LED顯示封裝高度集成化道路上,五大封裝技術誰能率先拔得頭籌?

在過去的一年,由於LED顯示技術的迸發,業內對LED顯示屏成品的多維度發展已經進行了充分的討論,反而對我國最初進入LED顯示屏行業的門檻——封裝技術的討論,並沒有形成體系的討論。去年,在各家LED屏企的努力之下,COB技術擴大了推廣應用,得到技術的全面開花;IMD(多合一)技術走向成熟,兩種先進技術引領LED顯示屏封裝行業的發展勢頭,並引領行業呈現出封裝趨向集成化的發展大潮流。那麼在行業發展的滾滾洪流中,這兩項技術誰又能率先拔得頭籌呢?


  我國LED顯示屏從封裝起家,歷經數十年的發展,衍生出DIP、SMD、IMD、COB以及巨量轉移等五大類封裝技術,分別適用於不同點間距的芯片封裝。五大封裝技術共生,各有特點和應用市場,為什麼說封裝行業開始走向集成化呢?從五大技術應用特點的角度來分析,便可一窺究竟。

  技術解讀

  DIP技術,將燈珠直接插入PCB板上,再通過焊接製作成顯示屏模組,為直插式封裝。

  SMD技術,是將單個或多個LED芯片,通過機器粘焊在帶有塑膠“杯形”外框的金屬支架上再往塑膠外框內灌封液態封裝膠,高溫烘烤成型,屬於自動化表貼封裝。

  IMD多合一封裝技術,將兩個及以上的像素結構集合在一個封裝單元裡,目前以四合一技術應用最為成熟,屬於集成封裝技術。

  COB封裝技術,集成多個LED裸芯片用導電或非導電膠直接粘附封裝在PCB板上,省去支架,將整個模組完整封膠,屬於高度集成封裝技術。另外,COB封裝減少了燈珠以及迴流焊貼片的工藝,集合了上、中、下游技術,合併燈珠與PCB面板封裝環節,從LED芯片封裝到LED顯示單元模組或顯示屏的生產都由一家企業完成,需要上、中、下游企業緊密的合作,這是生產流程上的集成化。

  Mini/Micro LED顯示技術,將百萬級的晶元高度集成到一起,即巨量轉移技術,所以也屬於高度集成封裝技術。結合上文以及封裝技術的發展歷程,便可看出LED顯示封裝技術正在走向集成化。

  應用前景分析

  DIP作為最悠久的封裝技術,縱橫封裝領域數十年,憑藉工藝簡單、成本低的優勢,有著較高的市場佔有率。但這種技術需要手動直插,效率低下,而且只適用於P6以上的戶外顯示屏。在整體顯示屏走向6以下,以及因早期LED屏老化而掀起的替換風潮之下,DIP技術市場嚴重萎縮,並退出封裝行業歷史主舞臺。

  SMD適用於P1-P10之間點間距的封裝,也是封裝行業目前的主流封裝技術,具有技術成熟,機器表貼效率高的優勢,且在亮度、一致性、可靠性、視角、外觀等方面表現良好。但是,由於先天性支架問題的存在,具有氣密性差、散熱不良、發光不均勻和發光效率下降等問題,雖然通過眾多企業的研究與探討,依然沒能夠徹底解決這個問題。另外,最近兩年,SMD封裝常規類芯片產能嚴重過剩,波及臺灣日韓等地區,價格下降,利潤嚴重下滑;與此同時,LED常規顯示屏市場也趨於飽和,常規類的燈珠出貨艱難,芯片封裝行業進入發展瓶頸期。出貨難,庫存多,行業狀態低迷,企業遭受三面攻擊,亟需新的發展動力來擺脫發展困境。

  這時,因個性化需求的提升,各細分領域市場開始發力,其中的小間距LED顯示屏,因為安防市場的擴大而強勢崛起,成為各大企業的盈利點,所以各大封裝廠商的企業部署也緊盯小間距燈珠,並且有條不紊地開展小間距計劃。SMD雖然是業內最普遍的封裝技術,但當封裝尺寸小於1.0時,受限於固晶、焊線、劃片(衝切)、焊線的設備精度等因素,則會導致工藝難度急劇增加,良率降低,增加終端成本,因此,SMD封裝難以進入盈利最好的小間距封裝市場。SMD技術不適用於小間距封裝,促使另一種同根同源的封裝技術——IMD多合一集成封裝技術的誕生。

  COB封裝和IMD技術都有幾個共同的特點,首先兩者都能夠突破SMD技術的侷限,將像素點間距縮小至2.0mm以下;其次兩項技術也都是緣起於小間距LED顯示屏技術的發展,並且也都是主要應用於小間距LED顯示屏領域。以此類推,COB以及IMD技術,既然能夠應用於小間距LED顯示屏產品,那同樣可以應用於大間距LED顯示屏中去。不可否認,COB技術由於其先天缺陷,應用於大屏產品會存在成本問題。但是IMD技術起源於SMD,繼承SMD的經驗、技術、設備以及生產線,應用成本相對較低,則可以延伸至2.0以上的間距。另外,COB封裝以及IMD技術是這兩年封裝行業討論最多的話題,探究兩者的可行性、可靠性、生產良率、適用範圍等,兩項技術隨著行業探討的深入而不斷深化,促進兩者走向更為平穩和成熟的應用階段。因此,未來的SMD被IMD技術所取代也不是沒有可能。

  Mini/Micro LED顯示,技術比較超前,需要克服的技術難點比較多,最大的困難技術巨量轉移尚未研究出較好的解決方案。另外,Mini/Micro LED顯示還沒有形成相應的產業鏈,即使未來Mini/Micro LED顯示屏趨勢大熱,但是也要較長的路要走。

  從應用場景來看,常規屏進入平臺期,雖然細分市場也屬於擴展階段,但小間距的發展勢頭以及應用範圍更勝一籌。況且,隨著智慧城市政策的進一步落地,安防監控市場亦將持續擴張;另外,隨著5G網絡的普及,會議可視化也開始走進各大企業會議室;不僅如此,各大細分領域企業也開始探索旗下產品在小間距顯示的可能性,目前市面上也已經出現相比較成熟的產品。幾大趨勢發展潮流浩浩蕩蕩,將持續帶動小間距LED顯示屏的騰飛,因此,未來可期的小間距顯示領域則成為多數LED封裝企業,乃至是LED屏企日後戰略佈局的首選。由此可以看出,LED顯示封裝也在悄悄走向集成化。

  從技術角度來看,SMD、COB以及IMD率先突圍,而從發展前景來看,COB、IMD以及Mini/Micro LED未來可期,但是Mini/Micro LED尚未形成一定的發展,所以COB以及IMD脫穎而出。由此綜合分析得出,五大封裝技術,COB以及IMD會率先拔得頭籌。

  結語:

  COB和IMD技術各有千秋,如何抉擇才是大部分封裝企業以及LED屏企考慮的問題。COB雖然封裝成本高,但是其減少傳統的固晶工藝,重量有所減輕,可往輕薄化方向發展。不過,進入COB領域,需要重新購買設備、生產線等,要求企業擁有深厚的資金實力。而IMD技術,可以沿用SMD的設備、生產線以及人員經驗等,並且可以延伸至2.0以上領域,因此,IMD領域更適合於封裝企業的發展。既然集成封裝潮流不可逆轉,那就選擇合適的路來走。


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