優(yōu)在哪?

　　1、有效縮減封裝體積，小、薄而輕，迎合了目前LED照明應(yīng)用微小型化的趨勢(shì)，設(shè)計(jì)應(yīng)用更加靈活，打破了傳統(tǒng)光源尺寸給設(shè)計(jì)帶來(lái)的限制;

　　2、在光通量相等的情況，減少發(fā)光面可提高光密度，同樣器件體積可以提供更大功率;

　　3、無(wú)需金線、支架、固晶膠等，減少中間環(huán)節(jié)中的熱層，可耐大電流，安全性、可靠性、尤其是性價(jià)比更高。(此處的成本優(yōu)勢(shì)指量產(chǎn)后，不包括前期技術(shù)優(yōu)化的研發(fā)成本)

　　難在哪?

　　體積小→生產(chǎn)工藝要求高→對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的精度以及操控人員的水平要求隨之升高→生產(chǎn)設(shè)備價(jià)格的高低決定了精度的高低→量產(chǎn)良率和成本為最大考量。

　　在整個(gè)CSP生產(chǎn)工藝流程中，每一個(gè)工藝步驟，對(duì)技術(shù)、設(shè)備、人才都有較高的要求，而以下幾個(gè)難點(diǎn)值得一提：1、芯片與芯片之間的距離控制;2、芯片與襯底之間的位置匹配度控制;3、外延芯片波長(zhǎng)范圍的掌控;4、熒光粉厚度的均勻性控制;5、點(diǎn)膠控制技術(shù);6、密封性。

　　誰(shuí)在解決?

　　先來(lái)看看晶圓級(jí)封裝(即芯片尺寸封裝)發(fā)展的背景。

　　據(jù)IBT Research所整理的資料顯示，晶圓級(jí)封裝技術(shù)基于倒裝芯片，由IBM率先啟動(dòng)開(kāi)發(fā)。1964年，美國(guó)IBM公司在其M360計(jì)算器中最先采用了FCOB焊料凸點(diǎn)倒裝芯片器件。1969年，美國(guó)Delco公司在汽車中使用了焊料凸點(diǎn)器件。二十世紀(jì)70年代，NEC、日立等日本公司開(kāi)始在一些計(jì)算器和超級(jí)計(jì)算器中采用FCOB器件。到了二十世紀(jì)90年代，世界上成立了諸如Kulicke and Soffa’s Flip Chip Division、Unitive、Fujitsu Tohoku Electronics、IC Interconnect等眾多晶圓凸點(diǎn)的制造公司擁有的基礎(chǔ)技術(shù)是電鍍工藝與焊膏工藝，這些公司利用凸點(diǎn)技術(shù)和薄膜再分布技術(shù)開(kāi)發(fā)了晶片尺寸封裝技術(shù)。FCD公司和富士通公司的超級(jí)CSP(Ultra CSP與Supper CSP)器件是首批進(jìn)入市場(chǎng)的晶片尺寸封裝產(chǎn)品。

　　1999年，晶圓凸點(diǎn)的制造公司開(kāi)始給主要的封裝配套廠家發(fā)放技術(shù)許可證。這樣，倒裝芯片和晶片尺寸級(jí)封裝也就逐漸在世界各地推廣開(kāi)來(lái)。例如，臺(tái)灣的ASE公司和Siliconware公司以及韓國(guó)的Amkor公司就是按照FCD公司的技術(shù)授權(quán)來(lái)制造超級(jí)CSP(Ultra CSP)的。

　　所以晶圓級(jí)封裝的核心技術(shù)基本上就掌握在以上幾個(gè)企業(yè)手中，主要應(yīng)用于消費(fèi)性IC的封裝領(lǐng)域。

　　也就是說(shuō)，CSP在LED領(lǐng)域的技術(shù)還不算成熟，但是在IC行業(yè)應(yīng)用已久，所以，在了解專利情況時(shí)，需要判斷LED行業(yè)中的CSP技術(shù)是否已經(jīng)被IC行業(yè)的CSP專利覆蓋了。據(jù)LED產(chǎn)業(yè)專利聯(lián)盟工程師張亞菲透露，目前CSP專利有4000余項(xiàng)(包括LED相關(guān)在內(nèi))，針對(duì)CSP專利部分，后續(xù)GSC君將聯(lián)合LED產(chǎn)業(yè)專利聯(lián)盟再作具體的解讀。

　　在掌握可靠的專利信息之前，我們先從可捕捉到的表面信息來(lái)反觀國(guó)內(nèi)白光LED產(chǎn)業(yè)。最先將倒裝技術(shù)應(yīng)用于白光LED的是具有成熟的IC倒裝技術(shù)的江蘇長(zhǎng)電，但后因不明原因此技術(shù)并沒(méi)有得以成功推廣，而真正開(kāi)創(chuàng)倒裝無(wú)金線封裝新潮流的是廣州晶科電子。晶科也正是由于在倒裝芯片領(lǐng)域掌握較為核心的技術(shù)，才能于2014年得到Giant Power Ltd、臺(tái)灣晶元光電、中華南沙(霍英東基金集團(tuán)成員)等投資人聯(lián)合廣東省粵科財(cái)政投資基金的大規(guī)模投資。所以，縱觀國(guó)內(nèi)倒裝芯片的發(fā)展歷程，晶科電子宣稱“是國(guó)內(nèi)最早將倒裝焊接技術(shù)成功應(yīng)用于LED芯片上的企業(yè)，并將多項(xiàng)倒裝焊技術(shù)在美國(guó)及中國(guó)申請(qǐng)了核心專利并得到授權(quán)”這一說(shuō)法的確是有據(jù)考證的。不過(guò)這里需要注意的是，這屬于CSP里核心環(huán)節(jié)倒裝技術(shù)的核心專利，并不能完全等同于CSP技術(shù)核心專利。今年光亞展上，晶科電子以“中國(guó)芯，晶科夢(mèng)”為主題展示了最新推出的CSP產(chǎn)品。

　　再回頭看看以上工藝流程中的五個(gè)難點(diǎn)，GSC君認(rèn)為，降低整個(gè)制造成本，首先需要開(kāi)發(fā)一些新工藝、新技術(shù)、新材料。在此特別需要說(shuō)明的是目前有兩種主流技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)CSP封裝，一種是覆晶芯片尺寸封裝(FCCSP)(如圖1所示)，一種是晶圓級(jí)芯片尺寸封裝(WL-CSP)(如2圖所示)，前者效率較低，后者效率較高，但是后者的技術(shù)難度高于前者。據(jù)GSC君了解，針對(duì)第一個(gè)難點(diǎn)——芯片與芯片之間的距離控制問(wèn)題，目前有一種新型的均勻擴(kuò)張的擴(kuò)晶機(jī)(如圖3所示)可以有效解決這問(wèn)題。這一設(shè)備適用于WL-CSP，可解決芯片與芯片之間的距離控制問(wèn)題。一般情況下芯片之間只允許存在幾十微米的誤差，如果誤差過(guò)大，不但芯片與襯底之間的位置匹配度難以控制，而且還會(huì)造成熒光粉分布不均，色溫不一。所以對(duì)設(shè)備精度和切割工藝要求極高，而保證芯片之間的距離的一致性是生產(chǎn)工藝過(guò)程中的基礎(chǔ)。據(jù)了解，在不增加成本和工藝難度的基礎(chǔ)上，目前這種均勻擴(kuò)張的擴(kuò)晶機(jī)能較好解決這個(gè)問(wèn)題。