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汽车前大灯照明是否是CSP的春天?

来源:中国半导体照明网  发布时间:2017-6-13  查看次数:73
 
一、CSP旋风
 
  从2013年开始,CSP LED封装以“无封装”的概念,给LED封装产业刮了一阵强劲的冷风。
 
  芯片厂直接在晶元上进行荧光层的涂敷,切割后直接得到LED灯珠成品,免去了封装厂固晶、焊线、点胶的环节,的确让许多有危机意识的封装厂感受到行业变革可能带来的无情后果。
 
  CSP如果真成为封装的主流形式,越是强大的LED封装厂,越难以转身。巨额投资的固晶焊线机,变成废铜烂铁,苦心经营经营的规模优势,犹如马奇诺防线,瞬间崩溃。
 
  二、CSP优势
 
  CSP概念(chip scale package),来源于IC封装,是指芯片面积大于封装面积80% 的封装。芯片面积超过封装面积的80%,极少材料的浪费;并且晶圆级的CSP封装(wafer level package)可以免去支架,简化了物料成本结构。
 
  除了封装环节的极大简化,CSP在应用上还有独特的优势。第一,高功率,1212尺寸的CSP,可以做到与EMC3030 同样 1.5W的功率。籍此高功率的优势,CSP在手机闪光灯应用上迅速铺开。第二,CSP极小的发光面积,有利于光学设计。这在对光学设计要求严苛的应用,比如电视背光,具有极大的优势。CSP应用最激进的企业韩国三星,大约三年前放弃了成熟的EMC 3030直下式背光,卖出了EMC支架产线,转身拥抱CSP。
  图1. CSP极小发光面(图片来源于网络)
 
  三、CSP困境
 
  然而,在过去的三四年内,曾经让封装厂谈虎色变的CSP,并没有取代传统的支架型封装。日本老牌LED材料公司日东电工,将生产CSP的荧光硅胶膜技术,转让给了中国公司,正是对CSP LED封装的一个战略性后退。
 
  我们不禁要问,大有颠覆封装行业的CSP,为什么停止发育了?
 
  CSP本身存在很大的结构性问题。首先,上板难。CSP的的体积太小,焊盘非常精细,需要高精度的SMD机器,一般的终端客户没有这样的设备,需要新的高精度SMD设备投资。
 
  其次,可靠性隐患。CSP四周没有围坝结构,硅胶和芯片、支架的结合力较差,容易受到外力及内应力的破坏,造成荧光层分层甚至脱落的风险。
 
  再次,成本高。CSP采用倒装芯片,倒装芯片的价格,在2013年时,是同样面积的正装LED 芯片的两倍,虽然价格一直在下降,但是到2017年中的今天,价格还是高于正装芯片。
 
  CSP虽然在理论上大大简化了封装结构,但受限于倒装芯片成本,无法在通用照明上与2835,3030分庭。2835,3030作为通用照明市场主流的封装形式,具有很大的规模成本优势,也是CSP无法匹及的。
 
  四、CSP突围
 
  山重水复疑无路,LED汽车前大灯照明的兴起,打开了CSP封装的一线希望。
 
  飞利浦创造性地将CSP应用在汽车前大灯上,替代传统卤素灯。广州、江浙等地的汽配企业,敏锐地嗅到了商机,迅速跟进模仿。
  图2. 飞利浦LED汽车前大灯(图片来源于网络)
 
  CSP高功率极简封装,正是汽车前大灯需要的,柳暗花明,新的应用市场的创造,为CSP打开了希望之门。除了Lumileds之外,韩国企业首尔半导体也在这个新兴市场分到了一杯羹。然而,CSP的成本、易用性、可靠性等问题,并没有解决。
 
  五、CSP晋级
 
  国内封装企业迅速跟进,力图解决CSP、成本、易用性、可靠性等问题。在刚刚结束的2017光亚展上我们看到一些具有前瞻性眼光的LED封装公司,在各个方面用功,推进CSP在汽车大灯照明上的应用。
 
  鸿利智汇开发的类似飞利浦2016产品,在成本上做到了极致。鸿利2016 地将飞利浦2016带有的浪涌保护齐纳管去除,简化了成本结构。据终端客户消息,可以做到飞利浦价格的三分之一,几乎是贴着BOM成本的地面飞行。鸿利大胆地将照明市场逻辑,应用于汽车照明,犹如当年的木林森。鸿利很可能击退Lumileds,在低端汽车大灯照明市场,取得领先地位。
 
  在易用性上,带基板的类CSP,为贴装提供了便利。广州添鑫推出的1860喷粉工艺类CSP,三颗倒装芯片固定在陶瓷基板上,大大增加了底部焊盘的面积,可以很方便地进行SMD,着实为客户的使用场景考虑。
 
  可靠性上,光创公司的无机荧光体封装6018,采用了前装市场的高可靠性封装工艺。无机荧光体封装具有荧光层不脱落,耐高温高湿的优点,欧司朗前装封装Ostar系列就是采用这种封装工艺。
 
  无机荧光体封装克服了飞利浦2016硅胶封装,添鑫1860喷粉封装存在的高温高湿环境下硅胶脱落,掉粉漏蓝光的缺点,正是目前很多后装车灯厂头疼的问题。光创公司的6018据称成本比飞利浦2016更具有价格竞争力,以图将高可靠性的前沿技术,普惠于后装市场。
  图3. 光创前装技术封装6018(图片来源于网络)
 
  六、小结
 
  四年等待,CSP终于在汽车照明后装市场等到花开。新的市场必然对LED会提出了新的要求,CSP依然有漫长的道路。
 
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