芯片級封裝led照明模組：LED產(chǎn)業(yè)的潛在發(fā)展方向？

芯片級封裝LED：仍面臨挑戰(zhàn)但極具前景的解決方案

芯片級封裝（Chip scale pachages, CSPs）對LED產(chǎn)業(yè)來說還是新事物，但是它可是傳統(tǒng)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的支柱技術(shù)。它能改善半導(dǎo)體器件的可靠性、熱管理性能，并能獲得更小的封裝尺寸。

2012~2021年芯片級封裝LED產(chǎn)量預(yù)測

CSP LED的尺寸能夠達(dá)到大功率和中等功率LED的十分之一，同時能夠提供更高的功率密度和簡化的終端產(chǎn)品集成。這種新的架構(gòu)相比其它傳統(tǒng)封裝，還能降低熱阻，提升可靠性，提高可視角度。然后，在器件制造端和模組集成端，CSP LED目前還面臨著一些挑戰(zhàn)，包括色彩一致性、化學(xué)穩(wěn)定性，假設(shè)極少或沒有來自外部環(huán)境引起的脫焊，以及如輻射圖紋等光學(xué)性質(zhì)控制。

按功率密度界定的CSP LED

在本報告中，我們預(yù)估2016年CSP LED模組在整個LED模組市場中的占比低于1%。不過，憑借多個應(yīng)用領(lǐng)域的增長潛力，以及照明產(chǎn)業(yè)對集成該技術(shù)的嘗試，預(yù)計到2021年，CSP LED模組的市場份額將增長至約6%。

本報告全面分析了CSP LED器件，分析內(nèi)容包括：芯片及封裝技術(shù)、制造工藝、相關(guān)成本和價格、產(chǎn)業(yè)及市場趨勢等。本報告還深入分析了CSP LED照明模組的設(shè)計，主要包括：光學(xué)設(shè)計、熱學(xué)和電學(xué)管理，以及CSP LED集成需知等。

2021年LED照明模組市場營收預(yù)測（按模組技術(shù)細(xì)分）

智能手機(jī)和電視之后，CSP LED會成為通用照明和汽車照明應(yīng)用的潛在發(fā)展方向嗎？

CSP LED通過在更小的面積內(nèi)提供更高的功率密度而增加價值。其首個目標(biāo)應(yīng)用是智能手機(jī)的閃光燈。隨著智能手機(jī)變得越來越薄、功能越來越多led照明模組，必須集成更多的組件或模組。

倒裝芯片封裝CSP LED對比大功率型LED

CSP LED的小尺寸及廣可視角推動了其在電視背照單元領(lǐng)域的應(yīng)用。廣可視角意味著LED間的像素可以變得更大，減少了器件需要的數(shù)量，相應(yīng)的降低了背照成本。

不過，CSP LED還能為照明產(chǎn)品開發(fā)出新的功能。部分通用照明應(yīng)用采用這些光源來降低燈/光源的成本。CSP LED的小尺寸使LED簇類似于板載芯片（chip on board, COB）LED模組，但卻能帶來更多的功能性。CSP LED簇可以帶來可調(diào)白光，以人為中心的照明，以及其它智能照明功能，意味著能夠?yàn)橛脩魩砀嗟氖孢m感、愉悅的情緒和健康。

CSP LED相比傳統(tǒng)LED的價格區(qū)間

最后但同樣重要的是，高流明和一致性意味著CSP LED能夠進(jìn)入汽車頭燈照明應(yīng)用，該領(lǐng)域要求很高的光強(qiáng)度和光束形狀控制。汽車矩陣大燈的新發(fā)展將包含CSP LED，以提升矩陣分辨率，增強(qiáng)用戶視野，并結(jié)合攝像頭改善汽車的先進(jìn)前照明系統(tǒng)。

本報告中，我們繪制了CSP LED的應(yīng)用全景圖，分析了CSP LED照明模組在通用照明應(yīng)用中的性能及機(jī)遇，研究了應(yīng)用案例，并與其它模組技術(shù)進(jìn)行了定位比較。

CSP LED應(yīng)用概覽

簡化的制造工藝影響供應(yīng)/價值鏈

倒裝芯片CSP LED制造工藝

CSP LED技術(shù)去除了一些封裝和芯片貼裝步驟。這將有利于LED芯片制造商，它們將能繞過其傳統(tǒng)客戶，開發(fā)封裝并直接供應(yīng)給LED模組制造商led照明模組，從而獲得更高的利潤。垂直整合LED制造商也能降低其封裝成本。不過，新技術(shù)的應(yīng)用需要開發(fā)新的專業(yè)技能，調(diào)整傳統(tǒng)的封裝產(chǎn)業(yè)。例如，磷熒光粉和密封劑沉積工藝將從點(diǎn)膠轉(zhuǎn)為熒光片/膜沉積或注塑。這一趨勢將影響設(shè)備和材料供應(yīng)商，它們需要開發(fā)新的解決方案。

2013年，Lumileds公司首次將CSP LED實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。隨后多家公司快速跟進(jìn)，這些跟進(jìn)的公司大多為臺灣企業(yè)。不過也有些公司，如歐司朗（Osram），它們?nèi)栽趹岩蒀SP LED技術(shù)的必要性，并朝著傳統(tǒng)中功率和大功率LED以及板載芯片LED布局。

關(guān)于這一趨勢的爭論同樣也出現(xiàn)在LED模組端，在這個層級CSP也帶來了很多困難。例如，在PCB設(shè)計時，為優(yōu)化性能需要特別留意銅跡線和焊接掩模。如小焊接表面和側(cè)向發(fā)光燈關(guān)鍵特性，也可能影響模組的集成。由于CSP LED的優(yōu)勢還不是非常明朗，它們?nèi)詫υ摻鉀Q方案的真實(shí)機(jī)遇心存疑慮。

標(biāo)準(zhǔn)、板載芯片和CSP LED模組制造鏈比較

本報告深入挖掘了CSP LED帶來的制造和集成工藝改變，及其對供應(yīng)鏈和價值鏈的潛在影響。此外，本報告還基于模擬和案例研究，分析了該技術(shù)的真實(shí)機(jī)遇。

文章由啟和科技編輯