領導者,晶能光電於2013年便開始研發CSP,2014年實現五面發光CSP的量產,發現五面發光傳統CSP有較大的局限性。同年年底決定停產五面發光CSP,並重新研發新一代複合材料反射碗杯結構CSP,於2016年12月對外發布,目前已應用於手機閃光燈、電視背光、汽車大燈等。梁伏波介紹道,目前晶能光電的CSP產品主要包括CSP1717(1W~3W),CSP1919(1W~4W)以及CSP2121(2W~5W)。
 
「對於整個業界來講,CSP技術還處於開荒狀態。」梁伏波表示,「CSP不是封裝廠與晶片廠誰來做的問題,需要業界一起發力推廣,找準自己的位置參入其中,具有很多優勢的CSP必定會在LED光源市場占有一席之地。」
 
日亞預測目前所有的1W及1W以上高功率封裝產品未來都有機會被CSP取代。如果上述問題都得到解決,CSP有望廣泛應用於高功率球泡、商業照明、工業照明、室內照明與戶外照明等領域。(文:LEDinside Nicole)
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