近三年來,小間距LED大屏的供銷保持了80%以上的年度復合增長率。這一成長水平不僅位居今日大屏產業各大技術之首,同時亦是大屏產業歷史所未有之高增速。急速的市場成長,表明了小間距LED技術的巨大生命力。但是,這并不意味著,今天的小間距LED產品已經達到“最佳”技術狀態。
小間距LED屏和COB封裝技術
小間距產品的技術含金量高:小間距,顧名思義就是間距較小,從LED自發光顯示的原理來說,點間距越小,就意味著圖像顯示單元的密度就越大,而顯示出來的圖像就更清晰,這就是它為什么能夠戰勝傳統顯示屏的優勢所在,也就是產品的迭代升級。
COB,是英文Chipson Board的縮寫。該技術最早發源于上世紀60年代,是一種致力于簡化超精細電子元器件封裝結構、并提升最終產品穩定性的“電氣設計”。簡單講,COB封裝的結構就是,將最原始的、裸露的芯片或者電子元件,直接貼焊在電路板上,并用特種樹脂做整體覆蓋。
采用COB封裝技術的小間距LED屏,被稱為“第二代”小間距LED產品。這種產品自去年開始,呈現出高速市場增長的勢頭,且成為一些主打高端指揮調度中心市場的品牌的“最青睞”路線圖。
在LED應用領域,COB封裝主要用于中高功率照明系統和小間距LED產品上。前者是考慮COB技術帶來的散熱優勢,后者則除了充分利用COB在產品散熱等方面帶來的穩定性優勢外,更是能達到一系列“性能效果”上的獨特性。
COB封裝在小間距LED屏上的應用的好處主要包括:
1.提供更好的散熱平臺。由于COB封裝是顆粒晶體直接緊密接觸PCB板,所以其可充分利用“基板面積”實現導熱和散熱。而散熱水平則是決定小間距LED屏穩定性、點缺陷率和使用壽命的核心因素。更好的散熱結構,自然也就意味著更好的整體穩定性。
2.COB封裝是一種真正全密封的結構。包括PCB電路板、晶體顆粒、焊腳和引線等都實現了全面密封。密封結構帶來的好處顯而易見——例如,防潮、抗磕碰、防止污染損傷、器件表面更易于清理等。
3.COB封裝可以設計出更為獨特的“顯示光學”特性。比如,其封裝結構,形成的非晶體面積,均可覆蓋黑色吸光材料。這使得COB封裝產品在對比度效果上更為出色。再例如,COB封裝可以在晶體上方的光學設計上做出嶄新的調整,實現像素顆粒出光自然化,改善常規小間距LED屏像素顆粒感劇烈和亮度刺眼的劣勢。
4.COB封裝的晶體焊接不采用表貼SMT的回流焊工藝,而是可以使用包括熱壓焊、超聲焊、金絲焊等在內的“低溫焊接工藝”。這使得脆弱的半導體LED晶體顆粒,不用禁受240度以上的高溫考驗。而高溫過程是小間距LED壞點、死燈,尤其是批量死燈的關鍵所在。當表貼工藝出現死燈,需要修復的時候,還會發生“二次高溫回流焊”。COB工藝則徹底杜絕了這一點。這也是COB工藝壞點率僅為表貼產品十分之一的關鍵所在。
Micro LED的關鍵技術
LED顯示屏產品的技術更迭經歷了直插、表貼、COB三個階段,兩次革命。從直插、表貼,到COB意味著更小的間距和更高的分辨率。這個演化過程就是LED顯示的進步過程,也開發出越來越高端的應用市場。那么未來這樣的技術演進還會繼續嗎?答案是肯定的。
LED屏從直插到表貼的變化,主要是集成工藝和燈珠封裝規格的變化。這種變化帶來的好處,主要是更高的表面集成能力。LED屏在小間距階段,從表貼工藝向COB工藝的變化,除了是集成工藝和封裝規格變化外,COB還是集成與封裝一體化的工藝,是整個產業鏈流程的再分割。同時,COB工藝亦不僅帶來了更小的間距控制能力,也帶來了更好的視覺舒適性和可靠性體驗。
目前,Micro LED技術則成為了另一個前瞻性的LED大屏研究重點。與其上一代產品COB工藝小間距LED比較,Micro LED概念不是集成或者封裝技術的變革,而是強調燈珠晶體顆粒的“微型化”。
Micro LED技術被炒得震天價響,儼然是次世代的顯示技術霸主,更是2018年的顯示明星。然而,目前Micro LED依然存在許多的難題,不管是制程技術、檢驗標準,或者是生產成本,都與大量商業應用有著很大的距離,而其中一個最主要的挑戰,就是如何導入大量生產,以降低其制造成本,而此一環節被稱為「巨量轉移」。
要理解巨量轉移,當然要先知道什么是Micro LED,以及它跟傳統的LED有何不同之處。Micro LED的英文全名是「Micro Light Emitting Diode」,中文也就稱作是微發光二極體,也可以寫作「μLED」。
與一般LED最大的不同之處,當然是尺寸。但是多少的尺寸才能稱作Micro LED,目前仍未有統一的標準,因此都是制造商各自表述的情況。以臺灣晶電的定義為例,一般的LED晶粒是介于200~300微米(micrometer, μm),Mini LED(被稱為Micro LED前身)約50~60微米,而Micro LED則是在15微米。
打造燈光盛宴的羅姆LED
羅姆用LED打造的彩燈節,吸引了好多人前來參觀,了解詳情點擊:羅姆2018彩燈節。
目前,羅姆的LED特色產品主要有以下三種。
首先是小型化、薄型化LED產品。隨著消費電子設備等應用日趨小型化,對元器件小型化的要求也從未停止。利用羅姆獨創的生產技術,對元件本身進行小型化設計,并降低連接元件與PCB板的金絲位置,厚度僅為0.2mm,達到行業領先水平。
其次是大幅降低LED的亮度偏差、成功實現穩定亮度的LED產品。非常適合汽車儀表和工業設備等并排使用LED的應用,由于在元件制造階段就嚴格貫徹產品理念和品質要求,從而使客戶方面不再需要對亮度進行統一調整,非常有助于減輕客戶的設計負擔。
另外,耐用性優異的LED也是羅姆獨有的特色產品。對于汽車剎車燈等在嚴酷環境下使用的應用,為防止因產品老化引起亮度降低等問題,羅姆于業界首家推出抗硫化性能取得飛躍提升的產品。
此外,還有能夠有效防止汽車儀表漏光現象的小型LED產品等,隨著客戶需求的多樣化,羅姆的產品陣容也在逐年擴大。
審核編輯黃昊宇
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