近日，佛山市國(guó)星光電股份有限公司（Nationstar）正式發(fā)布NS-CSP 1010系列芯片尺寸封裝（Chip scale package，CSP）大功率LED器件，該器件采用業(yè)內(nèi)最先進(jìn)的陶瓷薄膜襯底（C-TFS）封裝架構(gòu)實(shí)現(xiàn)LED高緊湊封裝，可應(yīng)用于背光、高密度照明、投影設(shè)備、高端指示等領(lǐng)域，預(yù)計(jì)2015年第二季度開(kāi)始供貨。
 

圖1 國(guó)星光電 NS-CSP 1010系列LED器件及其陣列模組

NS-CSP 1010系列是目前世界上尺寸最小的瓦級(jí)功率型CSP LED器件之一，峰值功率達(dá)到3.5W，尺寸僅有1.0*1.0*0.4，光效130lm/W@6000K，器件熱阻≤5K/W。

在現(xiàn)有的覆晶芯片或無(wú)封裝器件中，其芯片發(fā)光區(qū)（外延層）通常位于藍(lán)寶石下方，且為脆性易裂材料，厚度僅有（5~7μm），外部應(yīng)力將直接傳導(dǎo)至芯片內(nèi)部造成外延層裂紋，進(jìn)而導(dǎo)致芯片漏電或短路。這種失效形式在LED芯片與外部電路材料膨脹系數(shù)（CET）相差較大，特別是將LED芯片直接貼裝于金屬芯線路板（MCPCB）時(shí)尤為嚴(yán)重（GaN CTE約5ppm/K，MCPCB CTE18~23ppm/K）。
 

圖2 LED覆晶芯片與MCPCB直接貼合應(yīng)力失效示意圖（a），

國(guó)星光電C-TFS CSP LED封裝架構(gòu)有效避免應(yīng)力失效（b）

國(guó)星光電NS-CSP 1010系列LED器件采用獨(dú)家專利陶瓷薄膜襯底技術(shù)（C-TFS），將覆晶芯片固晶于厚度僅有50~80μm的精密陶瓷薄膜上，利用陶瓷高強(qiáng)度、低膨脹系數(shù)特性緩沖芯片外延層與外部線路，實(shí)現(xiàn)CSP器件高信耐度工作。同時(shí)薄膜陶瓷有效的縮短了芯片與外界熱流通道的距離，抵消了襯底尺寸減少帶來(lái)的熱擴(kuò)散性能下降。最后陶瓷襯底有效的支撐芯片側(cè)面熒光粉層，大大降低了熒光粉層脫落的可能性，也進(jìn)一步提高了器件的氣密性。