易美芯光刘国旭：下一代白光封装技术演变

　　陶瓷大功率封装在中功率及COB两面夹击中今后如何发展?这是大功率LED供应商如 Lumileds、Cree、OSRAM过去几年积极探索的课题。

　　这几家LED封装巨头除了在中功率方面重新布局(以OEM为主)，试图追赶韩国、台湾的中功率领先者。同时着力改进原有陶瓷封装技术，凭借其先进的大功率倒装芯片或垂直结构芯片，逐渐使封装小型化，以降低由于昂贵的陶瓷基板及较低的生产效率造成的成本压力。

　　比如Cree公司的X-lamp系列，在不降低、甚至提高光通量的前提下从原来的3535变到2525再进一步减少到1616，趋近了芯片本身的尺寸, 成为Near Chip Scale Package 或NCSP。下一步的发展自然将是真正的CSP，即把整个封装做到和芯片尺寸几乎一样大。

　　沿用IPC标准J-STD-012对CSP封装的定义，封装体面积不大于芯片面积的20%来定义CSP。当陶瓷基板的尺寸做到如此之小时，其逐渐失去了帮助LED散热(热分散和吸收)的功能，同时随着倒装芯片的出现，陶瓷基板作为绝缘材料对PN电极线路的再分布(re-distribution)作用已不存在。

　　除了在机械结构和热膨胀系数差异上对LED起到保护作用，在SMD贴片时有一定帮助外，基板在电和热的主要功能已基本丧失。

　　另外由于仍然采用了基板，固晶需要使用高温焊锡，以保证贴片时不会二次熔化。AuSn共晶焊是主要的选择，但成本也较高。

　　因此，这使免基板封装成为了下一个目标。借助倒装芯片，免去了金线，再除去了基板，大大降低了封装BOM成本;同时少了L1固晶的工序，降低了封装成本;另外由于少了一级封装界面，芯片到PCB线路板焊点之间热阻更低。

　　如果线路板设计合理，导热性能好，CSP到PCB的散热性能可以做得更好。倒装芯片领先者Lumileds最近宣布的CSP就是采用的类似结构。在2015的Strategies in Light会议中该公司宣布其CSP已在2014批量生产，并投入市场产品应用。同时Samusng、Lumens等韩国公司也纷纷布局CSP封装技术，试图在背光及照明中广泛应用。

　　由此看来，CSP将逐渐替代传统大功率陶瓷封装，有望成为下一代大功率的主要封装形式。同时，随着SMD贴片设备及工艺精准度的提升，CSP可向小芯片延伸，在中功率LED应用中也将与正装PLLC封装进行市场竞争。

　　由于CSP的BOM结构只剩下荧光胶和芯片，封装成本优势显着。加上其小发光面的光学设计优势， CSP可能成为一种理想的LED封装。

　　综上所述，采用FlipChip倒装芯片的CSP白光封装具有以下优点：

　　●小发光面，高光密度，易于光学设计

　　●均衡的电极电流分布，适合更大电流使用，实现高光通量

　　●去掉一层热界面，低热阻，散热性能好·免金线，高可靠性

　　●Droop效应减缓，同时减小光吸收，无表面电极挡光，高光效

　　●蓝宝石使荧光粉与芯片QW区的距离增加，荧光粉温度更低，转换效率更高

　　●无金线，较大的PN焊盘，低Vf

　　●去掉基板，低成本

　　由于这些优势，CSP已经在某些应用中显示其价值。在直下式电视方面已有公司开始导入，并进行批量生产。

　　易美芯光作为国内较早开始从事CSP的公司，以成功开发出1313及1111产品，搭配特别开发的透镜可以把以前的LED颗数减少三分之一甚至一半，用的PCB，透镜，及贴片数量随之减少，降低了系统成本，同时由于该产品散热及电流密度的优势，亮度可以更高，更能满足4K/2K以及高色域对亮度的要求。

　　另外，在通用照明射灯及灯具上，以及手机闪光灯的应用中，也都开始看见CSP产品的出现。

编辑：Lemon