其它方面的難點,還期待更多技術專家給予更為專業的解答。
圖1:FCCSP
圖2:WL-CSP(來源:東芝)
圖3:新型均勻擴張的擴晶機
再來看看LED國際巨頭在CSP方面的進展。
隆達電子曾于“2014法蘭克福燈光照明暨建筑物自動化展(Light+Building)”中,發布首款無封裝白光LED芯片,主要系瞄準50瓦LED照明,如U10投射燈、水晶蠟燭燈及燈管等應用,并于第二季已小量試產。今年光亞展上,隆達聲稱發布業界最小CSP無封裝UV LED封裝產品,法人指出,隆達因背光CSP產品已獲歐、日、陸系客戶采用,預計今年出貨量可望放大挹注背光業績,今年營運在背光業績維持成長下,產品營收比重背光約占60%、照明40%。
東芝則于2014年推出一款行業最小的白光芯片級封裝LED(CSP-LED),尺寸僅為0.65 x 0.65 mm,產品可用于照明。東芝在白色LED業務領域起步較晚。2014年市場份額還不到1%,所以,當時計劃將其擅長的半導體技術運用到白色LED上,從而挽回頹勢。但是目前成效如何還不得而知。
日亞化的研發和推廣力度似乎更大,宣布將投資數十億日圓建置覆晶封裝(FCCSP)產線,預估今年10月即可開出每月達數千萬顆的初期產能,目標在未來3~5年內將覆晶封裝LED推上市場主流。
而首爾,據其產品經理劉欣近期透露,首爾半導體所研發的1.9*1.9mm以及1.5*1.5mm的CSP芯片已實現批量生產。
三星今年光亞展則展出了三款倒裝芯片技術的新產品,包括全新倒裝芯片技術中功率LED器件(LM301A);全新COB產品(極小發光面,高光色質量);第二代芯片級封裝器件CSP。其中,第二代CSP LED產品,使LED器件的外型更加緊湊,達到1.2mm*1.2mm。這些尺寸較第一代CSP縮小30%,同時性能卻提高了10%。此外,第二代CSPLED器件還可以提供2×2和3×3的CSP陣列,可降低熱阻,提高光效,帶來更多的設計靈活性,二次配光更加簡單易行。
同樣是今年6月,廣東朗能董事長鄧超華以30%股權進入立體光電公司。立體光電據稱也是全國第一家能夠將無封裝芯片批量使用的企業。據了解,目前立體光電的CSP設備已經量產,預計今年銷售達300臺。首推的無封裝光源封裝產品,已進行量產,月量產能達到5kk。而三星、晶元、德豪都是其戰略合作伙伴。
再看臺積電,5月底在美國ECTC上,分享了“WLCSP封裝可靠性”的內容,透露出臺積電不僅從事半導體前工序,還在向晶圓級封裝領域擴大業務,其技術水平也值得關注。
……
需要說明的是,以上信息基本來自官方,GSC君在采訪各巨頭時,問及目前CSP的良率及成本控制情況,多是三緘其口。但這同時表明一個信息:他們的確在力促加速商用,聲勢也是扶搖直上,但只是蓄勢待發期,未及大張旗鼓之時。
革了封裝廠的命?
在各大廠商及媒體宣傳CSP封裝時,多數繞不開這樣一段話——傳統LED照明生產分為芯片、封裝、燈具三個環節,使用CSP封裝后,可省去封裝環節,芯片廠可直接和燈具廠進行無縫對接,大幅簡化產出工藝和降低成本——這字里行間似乎都在表達封裝環節從此將被剔除,封裝廠將無活路。但事實并非如此。
先來普及一個概念,所謂的“芯片級封裝”,或者“無封裝”、“免封裝”其實正解是采用倒裝芯片直接封焊到封裝底部的焊盤,無金線、無支架、簡化生產流程、降低生產成本,這可使得封裝尺寸更小,即同樣的封裝尺寸下可以提供更大的功率。
用晶元光電協理林依達的話說——“芯片級封裝并不是沒有封裝,至少看來還是沒有辦法做到免封裝,所以不可能革掉傳統封裝的命,而且從LED產業發展至今,并沒有一項封裝技術完完全全替代另一項封裝技術。”
那么,究竟在什么情況下,芯片廠可不顧封裝廠的感受,直接與燈具廠進行無縫對接?
業內皆知,LED封裝就是將外引線連接到LED芯片的電極上,同時保護好LED芯片,并且起到提高光取出效率的作用;仡橪ED封裝歷史,主要可分為直插式封裝(LAMP)、貼片式封裝(SMD)、數碼管封裝(Display)、功率型封裝(POWER)、集成式封裝(COB)。
重點來了,目前最主流的封裝形式為SMD、POWER和COB,而CSP封裝欲革掉的正是這些主流封裝的命,即可以替代目前主流的LED2835、3528、5050等。所以,需要注意的是,它影響的并非整個封裝行業,而是目前封裝行業中的主流形式。它屬于芯片環節的技術更新,而不屬于封裝世界。
封裝龍頭企業鴻利光電總經理雷利寧近日坦誠:“我們必須直視和面對CSP的來臨,我們也在做技術突破和努力。CSP封裝技術還面臨著諸多技術難點,包括封裝工藝的難易度、選取工藝等,如何實現一個標準化的推廣,是否存在更具有突破性的工藝等這一系列的問題,還等待我們去解決。而這也正將給SMD、COB等產品帶來更多的變化。比如COB目前占有率可能只達15%—20%,但是CSP的到來會給COB帶來不同的轉變。”
所以,封裝廠仍舊有它存在的價值,并且在CSP產品的良率和成本問題還未得到解決之前,在照明領域,SMD封裝等這一性價比極高的技術仍將會是主流。當然,這并不代表封裝廠可以高枕有憂,而更應該趁勢做到繼續未雨綢繆。
開照明新時代?
針對本文開篇中,某業內人士提出的CSP技術“一沒有拓展行業生存空間,二也沒有降低行業競爭壓力,即使實現了2500lm/$,然而也并沒有什么卵用。”這一說法,在此也表達了一下GSC君的觀點:1、掌握新技術,趕超很多公司,目的肯定不是為了降低他人的競爭壓力,而是降低自己的競爭壓力。2、CSP技術未來存在無限可能性,將會出現很多未知新應用,拓展空間將是必然。
目前,相比總的照明市場和封裝市場,CSP封裝產品的比重還很小,更多應用于背光源領域。并且,大部分的商業照明還是偏向以中小功率為主,而CSP目前還是主要集中在大功率,截止目前,只有東芝等極少公司推出中小功率的CSP,且技術難度大,良品率未知。所以,也不排除技術突破下,未來能更多應用于中小功率。所以,未來CSP在照明領域產生的可能性尚屬未知?其J中國區總經理邵嘉平則在公開場合表示,目前CSP無封裝芯片已應用到背光屏幕、通用性照明等領域,相信隨著CSP不斷創新完善,未來將在閃光燈、汽車燈、顯示屏等領域擁有更大的發展空間,創造出更大的價值。
德豪潤達芯片事業部副總裁莫慶偉也認為:“當初2835或者5630就是當時韓國電視機背光把它簡化到了極致,大批量的生產,最終這個技術滲透和占領照明市場,CSP很有可能走同樣的路。因為目前CSP在電視背光上已得到大規模的應用,可靠性提高,成本降低,照明市場很有可能繼續重演此戲。”
所以,可以想見,CSP勢必會在一定程度上給LED部分環節帶來一定的沖擊,但是力度如何,還不得而知。
綜上所述,CSP封裝技術的確稱得上是新技術和好技術,是芯片尺寸封裝的一個突破性進展,不容小覷,但它再好,還是原來的“芯片”,所以也無須神化它。
如今巨頭們都在開始發力,那么按照新技術發展的正常邏輯,最快半年,良率和成本問題將會得到解決,最慢也只需要一年。未來,不排除封裝和芯片之間的邊界,以及封裝與組裝工藝之間的邊界會日漸模糊,而整個LED行業的格局將愈加清晰,風云再起,請各位看官自行捕捉信號,判斷自身發展步伐,伺機而動。