德豪润达: FcoX与CSP带来的新机遇与新挑战

  “最近参观光亚展,感觉蛮激动的,看到了果实正在长出来,很多倒装芯片的应用登上了舞台。”


  这是在6月11日由LEDinside、中国及广州国际照明展主办的LEDforum2016中国国际LED市场趋势高峰论坛上,德豪润达芯片事业部副总裁莫庆伟以题为《Flip Chip on X(FCoX)----新架构,新机遇,新挑战》的开篇语。



  德豪润达芯片事业部副总裁莫庆伟在LEDforum2016中国国际LED市场趋势高峰论坛演讲


  倒装的强势增长,是行业人士有目共睹的。莫庆伟表示,据德豪润达倒装芯片的营业额显示,从2013年开始,近几年有几十倍的增长,过去两三年一直保持着三倍的增长,2016年期待又是2015年的三倍,而且这个增长还在继续,因为还在发现新的市场,新的应用方式。市场的强势增长,那在LED技术上面发生了怎样的变化呢?


  倒装芯片呈三大变化封装架构呈两大变化


  第一个变化:早期一直以金属反射层做电极和反射面,而在过去一年里DBR做反射层的技术逐渐崛起。而DBR技术之所以得到了广泛的应用,主要是因在生产设备上与正装芯片设备恰好吻合,这或将是一个挺好的转变。当然DRB也存在它的缺点,即散热问题。


  由于DBR是一个绝缘材料,它的散热、大电流扩散能力跟金属相比有一些差距,这也决定了DBR在未来几年会集中在小尺寸、小功率的LED上,而大功率大尺寸仍会保持金属电极的技术,这是一个趋势。



  第二个变化是高压倒装芯片的持续发展得到了市场的接受,越来越多的客户喜欢高压倒装芯片产品,因为它们可以直接用来组成球泡灯的模组。


  第三个与其说是一个变化,不如说是一个努力。以前倒装芯片都集中在蓝光芯片和一些绿光芯片,而未来希望做的是一个全光谱的倒装芯片,这就需要攻克黄光、红光的倒装芯片。


  一旦成功,未来做全光谱的照明方案可以用一个非常标准的封装形式得到一个全光谱的模组,这也是德豪润达2016年跟科技部在做的一个重点专项,就是有关LED全光谱解决方案的重点专项,这将会是需要我们要攻克的一个技术重点。


  而倒装芯片的这三个大变化,也给整个封装和模组架构带来了变化,主要体现在这两个方面。


  第一个架构上的变化,称之为FcoX(FlipChiponX)。由于早期正装标准的封装,可以去掉晶线,直接放在支架里面,甚至可以把支架放在PCB板上,如今可以实现了。在本次光亚展上可以看到很多相关产品,像瑞丰FEMC、鸿利PCT2835等。另外一个架构就是CSP。


  FcoX带来了哪些终端变革?


  在商用照明上,走访本次光亚展,看到了很多COB企业,大家都在谈缩小出光面,提高光密度,这说明商用照明对光品质的要求越来越高。不仅需要非常清晰的光斑,能够跟二次光学很好配合,而且还需要很好的可靠性。


  但是业内人都知道,其实这两个是矛盾的。因为温度变很高时,会带来两个失效模式。一是晶线的断裂,一是硅胶的破裂。所以在高端商照,尤其是未来往高功率密度方向发展,倒装会表现得非常有竞争力。


  在灯管上,可以不用2835做灯管,而是直接把芯片打在基板上,这样做日光灯管存在两个好处。一是没有支架,没有金线,可以省成本,而且一条板子进去,整支灯管出来,提高生产效率。二是一支灯管要用80颗2835,发光角是120度,这决定了你的设计宽度,而直接贴的发光角度是140-150度,可以用比较少的数量实现这样结果,能够得到没有灯影的日光灯管。


  在灯丝灯方面,虽然倒装芯片带来的好处有限,但是还是有一点好处,就是说高可靠性和可挠性。由于倒装芯片没有晶线,所以可以弯来弯去,可挠性比较高,这个对市场会有一定的冲击力,这也是倒装芯片在灯丝灯上一个比较有趣的应用。


  CSP带来了哪些终端变革?


  在手机闪光灯应用上,以魅族Pro6项目来说,如此小的闪光灯空间要放进去10颗LED,而且是双色温,一般的技术很难做到,而用CSP就可以实现了。而这种高光密度,小体积的优势还会在很多不同的地方得到应用。


  在射灯应用上,把CSP放到一个射灯里面,光学不变,直接到15度,甚至低于15度,这个在市场上非常受欢迎。因为光斑很美,这一点也要探究它的本源,还是因为封装的尺寸跟芯片的尺寸一模一样,光密度实际上是非常高的。


  这将会是一个非常热的应用,而且价格也没那么敏感,因为得到调色温的功能是很多人梦寐以求的,尤其是高端的购物中心,所以CSP下一个很大的应用将是可调色温CSP。


  在汽车照明上,当用于日行灯和转向灯应用时,因为体积小,在美学上的功能就是一个同样的形态,白天可能是日行灯,转向时还是同一个光导管,这是高光密度带来的以前不可能做到的事情。而用于矩阵大灯时,里面有很多很多小光源,形成一个矩阵,可以有选择性的开关一些灯,可以避免照到前面的车或者左面的车,这也是CSP未来应用很好的方式。


  未来的挑战是什么?


  倒装芯片的优点和带来的变革是无穷的,但是目前仍存在一些挑战。首先是价格,不过有好消息说,过去正装芯片价格的跌幅在变缓,而倒装芯片跌幅增大,这说明差距在拉近。



  其次是基板。第一个是基板的反射率,目前已经有很多的公司在提供高反射率的基板,因为没有支架反射,它就显得非常重要。第二个就是基板的导热率,由于芯片本身的热阻很低,而基板导热率很高,这需要整个供应链一起携手解决。


  最后,CSP的挑战更多还是在上下游,或者说供应商需要提供一些更多的解决方案。比如CSP的测试,由于它的发光是一个全周光,要准确的测试就面临很大的挑战。因为你很难收集所有的光,虽然现在有公司提供了一些解决方案,但是效率很低,成本高,这将是这个产业界的一些痛点。


  CSP因为尺寸小带来很多好处,同时也带来很多挑战,像分色、卷带和刷锡等等。现在有很多专门为CSP开设备,一旦变成标准化之后,我相信这些解决方案会越来越完善,而且成本也会越来越低,所以我认为倒装芯片的产业发展应该是整个产业链围绕它作为核心,大家一起携手共同创造更多的机会。


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