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一直以來,業(yè)界對(duì)CSP本身有誤區(qū)。 CSP的全稱是Chip Scale Package,中文意思是芯片級(jí)封裝器件。它沿用了IPC標(biāo)準(zhǔn)J-STD-012對(duì)CSP封裝的定義,指的是封裝尺寸與芯片尺寸之比不大于1.2倍的功能完整的封裝器件。
就CSP而言,它并不代表低成本,也不代表CSP在性能上如何如何的優(yōu)越,更不代表CSP要革什么傳統(tǒng)封裝的命等等。CSP僅僅只是一種封裝形式的定義,類似SMD。
要討論CSP的成本優(yōu)勢(shì),必須結(jié)合CSP封裝形式所帶來的好處,以及這種CSP封裝形式在特定應(yīng)用領(lǐng)域里能不能帶來新的使用功能,能不能給終端用戶帶來新的附加價(jià)值。
目前CSPLED的主流結(jié)構(gòu)可分為有基板和無基板,也可分為五面發(fā)光與單面發(fā)光。所說的基板自然可以視為一種支架。很顯然,為了滿足CSP對(duì)封裝尺寸的要求,傳統(tǒng)的支架,如2835,的確不能使用,但并不意味著CSPLED無支架,其實(shí),CSPLED使用的基板成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于SMD。受尺寸所限,CSPLED通常不能使用需要焊線的芯片,如正裝芯片或垂直芯片,只能使用倒裝芯片或薄膜倒裝芯片。
就芯片本身的制造成本而言,再考慮到規(guī)模效應(yīng)的影響,倒裝芯片的價(jià)格短時(shí)期內(nèi)始終大于正裝芯片。采用倒裝芯片制作CSPLED所面臨的高精度芯片焊接或排布,熒光粉膠噴涂、膜壓、模壓或圍壩內(nèi)點(diǎn)膠、涂敷,LED切割分光分色,以及編袋等,其技術(shù)含量、制程復(fù)雜程度、以及設(shè)備的要求其實(shí)并不比傳統(tǒng)封裝業(yè)來得簡單、廉價(jià)與成熟。
綜合以上分析,可以結(jié)論(1)CSP只是一種封裝器件在LED領(lǐng)域的應(yīng)用,可以視為一種有別于SMD的全新的產(chǎn)品形式。(2)CSPLED目前尚未形成公認(rèn)成熟的工藝路線、設(shè)備條件,亦未形成主流的封裝結(jié)構(gòu)。(3)無論采用何種方式方法,CSPLED的流明成本在可預(yù)見的未來不可能低于以正裝芯片和2835為代表的傳統(tǒng)LED的流明成本。
CSP LED一定是未來主流產(chǎn)品
那么CSPLED能否成為未來主流產(chǎn)品嗎?結(jié)論是肯定的,但必須緊緊圍繞CSPLED的特點(diǎn)去尋找CSPLED的性價(jià)比、用戶體驗(yàn)與附加價(jià)值,否則,在短時(shí)期內(nèi),CSPLED的應(yīng)用規(guī)模會(huì)受其制造成本據(jù)高不下的制約。
CSPLED的特點(diǎn)就是小尺寸,大電流,高可靠。為達(dá)到小尺寸,大電流,高可靠的目的,CSPLEDs應(yīng)該帶有陶瓷基板,如深圳大道半導(dǎo)體有限公司采用陶瓷基板+倒裝芯片制造的立體全包裹五面發(fā)光CSPLED(如圖一所示)和采用陶瓷基板+薄膜倒裝芯片制造的純單面發(fā)光CSPLEDs(如圖二所示)。
圖一:陶瓷基板+倒裝芯片制造的立體全包裹五面發(fā)光CSPLED(源自深圳大道半導(dǎo)體有限公司,黃色代表熒光膠、藍(lán)色代表倒裝芯片,紅色代表焊墊,灰色代表陶瓷基板)
圖二:陶瓷基板+薄膜倒裝芯片制造的純單面發(fā)光CSPLEDs(源自深圳大道半導(dǎo)體有限公司,黃色代表熒光膠、棕色代表薄膜倒裝芯片,白色代表白墻,紅色代表焊墊,灰色代表陶瓷基板)
與不帶陶瓷基板的CSPLED相比,帶陶瓷基板的CSPLED具有以下特點(diǎn):(1)與標(biāo)準(zhǔn)SMT兼容,回流焊接質(zhì)量好,良率高,成本低。(2)抗冷熱沖擊和大電流沖擊能力強(qiáng)。(3)熒光膠粘著牢固,不易因超驅(qū)使用時(shí)的熱脹冷縮和因外界觸摸碰撞時(shí)導(dǎo)致掉落而帶來藍(lán)光洩出。(4)除背面焊墊外,整個(gè)結(jié)構(gòu)中無裸露銀層,相比傳統(tǒng)封裝形式,具有更好的抗鹵化抗硫化能力,以及耐熱耐濕耐潮能力。
對(duì)采用陶瓷基板+倒裝芯片制造的立體全包裹五面發(fā)光CSPLED與采用陶瓷基板+薄膜倒裝芯片制造的純單面發(fā)光CSPLEDs相比較,前者發(fā)光角度大,后者發(fā)光角度小,亮度更高,投射距離更遠(yuǎn);前者由于四角四邊與正面出光強(qiáng)度和熒光粉膠涂敷不均勻會(huì)導(dǎo)致空間顏色均勻性不佳,后者無側(cè)光,正面無焊墊暗區(qū),無藍(lán)芯黃圏現(xiàn)象,空間顏色均勻性最佳;前者由于倒裝芯片的襯底依然存在,使得其膠面溫度比后者相對(duì)偏高,使得后者能承受更大的驅(qū)動(dòng)電流。
綜合以上,以小尺寸、大電流、高可靠為特征的CSPLED比較不適用于泛光照明,比較適用于點(diǎn)光源,以及有投射距離,發(fā)光角度,中心照度等要求的方向性投射類照明領(lǐng)域,如背光源,閃光燈,投影儀,強(qiáng)光照明燈具(車燈、探照燈、手電筒、工作燈、戶外高棚燈、景觀等),小角度照明燈具等。
(作者:深圳大道半導(dǎo)體有限公司 李剛)
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