LED圈4位大咖從7大方面解讀CSP

 

關於CSP市場定位          

 
問:目前CSP市場定位及國內外技術差異情況如何?

易美芯光首席技術官劉國旭 :

由於CSP的小尺寸、更接近於點光源、高電流密度等特點,目前主要在背光和手機閃光等應用中得到推廣,在照明應用中CSP還剛剛起步,隨著光效的提高、倒裝晶片性價比的體現、所配合的貼裝設備的普及,相信其在某些照明產品中也會顯現出優勢。
 
目前幾家國外LED大廠在CSP的開發與推廣力度很大,走在了國內晶片與封裝廠的前面。然而這個差距不像以前大功率LED出現時那麼大,比如易美芯光、德豪潤達等企業已經接近或趕超了國際大廠的技術水平,其CSP產品已經實現批量出貨,具有一定的市場競爭力。

 

關於CSP與片、封裝的關係         

問:CSP的出現是否讓封裝廠和片廠的界限模糊了?

天電光電創始人萬喜紅 :

晶片廠和封裝廠之分,在國外的大廠都是合體的,包括韓系,只有大中華區的晶片和封裝是分開的,這也是我們陷入價格戰最根本的原因,不管是晶片和封裝,產品的離散性都是客觀存在的,只有「合體雙修」才能產生一加一大於二的整合優勢。

問:講真,CSP到底會影響封裝和片廠什麼?

易美芯光首席技術官劉國旭:

CSP對與晶片廠來說是在flip-chip倒裝晶片的佈局,以及價值鏈向下的延伸。目前絕大多數的CSP採用了倒裝結構的晶片;CSP在應用中的快速發展要求晶片廠增加Flip-chip規模、提升光效與信賴性。同時有些晶片廠也在嘗試Wafer-level上進行螢光粉涂敷以實現CSP的製成工藝。

但由於切割後的藍寶石會從四周漏出白光,在圓片上先涂敷再切割的技術路線受到了限制。目前CSP的製成仍以切割後的方片開始,與傳統LED封裝流程有更多相似點,因此多由封裝產線來進行工藝開發與生產測試。不容置疑,CSP的出現使LED晶片廠與封裝廠的分界線更加模糊,包括CSP底部焊點的設計以及應用中出現的失效模式也將由晶片廠與封裝廠共同優化、攜手解決。
 

關於CSP品質鑑別    

      
問:甄別CSP品質有哪些關鍵指標?

易美芯光首席技術官劉國旭:

甄別CSP品質應該關注以下三方面:
 
首先從外觀結構看工藝水平:對於5面出光的CSP,切割的精度決定其四周螢光膠的厚度均勻性,結合從表面看螢光粉在膠體中的分佈均勻性,這兩個外觀指標都能影響CSP色空間分佈均勻性;另外膠體表面的粘性也很重要,影響測試、編帶和貼片。
 
第二,從光電測試看性能參數:這一點與其它LED沒有本質差別,由於CSP尺寸較小,底部探針測試點接觸要特別注意,不好的工藝易產生遺膠或殘膠,影響測試數據。其它性能如抗ESD能力、熱阻等也值得關注;
 
第三,從可靠性測試看信賴性:可以說這是CSP最值得關注的性能。貼裝到PCB板上後進行冷熱衝擊,可以篩選出因應力造成的焊點問題或倒裝晶片在應力下可能出現的漏電問題。長期高溫老化測試則可以檢測出螢光膠抗老化能力,不合適的工藝和材料會造成膠裂或剝離。值得一提的是,長期困擾著支架結構LED的鍍銀層硫化問題和塑膠材料黃化問題在CSP中不再存在,因此,CSP的失效機制與傳統封裝存在著不少的差異,在CSP品質的評估中著重點將會不同。
 

關於倒裝片與CSP    

      
問:怎麼看倒裝片與CSP的發展關係?

群創光電顧問葉國光:

倒裝技術未來會是LED的主流,這個趨勢應該很明顯,LED技術的演進應該就像當初IC封裝一樣,這是不用懷疑的,現在的問題是倒裝的性價比能不能超過正裝?

以目前的狀態來看,還是達不到,問題的原因除了倒裝晶片工藝比較複雜導致成本拉高與良率降低,雖然封裝好的器件性能確實比正裝好,但是還是彌補不了成本增加的比例,CSP也許是一個可以降低成本的路線,因為CSP簡化了封裝,除去了支架成本,看似有希望,但是CSP也有它的問題,第一個問題就是CSP的良率,據說現在CSP良率還不高,尤其是用SMT貼片CSP的良率,另外製作CSP器件的生產設備據說也比較貴,折舊成本高,這兩個問題是CSP能不能成為倒裝主流的最重要因素。
 
不管是倒裝還是CSP,最後核心問題還是晶片,如果倒裝晶片良率與成本沒有改進,要用後面的倒裝或CSP封裝工藝來跟正裝技術競爭彌補倒裝晶片的成本,估計還有一段路要走,我覺得估計還要至少一年的時間。
 

關於EMC與CSP          

 
問:你怎麼看待CSP未來的發展,EMC會給取代嗎?

天電光電創始人萬喜紅:

從半導體的封裝來看,CSP確實是比EMC(QFN)更先進,體積更小的封裝形式,它們各有各的應用領域,談不上取代,這兩種封裝形式更多的是市場的互補。
 
(若拋開具體哪一種形式)應該這麼說,產品平台不一樣,應用的市場也不一樣,打一個不是非常恰當的比方,豐田汽車下面有雷克薩斯和豐田兩個品牌,他面對的是不同的消費人群,哪怕大家知道凱美瑞和ES240是同平台的車型,但還是有人願意發兩倍的價錢買雷克薩斯的ES240,給出一個最能看到最有代表性的理由恐怕就是,凱美瑞是2年5萬公里,雷克薩斯ES240是4年10萬公里的保修。EMC封裝跟其它封裝的差異也類似於雷克薩斯和豐田汽車的區別。滿足的是不同消費者不同的需求。

關於CSP與WLP          

 
問:市場上對於CSP似乎爭議很大,想瞭解您怎麼看?

瑞豐光電首席技術官裴小明:

CSP是IC行業的概念,引入LED行業並引起關注應該是2013年左右的事情。嚴格的講,目前LED行業的CSP大多不能滿足IC行業的產品規範,只不過大家已經叫習慣了而已。作為新引入的產品形式,大家有不同看法是很正常的。CSP有其的優勢,比如結構簡約,集成方便等;也有其明顯的提升空間,如性價比、應用難度、可靠性等等。

CSP目前在一些集成密度高(高光通量密度、高功率密度)、光色一致性要求嚴、有調光需求的高端應用中有明顯的優勢;但受限於目前的性價比,大宗產品的應用(比如通用照明)則還不是它的菜。隨著技術的成熟和規模化製造的擴大,其應用滲透率會逐步有所增加,但個人認為它不會是傳統中小功率LED的顛覆者,倒是它的下一代WLP更值得期待。
 
問:為什麼說CSP的下一代WLP 可能是傳統中小功率LED的顛覆者?

瑞豐光電首席技術官裴小明:

CSP是晶片級封裝,是做完晶片之後再做封裝;WLP是晶圓級封裝,是直接在外延片上做封裝,工藝環節省了一道,設備投入和制費都節省了。

目前CSP多用藍寶石晶片,除了白光之外,很難再做3D封裝以加載其它功能;WLP多以大尺寸硅片做襯底,除了大面積、高效率的規模化生產之外,成熟的IC技術使到它很容易做3D封裝,從而加載驅動、智控等功能,從而使白光WLP-LED可以得到更簡捷方便的應用,終端的系統應用成本將大幅降低。當然,目前技術還優待發展和成熟,但絕對值得期待!

關於CSC與CSP 

         
問:CSC真的比CSP厲害很多?

群創光電顧問葉國光:

倒裝技術未來會是LED的主流,這個趨勢應該很明顯,LED技術的演進應該就像當初IC封裝一樣,這是不用懷疑的,現在的問題是倒裝的性價比能不能超過正裝?以目前的狀態來看,還是達不到,問題的原因除了倒裝晶片工藝比較複雜導致成本拉高與良率降低,雖然封裝好的器件性能確實比正裝好,但是還是彌補不了成本增加的比例,CSP也許是一個可以降低成本的路線,因為CSP簡化了封裝,除去了支架成本,看似有希望,但是CSP也有它的問題,第一個問題就是CSP的良率,據說現在CSP良率還不高,尤其是用SMT貼片CSP的良率,另外製作CSP器件的生產設備據說也比較貴,折舊成本高,這兩個問題是CSP能不能成為倒裝主流的最重要因素。
 
(重申一下)不管是倒裝還是CSP,最後核心問題還是晶片,如果倒裝晶片良率與成本沒有改進,要用後面的倒裝或CSP封裝工藝來跟正裝技術競爭彌補倒裝晶片的成本,估計還有一段路要走,我覺得估計還要至少一年的時間。
 


(來源:行家說APP)
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