傳統LED產業包括外延、晶片、封裝和燈具產業鏈環節，當前產業發展態勢呈現併購和投資進行產業鏈垂直整合以降低成本，而通過將晶片和封裝的技術環節垂直整合，可以進一步降低成本。

因此將傳統IC領域的晶片級尺寸封裝概念引入LED領域，也就是將LED晶片和封裝結合起來即晶片級尺寸封裝技術為LED產業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，晶片級尺寸封裝技術(ChipScalePackage，以下簡寫為「CSP」)的發展就成為必然的趨勢。

在三種LED晶片技術路線中，倒裝晶片由於無需金線互聯，且可直接在各種基板表面(PCB、陶瓷等)貼裝，因此特別適合晶片級封裝(直接在晶片製造階段就完成了白光封裝)，形成晶片級的白光LED器件。

由於倒裝晶片散熱好，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「倒裝晶片+晶片級封裝」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勢，最近兩年來成為了LED行業研究的熱點和發展的主流方向。

晶片級封裝的發展

CSP指的是封裝體尺寸相比晶片尺寸不大於120%，且功能完整的封裝元件。

CSP器件的優勢在於單個器件的封裝簡單化、小型化，儘可能降低每個器件的物料成本。

CSP量產實現的產能很大，從而滿足市場的爆發性增長用量的需求，通過大規模化的生產效應而拉低器件的成本。

晶片級尺寸LED封裝技術，由於封裝體積變小，給封裝技術帶來了挑戰，特別是LED作為光學器件，需要製作均勻的光轉換層，可實現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產業界的熱門話題，所謂的免封裝其並不是真正省去封裝環節，而是將部分封裝工序提前到晶片工藝階段完成，其實也就是晶片級封裝。

相繼在台灣、日韓、歐美等地的LED大公司紛紛發布了類似的晶片級封裝LED產品。

綜合各企業產品，共同的特點是基於倒裝晶片的基礎上，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，使其後道工序更加便捷。

晶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，然後將倒裝晶片貼裝到已製作有電路的基板材料上，再進行其他封裝工藝，最後劃片、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晶圓金屬化後，經劃片製作倒裝LED晶片，然後把倒裝LED晶片的正上方和四個側面使用螢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廠競相開發的方向。

第三，LED外延片經金屬化電極完成後，直接在晶圓級進行螢光粉塗覆，經過切割、裂片實現晶片級封裝，該工藝路線技術難度較大，目前尚處在產業化前期。

綜合三種方法，要實現晶片級封裝的核心關鍵前提是在於倒裝晶片的開發。

在國內，晶科電子早在2012年推出了第一代晶片級光源產品，實現批量化生產和銷售，稱之為「晶片級無金線封裝」，升級的第三代晶片級光源產品如圖1。

晶科電子利用在倒裝晶片技術工藝平台的基礎上，發揮晶片研發與量產的技術優勢，結合先進的封裝技術，已經實現了晶片級白光LED的開發與量產即白光晶片如圖2所示。

晶片級封裝產品的應用

由倒裝晶片實現的晶片級白光LED即白光晶片，可直接貼裝於PCB板上，省去支架或基板，工藝上節省了固晶、打線環節，大大簡化了LED產業鏈的環節，方便下遊客戶應用，節省成本。

如下圖3比較了白光晶片應用與傳統LED應用的工藝流程差別，很明顯可以看出白光晶片應用的簡便性。

白光晶片具有優異的散熱性能，如圖4所示，比較傳統SMD封裝器件和白光晶片應用於PCB板上的傳熱路徑圖。

傳統SMD器件散熱需經晶片->固晶膠->基板->錫膏層->PCB等路徑。

而白光晶片的散熱路徑則為晶片->金屬層->PCB，經熱阻測試前者要高出後者50%。

白光晶片屬於晶片級尺寸水平封裝，其封裝體尺寸相比晶片尺寸不大於120%，具有明顯體積小的優點。

相比傳統LED光源器件，白光晶片為二次配光釋放了足夠的空間進行二次光學設計，同時配合白光晶片應用的二次光學元件體積將大幅度縮小。

如圖5所示，白光晶片貼於PCB板上，配合二次光學透鏡用於電視背光源燈條，可以讓電視做到更薄。

另外，如圖6白光晶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，白光晶片可製成多種色溫規格排布在同一基板上並實現顏色調控如圖7，滿足照明色溫多樣性的需求。

CSP白光LED器件的應用對於直接貼於PCB上的SMT精度提出了更高的要求，儘管現有的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、台灣等公司陸續推出倒裝LED晶片及晶片級封裝的產品，進一步證明了由倒裝晶片實現的晶片級封裝產品未來巨大的發展潛力和突出的技術優勢。

隨著LED照明市場逐漸趨於成熟和其他各種應用市場的來臨，相信未來晶片級封裝LED產品有很大的市場空間。

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