Технология CSP-корпусирования светодиодов

Что такое CSP корпусирование светодиодов. Технология.

Технология CSP-корпусирования

В этом обзоре Бхардвадж Джоти (Bhardwaj Jyoti), ст. вице-президент отдела R&D, Philips Lumileds, подробно описывает разработку технологии CSP – корпусов с размерами кристалла (Chip Scale Package).

Эта новая для светодиодной отрасли технология уже давно применяется в полупроводниковой индустрии. Необходимость в разработке корпусов CSP для кремниевых ИС была в свое время продиктована стремлением к миниатюризации, желанием усовершенствовать теплоотвод, повысить надежность, а также обеспечить подключение большого числа выводов кристалла малых размеров.

Кроме того, корпуса CSP позволяют сократить паразитные эффекты в устройстве и упростить интеграцию на втором уровне корпусирования. Таким образом, эта технология, появившаяся в результате естественной эволюции, теперь проникает в другие отрасли, включая светодиодную светотехнику. Первой компанией на пути освоения этой технологии стала Philips Lumileds.

Совершенствование размеров корпусов кристаллов Philips Lumileds за период 2006–2013 гг.

инновации компании Philips Lumileds начались в 2001 г. с изобретения первого в мире высокомощного корпуса LUXEON 1

CSP традиционно определяется как полнофункциональный корпус, размер которого не более чем на 20% превышает фактический размер кристалла или, в случае со светодиодами, – их активную зону. Как правило, эти корпуса не требуют дополнительной подложки и монтируются непосредственно на платы второго уровня (Level 2). Нижняя часть CSP-корпусов имеет контакты P и N. Технология CSP-корпусирования обеспечивает проведение стандартных испытаний, а процесс производства таких кристаллов со стандартным шагом между контактными площадками не отличается от типового технологического процесса изготовления SMT-компонентов. Поскольку в отсутствие внутренних проволочных соединений эффективная длина выводов такого кристалла значительно меньше, его электрические характеристики близки к тем, которые реализуются с помощью технологии перевернутого кристалла (Flip Chip).

Привлекательность использования CSP-корпусов повышается в еще большей мере, если расстояние между контактными площадками P и N то же, что и у традиционных корпусов QFN или корпусов с выводными рамками. CSP-корпуса минимального размера можно рассматривать как устройства Flip-Chip, или корпуса на базе подложки кристалла. Различие между типовым корпусом Flip-Chip и CSP в том, что вторая технология обеспечивает перераспределение контактов внутри кристалла.

Господствующими типами технологии для высокомощных светодиодов были те, которые основывались на использовании тонкопленочных кристаллов (TFFC, EC-VTF и VTF), установленных в керамический корпус, и люминофорных покрытий. В то же время мало- и среднемощные устройства, в основном, имели боковую конфигурацию кристалла с двумя проволочными соединениями для контактов в выводной рамке или выполнялись в QFN-корпусах с распределенными люминофорным покрытием. Новая светодиодная архитектура для современных высоко- и среднемощных приложений основана на совместном использовании технологии CSP-корпусирования и конфигурации Flip-Chip (CSP-FC).

Уменьшение размеров корпусов: переход с традиционного способа корпусирования светодиодов на полупроводниковую технологию CSP

В светодиодной отрасли, как и в полупроводниковой индустрии, наблюдается переход на миниатюрные устройства, обеспечивающие не меньший световой поток и светоотдачу. Можно сказать, это тенденция к миниатюризации устройств при снижении их стоимости. Кроме того, во многих приложениях существует ограничение оптической системы на размер светоизлучающей поверхности. В первую очередь, это ограничение распространяется на устройства с очень большим световым потоком, выполненные по технологии chip-on-board (перевернутый кристалл на плате). Корпуса CSP обеспечивают максимальную плотность монтажа, а совместимость с SMD-оборудованием – высокую скорость автоматизированного производства с невысокими затратами.

Основные преимущества CSP-корпусирования:

  • усовершенствованный тепловой контакт с подложкой благодаря интерфейсу металл-металл нижнего эпитаксиального слоя с теплоотводом;
  • увеличение плотности тока, что позволяет повысить световой поток устройства;
  • высокая надежность за счет отсутствия проволочных соединений и сокращения операций монтажа и корпусирования;
  • повышение плотности корпусирования благодаря меньшему посадочному месту;
  • упрощение операции по интегрированию кристалла на платы благодаря технологии поверхностного монтажа;
  • универсальный монтаж – AuSn, SAC, UBM.
    Сокращение стоимости светодиодов благодаря технологии CSP-корпусирования

    [szapisi]

НЕТ КОММЕНТАРИЕВ