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光彩照明知识

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陶瓷玻璃荧光片与B-stage相比优劣势如何,车灯照明封装厂该如何选择?

发布时间:1970-01-01 08:00        浏览量:57
近几年,CSP(Chip Scale Package)一直是LED业界关注的热点之一。除了在封装环节的极大简化,CSP在应用上还有高功率、极小发光面、散热优异等独特的优势。很多国际大厂都一直致力于推动CSP的产业化。目前,CSP在手机闪光灯、电视背光、车用照明等应用上迅速铺开。中国CSP起步相对较晚,2017年被很多业界人士看作是中国CSP元年,甚至在车用照明领域出现供货比较紧张的局面。
由于封装结构的极简化,荧光粉墙和荧光粉面成为CSP封装工艺中更加关键的一个物料,目前常常通过荧光粉片的形式并入到CSP器件(其他封装制程other viable Packaging Processes,不在此讨论)。根据分散体系的不同,荧光粉片的技术又分陶瓷玻璃荧光片和树脂荧光片,这两个技术的快速突破和对CSP量产的大力助力充分表现了材料技术的多样性、创造性及材料的使能重要性(Enabling Technology)。
光和热对于LED是最关键的,光和热的更好管理也是LED技术和产品不断提升的基础和保证。封装材料的选择也需要着重考虑这两个问题。陶瓷玻璃荧光片属于无机材料,是最好的耐温材料之一,其优异的耐热、耐光热(例如不黄变)性能是有机材料所不能企及的。与此同时,陶瓷和玻璃具有高导热性能及良好的可加工性(包括机械加工、激光切割、蚀刻等)。虽然电子材料的单个物理性能是非常重要的考量因素,但是其在LED器件中的整体表现才更为重要,只有和其他物料及组件的匹配性合适才能发挥其物理属性。如果存在不匹配性,再好的材料也不能发挥出其性能优势,更有甚者会在可靠性出现问题,这是一个系统问题。同时,可制造性Manufacturability也是一个需要重视的问题,材料必须能和设备、制程工艺有机组合。
热固树脂Thermosets经常使用于半导体封装中,根据固化的进度和程度,可以分成A-stage,B-stage,C-stage。B-stage is the stage wherein the thermosets are almost insoluble but are thermoplastic. They can remain in the molten state for only a short period, because the elevated temperatures not only promote flow, but also cause the final cross-linking of the material. 荧光粉树脂胶膜被很多韩国CSP技术领先的公司所采用。
B-stage荧光粉胶膜的可形变性和流动性,对于其和CSP芯片的粘接性至关重要。陶瓷玻璃由于不具有形变和流动能力,很多工艺采用了涂层来实现粘接(远程荧光应用除外),其实还是又引入了有机材料(散热、耐热的薄弱环节);夹在陶瓷片和CSP芯片(两者都是刚性体,且CTE非常低)之间的有机粘合剂由于高的热膨胀系数CTE,在冷热冲击时,可能产生更严重的应力问题,甚至影响器件的可靠性。另一方面,热固树脂具有优异的可配粉性,可以混合多种、不同的荧光粉。陶瓷荧光片由于需要高温烧结,很难实现多粉单片产品,红粉尤其为难。同时,有机材料有非常好的厚度控制,均一性易于实现。有机材料一直由于多样的可加工性、成熟的配套设备、和制程工艺的良好匹配(很多半导体工艺有成熟的膜配套设备)及最低的成本,成为半导体工业的优选材料之一。
在二十多年的电子材料工作中,接触过的大多数欧美日韩台半导体工程师,都非常重视物料的综合检测。因为在器件和制程中的重要性能指数常常有很多,很多工程师经常利用score card来对比不同,而不只是单个技术指标的硬性对比。另外,不要忘了,散热才是LED车灯的关键。功率越高,产生的热也越多,不能解决散热问题,LED依旧会出现问题,不应该本末倒置。作为从事高分子材料的来说,个人倾向于采用B-stage荧光粉胶膜。
以上是一己之见,抛砖引玉,恳请同仁斧正、深度讨论。