白光晶片(免封装)的制程真相及对LED市场的冲击

　　将LED封装单元中的荧光粉与晶片直接结合，并且独立出来成为一种新颖的能够直接点亮发出白光的产品，是为“白光晶片”。

 

 

　　或许我们该赋予白光晶片更为严谨的定义：

 

　　1)荧光粉层与晶片紧密包覆(ConformalCoating)。

 

　　2)晶片表面应达成完美的五个出光面之包覆(PentahedralCoating)。

 

　　3)荧光粉层厚度应与晶片出光量达到最适配的比例(TheMostAppropriatePhosphorThickness)，进而让白光效能最大化。

 

　　白光晶片产品，从晶电提倡“免封装”概念起，便大受市场瞩目。无封装作为产品命名，无异是对封装业者的挑衅。LED从业人员或对此产生莫大兴趣、趋之若鹜，或嗤之以鼻、视为毒蛇猛兽，或以为是营运重生之契机，或当作发展生意的绊脚石，无论如何，都是2012年至今，LED业内最为津津乐道的话题。

 

　　在市场上许多人称“白光晶片”为“免封装晶片”；事实上，LED产业从未产出过不需要封装就能使用的晶片。免封装之所以不可行，主要理由在封装後的线路，无论是打线或倒装型式的电联结区域，都会因暴露在含水的空气中氧化，进而失效。为了不让电联结失效，我们无可避免地要用隔水隔气的透明材质包裹于晶片与焊接区外，以完成LED光学元件。

 

　　“免封装”一词主要来自倒装型式的白光晶片。由于倒装晶片采取共金焊接加工，取代典型打线制程，荧光层则包覆于作为出光窗口的蓝宝石及晶片侧壁上，因此外观看来似能免除封装的大部份程序。实际运用上，无论是为了光型还是为了出光率，采用适当折射率的透明胶体作外封介质，都是必要的。所以“免封装”自始至终都不曾存在。

 

 

　　“免封装晶片”的耸动名词之下，藏着的制程真相，其实是现行可作为量产的混光涂布制程，很难应用于打线式晶片，荧光层或多或少会涂到电极上，而导致后续焊接困难。现行制程，即使能做到回避电极涂布，其白光晶片的良品率也低到难以普及的地步。制造困难的前提下，垂直型白光晶片容或有极少数公司能小量生产，面上型的白光晶片就迟迟未能面世了。

 

　　时至如今，LED封装制程的大多数制程已然设备化且愈形精密；唯一难以控制的是每坨胶水中荧光粉的比例。以点胶制程来说，每千颗点胶量的误差值已从2000年初的7%缩小到现在的3%，但即便仅有3%的荧光粉量误差，也足以造成肉眼可见的色偏差。一般肉眼可辨识的色偏差，在麦克亚当椭圆3阶以内，而典型封装厂采用的点胶制程，最精密的程度也只能把色偏差缩小至麦克亚当椭圆5阶。可见的色偏差，向来是LED封装厂的库存损失主因；尤其在美国颁布新的能源之星标准后，普世对LED光源产品的色偏差要求更形严格。这让封装厂不得不寻求更为精准的混光制程。

 

 

　　白光晶片的出现，不啻是封装制程的一种救赎。理论上，LED封装厂取得白光晶片后，就不再需要为了混光配色大伤脑筋。配色的责任将上移到晶片制造端，只要封装端控制好进货，库存或废料风险就能有效降低；顺着这个理路，接下来只要白光晶片货源稳定，封装厂可减少混光配色的制造程序与资本支出。

 

　　整体看来，白光晶片的出现似对封装业者有利。但免除了旧风险，新风险也接踵而至：当混光配色的责任上移到了晶片制造端后，封装厂的重要性也将随之减少。

 

　　因此白光晶片，按理说，将会对LED封装产业造成很大的冲击。不过前述的分析推论，是筑基于“打线式白光晶片”能够被大量生产制造的前提下才会发生。打线式白光晶片中尤其以“水平式晶片”为大宗，至少占据了八成的市场份额。

 

　　到底谁能突破技术瓶颈、大量地生产水平式白光晶片，革新整个LED产业？让我们拭目以待。