目前,，大量應用的白光LED主要是通過藍光LED激發(fā)黃色熒光粉來實現(xiàn)的,，行業(yè)內藍光LED芯片技術路線包含正裝結構,、垂直結構和倒裝結構三個技術方向,。

　　正裝芯片制作工藝相對簡單,，但其散熱效果不如垂直和倒裝結構,，且封裝過程需要金線實現(xiàn)電連接,，比較適用于中小功率芯片封裝,，常用于室內照明燈管,、吸頂燈等燈具上,。

　　垂直結構的芯片由于涉及到電極鍵合和外延襯底剝離工藝，相對來說工藝復雜,、成本也較高,，其封裝過程仍然需要金線互聯(lián)，但其散熱效果好,，比較適合中大功率LED產品,。

　　倒裝芯片相對工藝狀況適中，由于其直接通過大面積金屬電極導電和散熱,，散熱效果很好,，完全實現(xiàn)了無金線互聯(lián)，使得工作可靠性顯著提高,，非常適合于中大功率LED應用,，應用于高端照明和直下式電視機背光等要求較高的場合。

　　LED器件的發(fā)光效率,、成本,、可靠性是LED產品在照明領域推廣應用急需解決的三大課題。

　　LED功率型器件發(fā)光效率的提升,，需要從材料,、外延層結構、芯片設計,、封裝工藝等多種途徑著力提高器件的發(fā)光效率,。目前LED的發(fā)光效率已經(jīng)超過市場應用的光源(如熒光燈、節(jié)能燈)光效水平,，低成本化成為推動占領LED市場份額最重要的力量;但在成本降低的同時又需要在保證產品具有高可靠性等品質為前提,。

　　傳統(tǒng)LED產業(yè)包括外延、芯片、封裝和燈具產業(yè)鏈環(huán)節(jié),，當前產業(yè)發(fā)展態(tài)勢呈現(xiàn)并購和投資進行產業(yè)鏈垂直整合以降低成本,，而通過將芯片和封裝的技術環(huán)節(jié)垂直整合，可以進一步降低成本,。因此將傳統(tǒng)IC領域的芯片級尺寸封裝概念引入LED領域,，也就是將LED芯片和封裝結合起來即芯片級尺寸封裝技術為LED產業(yè)的垂直整合提供了很好的技術途徑。在市場需求量迅速提升,，對價格下降的壓力越來越大的情況下,，芯片級尺寸封裝技術(ChipScalePackage，以下簡寫為“CSP”)的發(fā)展就成為必然的趨勢,。

　　在三種LED芯片技術路線中,，倒裝芯片由于無需金線互聯(lián)，且可直接在各種基板表面(PCB,、陶瓷等)貼裝,，因此特別適合芯片級封裝(直接在芯片制造階段就完成了白光封裝)，形成芯片級的白光LED器件,。由于倒裝芯片散熱好,，可靠性高，能夠承受大電流驅動,，使得其具有很高的性價比，因此“倒裝芯片+芯片級封裝”成為了完美的組合,，在LED白光器件成本和可靠性方面具有很強的優(yōu)勢,，最近兩年來成為了LED行業(yè)研究的熱點和發(fā)展的主流方向。

　　芯片級封裝的發(fā)展

　　CSP指的是封裝體尺寸相比芯片尺寸不大于120%,，且功能完整的封裝元件,。CSP器件的優(yōu)勢在于單個器件的封裝簡單化、小型化,，盡可能降低每個器件的物料成本,。CSP量產實現(xiàn)的產能很大，從而滿足市場的爆發(fā)性增長用量的需求,，通過大規(guī)?；纳a效應而拉低器件的成本。芯片級尺寸LED封裝技術,，由于封裝體積變小,，給封裝技術帶來了挑戰(zhàn)，特別是LED作為光學器件,，需要制作均勻的光轉換層,，可實現(xiàn)均勻光色的光學元件，且要保證封裝器件的可靠性。

　　2013年以來,，免封裝絕對是LED產業(yè)界的熱門話題,，所謂的免封裝其并不是真正省去封裝環(huán)節(jié)，而是將部分封裝工序提前到芯片工藝階段完成,，其實也就是芯片級封裝,。相繼在臺灣、日韓,、歐美等地的LED大公司紛紛發(fā)布了類似的芯片級封裝LED產品,。綜合各企業(yè)產品，共同的特點是基于倒裝芯片的基礎上,，使封裝體積更小,，光學、熱學性能更好,，同時因省略了導線架與打線的步驟,，使其后道工序更加便捷。

　　芯片級封裝工藝路線主要有三種技術方案,。

　　第一,，先將LED晶圓劃片，然后將倒裝芯片貼裝到已制作有電路的基板材料上,，再進行其他封裝工藝,，最后劃片、裂片得到單顆或多顆LED模塊,，這是目前比較流行的方式,，也是比較成熟的工藝。

　　其二,，先將LED晶圓金屬化后,，經(jīng)劃片制作倒裝LED芯片，然后把倒裝LED芯片的正上方和四個側面使用熒光層材料包覆而達到封裝的目的,，可直接給下游燈具客戶應用,。該方法是目前市場上比較普遍的做法，各個LED廠競相開發(fā)的方向,。

　　第三,，LED外延片經(jīng)金屬化電極完成后，直接在晶圓級進行熒光粉涂覆,，經(jīng)過切割,、裂片實現(xiàn)芯片級封裝，該工藝路線技術難度較大,，目前尚處在產業(yè)化前期,。

　　綜合三種方法，要實現(xiàn)芯片級封裝的核心關鍵前提是在于倒裝芯片的開發(fā)。

　　在國內,，晶科電子早在2012年推出了第一代芯片級光源產品,，實現(xiàn)批量化生產和銷售，稱之為“芯片級無金線封裝”,，升級的第三代芯片級光源產品如圖1,。晶科電子利用在倒裝芯片技術工藝平臺的基礎上，發(fā)揮芯片研發(fā)與量產的技術優(yōu)勢,，結合先進的封裝技術,，已經(jīng)實現(xiàn)了芯片級白光LED的開發(fā)與量產即白光芯片如圖2所示。芯片級封裝產品的應用

　　由倒裝芯片實現(xiàn)的芯片級白光LED即白光芯片,，可直接貼裝于PCB板上,，省去支架或基板，工藝上節(jié)省了固晶,、打線環(huán)節(jié),，大大簡化了LED產業(yè)鏈的環(huán)節(jié)，方便下游客戶應用,，節(jié)省成本,。如下圖3比較了白光芯片應用與傳統(tǒng)LED應用的工藝流程差別，很明顯可以看出白光芯片應用的簡便性,。

　　白光芯片具有優(yōu)異的散熱性能,，如圖4所示，比較傳統(tǒng)SMD封裝器件和白光芯片應用于PCB板上的傳熱路徑圖,。傳統(tǒng)SMD器件散熱需經(jīng)芯片->固晶膠->基板->錫膏層->PCB等路徑,。而白光芯片的散熱路徑則為芯片->金屬層->PCB，經(jīng)熱阻測試前者要高出后者50%,。

　　白光芯片屬于芯片級尺寸水平封裝，其封裝體尺寸相比芯片尺寸不大于120%,，具有明顯體積小的優(yōu)點,。相比傳統(tǒng)LED光源器件，白光芯片為二次配光釋放了足夠的空間進行二次光學設計,，同時配合白光芯片應用的二次光學元件體積將大幅度縮小,。如圖5所示，白光芯片貼于PCB板上,，配合二次光學透鏡用于電視背光源燈條,，可以讓電視做到更薄。另外,，如圖6白光芯片直接貼裝在基板上,，其排布間距可控制，易高密度集成。同時,，白光芯片可制成多種色溫規(guī)格排布在同一基板上并實現(xiàn)顏色調控如圖7,，滿足照明色溫多樣性的需求。

　　CSP白光LED器件的應用對于直接貼于PCB上的SMT精度提出了更高的要求,，盡管現(xiàn)有的SMT設備無法滿足,。但市場上一些新的高精度SMT設備已經(jīng)可以達到其精度要求，相信對CSP白光LED器件的推廣應用不會是一個大的問題,。

　　結論與展望

　　從目前市場趨勢來看,，日韓、歐美,、臺灣等公司陸續(xù)推出倒裝LED芯片及芯片級封裝的產品,，進一步證明了由倒裝芯片實現(xiàn)的芯片級封裝產品未來巨大的發(fā)展?jié)摿屯怀龅募夹g優(yōu)勢。