Rolf Aschenbrenner:應(yīng)用決定封裝未來
摘要: 應(yīng)用決定封裝,即使是同樣的LED芯片,用在室內(nèi)照明和室外照明的不同環(huán)境中時,其對封裝的要求也是不同的,室外環(huán)境惡劣些,需要考慮防雨、防潮、防高溫等因素,并且要具有更高的可靠性以避免頻繁更換。
LED產(chǎn)品性能不斷提高的同時價格在不斷下降,但市場大規(guī)模滲透仍需進一步降低成本。封裝作為LED成本中最大的部分,是人們關(guān)注的焦點。人們希望知道,降低封裝成本的途徑有哪些?封裝的未來趨勢如何?以及封裝可能會帶給人類怎樣的變革?
近日,記者采訪到了美國電氣和電子工程師協(xié)會(IEEE)電子元件封裝和生產(chǎn)技術(shù)學(xué)會主席、德國弗勞恩霍夫協(xié)會可靠性和微集成研究所(IZM)研究所副主任Rolf Aschenbrenner。我們期待這位封裝領(lǐng)域的資深專家,能為我們描繪出封裝最真實的未來,也希望他把德國弗勞恩霍夫協(xié)會可靠性和微集成研究所(IZM)研究所成功與企業(yè)合作的經(jīng)驗介紹給中國的企業(yè)和政府。
3D封裝是下一項關(guān)鍵技術(shù)
記者:LED產(chǎn)品價格昂貴,其制造成本構(gòu)成中最大的部分就來自于封裝,那么,要使LED產(chǎn)品價格下降,封裝必然是重點,您能否談?wù)劮庋b的未來發(fā)展方向?
Rolf Aschenbrenner:我認為晶圓級封裝將是降低成本的一個很好的解決方案。但該技術(shù)目前還面臨很多問題和挑戰(zhàn),同時也需要新的半導(dǎo)體設(shè)備作為支撐:不僅指那些典型的前端設(shè)備,還包括后端的設(shè)備。封裝的發(fā)展中還會出現(xiàn)新的技術(shù),比如3D封裝,雖然這個概念目前還只是一個有趣的想法,不具有競爭性的成本效益,但是受到需要超緊湊型智能系統(tǒng)等應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展的帶動,我相信會是晶圓級封裝的下一個發(fā)展階段。3D封裝是一項關(guān)鍵技術(shù),可以實現(xiàn)各種來自不同技術(shù)領(lǐng)域組件的集成,有付諸低成本量產(chǎn)的可能,并有極廣的應(yīng)用范圍。我必須強調(diào)的是,封裝不再是傳統(tǒng)意義上的概念,而是系統(tǒng)集成,也就是將幾種芯片集成在一個封裝里來實現(xiàn)某項特定的功能。而決定封裝的是應(yīng)用,比如要設(shè)計一款可以測量汽車發(fā)動機氣流的感應(yīng)器,其封裝必須具有耐高溫的性能,因為發(fā)動機的溫度會在150℃以上。而如果是應(yīng)用于紡織品,比如可發(fā)光的衣服,封裝就無需考慮耐高溫的特點,而是要實現(xiàn)耐水洗、可彎曲的性能。
封裝可以應(yīng)用于極其廣泛的領(lǐng)域。目前我們和一家德國公司合作的項目是電子護照的研發(fā)。電子護照是在傳統(tǒng)本式護照封面中嵌入電子芯片,并將持照人的姓名、性別、出生日期、護照號碼、證件照片圖像、指紋信息等個人信息儲存在芯片內(nèi)。好幾層芯片集成在一起進行封裝,封裝后的芯片必須很薄,才能輕易安置在護照內(nèi)。電子護照可以存儲大量的信息,并可進行網(wǎng)絡(luò)身份識別等。封裝還可廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,比如起搏器。起搏器做到極小極輕,要具有生物兼容性,安裝到身體里面并存留數(shù)年。起搏器中集成很多芯片,是一個智能的系統(tǒng),在需要的時候起搏器向心臟發(fā)出微小的電脈沖,刺激心臟跳動。
應(yīng)用決定封裝,即使是同樣的LED芯片,用在室內(nèi)照明和室外照明的不同環(huán)境中時,其對封裝的要求也是不同的,室外環(huán)境惡劣些,需要考慮防雨、防潮、防高溫等因素,并且要具有更高的可靠性以避免頻繁更換。我相信,系統(tǒng)集成和3D封裝將為LED照明走向低成本與智能化提供強大動力,引領(lǐng)未來半導(dǎo)體照明時代的變革。
大功率LED與標準LED將會并存
記者:封裝材料的好壞直接影響LED產(chǎn)品的性能,請問在新材料研究方面,您覺得哪種材料比較有前途?如果新材料與新工藝能有效解決大功率LED的散熱問題,您是否認為大功率LED會成為未來的主流?
Rolf Aschenbrenner:界面材料非常重要,它連接芯片與冷卻系統(tǒng),必須具有很好的導(dǎo)熱性。現(xiàn)在已經(jīng)有研究人員對碳納米管進行了大量的研究。這種材料具有可以和金剛石相媲美的導(dǎo)熱性,超出金屬材料導(dǎo)熱性10倍,我非??春眠@種材料。而關(guān)于基座材料,我相信未來還會有新的材料可供選擇。
大功率LED與標準LED將會并存。大功率LED需要實現(xiàn)更高的光效,現(xiàn)在的技術(shù)難題仍然是散熱,以提高其可靠性。散熱問題的解決會使大功率LED得到更加廣泛的應(yīng)用。不過創(chuàng)新的應(yīng)用才是未來最重要的決定因素。比如應(yīng)用于紡織品中的LED需要的是小功率、低成本而不是大功率。
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