LED覆晶技術(shù)PK免封裝

時間：2015-05-27 16:23:15 來源：電子設(shè)計技術(shù)　　 點擊量：197

　　LED行業(yè)歷經(jīng)幾十年的發(fā)展，其暴利時代可謂是一去不復(fù)返，這在中游封裝行業(yè)中體現(xiàn)得尤為明顯。以前1W大功率燈珠賺幾塊錢一顆，SMD器件賺幾毛錢一顆，而現(xiàn)在能賺幾厘錢都有廠家出售。當(dāng)利潤“無節(jié)操”的下滑，勢必導(dǎo)致市場發(fā)展的改變，而市場的變動引發(fā)了產(chǎn)品的變革，覆晶或者說倒裝及CSP就是這個時段下的產(chǎn)物，舊技術(shù)新產(chǎn)品的倒裝與新技術(shù)新產(chǎn)品的CSP誰能獨當(dāng)LED大道？
　　微利時代的LED封裝企業(yè)急需新的封裝工藝來打破增收不增利的困局。無論對于國內(nèi)廠商還是國外廠商而言，未來LED封裝市場份額的提升主要的挑戰(zhàn)仍來自于技術(shù)。所以不管以大陸晶科電子，臺灣新世紀(jì)為首的倒裝技術(shù)，還是飛利浦為首的csp技術(shù)在LED行業(yè)都備受行業(yè)格外關(guān)注。
　　最近，日亞化學(xué)株式會社芥川勝行也表示，LED產(chǎn)業(yè)投資規(guī)模每年增長三至四成，但終端產(chǎn)品價格卻維持20-30%的下滑走勢，此種反向發(fā)展趨勢導(dǎo)致LED業(yè)者的投資和獲利落差日益擴大，相關(guān)廠商須不斷挖掘更低成本的制程方案；現(xiàn)階段，覆晶封裝可大幅精簡LED制程，讓生產(chǎn)成本等比例下降，因此日亞化旗下ELEDS覆晶技術(shù)仍規(guī)劃在今年10月步入量產(chǎn)階段，產(chǎn)能規(guī)模約數(shù)千萬顆，日亞化認(rèn)為該技術(shù)可望在3～5年之內(nèi)成為主流產(chǎn)品，應(yīng)用領(lǐng)域可橫跨汽車、照明與背光產(chǎn)品，提前搶占先機。
　　前世今生的因緣
　　覆晶技術(shù)(Flip-Chip)，也 稱“倒晶封裝”或“倒晶封裝法”，是芯片封裝技術(shù)的一種。此一封裝技術(shù)主要在于有別于過去芯片封裝的方式，以往是將芯片置放于基板上，再用打線技術(shù)將芯片與基板上之連結(jié)點連接。覆晶封裝技術(shù)是將芯片連接點長凸塊，然后將芯片翻轉(zhuǎn)過來使凸塊與基板直接連結(jié)而得其名。
　　該技術(shù)起源于20世紀(jì)60年代，目前在國外和臺灣都已比較成熟，但是在大陸市場進展比較遲緩，只有少數(shù)幾家企業(yè)涉足。除了封裝良率低外，主要原因在于此套工藝的價格成本比較高，以中小封裝企業(yè)為主的大陸封裝主流市場一時還難以接受。
　　而CSP這個概念，最初是由芯片企業(yè)提出來的。如果就其基本涵義而言，它是需要去掉基板部分的，但結(jié)合現(xiàn)有封裝技術(shù)來考量的話，去掉基板部分暫時還無法運作所以，當(dāng)前絕大部分的光源企業(yè)在生產(chǎn)CSP器件時，多會采用倒裝的封裝形式。而采用這種封裝形式后，其較普通的倒裝器件能夠提升10%-15%的光效，同時還能滿足芯片級封裝的要求。因此，現(xiàn)有的CSP封裝是基于倒裝技術(shù)而存在的。
　　在現(xiàn)有的眾多封裝形式中，也只有倒裝技術(shù)能夠讓CSP封裝實施起來更加容易。傳統(tǒng)的正裝和垂直結(jié)構(gòu)在實施CSP封裝時會遭遇很多難點，而倒裝技術(shù)的適時出現(xiàn)能夠解決這一難題。因為如果采用正裝或者垂直結(jié)構(gòu)，其上面必須保證要有開口，這樣的封裝方式，會把電極暴露出來，導(dǎo)致其在進行白光封裝時，在涂覆熒光粉的過程中會遭遇很多挑戰(zhàn)。而如果采用倒裝結(jié)構(gòu)，其電極均在下方，不需要做任何引線，那么可以將一整片的熒光粉、熒光膠涂覆上去，做到一次到位，從而大大降低CSP封裝工藝流程的難度。
　　優(yōu)勢凸顯背后難逃價格憂傷
　　據(jù)了解覆晶LED光源免去了打金線的環(huán)節(jié)，死燈概率降低了90%，從而保證了產(chǎn)品的穩(wěn)定性。而正裝芯片封裝形式主要通過金線進行電性連接，瞬間大電流的沖擊極易燒斷金線。而倒裝芯片封裝用來連接芯片和陶瓷基板的電極占了約60%的芯片面積，相比于金線來說它的電性接觸面擴大了1000倍以上，可承受的電流密度提升萬倍，芯片推力將增加至2000g以上，因此整個封裝器件的可靠性將更高。
　　對于正裝芯片封裝方式，目前業(yè)內(nèi)大多使用銀膠來固晶，由于芯片和基板主要為無機成分，而銀膠為有機成分。有機成分與無機 成分在熱膨脹系數(shù)方面存在很大差異，冷熱交替的情況下，很容易導(dǎo)致芯片從基板剝落。
　　行業(yè)人士預(yù)計，覆晶技術(shù)因不須打線封裝，成本驟降，但價位太高，而且目前還局限在大電流的應(yīng)用上，預(yù)計2015年年應(yīng)可往下滲透到1～3瓦的市場，有利開拓新市場。
　　而CSP器件，由于其自身是基于倒裝技術(shù)，也具有無金線、無支架，因而各類“免封裝”、“無封裝”的詞匯也應(yīng)運而生。免封裝'這個概念，實際上是一些臺系廠商為了推廣它的CSP白光芯片，做的一個比較有商業(yè)動機的宣傳。實際情形是，這些芯片企業(yè)的確可以提供白光芯片，但是在應(yīng)用端的企業(yè)是無法直接使用它的。CSP器件由芯片到最終的光源產(chǎn)品，仍必須經(jīng)過封裝工藝這一步。總體而言，傳統(tǒng)封裝流程中的一些基礎(chǔ)工藝，CSP器件同樣需要具備。根據(jù)現(xiàn)行LED業(yè)界的封裝要求，需要把熱量散出去，把光散發(fā)出來，同時兼顧機械的保護作用及電氣的合理結(jié)合方式，而對于這些要求，CSP器件同樣是不可或缺。
　　但當(dāng)前生產(chǎn)CSP器件的多為芯片企業(yè)，而封裝企業(yè)卻很少。像這類CSP器件，很多封裝廠暫時還無法生產(chǎn)它，而且通常情況下芯片企業(yè)會將芯片直接做成光源產(chǎn)品，供應(yīng)給應(yīng)用廠家進行使用。某種程度上現(xiàn)階段的CSP器件的確在工藝流程上似乎與一般的封裝廠關(guān)系不大。究其個中原因主要是因為CSP封裝是存在技術(shù)壁壘的，而許多封裝企業(yè)暫時還缺乏這方面的一些技術(shù)條件，所以通常情況下這一整套的工藝流程常常會由芯片廠包辦。因此，當(dāng)前也有不少業(yè)內(nèi)人士表示，未來隨著CSP器件的普遍上量，傳統(tǒng)的封裝企業(yè)極有可能會走向行業(yè)發(fā)展的末途。
　　所以，無論從倒裝還是CSP，就目前了解到的行業(yè)情況而言，這僅僅只是一個行業(yè)猜想，封裝形式多種多樣，CSP封裝還是覆晶技術(shù)成為未來行業(yè)的主流封裝模式，仍有待于時間的檢驗。