1.1 白光CSP 的定义

　　LED白光CSP经过业界几年来的辛勤研发努力，逐渐从概念走向成熟产品。特别是基于倒装芯片开发的CSP以其优异的出光效率、良好的散热结构、精巧的外形尺寸等优点，已开始应用于背光、闪光灯、商用照明等高端用途。

　　各厂家开发的CSP结构各不相同，大致分以下几类，见图1。

　　图1 LED CSP结构示意图

　　结构A：荧光胶膜包覆倒装LED芯片形成5面出光CSP结构。

　　结构B：由结构A变化而来，用白色反光硅胶做垂直墙面，形成单面发光结构。这个结构也是目前CSP在闪光灯、背光等领域率先应用的样式。

　　结构C：该结构应用无粘性的荧光胶片贴在具有白色反光杯的灌封LED封装体上，也是一种单面出光结构。与其类似结构在正装芯片的封装上已很成熟。

　　结构D：运用喷涂荧光胶的方法在芯片上形成50-70微米的超薄荧光层，再用透明硅胶在反射杯内灌封保护。

　　各结构的核心特点是以封装树脂对倒装芯片做厚度约50-150um的五面包覆、仅裸露电极一面，形成单面或五面出光的封装结构。

　　从封装工艺角度看，CSP可通过喷涂、模压、贴合已固化无粘性荧光胶片、贴合半固化荧光胶膜等方式制得，所以各大厂商对CSP的学术定义或商业命名各持自己的观点，例如WIPCO、PFOC、NCSP。

　　德高化成从自主开发的封装材料以及封装工艺角度，对五面出光的结构A提出一己之见，命名为PFCC，即phosphor film coated chip ，意指通过荧光胶膜封装倒装芯片而制成的CSP。

　　1.2 白光PFCC型CSP的制程开发特征

　　PFCC采用德高化成开发的半固化预混荧光粉硅胶膜TAPIT、对阵列LED倒装芯片真空热压合或辊压贴合完成封装，封装硅胶高温固化后通过机械切割方式得到独立的CSP芯片。其封装工艺示意图如图2所示。

　　图2 五面出光PFCC制作工艺示意图

　　结合上述各种CSP的封装结构及制作工艺，我们可以对比各类CSP的结构和设计优势。

　　表1 CSP结构与制做工艺的性能对比

　　1、PFCC 的封装材料消耗优势

　　CSP可以大幅降低封装成本的重要支撑来自更少的封装材料消耗。采用PFCC制程，芯片封装胶厚度可在70-150um范围内设计，结合切割工艺的制程能力，芯片置晶时可按300-400um间距阵列。

　　以40×40mil芯片为例，按置晶间距400um组成约2050枚芯片的置晶区域（约合45mm×90mm置晶区域）、控制PACKAGE厚度约300um，则荧光胶膜（按30%重量比添加荧光粉)用量仅4g以内。

　　喷涂或挤涂荧光胶液方法虽然材料单位成本不高，但双组份硅胶与荧光粉混合后，操作时间难以控制、荧光粉沉降导致不良浪费等因素使其整体成本有待综合评估。

　　2、PFCC实现CSP封装的技术及投资优势

　　喷涂法工艺虽然最简单，但形成封装体五面厚度均一的CSP仍需大量工艺及设备开发。模压法与PFCC控制封装层厚度的能力归于成熟设备、工艺范畴，且量产实现最为可能。

　　但模压法使用的成型设备造价高（单台造价约200万RMB以上），针对不同CSP封装层厚度，需设计、投资不同Cavity结构的模具单元。

　　而结合半固化荧光硅胶膜的PFCC封装采用平板贴合或辊压压合，设备原理简单，单台造价20-50万人民币以内，是LED行业可以承受的。

　　3、PFCC实现自由出光设计及投资优势

　　五面出光PFCC通过调节置晶芯片的间距以及切割刀刃厚度，可实现在较宽范围内五面封装层厚度的DIY设计。调整仅需改变置晶机工作参数、及压合机模压板垫高块(spacer)的厚度。

　　除五面出光结构外，PFCC可以与其它材料结合开发四面白色反射壁的单面出光结构，德高化成正在为此设计新型胶膜化封装材料。

　　4、PFCC降低封装成本的核心因素

　　PFCC低成本的核心是高集成封装。传统正装LED封装是基于金属支架、结合灌封有机硅封装胶实现的，单片尺寸为60*150金属支架上可放置约330颗芯片，即封装密度约为4颗/cm2。对于PFCC，以40×40mil芯片为例，可实现50-70颗/cm2的集成封装密度。

　　5、传统正装LED封装厂添置PFCC单条线的投资分析

　　以正装 封装厂投入单条PFCC生产线为例，添置PFCC关键设备并评价投资金额。

　　表二 单条PFCC封装线的投资

　　※1：非自动上下料手动贴合机，贴合面积约300*300mm

　　※2：部分封装厂具有LED晶圆裂片设备

　　1.3 白光PFCC型CSP的应用

　　图三 PFCC历经荧光胶膜贴合、固化、切割后的成品形态

　　五面出光PFCC因其精巧的外形尺寸、良好的散热设计，预计可以在以下应用得到认可和发展。

　　一、灯丝球泡灯，风靡欧美市场的灯丝球泡LED灯在装饰照明领域以其独特的全周发光和仿古造型独占细分市场。但由于不点亮时，黄色的荧光灯丝使人感觉突兀，消费者希望体验更加类似钨丝灯的通透感产品。采用PFCC，细小的黄色芯片不阻碍透明基板的露出，整体LED球泡将更加通透。此外薄型PFCC比点胶法灯丝的封装层要薄1/3左边，这对于有散热症结的灯丝球泡灯提高散热大有益处。

　　二、多色温调光灯具，当前智能调光多以中、大功率LED结合控制芯片组成。而PFCC可以用简便的方法制作多色温产品，在荧光胶膜的制作阶段，通过荧光粉的选择及调节，调配出不同色温的荧光胶膜，从而获得多色温的PFCC。多色温PFCC及点阵式灯具设计，可以用最简单的电路实现色温可调、亮度可调。

　　三、创意灯具、PFCC薄而小的轻巧的结构可以与柔性FPC基板结合、可以与液晶调光玻璃幕墙等结合形成创意照明结构。

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