隨著倒裝封裝技術(shù)(Flip-chip)在市面上逐步被認(rèn)可,當(dāng)前已有不少LED企業(yè)開(kāi)始投入到更為“先進(jìn)”的CSP封裝技術(shù),而其也有望引起新一輪封裝行業(yè)變革。
1965年4月19日,《電子學(xué)》(Electronics Magazine)雜志上刊登了工程師戈登?摩爾(Gordon Moore)所寫(xiě)的一篇文章“讓集成電路填滿(mǎn)更多的組件”。文中預(yù)言,半導(dǎo)體芯片上的集成晶體管和電阻數(shù)量,將保持每年增加一倍的增速。此后,摩爾定律應(yīng)運(yùn)而生,而這一定律也揭示了當(dāng)前信息技術(shù)進(jìn)步的速度。以目前半導(dǎo)體行業(yè)的重要構(gòu)成--驅(qū)動(dòng)IC行業(yè)為例,在其近70年的發(fā)展歷程中,已然經(jīng)歷了從SMD到COB,從Flip-chip再到CSP封裝的發(fā)展階段。而當(dāng)前,IC行業(yè)的封裝技術(shù)業(yè)已過(guò)渡到“3D時(shí)代”,其采用的堆疊式芯片制程,已經(jīng)完成由橫向往縱向的發(fā)展階段。這里所謂的CSP封裝(Chip Scale Package),意為芯片級(jí)封裝,其可讓芯片面積與封裝面積比超過(guò)1:1.14,絕對(duì)尺寸僅有32平方毫米,約為普通的BGA封裝的1/3,僅僅相當(dāng)于 TSOP內(nèi)存芯片面積的1/6。同時(shí),與BGA封裝相比,同等空間內(nèi)CSP封裝可以將存儲(chǔ)容量提高三倍。
與倒裝的關(guān)系
“其實(shí)CSP這個(gè)概念,最初是由芯片企業(yè)提出來(lái)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(lái)考量的話(huà),去掉基板部分暫時(shí)還無(wú)法運(yùn)作。”廣州市鴻利光電股份有限公司產(chǎn)品總監(jiān)王高陽(yáng)告訴記者。
所以,當(dāng)前絕大部分的光源企業(yè)在生產(chǎn)CSP器件時(shí),多會(huì)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(shí)還能滿(mǎn)足芯片級(jí)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(shí)施起來(lái)更加容易?!币酌佬竟?北京)科技有限公司執(zhí)行副總裁劉國(guó)旭博士告訴記者,傳統(tǒng)的正裝和垂直結(jié)構(gòu)在實(shí)施CSP封裝時(shí)會(huì)遭遇很多難點(diǎn),而倒裝技術(shù)的適時(shí)出現(xiàn)能夠解決這一難題。
“因?yàn)槿绻捎谜b或者垂直結(jié)構(gòu),其上面必須保證要有開(kāi)口,這樣的封裝方式,會(huì)把電極暴露出來(lái),導(dǎo)致其在進(jìn)行白光封裝時(shí),在涂覆熒光粉的過(guò)程中會(huì)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(xiàn),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?!眲?guó)旭解釋道。
“免封裝”概念
自從CSP器件推出以來(lái),由于其自身無(wú)金線(xiàn)、無(wú)支架的特點(diǎn),因而各類(lèi)“免封裝”、“無(wú)封裝”的詞匯也應(yīng)運(yùn)而生。
“‘免封裝’這個(gè)概念,實(shí)際上是一些臺(tái)系廠商為了推廣它的CSP白光芯片,做的一個(gè)比較有商業(yè)動(dòng)機(jī)的宣傳。實(shí)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(wú)法直接使用它的?!眲?guó)旭告訴記者,CSP器件由芯片到最終的光源產(chǎn)品,仍必須經(jīng)過(guò)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?!眲?guó)旭告訴記者,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(lái),同時(shí)兼顧機(jī)械的保護(hù)作用及電氣的合理結(jié)合方式,而對(duì)于這些要求,CSP器件同樣是不可或缺。
但是據(jù)《好產(chǎn)品》記者調(diào)查發(fā)現(xiàn),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(lèi)CSP器件,我們封裝廠暫時(shí)還無(wú)法生產(chǎn)它,而且通常情況下,芯片企業(yè)會(huì)將芯片直接做成光源產(chǎn)品,供應(yīng)給應(yīng)用廠家進(jìn)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我們封裝廠已然關(guān)系不大?!鄙钲谑泄饷}電子有限公司市場(chǎng)總監(jiān)李鋒表示。
據(jù)記者調(diào)查,個(gè)中原因主要是因?yàn)镃SP封裝是存在技術(shù)壁壘的,而許多封裝企業(yè)暫時(shí)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(huì)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(lái)隨著CSP器件的普遍上量,傳統(tǒng)的封裝企業(yè)極有可能會(huì)走向行業(yè)發(fā)展的末途。
“因?yàn)?,無(wú)論從技術(shù)還是從設(shè)備方面來(lái)講,芯片企業(yè)在操作CSP器件上,的確要比封裝企業(yè)有優(yōu)勢(shì)。同時(shí),從現(xiàn)有發(fā)展模式上來(lái)看,行業(yè)發(fā)展從 ‘1+1+1=3’的模式(芯片廠+封裝廠+應(yīng)用商)走向‘1+1=3’(芯片廠+應(yīng)用商)的模式,省去當(dāng)中的這個(gè)‘1’,這也是合乎情理的,在LED行 業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈上,垂直整合也是一條非常正確的道路?!比荓ED中國(guó)區(qū)總經(jīng)理唐國(guó)慶告訴記者,但就目前了解到的行業(yè)情況而言,這僅僅只是一個(gè)行業(yè)猜想,封裝 形式多種多樣,CSP封裝能否成為未來(lái)行業(yè)的主流封裝模式,仍有待于時(shí)間的檢驗(yàn)。
CSP應(yīng)用前景
“我們是做路燈產(chǎn)品的??傮w來(lái)說(shuō),在應(yīng)用CSP光源時(shí),其雖然在加工工藝上相較于普通光源器件會(huì)略有難度,但是綜合各方面的因素來(lái)考量,其在成本上還是會(huì)有優(yōu)勢(shì)?!焙贾萑A普永明光電股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“華普永明”)總經(jīng)理陳凱告訴記者,在大功率路燈方面,CSP光源的穩(wěn)定程度、性?xún)r(jià)比都具備著不小的優(yōu)勢(shì)。因此他認(rèn)為,將來(lái)CSP器件在路燈行業(yè)將會(huì)得到廣泛的應(yīng)用。
“其實(shí)單純以流明每瓦來(lái)計(jì)算,CSP器件的價(jià)格還是略高,這也是由于其目前在芯片端成本較高的緣故。同時(shí),當(dāng)前國(guó)內(nèi)芯片企業(yè)涉及該領(lǐng)域較少,能夠滿(mǎn)足 批量供貨的廠家暫時(shí)還不多?!蓖醺哧?yáng)表示,其主要原因在于,CSP器件在芯片端的被動(dòng)散熱處理上,目前配套還不是太完善。而對(duì)于應(yīng)用廠家而言,目前CSP 光源多應(yīng)用于大角度光源產(chǎn)品或手機(jī)、電視的背光上,在通用照明領(lǐng)域暫時(shí)還不常見(jiàn)。
“CSP封裝是趨勢(shì),但也并不是說(shuō)所有的光源產(chǎn)品都會(huì)走到CSP這一步,因?yàn)橥瑫r(shí)也會(huì)有如SMD、COB這種集成或獨(dú)立的器件,在市場(chǎng)上占據(jù)著一定的 份額,CSP只會(huì)用在某些特定的領(lǐng)域,例如高光密度以及需要高光強(qiáng)度的領(lǐng)域。此外,CSP封裝會(huì)在一些對(duì)方向性有特殊要求或者高瓦數(shù)的產(chǎn)品應(yīng)用中,存在一 定的優(yōu)勢(shì)。”劉國(guó)旭提到。
“總而言之,CSP封裝對(duì)于LED行業(yè)來(lái)講,是一個(gè)新鮮事物,同時(shí)也正是由于它剛剛興起,所以我們才更應(yīng)該去關(guān)注它。任何涉及到行業(yè)新技術(shù)、新動(dòng)向的 東西,都值得我們?nèi)リP(guān)注它,千萬(wàn)不可盲目的自信,閉門(mén)造車(chē)?!碧茋?guó)慶表示,在當(dāng)前LED領(lǐng)域里面,只有在把握自身特色的同時(shí),不斷了解外界發(fā)展的最新情 況,這樣才能更好地生存和發(fā)展。