九正建材网资讯

深度分析及挖掘CSP的商业照明价值

来源: OFweek 半导体照明网 发布日期:2015-12-17 14:29:50 查看次数:
【九正建材网】 由于CSP(芯片级封装)拥有小尺寸、大发光角度、大电流驱动、优异的散热性能及高可靠性等优势,晶科电子总裁肖国伟博士对CSP应用于背光源及通用照明市场充满信心。同时,他提到:“整个2015年,CSP在BLU背光源市场也开始崭露头角,与其配套的

由于CSP(芯片级封装)拥有小尺寸、大发光角度、大电流驱动、优异的散热性能及高可靠性等优势,晶科电子总裁肖国伟博士对CSP应用于背光源及通用照明市场充满信心。同时,他提到:“整个2015年,CSP在BLU背光源市场也开始崭露头角,与其配套的透镜资源趋近成熟,CSP有望成为直下式背光源的**解决方案。”

倒装芯片技术结合封装技术,可以**实现上下游技术垂直整合,缩短产业链,降低成本,是实现芯片级封装的主流技术路线。倒装LED芯片未来市场份额会扩大,2016年将接近30%。肖博士表示:“未来,随着8英寸硅片晶圆技术的成熟,CSP光源成本将迅速下降,有望在2016年批量应用于通用照明市场。”

CSP在LED行业具备较高的应用价值,但如何才能将CSP光源的价值发挥到极致呢?**就需要深入了解CSP性能优缺点及其发展状况,那么小编现在就带领大家一起去探个究竟。

**,什么是CSP?

Chip Scale Package 是指芯片尺寸封装,其封装尺寸和芯片核心尺寸基本相同,所以称为CSP,其内核面积与封装面积的比例约为1:1.1,凡是符合这一标准的封装都可以称之为CSP。

20世纪60年代,DIP封装后产品大约是裸芯片大小的100倍。从那时开始,封装技术的不断发展使得封装面积和芯片面积之比逐渐降低到4~5倍。

CSP封装的产品面积,大约是芯片面积的1.2倍或者更小。这样的封装形式大大提高了PCB上的集成度,减小了电子器件的体积和重量,提高了产品的性能。

实际上,CSP只是一种封装标准类型,不涉及具体的封装技术,只要达到它的尺寸都可称之为CSP封装。而一些封装技术如uBGA、WBGA、TinyBGA、FBGA小型芯片封装技术则是CSP的表现形式。CSP没有固定的封装技术,自己更不是一种封装技术,厂商只要有实力,可以开发出更多符合CSP标准的封装技术。

CSP有哪些技术优势?

**,CSP由于无封装芯片具备稳定性好、光色一致性好、灵活性强、热阻低等优势,因此逐渐被业界所看好。同时产品一是无金线,无封装器件,可靠性更高,采用电性连接面接触,热阻低,可耐大电流。与此同时,芯片级封装将芯片直接共晶焊接封装底部焊盘,简化了生产流程,降低了生产成本;二是无支架,热阻大幅降低,同样器件体积可以提供更大功率。

无封装芯片的核心优势主要体现在以下三方面:**CSP迎合了目前LED照明应用微小型化的趋势,无封装芯片尺寸更小,设计更加灵活,打破了光源尺寸给设计带来的限制;其二,在光通量相等的情况,减少发光面可提高光密度,使得光效更高;其三,无封装芯片无需金线、支架、固晶胶等,性价比和成本优势更明显。

灯具设计上,由于CSP封装尺寸大大减小,可使灯具设计更加灵活,结构也会更加紧凑简洁。在性能上,由于CSP的小发光面、高光密特性,易于光学指向性控制;利用倒装芯片的电极设计,使其电流分配更家均衡,适合更大电流驱动;Droop效应的减缓,以及减少了光吸收,使CSP具有进一步提升光效的空间。在工艺上, 蓝宝石使荧光粉与芯片MQW区的距离增加,荧光粉温度更低,白光转换效率也更高。

CSP技术成熟后会对哪些领域产生影响?

其实,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。CSP只是一种产品形式,是整个LED产品类别的一个补充,短期不会对整个封装态势造成太大的影响。当然,现有的封装仍旧有它存在的价值,并且在CSP产品的良率和成本问题还未得到解决之前仍将是**主流的封装形式。在照明领域,SMD封装这一性价比极高的技术仍将会是主流,可以预期至少3-5年内还是SMD的天下,CSP良率问题也至少要3年左右去攻克。从目前众多CSP工厂的良率粗略估计在70%左右,所以传统封装企业大可不必惊慌。

2016年封装企业努力提高机器的效率,淘汰产能低下的设备,通过技术改进提升良率才是目前重点。在CSP规模化量产应用之后,价格应该不是问题,主要是CSP现在的良率问题,理论上来讲是可以做到比SMD更低的价格。

那么CSP要真正应用于照明市场还需要攻克哪些难关呢?

1、CSP在封装上存在难题:

a、光效设计对比正装芯片不具性价比优势;

b、同功率同光效下,正装芯片的良品率和技术成熟程度比目前的CSP更有优势;

c、同光效同光通量输出时,正装亦有优势;

2、在应用端的使用是CSP的**大挑战

它在应用端如何使用是一个很大的挑战,一些传统灯具组装厂对CSP的接受程度不高,因为现有贴片设备可能无法满足CSP小尺寸芯片的精细要求,若使用不当会出现一些品质及可靠性问题。

3、CSP还不能实现贴片、光衰等方面的兼容。

由于倒装芯片下方的GaN(膨胀系数小于5ppm/K)以及多层金属结构与MCPCB(膨胀系数18-23ppm/K)存在较大的热膨胀失配,固晶后直焊结构便出现了较大的漏电,且停止通电后,漏电电流随芯片冷却时间延长明显降低,可以推断材料热膨胀失配所产生的应力极易破坏GaN层,引入过渡衬底可抑制或阻挡应力向GaN层传导。

4、产品、工艺设计难度加大;对可靠性要求高即对死灯、漏电等需换灯返修的失效容忍度更低;对可焊接性要求高,表现为PAD小而且密度高,面临虚假焊难题;灯体表面处理水平要求高。

CSP有哪些市场应用?

CSP作为一种新的封装技术,在下一代分立式中大功率LED应用中吸引行业关注,并在lm/$具有较大提升空间。随着倒装芯片良率的提升及产能规模的扩大,其价格优势将体现更加明显。今天,CSP已经不只停留在研发室内,已经在某些应用中大批量生产,并显示出其优势与价值。

比如,近两年,Lumileds的CSP在手机闪光灯应用中已批量生产;韩国厂商的CSP在直下式电视也已实现量产;易美芯光作为国内较早从事CSP研发的公司,也已成功开发出1313及1111等系列CSP产品,配合优化的二次透镜,可以把直下式电视中LED颗数减少三分之一甚至一半,从而降低系统成本。同时,由于该产品散热及电流密度的优势,亮度可以更高,满足了4K/2K以及高色域对亮度的要求。另外,在通用照明全周光球灯及灯具上,以及手机闪光灯的应用也在开发中。

随着CSP的技术在不断演进,尺寸将不断缩小,应用将更加广泛。同时可靠性也在不断提升,使其有望成为下一代分立大功率LED器件的主要封装形式。

CSP的应用展望

近年来芯片行业毛利率持续大幅下滑,明年价格还会继续下降,但是会逐渐放缓,因为一些基础材料已经接近极限。尤其当采用CSP封装,因为BOM成本中芯片占了8成以上, 在性价比为先的当下,CSP未来的价格优势尤为明显,将成为上游企业为下游客户提供更有竞争力光源的技术方向。

或许正如肖国伟博士所言,CSP在2016年批量应用于通用照明市场将不再是奢望。

推荐阅读

更多>>

商业照明

发表评论

关于九正 会员服务 广告服务 访客留言 企业邮箱 网站地图 建材专栏 地区专栏 产品归档 产品地图 服务条款
九正建材网 版权所有©2000-2024      九正建材网全国免费服务热线:400 6464 001 传真:028-83370196