“名头众多”的CSP LED大摸底!真相是……

最近CSP又跑出来一个名字“CSC”,让行业媒体又追逐了一把。回首CSP发展的这几年,进展可以说是还在一个初级水准,但是名字确实有不少。作为一个对CSP的资深敏感者,看遍了所有关于CSP的文章,发现对于CSP的赘述最多的就是“CSP并不是一个新技术,在半导体领域已经发展了一段不短的时间”,但是作为LED人我想问下大家知道半导体的CSP是怎样来的吗?为了更深入更全面解读当前CSP LED的现状,在线君不仅挖了CSP祖坟还找了很多专家来剖析今天的CSP LED。

  CSP的由来 

CSP最初是由日本三菱公司在1994年提出来的,于1996年9月索尼推出的数字摄像机率先采用由索尼公司、日本IT公司和NEC公司制造的CSP器件,由此揭开了CSP器件在1997年投入大量生产的序幕。

关于CSP的最初定义主要有三大类:第一是日本电子工业协会的定义——芯片面积与封装体面积之比大于80%的封装;第二,美国国防部元器件供应中心的J-STK-012标准——为LSI封装产品的面积小于或等于LSI芯片面积的120%的封装;第三,松下电子工业公司——为LSI封装产品的边长与封装芯片的边长的差小于1mm的产品等。

而到LED行业,则是在2007年为了缩小封装体积、改善散热问题以及提升晶片可靠度由Lumileds引入的,并且LED行业将CSP技术传统定义为封装体积与LED晶片相同,或是体积不大于LED晶片20%,且功能完整的封装元件。

虽然Lumileds引入了CSP到LED行业,但是在2007年到2012年都没有引起很大的关注度,是到了2013年才备受LED行业关注,当然这跟当时行业的价格战恶性竞争有关,大家都在思考如何节省成本,而CSP可以省略很多很多环节,一拍即合,LED行业也由此开启了CSP的霸屏模式。

  CSP的那些名字与应用领域演进 

谈过CSP在LED行业的霸屏模式,今天在线君想聊聊霸屏这么久目前的CSP的进展到底如何了?

先从霸屏词汇说起,目前跟CSP相关的主要有倒装、NCSP、CSP、WLP、CSC。

说到CSP首先要说倒装,因为倒装是CSP的核心,倒装芯片决定了CSP的结构,当然也有倒装嫁接支架的产品,例如瑞丰FEMC产品,但是CSP一定是倒装,这是一个必要不充分的条件。

为什么CSP出现这么早,却到现在才开始崭露头角,倒装的原因很大。倒装是国内的叫法,国外都叫覆晶技术。作为LED行业的领头者日亚化也是2015年才开始准备大规模发展倒装市场。倒装发展到现在仍然还有很多问题,虽然很多企业都在推,但是以目前的状态来看,虽然封装好的器件性能确实比正装好,但是倒装芯片工艺比较复杂导致成本拉高与良率低,而且弥补不了成本增加的比例。

说完倒装,我们来谈谈今年来CSP带来的新身份NCSP、CSP、WLP、CSC。NCSP其实个人觉得是个噱头,因为当时倒装芯片不够成熟,而正装芯片的技术很成熟,很多相关设备配套很齐全,而CSP又很火,所以折中选择了NCSP方案,字面意思就是接近CSP,这里的接近很多理解为LED的尺寸大小,而不是结构。

而CSP、CSC、WLP和WICOP都是CSP,其中CSC是封装工艺的不同,而WLP是晶圆级,总的来说都是CSP,只是每家的封装工艺不同。

新身份新名词的层出不穷,也许是因为LED行业创新难吧!但是LED应用的领域确实还在不断升级,尤其是当前LED行业毛利率偏低时,高毛利市场成了LED的新机,CSP因为存在尺寸小的优势,在手机闪光灯市场大展身手,也已成为手机标配,而且近年来手机市场对闪光灯的市场需求量还在不断加大,有些手机需要10几颗之多。


▲ CSP批量应用领域的时间发展图

但是目前除了闪光灯市场,其他市场都还是慢慢渗透,而这当中照明市场的起量是最快。

随着终端市场的批量应用,CSP LED器件端的相关企业呈现三大梯队:第一梯队是以LUMILEDS、日亚化、三星、首尔半导体、欧司朗半导体和CREE为首;而第二梯队则是以晶电、新世纪光电等台湾地区的企业;第三梯队:德豪润达、鸿利、晶能等大陆地区LED企业。

但是随着近年来大陆LED产业的快速发展,CSP LED在台湾企业未享受到高毛利之时,大陆的CSP LED已经快速崛起。近年来,大陆对新技术的反应速度是出其的快,这一点从MIicroLED这次会议中可以看出,大陆无论是LED企业还是面板企业还是高校都在悄悄布局,对于CSP LED企业更是早就布局并顺利赶上。

  大咖眼中的CSP LED 

CSP发展到今天,在线君的一家之言难以表达行业发展如何了,为此在线君发动了资源,采访了目前从事CSP的企业关于今天的他们眼中的CSP到底是怎样的?

晶能光电市场部副总监刘志华

目前市场上出现的大部分CSP 为了解决应用上的贴片问题底部还是加了小支架的,只是看起来像 CSP 而已,加上 CSP 的用量还没有起来,整个成本这块的降低幅度没有达到大家的预期。

晶能光电的 CSP 完全在解决贴片问题的基础上同时不用增加小支架,此项技术目前处于国际领先水平,在 CSP 发展日倾成熟市场势必能够取得自己一席之地。

市场上95% 以上的 CSP 都是5面发光,晶能是单面发光。5面发光的 CSP 适用于家用照明,需要对光的均匀度及保护眼睛有要求的地方。而晶能的 CSP 更适用于手机闪光灯/背光/高端商照/路灯/工矿灯/等工业类照明,对光学设计要求高,对照度要求高的场所。

深圳市兆码电子有限公司研发总监王磊

同CSP在韩系电视机厂普及率非常高的现状相比,其在国内电视机厂推进速度基本停滞不前甚至在某个时期出现倒退,从2013年开始国内个别厂家尝试在大尺寸背光中应用CSP产品,中间因可靠性等诸多因素,导致其错过了在前期背光整体利润较好的形势下进一步发展的机会。

目前很多国内封装厂都推出了CSP产品,但在大尺寸背光中基本没有量产实绩!在现有国内电视厂整体利润较低,对成本要求非常迫切的形势下,正装直下式产品的性价比还是最高的,CSP要想有所突破,仅仅靠LED封装厂远远不够,需要终端电视整机厂及所有相关光学配套厂商的共同努力,开发出一套更具性价比的方案才能根本上推进CSP发展。

深圳大道半导体有限公司李刚

一直以来,业界对CSP本身有误区。 CSP的全称是Chip Scale Package,中文意思是芯片级封装器件。它沿用了IPC标准J-STD-012对CSP封装的定义,指的是封装尺寸与芯片尺寸之比不大于1.2倍的功能完整的封装器件。

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优越,更不代表CSP要革什么传统封装的命等等。CSP仅仅只是一种封装形式的定义,类似SMD。要讨论CSP的成本优势,必须结合CSP封装形式所带来的好处,以及这种CSP封装形式在特定应用领域里能不能带来新的使用功能,能不能给终端用户带来新的附加价值。

目前CSPLED的主流结构可分为有基板和无基板,也可分为五面发光与单面发光。所说的基板自然可以视为一种支架。很显然,为了满足CSP对封装尺寸的要求,传统的支架,如2835,的确不能使用,但并不意味着CSPLED无支架,其实,CSPLED使用的基板成本远远高于SMD。

受尺寸所限,CSPLED通常不能使用需要焊线的芯片,如正装芯片或垂直芯片,只能使用倒装芯片或薄膜倒装芯片。就芯片本身的制造成本而言,再考虑到规模效应的影响,倒装芯片的价格短时期内始终大于正装芯片。

采用倒装芯片制作CSPLED所面临的高精度芯片焊接或排布,荧光粉胶喷涂、膜压、模压或围坝内点胶、涂敷,LED切割分光分色,以及编袋等,其技术含量、制程复杂程度、以及设备的要求其实并不比传统封装业来得简单、廉价与成熟。

综合以上分析,可以结论(1)CSP只是一种封装器件在LED领域的应用,可以视为一种有别于SMD的全新的产品形式。(2)CSP LED目前尚未形成公认成熟的工艺路线、设备条件,亦未形成主流的封装结构。(3)无论采用何种方式方法,CSPLED的流明成本在可预见的未来不可能低于以正装芯片和2835为代表的传统LED的流明成本。

行家光电(中国)有限公司总经理祝波

作为新一代的封装技术,CSP已经在LCD背光、手机闪光灯、大功率照明上显露锋芒,受这些成功应用的启示,我们要从更多维度来评估CSP的成本。

其一,讨论成本离不开应用的对象;不是所有的应用都适合CSP,针对需要高光通密度和高光强度的应用,比如闪光灯、路灯、汽车大灯就可以充分发挥CSP体积小、发光面小、热阻小的优势,在达到同样性能的前提下,CSP的单位流明成本要低于传统封装,行家光电的薄膜技术更能有效提升CSP光效,进一步降低流明成本。

其二,成本是一个系统的概念;CSP可以通过性能上的优势推动系统成本的降低,比如行家光电的薄膜CSP能够提升大角度光源的空间色均匀性,应用于电视直下式LCD背光可以在保证显示品味的同时省去扩散膜,提升显示亮度,降低背光系统的整体成本。再比如,行家光电的CSP技术能够帮助封装厂制造出超小型广色域手机背光光源,让深受OLED屏荒之苦的手机厂能以不到OLED屏一半的成本实现NTSC>93%的广色域显示。(文/LEDinside skavy)





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