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当前LED显示屏小间距多种封装方案并存,谁将占据显示市场的制高点?

字体变大  字体变小 发布日期:2019-08-09  浏览次数:2960
核心提示:LED显示屏行业产业链包含着上游的芯片、中游的封装、下游的应用,而中游的封装环节连接着产业链的两端,在整个产业链中起着承上启
 LED显示屏行业产业链包含着上游的芯片、中游的封装、下游的应用,而中游的封装环节连接着产业链的两端,在整个产业链中起着承上启下的作用,可以说LED显示屏的封装每一次技术的进步都会带来整个LED显示屏行业新的变革。当前LED显示屏行业已经进入微间距化的发展阶段,布局小间距显示屏产品已经成为很多企业不约而同的战略,在探索小间距发展的过程中也出现了多种封装方案,那么这一些封装方案它们之间会有一些什么关联?多种封装方式并存,谁又将占据显示市场的制高点呢?

我国LED产业大概起于上个世纪八十年代,LED显示封装器件主要经历了点阵模块、直插式(Lamp)、亚表贴、表贴(SMD)几个阶段,随着LED封装形势的发展点阵模块、亚表贴已经淡出市场。如今除了点阵模块封装、亚表贴封装外小间距LED显示屏封装有SMD、4in1、COB、GOB、AOB等多种封装工艺。

表贴(SMD)

表贴(SMD)封装是将单个或多个LED芯片焊在带有塑胶“杯形” 外框的金属支架上(支架外引脚分别连接LED芯片的P、N级),在往塑胶外框内灌封液态环氧树脂或者有机硅胶,然后高温烘烤成型,然后切割分离成单个表贴封装器件。

SMD由于使用表面贴装技术(SMT),所以自动化程度比较高。采用表贴封装器件的显示屏,在色彩还原、颜色一致性、均匀度、视角、画面整体效果都有一定的优势。

SMD出来后很快占据了LED显示屏的市场,成为当今LED显示屏封装的主流。秉承SMD工艺的企业也占据着整个LED显示屏行业的绝大多数。

在小间距LED出现以前,显示屏灯珠封装的主流技术是TOP型。芯片放在碗杯型的支架上,然后再用胶水填充密封。当小间距LED发展到1010灯珠,TOP的支架和封装工艺的难度大幅度的增加,所以出现了CHIP型的封装结构。目前国内主流厂商1010灯珠采用的都是CHIP型结构。

但一些厂商对原有的TOP型灯珠在封装上进行了改良后使得原来TOP型灯珠获得了新的活力。改良后的TOP型灯珠密封性更好,可靠性更高;推力增大;对比度提高;散热更好;减少了死灯。小间距灯珠1010采用TOP型封装的国际厂商有日亚、科锐,在国内有朗德万斯、信达。

全新的集成封装技术IMD(四合一)

随着LED显示屏行业的发展,LED显示屏微间距化已经成为一种趋势。传统小间距在不断地往下探索,当间距下探到P0.X的时候,出现了小无可小的窘境。占据主流地位的SMD封装在往更小间距探索的时候,已经受到了越来越大的限制。行业内一些企业在致力于LED显示屏向更小间距方案的探索时,探索出来了一条尽显中国哲学“中庸”之道的“四合一”方案。

“四合一”即一个封装结构中有四个基本像素结构,其本质上依然是四个由12颗RGB--LED芯片合成的“灯珠”。

LED显示屏企业对SMD贴装工艺有着很深厚的技术积淀,而“四合一”封装是对SMD封装继承的基础上做出的进一步发展。SMD封装一个封装结构中包含一个像素,而“四合一”封装一个封装结构中包含四个像素。虽然四合一LED显示屏采用的是全新的集成封装技术IMD(四合一)其工艺上依然沿用的是表贴工艺。“四合一”Mini LED模组IMD封装集合了SMD和 COB的优点,解决了墨色一致性、拼接缝、漏光、维修等问题,具有高对比度,高集成,易维护,低成本等特点,它是通往更小间距道路上比较好的折中方案。当前,“四合一”Mini LED模组出于成本的考虑,采用的是正装的芯片,随着封装厂商对芯片做出更多的要求,将会进一步推出“六合一”甚至“N合一”方案。

在LED显示屏行业运用四合一封装技术生产四合一LED器件的封装企业有晶泰星、国星,而应用IMD四合一技术的显示屏企业有利亚德、艾比森、联建等一众企业。

COB

在往更小间距下探的道路上,与四合一相对出现的另一条封装路线是COB封装。COB封装是一种将裸芯片用导电或非导电胶粘附在互连基板上,然后进行引线键合实现其电器连接。COB封装采用的是集成封装技术,由于省去了单颗LED器件,封装后再贴片工艺。能够有效解决SMD封装显示屏,因为点间距不断缩小,面临的工艺难度增大、良率降低成本增高等问题,COB更易于实现小间距。

而COB封装按照芯片的正装或者是倒装可以分为正装COB和倒装COB。倒装COB厂商以长春希达为代表,秉承倒装COB路线的厂商认为倒装COB能比正装更加容易实现更小间距,而正装COB封装厂商则以雷曼为代表,正装COB的厂商也认为正装COB在技术上也能够实现更小间距,是否下探更小间距,更多的是出于成本的考虑。

GOB

GOB是Glue on board的缩写,是一种封装技术,是为了解决LED灯防护问题的一种技术,是采用了一种先进的新型透明材料对基板及其LED封装单元进行封装,形成有效的保护。该材料不仅具备超高的透明性能,同时还拥有超强的导热性。使GOB小间距可适应任何恶劣的环境,实现真正的防潮、防水、防尘、防撞击、抗UV等特点。

GOB是显示屏厂商们对SMD表贴工艺性的改进,它提高了显示屏的防潮、防水、防撞击的性能,在一定程度上,弥补了表贴小间距显示屏的可靠性和稳定性不足的缺陷。但是这个技术方案对SMD表贴工艺提出了极高的要求,一旦有虚焊,就很难修复。而且长时间使用过程中胶体是否会存在变色、脱胶、影响散热等方面也需要时间验证。

显示屏厂商丽晶光电已经生产出GOB小间距显示屏。

丽晶GOB小间距产品MH系列

AOB

AOB (Admixture On Board)是安排在表贴LED显示屏生产环节的最后一道工序。在SMT工艺完成之后将一层高分子材料薄膜涂覆在灯板的表面。此前显示屏已经过了灯板白平衡72H恒温老化和整屏24H视频老化,排除掉生产工艺、元器件所导致的种种不良,经过AOB纳米涂敷的隔离保护,将使LED故障率降低至5PPM以下,极大地提升了屏幕的良品率和可靠性。

表贴显示时常会出现灯珠不亮,列亮,死灯,掉灯,怕冷风,怕水汽,怕灰尘,怕刮蹭,撞击,磕碰等居多问题。因此,如何提升灯板的防护等级、降低死灯率、提高显示效果,成为众多业内企业关注的重点。

针对这样的问题,就开发出AOB显示技术,让表贴SMD小间距显示屏具有新三防性能:IPX7级的防水等级,HRC 8级的表面抗刮硬度等级,6KG的SMD贴片器件粘结强度侧推等级。

这一些性能从本质上解决了SMD表贴屏在安装使用时的磕碰,刮蹭导致的损害和灯板报废,以及在长期使用过程中的空调冷风水汽,溅水等等对LED灯珠的侵蚀导致LED灯珠在使用过程中的不良,提高了安装和维护的安全性,特别是在重大会议保障的快速响应和关键画面不会出现灯珠缺色,不亮,整体的将灯珠不良降低到5PPM以下。

运用AOB显示的代表厂商有阿尔泰、巴科。

 

AOB侧面解剖视图

LED显示屏行业内的小间距封装技术,有的是在原有技术基础上进行改良如GOB、AOB,有的是革命,如COB。随着LED显示屏在小间距领域应用上的不断探索,更多的封装方案将不断被推出。小间距领域推出的封装方案各有优劣。哪种封装方案能够在未来的市场竞争中能够胜出,判断的一个标准是这一种封装技术是否能够降低成本,是否使LED显示屏有更好的显示。

未来随着LED显示屏微间距化的发展,LED显示通往Mini/Micro方向将是大势所趋,小间距领域推出的封装方案能够解决小间距显示应用存在的一些弊端, 但要寻找一条通往Mini/Micro方向的路线还需要业界人士砥砺前行不断的思考、探索。  

 

 
关键词: 封装
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