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芯片级封装市场大 倒装芯片技术开发是关键

2015-12-08 10:40
路过的码农
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  目前,大量应用的白光LED主要是通过蓝光LED激发黄色荧光粉来实现的,行业内蓝光LED芯片技术路线包含正装结构、垂直结构和倒装结构三个技术方向。

  正装芯片制作工艺相对简单,但其散热效果不如垂直和倒装结构,且封装过程需要金线实现电连接,比较适用于中小功率芯片封装,常用于室内照明灯管、吸顶灯等灯具上。

  垂直结构的芯片由于涉及到电极键合和外延衬底剥离工艺,相对来说工艺复杂、成本也较高,其封装过程仍然需要金线互联,但其散热效果好,比较适合中大功率LED产品。

  倒装芯片相对工艺状况适中,由于其直接通过大面积金属电极导电和散热,散热效果很好,完全实现了无金线互联,使得工作可靠性显著提高,非常适合于中大功率LED应用,应用于高端照明和直下式电视机背光等要求较高的场合。

  LED器件的发光效率、成本、可靠性是LED产品在照明领域推广应用急需解决的三大课题。

  LED功率型器件发光效率的提升,需要从材料、外延层结构、芯片设计、封装工艺等多种途径着力提高器件的发光效率。目前LED的发光效率已经超过市场应用的光源(如荧光灯、节能灯)光效水平,低成本化成为推动占领LED市场份额最重要的力量;但在成本降低的同时又需要在保证产品具有高可靠性等品质为前提。

  传统LED产业包括外延、芯片、封装和灯具产业链环节,当前产业发展态势呈现并购和投资进行产业链垂直整合以降低成本,而通过将芯片和封装的技术环节垂直整合,可以进一步降低成本。因此将传统IC领域的芯片级尺寸封装概念引入LED领域,也就是将LED芯片和封装结合起来即芯片级尺寸封装技术为LED产业的垂直整合提供了很好的技术途径。在市场需求量迅速提升,对价格下降的压力越来越大的情况下,芯片级尺寸封装技术(Chip Scale Package,以下简写为“CSP”)的发展就成为必然的趋势。

  在三种LED芯片技术路线中,倒装芯片由于无需金线互联,且可直接在各种基板表面(PCB、陶瓷等)贴装,因此特别适合芯片级封装(直接在芯片制造阶段就完成了白光封装),形成芯片级的白光LED器件。由于倒装芯片散热好,可靠性高,能够承受大电流驱动,使得其具有很高的性价比,因此“倒装芯片+芯片级封装”成为了完美的组合,在LED白光器件成本和可靠性方面具有很强的优势,最近两年来成为了LED行业研究的热点和发展的主流方向。

  芯片级封装的发展

  CSP指的是封装体尺寸相比芯片尺寸不大于120%,且功能完整的封装元件。CSP器件的优势在于单个器件的封装简单化、小型化,尽可能降低每个器件的物料成本。CSP量产实现的产能很大,从而满足市场的爆发性增长用量的需求,通过大规模化的生产效应而拉低器件的成本。芯片级尺寸LED封装技术,由于封装体积变小,给封装技术带来了挑战,特别是LED作为光学器件,需要制作均匀的光转换层,可实现均匀光色的光学元件,且要保证封装器件的可靠性。

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