LED封装结构、工艺发展现状及趋势

2018-11-20 10:08

来源：阿拉丁商城

4．通用照明未来的封装大趋势

1）芯片超电流密度会继续增加。

今后芯片超电流密度，将由0．5mA／mil2 发展为1mA／mil2，甚至更高。而芯片需求电压将会更低，更平滑的VI曲线（发热量低），以及ESD 与VF 兼顾。

2）适用于情景照明的多色LED光源。

情景照明将是LED照明的核心竞争力，而未来LED照明的第二次起飞则需要依靠情景照明来实现。

3）光效需求相对降低，性价比成为封装厂制胜法宝。

今后室内照明不会太关注光效，而会更注重光的品质。而随着封装技术提高，LED灯具成本降低成为替代传统照明源的动。

4）去电源方案（高压LED）。

今后室内照明将更关注品质，而在成本因素驱动下，去电源方案逐步会成为可接受的产品，而高压LED充分迎合了去电源方案，但其需要解决的是芯片可靠性需要加强。

5）国际国内标准进一步完善。

相信随着LED封装技术的不断精进，国内国际上对于LED产品的质量标准也会不断完善。

6）更高光品质的需求。

主要是针对室内照明，企业会以LED室内照明产品RA达到80为标准，以RA达到90为目标，尽量使照明产品的光色接近普兰克曲线，这样的光才能够均匀、无眩光。

显示屏未来的封装大趋势

过去显示屏的封装有直插式、SMD 与COB三个主流方向，但是随着小间距的要求越来越多，COB会越来越是未来的主流。直插式与SMD封装工艺在固晶焊线方面与COB封装没有区别，它最大的区别在于使用了支架。

大家都知道，支架一般有四个焊腿，需要通过SMT焊接到PCB板上。因此COB封装工艺相比直插式和SMD封装工艺最大的不同之处在于单灯省去了一个支架，因此也就节省了灯珠面过回流焊机的表贴焊接处理工艺。为什么COB会是未来技术的主流呢？以下是显示屏用的COB优势：

1）超轻薄：可根据客户的实际需求，采用厚度从0．4－1．2mm厚度的PCB板，使重量最少降低到原来传统产品的1／3，可为客户显着降低结构、运输和工程成本。

2）防撞抗压：COB产品是直接将LED芯片封装在PCB板的凹形灯位内，然后用环氧树脂胶封装固化，灯点表面凸起成球面，光滑而坚硬，耐撞耐磨。

3）大视角：COB封装采用的是浅井球面发光，视角大于175度，接近180度，而且具有更优秀的光学漫散色浑光效果。

4）可弯曲：可弯曲能力是COB封装所独有的特性，PCB的弯曲不会对封装好的LED芯片造成破坏，因此使用COB模块可方便地制作LED弧形屏，圆形屏，波浪形屏。是酒吧、夜总会个性化造型屏的理想基材。可做到无缝隙拼接，制作结构简单，而且价格远远低于柔性线路板和传统显示屏模块制作的LED异形屏。

5）散热能力强：COB产品是把灯封装在PCB板上，通过PCB板上的铜箔快速将灯芯的热量传出，而且PCB板的铜箔厚度都有严格的工艺要求，加上沉金工艺，几乎不会造成严重的光衰减。所以很少死灯，大大延长了LED显示屏的寿命。

6）耐磨、易清洁：灯点表面凸起成球面，光滑而坚硬，耐撞耐磨；出现坏点，可以逐点维修；没有面罩，有灰尘用水或布即可清洁。

7）全天候优良特性：采用三重防护处理，防水、潮、腐、尘、静电、氧化、紫外效果突出；满足全天候工作条件，零下30度到零上80度的温差环境仍可正常使用。由上面的趋势来看，由于SMD需要解决焊脚问题，一个灯珠有四个焊脚，那么随着显示屏的密度更高，单位平方米中所使用的灯珠将会更多，焊脚将会越来越密，这个问题不解决，对于表贴来说小型化是一个非常大的挑战，COB把支架这一部分略过，几百万个焊点的难题全部被抛之脑后，小型化做起来更轻松。所以未来的显示屏技术会往COB方向走是毋庸置疑的，COB封装最大的技术优势就是直接在PCB板上进行封装，不受灯珠的限制，所以，对于COB来说点间距这个说法并不科学，理论上来说，COB封装想要达到高密，是非常容易的，借用行业人士一句话来说，COB封装就是为小间距量身打造的，如果RGB的倒装芯片逐渐往小芯片技术方向走，甚至未来的Mini LED甚至Micro LED都会往这个技术趋势做显示产品。

Mini LED与Micro LED

Mini LED是指芯片尺寸约在100微米左右的LED，Mini LED的尺寸介于传统LED与Micro LED之间，目前主要应用在超小间距显示屏与传统LED背光基础上的改良版本的mini LED背光。而Micro LED是LED微缩化和矩阵化技术，简单来说，就是将LED背光源进行薄膜化、微小化、阵列化，可以让LED发光单元像素小于100微米，每个RGB次像素发光单元在20微米到30微米之间，与OLED一样能夠实现每個图元单独定制，单独驱动发光的自发光显示技术。如果从结构原理上来看， Micro LED结构更简单，但是它最大的难题就是众所周知的巨量转移，而LED的微小化技术也是难题之二，当然如何保证良率接近100％更是Micro LED最大的挑战，比方说， 4K级别的Micro LED中尺寸显示器，需要2，488万个以上的RGB三色Micro LED高度集成，而且不能有坏点，难度可想而知，短期内要量产还需要很长的时间。从工艺制程上看，Mini LED相较于Micro LED来说，工艺更接近目前的一般LED，良率更好控制，在显示屏应用上，可以做出解析度非常高的电影屏幕，背光应用上可以搭配软性基板达成高曲面背光的形式，采用局部调光设计，拥有更好的演色性与对比度，能带给液晶面板更為精细的画面，且厚度也趋近OLED，同時具有省电功能。所以，很可能mini LED在未来两到三年会支撑LCD对抗OLED技术，但是随着OLED良率提升与柔性OLED技术的成熟，mini LED背光将会节节败退，而在这三年左右的缓冲期中，Micro LED能否突破技术瓶颈，将良率与成本进行革命性的突破，将关系到LED与OLED最终的胜负，人类的终极显示技术，谁会是最终王者，也许三年后就会有最终的答案。

（作者：叶国光）

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