隨著led顯示屏技術(shù)快速發(fā)展,其點(diǎn)間距越來(lái)越小,LED的封裝從3528、2020、1515、1010、0505延續(xù)到更小尺寸以滿(mǎn)足高密度需求,成為L(zhǎng)ED業(yè)內(nèi)炙手可熱的產(chǎn)品。高密度LED具有高像素密度、高掃描比、高刷新率、高灰度等級(jí)四個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。高密度LED可以用于結(jié)合觸摸、裸眼3D、智能應(yīng)用、云播控等概念,勱鴻電子也擴(kuò)寬了led顯示屏的應(yīng)用領(lǐng)域。
當(dāng)前,小間距led顯示屏市場(chǎng)潛力巨大。小間距led顯示屏具有無(wú)拼縫、低能耗、長(zhǎng)壽命、顯示效果優(yōu)等特點(diǎn),隨著光效的不斷提升及集成控制技術(shù)不斷成熟,LED小間距屏將會(huì)逐漸替代原有DLP、LCD,其市場(chǎng)的空間規(guī)模也不斷擴(kuò)展。
但小間距led顯示屏的顯示效果、大分辨率帶載、拼接縫隙這三大瓶頸制約了led顯示屏的發(fā)展。同時(shí),高密度led顯示屏間距越來(lái)越小,散熱問(wèn)題也凸顯出來(lái),嚴(yán)重影響其色彩均勻性和顯示屏壽命。為了解決高密度led顯示屏散熱問(wèn)題,我們?cè)诒疚闹刑岢隽艘环N新型封裝方式,可有效地解決散熱、貼裝困難等問(wèn)題。
1、傳統(tǒng)封裝方式
傳統(tǒng)顯示屏是在印制電路板(PCB)的一面貼裝驅(qū)動(dòng)集成電路(IC),另外一側(cè)貼裝燈體,通過(guò)恒流芯片驅(qū)動(dòng)燈體發(fā)光。恒流芯片的布局是否合理直接影響顯示屏的顯示效果,所產(chǎn)生的熱影響LED正常發(fā)光特性;進(jìn)而影響整塊顯示屏的色彩均勻度。此外,LED燈體尺寸微型化將會(huì)導(dǎo)致表面貼片封裝技術(shù)的貼裝工藝和返修困難。除了高密度顯示屏像素間距越來(lái)越小外,恒流芯片輸出腳也增加,散熱問(wèn)題凸顯成為亟需解決的難題,不良的散熱會(huì)導(dǎo)致屏體熱度不均,而影響顯示的均勻度和壽命。
上海勱鴻電子制造LED封裝1515、2020、3528的燈體,管腳外形采用J或者L封裝方式。國(guó)星的1010和晶臺(tái)的0505均采用方形扁平無(wú)引腳封裝(QFN)。QFN是一種焊盤(pán)尺寸小、體積也小、以塑料作為密封材料的新型的表面貼裝型封裝技術(shù)。通過(guò)外露引線(xiàn)框架及具有直接散熱通道的焊盤(pán)釋放封裝內(nèi)芯片的熱量,具有出色的散熱性能。同時(shí),由于內(nèi)部引腳與焊盤(pán)之間的導(dǎo)電路徑較短,所以自感系數(shù)以及封裝體內(nèi)布線(xiàn)電阻很低,所以能提供良好的電性能,且整體電磁干擾小。但其焊接點(diǎn)完全位于底部,返修需要把整個(gè)器件移除,對(duì)于高密度led顯示屏返修難度大。
2、新型封裝方式
為了解決傳統(tǒng)封裝方式中散熱問(wèn)題及返修困難這兩個(gè)困難,本文提出了一種新型封裝方式,可以有效地解決這些問(wèn)題,并可以大大提升產(chǎn)品的可靠性,使得極高密度像素LED排列成為可能。LED技術(shù)發(fā)展的規(guī)律總結(jié)起來(lái)說(shuō)就是,可以在更小的LED芯片面積上耐受更大的電流驅(qū)動(dòng),并獲得更好的光通量以及薄型化等特性,從而獲得更好的性能。
新型封裝是一種基于球柵陣列結(jié)構(gòu)和芯片級(jí)封裝的LED新型封裝方式,如下圖1所示。將恒流驅(qū)動(dòng)邏輯芯片和LED晶元封裝在一起,結(jié)構(gòu)主要有7部分:環(huán)氧樹(shù)脂填充、LED晶元、支架體、IC芯片、互連層、焊球(或凸點(diǎn)、焊柱)和保護(hù)層。互連層是通過(guò)載帶自動(dòng)焊接、引線(xiàn)鍵合、倒裝芯片等方法來(lái)實(shí)現(xiàn)芯片與焊球(或凸點(diǎn)、焊柱)之間內(nèi)部連接的,是封裝的關(guān)鍵組成部分。
LED的壽命與散熱息息相關(guān),長(zhǎng)時(shí)間高溫運(yùn)行將加快衰減,降低使用壽命。而且隨著溫度升高,LED的光色性能也會(huì)發(fā)生明顯變化,色彩偏移、色彩失真,進(jìn)一步影響led顯示屏的質(zhì)量。該新型的封裝形式中,將使用散熱錫球及散熱通道協(xié)助散熱,而增加散熱的最好方式是使用散熱錫球。散熱錫球是指直接安裝在芯片正下方基板下的錫球,可以借著錫球直接將熱傳到PCB上,而減少空氣造成的熱阻。一般為了使散熱到球更迅速,可用散熱通道穿透基板。
新型封裝方式的應(yīng)用需要驅(qū)動(dòng)IC廠(chǎng)家與LED封裝廠(chǎng)家資源進(jìn)行整合,使得微間距led顯示屏推廣成為可能。
LED新型封裝是IC與燈珠模塊化的產(chǎn)物,裝配更加容易、效率更高。這種新型的封裝形式還可有效改善微間距LED的散熱問(wèn)題,對(duì)微間距led顯示屏的推廣起到重要作用。
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