“免封装”技术： CSP、NCSP及WiCop大比拼

说起CSP，最初进入LED眼中并炒的火热的是“免封装”概念，而这个最早时候的CSP仅仅只有应用在一些闪光市场，如今在背光市场逐渐起量。而所谓的免封装并不是真正省去封装环节，而是将部分封装工序提前到芯片工艺阶段完成，即采用倒装芯片直接封焊到封装底部的焊盘，无金线，无支架，简化生产流程，降低生产成本，封装尺寸可以做得更小，而同样的封装尺寸可以提供更大的功率，也就是芯片级封装(简称CSP，此定义文章太多，此处不加赘述)。

CSP-LED器件封装截面图

如果你一直有关注CSP的发展，你就会发现当CSP这个概念逐渐受热，像免封装、CSP、NCSP以及WiCop这些词汇瞬间博得大多数人的眼球，但是他们究竟是什么呢?每个名词之间存在着怎样的联系呢?

NCSP是什么?

过去几年，大功率LED的国际巨头纷纷着力改进原有陶瓷封装技术，凭借其先进的大功率倒装芯片或垂直结构芯片，逐渐使封装小型化，以降低由于昂贵的陶瓷基板及较低的生产效率带来的成本压力，并提升芯片承受大电流密度的能力。

结果是在不降低、甚至提高光通量的前提下，他们让从原来的3535的封装变到2525，再缩小到到1616甚至更小，使得LED的尺寸趋近了芯片本身的尺寸，因为接近CSP，故而取名Near Chip Scale Package，简称NCSP。

NCSP-LED器件封装截面图

自进入2015年以来，LED行业的CSP风一度一浪高过一浪，被认为是LED封装的革命产品。当LED风向开始偏移的时候，很多企业开始纷纷布局CSP，但是不是所有的企业都有资本下决心布局的，为什么这么说呢?

作为封装企业来说，之前一直发力正装LED，在工艺上取得了很大进步，在现有的市场上也一直有不错的业绩。当CSP概念来临时，一些大的上市企业纷纷踏足，抢占先机，不想错失。而作为一部分的中小型正装企业，本来营收有限，如果冒然投入CSP，布局设备，不论是资金还是产品拓展上都存在很大的风险和不确定性。

而且目前CSP的发展还是处在初级阶段，优势还并未很明显。对此鸿利光电雷利宁也表示，虽然CSP和WiCop都被炒得火热，但是对比目前的很多封装形式来看，CSP的封装形式主要存在几个焦灼点，首先光效设计对比传统正装工艺不具有性价比优势，比如同功率同光效下，正装芯片由于良率和成熟度更有优势，在同光效同光通量输出时，正装亦有优势;其次还包括灯具厂家对CSP的SMT等使用的诸多问题。

NCSP与CSP是什么关系?

NCSP技术依靠倒装结构的芯片(Flip Chip)，将倒装芯片通过共晶焊技术焊接在陶瓷或柔性基板上，再将荧光粉层涂覆在作为出光窗口的蓝宝石及芯片四周侧壁上，形成五面发光型光源。由于其单位面积的光通量最大化(高光密度)以及芯片与封装成本最大比(低封装成本)，使其有望在性价比上打开颠覆性的突破口。

当陶瓷基板的尺寸做到和芯片尺寸几乎一样大时，其逐渐失去辅助LED散热的功能。相反，如果去掉陶瓷基板，则会去掉一层热界面，有利于热量快速传导到外线路板。同时，随着倒装芯片的成熟，陶瓷基板作为绝缘材料对PN电极线路的再分布(re-distribution)的功能已不再需要。除了在机械结构和热膨胀失配上对LED起到一定保护作用外，陶瓷基板对芯片的电隔离和热传导的重要功能已基本丧失。因此，免基板的CSP封装技术应运而生。

NCSP可以说是基于CSP技术的未成熟性以及市场需求的过渡性而产生的。从LED目前发展来看，一方面，由于价格战的加剧，企业通过纷纷降低尺寸减少才材料成本，而推出更高性价比的产品，使得产品尺寸日趋小化，另一方面，新的产品CSP被认为是最新一代高性价比产品，而目前技术暂未成熟，从而催生出过渡性产品NCSP。

当然对于任何一款新的技术或者产品走向成熟，其必定要经历一个周期，最终走向成熟。如果说CSP是免基板的，那么在免基板的CSP成熟之前，NCSP或许也有其存在的必要性。

对于带基板的CSP，德豪润达莫庆伟博士表示，其已经失去开发这款技术的初衷了。因为CSP技术最初出现的背景就是为了精简工艺，减少工序的。如果还存在基板，则与当初的推崇理念是相悖的。

Wicop是什么?

Wicop来由首尔半导体提出的名称，取自英文Wafer Level Integrated Chip On PCB的缩写。该技术是一种突破了目前常说的CSP的限制，实现了真正的无封装LED新概念的产品。由于将芯片直接同PCB相连接， 无需传统LED封装工艺需要的固晶、焊线等工程，又因没有中间基板，使芯片尺寸与封装尺寸100%相同，是超小型、高效率的产品，显示出极高的光密度和热传导率。

Wicop-LED器件封装截面图

这种新产品的问世完全颠覆了传统LED封装生产模式，不再需要LED封装(Package)生产的固晶(Die Bonding)，焊金线(Wire Bonding)等生产工艺，也不再需要作为LED封装主要构成部件的支架(Lead frame)、金线(Gold wire)等材料的新概念WiCop新产品。

由此可见，真正的CSP封装技术，是不再需要额外的次级基板(sub-mount)或是导线架，直接贴合在载板上，因此业界还称之为白光芯片。免去封装基板后，封装体面积进一步缩小，提高出光角度和光密度;不仅如此，还把传统倒装芯片封装技术中固晶工艺所需的金锡(Au-Sn)共晶焊接变为低成本的无铅焊锡焊接，进一步降低封装成本。但是，就目前封装厂技术来看，完全免基板暂时不易实现，因此当前绝大部分封装企业在生产CSP产品时，多会采用带基板的倒装焊技术。因此，从严格意义上分析，市场上大部分CSP可以归结于NCSP产品，现有的CSP封装是基于倒装技术而存在的。

CSP、Wicop是什么关系?

对于WiCop，首尔半导体此前表示，WiCop是相对CSP更为简化的一种设计，没有支架，固晶，金线等工艺的wafer级封装的LED，其只需在芯片上面压结荧光膜就可以了。但是其与CSP是什么关系，首尔半导体用“CSP≠WiCop”这个公式表示了。

但是德豪润达副总裁莫庆伟表示，从CSP的结构来看，其实WiCop也就是免基板的CSP。只是它是基于外延圆片上的封装，而CSP是基于单颗成品芯片的封装，虽然工艺有所不同，但是只是不同的csp结构而已。而且CSP企业所用的结构也有所不同，每家的工艺也不同，而且因应用领域的不同，所用的结构也会有所不同。

实际上，CSP白光的实现方式有很多种，市面上主流技术路线是把圆片切割后，在方片上进行荧光粉涂布，再测试、编带。核心工艺是围绕着荧光粉的涂覆技术，包括旋涂，喷胶，封模，印刷、及荧光膜贴片等多种方式，各工艺都有其优势与挑战。此过程与传统封装工艺较为相似，适合制作五面发光型CSP。

还有就是单面发光型CSP是将荧光粉涂覆在晶圆(Wafer)上进行大多数或是全部的封装测试程序，之后再进行切割(Singulation)制成单颗组件。这种封装过程又称晶圆级封装(Wafer Level Package，WLP)。然而，采取这样工艺实现的荧光粉涂覆，只覆盖LED芯片的上表面，蓝光透过蓝宝石从四周漏出，影响封装后的整体色空间分布的均匀性。

无论是那种工艺来看，CSP都并不会革掉封装企业的命。对此，鸿利光电雷利宁也表示， WiCop是外延级封装的CSP，但是无论是哪一个级别的封装，封装厂都可以做封装，只是看去买成品芯片还是买整片圆片来封装。

总之，未来不论是NCSP、CSP亦或是WiCop，不管能否起到革命的作用，但是其的确省略掉原有技术的一些环节，它是一种技术的进步。它也不会一剑封喉，它的出现是一场LED产业的革新，也是一场挑战，但同时更是新机遇!