从贴片LED到大屏LED,详解LED的发展史

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近三年来,小间距LED大屏的供销保持了80%以上的年度复合增长率。这一成长水平不仅位居今日大屏产业各大技术之首,同时亦是大屏产业历史所未有之高增速。急速的市场成长,表明了小间距LED技术的巨大生命力。但是,这并不意味着,今天的小间距LED产品已经达到“最佳”技术状态。
 
 
小间距LED屏和COB封装技术
 
小间距产品的技术含金量高:小间距,顾名思义就是间距较小,从LED自发光显示的原理来说,点间距越小,就意味着图像显示单元的密度就越大,而显示出来的图像就更清晰,这就是它为什么能够战胜传统显示屏的优势所在,也就是产品的迭代升级。
 
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COB,是英文Chipson Board的缩写。该技术最早发源于上世纪60年代,是一种致力于简化超精细电子元器件封装结构、并提升最终产品稳定性的“电气设计”。简单讲,COB封装的结构就是,将最原始的、裸露的芯片或者电子元件,直接贴焊在电路板上,并用特种树脂做整体覆盖。
 
采用COB封装技术的小间距LED屏,被称为“第二代”小间距LED产品。这种产品自去年开始,呈现出高速市场增长的势头,且成为一些主打高端指挥调度中心市场的品牌的“最青睐”路线图。
 
在LED应用领域,COB封装主要用于中高功率照明系统和小间距LED产品上。前者是考虑COB技术带来的散热优势,后者则除了充分利用COB在产品散热等方面带来的稳定性优势外,更是能达到一系列“性能效果”上的独特性。
 
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COB封装在小间距LED屏上的应用的好处主要包括:
 
1.提供更好的散热平台。由于COB封装是颗粒晶体直接紧密接触PCB板,所以其可充分利用“基板面积”实现导热和散热。而散热水平则是决定小间距LED屏稳定性、点缺陷率和使用寿命的核心因素。更好的散热结构,自然也就意味着更好的整体稳定性。
 
2.COB封装是一种真正全密封的结构。包括PCB电路板、晶体颗粒、焊脚和引线等都实现了全面密封。密封结构带来的好处显而易见——例如,防潮、抗磕碰、防止污染损伤、器件表面更易于清理等。
 
3.COB封装可以设计出更为独特的“显示光学”特性。比如,其封装结构,形成的非晶体面积,均可覆盖黑色吸光材料。这使得COB封装产品在对比度效果上更为出色。再例如,COB封装可以在晶体上方的光学设计上做出崭新的调整,实现像素颗粒出光自然化,改善常规小间距LED屏像素颗粒感剧烈和亮度刺眼的劣势。
 
4.COB封装的晶体焊接不采用表贴SMT的回流焊工艺,而是可以使用包括热压焊、超声焊、金丝焊等在内的“低温焊接工艺”。这使得脆弱的半导体LED晶体颗粒,不用禁受240度以上的高温考验。而高温过程是小间距LED坏点、死灯,尤其是批量死灯的关键所在。当表贴工艺出现死灯,需要修复的时候,还会发生“二次高温回流焊”。COB工艺则彻底杜绝了这一点。这也是COB工艺坏点率仅为表贴产品十分之一的关键所在。
 
 
Micro LED的关键技术
 
LED显示屏产品的技术更迭经历了直插、表贴、COB三个阶段,两次革命。从直插、表贴,到COB意味着更小的间距和更高的分辨率。这个演化过程就是LED显示的进步过程,也开发出越来越高端的应用市场。那么未来这样的技术演进还会继续吗?答案是肯定的。
 
LED屏从直插到表贴的变化,主要是集成工艺和灯珠封装规格的变化。这种变化带来的好处,主要是更高的表面集成能力。LED屏在小间距阶段,从表贴工艺向COB工艺的变化,除了是集成工艺和封装规格变化外,COB还是集成与封装一体化的工艺,是整个产业链流程的再分割。同时,COB工艺亦不仅带来了更小的间距控制能力,也带来了更好的视觉舒适性和可靠性体验。

目前,Micro LED技术则成为了另一个前瞻性的LED大屏研究重点。与其上一代产品COB工艺小间距LED比较,Micro LED概念不是集成或者封装技术的变革,而是强调灯珠晶体颗粒的“微型化”。

 

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Micro LED技术被炒得震天价响,俨然是次世代的显示技术霸主,更是2018年的显示明星。然而,目前Micro LED依然存在许多的难题,不管是制程技术、检验标准,或者是生产成本,都与大量商业应用有着很大的距离,而其中一个最主要的挑战,就是如何导入大量生产,以降低其制造成本,而此一环节被称为「巨量转移」。
 
要理解巨量转移,当然要先知道什么是Micro LED,以及它跟传统的LED有何不同之处。Micro LED的英文全名是「Micro Light Emitting Diode」,中文也就称作是微发光二极体,也可以写作「μLED」。
 
与一般LED最大的不同之处,当然是尺寸。但是多少的尺寸才能称作Micro LED,目前仍未有统一的标准,因此都是制造商各自表述的情况。以台湾晶电的定义为例,一般的LED晶粒是介于200~300微米(micrometer, μm),Mini LED(被称为Micro LED前身)约50~60微米,而Micro LED则是在15微米。
 
 
打造灯光盛宴的罗姆LED
 
罗姆用LED打造的彩灯节,吸引了好多人前来参观,了解详情点击:罗姆2018彩灯节
 
目前,罗姆的LED特色产品主要有以下三种。
 
首先是小型化、薄型化LED产品。随着消费电子设备等应用日趋小型化,对元器件小型化的要求也从未停止。利用罗姆独创的生产技术,对元件本身进行小型化设计,并降低连接元件与PCB板的金丝位置,厚度仅为0.2mm,达到行业领先水平。
 
其次是大幅降低LED的亮度偏差、成功实现稳定亮度的LED产品。非常适合汽车仪表和工业设备等并排使用LED的应用,由于在元件制造阶段就严格贯彻产品理念和品质要求,从而使客户方面不再需要对亮度进行统一调整,非常有助于减轻客户的设计负担。
 
另外,耐用性优异的LED也是罗姆独有的特色产品。对于汽车刹车灯等在严酷环境下使用的应用,为防止因产品老化引起亮度降低等问题,罗姆于业界首家推出抗硫化性能取得飞跃提升的产品。
 
此外,还有能够有效防止汽车仪表漏光现象的小型LED产品等,随着客户需求的多样化,罗姆的产品阵容也在逐年扩大。
 

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