2010年開始,在上游產業產能擴張迅速和下游應用市場不斷擴大的雙重因素下,中國本土LED封裝廠商迎來高速發展期,整個行業競爭異常激烈,行業產品價格下降趨勢明顯,LED封裝領域新技術層出不窮。2011年9月,廣州晶科電子推出基于倒裝焊技術進行無金線封裝的四款產品--易系列白光LED,立刻在行業內引發軒然大波,被業界譽為國內開辟無金線封裝時代的“盤古”。
“無封裝”=沒有封裝?
無金線封裝即業內俗稱的“無封裝”“免封裝”。所謂的“無封裝”是否意味著不再需要封裝環節?
在集成電路封裝技術中,晶片電極跟支架引腳的相連一般通過以金線互連的方式達成,但金線斷裂一直是其中一個常見的失效原因。隨著倒裝焊技術的推出,兩者的相連可通過更穩定的金屬凸點焊球來連接,省去金線,大大提高其可靠性及散熱能力。倒裝焊技術后來也被使用在 LED封裝技術當中,被稱為“無金線封裝”。
倒裝無金線封裝并不表示無封裝環節,而是封裝環節不同于SMD的固晶焊線步驟,將SMD的固晶焊線步驟在倒裝工序里面已經完成了,但是仍然需要熒光粉涂覆和molding透鏡工序,而熒光粉涂覆和molding透鏡仍然屬于封裝工序,這其實只是將封裝要做的環節簡化而已。“這在一定程度上壓縮未來封裝的毛利空間,對單純的封裝企業來講,他們能做的工序越來越少,也就意味著附加值越來越低。”晶科電子產品主管林志平談道。
晶科“無封裝”產品領先鋒
相較于傳統封裝結構,無金線封裝技術保證了產品的高可靠性、低熱阻和超薄封裝等優點,更能發揮LED的優勢。
1、倒裝無金線封裝不需要使用金線完成電性連接,降低了LED失效的風險。它的這點優勢在多芯片封裝的LED模組中體現得更明顯;
2、倒裝無金線封裝結構中,金屬直接與金屬界面接觸,這樣導熱系數高,熱阻小;
3、平面涂覆熒光粉,空間色溫分布更均勻,色溫差距小;
4、無金線阻礙,為透鏡設計提供了更大的空間,可實現超薄封裝。
擁有如此優勢的芯片級封裝技術自研發以來迅速走入行業視野,臺灣和國內地區上規模的LED廠商紛紛開始對芯片級封裝相關產品展開研發投入。而敢為人先的晶科電子率先運用了最新一代無金線封裝工藝,推出的易星系列白光LED,提供更高品質、高可靠性的光源產品,以滿足使用者高質量光源需求,相較普通大功率產品尺寸縮小80%以上,提供更廣闊的設計空間。與此同時通過減免封裝的工藝環節,從而降低成本。其中的大功率無金線陶瓷封裝產品3535(易星)亦達到了美國“能源之星”標準。
精益求精 攻克技術難點
無金線封裝技術是基于倒裝工藝,而倒裝工藝在穩定性方面還需積累經驗,同時倒裝芯片的成本較高也制約了倒裝工藝往中小芯片的過渡。林志平表示,“封裝質量的好壞是以光品質來評判,因此無金線封裝中的熒光粉涂覆工藝,以及對光色一致性的處理是仍然要攻關的技術。晶科也正致力于倒裝技術低成本的研究和光色改善。”
有業內人士反映,由于無金線封裝工藝均采用倒裝芯片,一旦普及開來,目前封裝廠大部分設備都不能使用。而封裝廠的工藝磨合也是個問題,剛開始做,良率也很難達到期望值。無金線封裝光源目前只能采用倒裝芯片(Flip-Chip)、覆晶封裝芯片制程,由于采用倒裝,則對固晶所要求的精度更高。另一方面對芯片的成分、設備的精度也會有更高的要求,這令一些封裝企業望而卻步。對此,林志平認為倒裝無金線的優勢是正裝、垂直芯片無法比擬的,在系統集成,大功率過載有先天優勢,晶科也將持續研發,將倒裝發揚光大,向低成本、微型化方向發展。正于此信念,晶科電子成為國內唯一能夠量產“無金線封裝”產品且已量產三年的企業,在近期也將推出柔性基板大功率和白光芯片兩款新產品。
精益求精是晶科電子產品研發的動力,其無金線倒裝工藝經過多年的技術沉淀和積累,特別是大功率產品在國內市場上有一定的口碑和知名度,亮度光效可媲美國際一線品牌產品,性價比更高。