小封裝大未來, CSP LED的本質與未來解讀

CSP只是一種封裝形式

一直以來，業界對CSP本身有誤區。 CSP的全稱是Chip Scale Package，中文意思是晶元級封裝器件。它沿用了IPC標準J-STD-012對CSP封裝的定義，指的是封裝尺寸與晶元尺寸之比不大於1.2倍的功能完整的封裝器件。就CSP而言，它並不代表低成本，也不代表CSP在性能上如何如何的優越，更不代表CSP要革什麼傳統封裝的命等等。CSP僅僅只是一種封裝形式的定義，類似SMD。要討論CSP的成本優勢，必須結合CSP封裝形式所帶來的好處，以及這種CSP封裝形式在特定應用領域裡能不能帶來新的使用功能，能不能給終端用戶帶來新的附加價值。

目前CSPLED的主流結構可分為有基板和無基板，也可分為五面發光與單面發光。所說的基板自然可以視為一種支架。很顯然，為了滿足CSP對封裝尺寸的要求，傳統的支架，如2835，的確不能使用，但並不意味著CSPLED無支架，其實，CSPLED使用的基板成本遠遠高於SMD。受尺寸所限，CSPLED通常不能使用需要焊線的晶元，如正裝晶元或垂直晶元，只能使用倒裝晶元或薄膜倒裝晶元。

就晶元本身的製造成本而言，再考慮到規模效應的影響，倒裝晶元的價格短時期內始終大於正裝晶元。採用倒裝晶元製作CSPLED所面臨的高精度晶元焊接或排布，熒光粉膠噴塗、膜壓、模壓或圍壩內點膠、塗敷，LED切割分光分色，以及編袋等，其技術含量、製程複雜程度、以及設備的要求其實並不比傳統封裝業來得簡單、廉價與成熟。

綜合以上分析，可以結論（1）CSP只是一種封裝器件在LED領域的應用，可以視為一種有別於SMD的全新的產品形式。（2）CSPLED目前尚未形成公認成熟的工藝路線、設備條件，亦未形成主流的封裝結構。（3）無論採用何種方式方法，CSPLED的流明成本在可預見的未來不可能低於以正裝晶元和2835為代表的傳統LED的流明成本。

那麼CSPLED能否成為未來主流產品嗎？結論是肯定的，但必須緊緊圍繞CSPLED的特點去尋找CSPLED的性價比、用戶體驗與附加價值，否則，在短時期內，CSPLED的應用規模會受其製造成本據高不下的制約。

CSPLED的特點就是小尺寸，大電流，高可靠。為達到小尺寸，大電流，高可靠的目的，CSPLEDs應該帶有陶瓷基板，如深圳大道半導體有限公司採用陶瓷基板+倒裝晶元製造的立體全包裹五面發光CSPLED（如圖一所示）和採用陶瓷基板+薄膜倒裝晶元製造的純單面發光CSPLEDs（如圖二所示）。

圖一：陶瓷基板+倒裝晶元製造的立體全包裹五面發光CSPLED（源自深圳大道半導體有限公司，黃色代表熒光膠、藍色代表倒裝晶元，紅色代表焊墊，灰色代表陶瓷基板）

圖二：陶瓷基板+薄膜倒裝晶元製造的純單面發光CSPLEDs（源自深圳大道半導體有限公司，黃色代表熒光膠、棕色代表薄膜倒裝晶元，白色代表白牆，紅色代表焊墊，灰色代表陶瓷基板）

與不帶陶瓷基板的CSPLED相比，帶陶瓷基板的CSPLED具有以下特點：（1）與標準SMT兼容，迴流焊接質量好，良率高，成本低。（2）抗冷熱衝擊和大電流衝擊能力強。（3）熒光膠粘著牢固，不易因超驅使用時的熱脹冷縮和因外界觸摸碰撞時導致掉落而帶來藍光洩出。（4）除背面焊墊外，整個結構中無裸露銀層，相比傳統封裝形式，具有更好的抗鹵化抗硫化能力，以及耐熱耐濕耐潮能力。

對採用陶瓷基板+倒裝晶元製造的立體全包裹五面發光CSPLED與採用陶瓷基板+薄膜倒裝晶元製造的純單面發光CSPLEDs相比較，前者發光角度大，後者發光角度小，亮度更高，投射距離更遠；前者由於四角四邊與正面出光強度和熒光粉膠塗敷不均勻會導致空間顏色均勻性不佳，後者無側光，正面無焊墊暗區，無藍芯黃圏現象，空間顏色均勻性最佳；前者由於倒裝晶元的襯底依然存在，使得其膠面溫度比後者相對偏高，使得後者能承受更大的驅動電流。

綜合以上，以小尺寸、大電流、高可靠為特徵的CSPLED比較不適用於泛光照明，比較適用於點光源，以及有投射距離，發光角度，中心照度等要求的方向性投射類照明領域，如背光源，閃光燈，投影儀，強光照明燈具（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。（作者：李剛）

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廈門站，

南昌站，2017年5月23日；

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