2017芯片级封装LED照明模组技术及市场趋势

芯片级封装LED照明模组:LED产业的潜在发展方向?

芯片级封装LED:仍面临挑战但极具前景的解决方案

芯片级封装(Chip scale pachages, CSPs)对LED产业来说还是新事物,但是它可是传统半导体产业的支柱技术。它能改善半导体器件的可靠性、热管理性能,并能获得更小的封装尺寸。

2012~2021年芯片级封装LED产量预测

2012~2021年芯片级封装LED产量预测

CSP LED的尺寸能够达到大功率和中等功率LED的十分之一,同时能够提供更高的功率密度和简化的终端产品集成。这种新的架构相比其它传统封装,还能降低热阻,提升可靠性,提高可视角度。然后,在器件制造端和模组集成端,CSP LED目前还面临着一些挑战,包括色彩一致性、化学稳定性,假设极少或没有来自外部环境引起的脱焊,以及如辐射图纹等光学性质控制。

按功率密度界定的CSP LED

按功率密度界定的CSP LED

在本报告中,我们预估2016年CSP LED模组在整个LED模组市场中的占比低于1%。不过,凭借多个应用领域的增长潜力,以及照明产业对集成该技术的尝试,预计到2021年,CSP LED模组的市场份额将增长至约6%。

本报告全面分析了CSP LED器件,分析内容包括:芯片及封装技术、制造工艺、相关成本和价格、产业及市场趋势等。本报告还深入分析了CSP LED照明模组的设计,主要包括:光学设计、热学和电学管理,以及CSP LED集成需知等。

2021年LED照明模组市场营收预测(按模组技术细分)

2021年LED照明模组市场营收预测(按模组技术细分)

智能手机和电视之后,CSP LED会成为通用照明和汽车照明应用的潜在发展方向吗?
CSP LED通过在更小的面积内提供更高的功率密度而增加价值。其首个目标应用是智能手机的闪光灯。随着智能手机变得越来越薄、功能越来越多,必须集成更多的组件或模组。

倒装芯片封装CSP LED对比大功率型LED

倒装芯片封装CSP LED对比大功率型LED

CSP LED的小尺寸及广可视角推动了其在电视背照单元领域的应用。广可视角意味着LED间的像素可以变得更大,减少了器件需要的数量,相应的降低了背照成本。
不过,CSP LED还能为照明产品开发出新的功能。部分通用照明应用采用这些光源来降低灯/光源的成本。CSP LED的小尺寸使LED簇类似于板载芯片(chip on board, COB)LED模组,但却能带来更多的功能性。CSP LED簇可以带来可调白光,以人为中心的照明,以及其它智能照明功能,意味着能够为用户带来更多的舒适感、愉悦的情绪和健康。

CSP LED相比传统LED的价格区间

CSP LED相比传统LED的价格区间

最后但同样重要的是,高流明和一致性意味着CSP LED能够进入汽车头灯照明应用,该领域要求很高的光强度和光束形状控制。汽车矩阵大灯的新发展将包含CSP LED,以提升矩阵分辨率,增强用户视野,并结合摄像头改善汽车的先进前照明系统。

本报告中,我们绘制了CSP LED的应用全景图,分析了CSP LED照明模组在通用照明应用中的性能及机遇,研究了应用案例,并与其它模组技术进行了定位比较。

CSP LED应用概览

CSP LED应用概览

简化的制造工艺影响供应/价值链

倒装芯片CSP LED制造工艺

倒装芯片CSP LED制造工艺

CSP LED技术去除了一些封装和芯片贴装步骤。这将有利于LED芯片制造商,它们将能绕过其传统客户,开发封装并直接供应给LED模组制造商,从而获得更高的利润。垂直整合LED制造商也能降低其封装成本。不过,新技术的应用需要开发新的专业技能,调整传统的封装产业。例如,磷荧光粉和密封剂沉积工艺将从点胶转为荧光片/膜沉积或注塑。这一趋势将影响设备和材料供应商,它们需要开发新的解决方案。

2013年,Lumileds公司首次将CSP LED实现商业化。随后多家公司快速跟进,这些跟进的公司大多为台湾企业。不过也有些公司,如欧司朗(Osram),它们仍在怀疑CSP LED技术的必要性,并朝着传统中功率和大功率LED以及板载芯片LED布局。

关于这一趋势的争论同样也出现在LED模组端,在这个层级CSP也带来了很多困难。例如,在PCB设计时,为优化性能需要特别留意铜迹线和焊接掩模。如小焊接表面和侧向发光灯关键特性,也可能影响模组的集成。由于CSP LED的优势还不是非常明朗,它们仍对该解决方案的真实机遇心存疑虑。

标准、板载芯片和CSP LED模组制造链比较

标准、板载芯片和CSP LED模组制造链比较

本报告深入挖掘了CSP LED带来的制造和集成工艺改变,及其对供应链和价值链的潜在影响。此外,本报告还基于模拟和案例研究,分析了该技术的真实机遇。

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