详解CSP封装“乐高积木”思想

   2020-08-16 聪慧网sxxjymy200
核心提示:发表于: 2020年08月16日 21时39分17秒

    日前,三星LED中国区首席技术经理黄丞龙披露了CSP技术的一些情况。其中饶有趣味的是提到了“乐高积木”的思想。

    CSP“乐高积木”是什么

    在黄丞龙的描述中,“乐高积木”是CSP的标准单元,CSP就是乐高积木。其实,在自然科学中,“积木”思想并不罕见,比如常说的“物质由分子或原子构成”,就包含了“积木”思想。在我们LED行业,“标准光组件”、“模组”这些概念也有“积木”思想的火花。正如中国照明学会秘书长窦林平近日所说:“区别于白炽灯、荧光灯受限于技术与外观等因素,LED拥有体积小、可单颗发光等优点,具备可以任意组合的优势。模组标准化是非常有必要的。”

    同时,乐高积木不是一般的积木,乐高积木可以百变,而一般的积木往往做不到。类似于“乐高积木”的CSP也是可以“百变”的。黄丞龙表示,CSP就是乐高积木,我们要把他当成是一种万能的标准单元。在三星的产品体系中,CSP被归为“万用型的、高通用性”的产品。三星目前已经推出了不同的电压、不同的瓦数,客户可以用这种标准单元去搭配所有想得到的产品。

    CSP“乐高积木”有什么优点

    积木可以搭建出各种形状,相对于整体来说,积木只是其中的“部分”,那么,成为积木的一般要求便是体积足够小。CSP具备作为“积木”的这个条件。CSP被称为“晶片级封装”,在功能完整的前提下,封装体积与LED晶片相同,或者体积不大于LED晶片20%。CSP占用的PCB面积很小,小体积的优势使CSP元件可以进行高度自由的设计,像积木一样,CSP可以自由搭配成为不同款式的产品。

    不仅要求体积足够小,作为“积木”的CSP元件还要求“标准化”。非标准化的元件搭配组合或许会出现排斥、影响某些性能的正常发挥。只有标准化的CSP元件,才能任意搭配组合。

    用“乐高积木”的思想来做CSP,把CSP做成“万用的标准单元”,那么,产品的开发就有了更快的速度。因为,可以根据多种多样的想法,进行快速搭建,不需要重新开始。如果只对光源部分作稍微的改动,也不需要做多次的重复认证而浪费过多的时间和金钱。另外,从做“固定的成品”转变为做“万用的标准单元”,还可以有效减少库存压力。

    无金线封装的一般步骤

    首尔半导体新推出的WICOP号称“无需支架、金线等传统封装的主要部件材料及固晶、焊金线等传统封装的主要工艺”。如果不包括WICOP,那么,在目前一般认为CSP免封装实际上是无金线封装,只是少了一道金线封装工艺而已。

    CSP并非LED行业独有,在集成电路领域,CSP已经做得比较成熟了。LED行业的CSP技术也许是借鉴了集成电路领域的技术思想,所以,如果对CSP感兴趣的话,不妨从集成电路的CSP入手研究。

    无金线的芯片级白光LED光源一般要经过五个制作步骤

    步骤一:倒装邦定。倒装邦定是将蓝光芯片与陶瓷基板结合在一起的一道工序,其结合的原理为超声热压焊,即在加超声加热的同时将LED芯片压焊到陶瓷基板对应的电极上。为了保证芯片与基板能够形成良好的结合,需要事先在芯片或基板上设置金属凸点焊球,且需要保证超声焊接温度达到160℃。通过倒装邦定结合在一起的芯片和基板,其电极接触面积约占60%的芯片面积,其芯片推力在2000g以上,稳固的结合将为导电和导热提供良好的通道,从而保证大电流使用稳定和长期工作可靠。

    步骤二:喷涂荧光粉。这是芯片级封装的第一项关键技术,首先在邦定有芯片的陶瓷基板上放置钢网,钢网上的孔洞与陶瓷基板上的芯片位置对应,然后使用专业的荧光粉喷涂机将预先调配好的荧光胶喷涂到放置钢网的陶瓷基板上,喷涂后将钢网拿走即可在整片陶瓷基板的芯片上制备出覆盖均匀且一致性良好的荧光粉涂层。为了保证整个陶瓷基板上白光光源成品的光色一致性,需要倒装邦定前对芯片进行分选,在喷涂时也可以通过多次喷涂的方式使荧光粉层更加均匀。

    步骤三:模制透镜。这是芯片级封装的第二项关键技术,将喷涂好荧光胶的整片陶瓷基板送入Molding(模制)机台的模腔中,同时将封装硅胶注入模具内,经设备对模具加热后硅胶固化,脱模后即可完成整片陶瓷基板的透镜Molding。精密的模具和稳定的脱模工艺是保证硅胶透镜一致性良好的关键。

    步骤四:切割。完成整片陶瓷基板上LED的封装后,需要进行切割分离才能进行下一步的测试。陶瓷片的切割工艺主要有刀片切割和激光切割两种,工艺相较简单,重点在于避免对硅胶透镜造成的损伤。

    步骤五:测试分装。需要进行测试分类的规格参数主要有以下几个,工作电压、光通量、色温和显色指数。相同规格的产品以卷带形式包装到一起,兼容后续的自动贴片工艺。

 

 
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