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說起LED封裝,這是我國LED產(chǎn)業(yè)興起之初,中國企業(yè)切入LED產(chǎn)業(yè)的主要突破口。
我國LED產(chǎn)業(yè)起步較晚,在LED核心技術(shù)被國際大廠牢牢掌控的情況下,上游芯片端難以介入,中國企業(yè)只好選擇技術(shù)難度不是非常高,入門門檻相對較低的封裝,再以此向上下游延伸拓展。
發(fā)展到今天,我國LED封裝已達(dá)到國際一流水平。LED封裝環(huán)節(jié)也不再是簡單的組裝環(huán)節(jié),而是一個考驗生產(chǎn)工藝及技術(shù)水平的環(huán)節(jié)。
對LED顯示屏來說,LED器件封裝占據(jù)了整個成本的30%—70%,且封裝的質(zhì)量直接關(guān)著LED顯示屏的質(zhì)量。長期以來,LED顯示屏器件封裝技術(shù)的進(jìn)步促進(jìn)了LED顯示屏的發(fā)展;而隨著LED顯示屏向著高清顯示發(fā)展,其對LED顯示屏器件封裝的技術(shù)工藝等要求也越來越高。
當(dāng)前LED顯示行業(yè),以表貼封裝為主,同時直插式封裝與COB封裝并存,但從去年開始,COB技術(shù)開始逐漸受到了顯示屏廠商的重視,同時Mini LED、Micro LED技術(shù)也被廣泛提及。面對這種新趨勢,我們LED封裝企業(yè)又會如何應(yīng)對?LED顯示器件封裝的明天最終又會走向何方,這些都成了當(dāng)前企業(yè)關(guān)心的問題。
LED顯示屏器件封裝的技術(shù)發(fā)展過程
要弄明白當(dāng)前LED封裝產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀以及未來趨勢,我們首先還得回顧一下我國封裝產(chǎn)業(yè)發(fā)展的歷程。我國LED產(chǎn)業(yè)大概興起于上世紀(jì)八十年代,LED顯示封裝器件的發(fā)展主要經(jīng)歷了點(diǎn)陣模塊、直插式(lamp)、亞表貼、表貼(SMD)幾個階段。如今,點(diǎn)陣模塊和亞表貼封裝已經(jīng)被市場淘汰,直插封裝主要在P10以上大間距戶外市場仍有應(yīng)用,其他則被表貼所取代。而隨著LED顯示屏小間距市場的不斷發(fā)展,如今更多的顯示屏企業(yè)又將目光轉(zhuǎn)向了COB封裝。同時,隨著被視為可能顛覆產(chǎn)業(yè)的新一代顯示技術(shù)Micro LED的出現(xiàn),Micro LED封裝技術(shù)也在行業(yè)內(nèi)展開了廣泛的討論。下面讓我們分別看看,這幾種封裝形式各自的技術(shù)特點(diǎn)。
1、直插式(lamp)封裝
作為繼點(diǎn)陣模塊之后出現(xiàn)的直插式封裝,其技術(shù)原理是采用引線架作各種封裝外型的引腳,通常支架的一端有“碗杯形”結(jié)構(gòu)”將LED芯片粘焊固定在“碗杯形”結(jié)構(gòu)內(nèi),再采用灌裝的形式,往LED成型模腔內(nèi)注入液態(tài)環(huán)氧樹脂,然后插入壓焊好的引腳式LED支架,經(jīng)高溫?zé)臼沟铆h(huán)氧樹脂固化,最后離模成型。
直插式可以說是最先研發(fā)成功并大量投放市場的LED產(chǎn)品,品種繁多,技術(shù)成熟,其制造工藝簡單、成本低,因此直插式封裝在SMD出現(xiàn)以前,有著非常高的市場占有率。直插式LED封裝產(chǎn)品,主要用于戶外大屏,具有高亮度、高可靠性、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
當(dāng)前,由于戶外點(diǎn)間距也朝著高密方向發(fā)展,直插受限于紅綠藍(lán)3顆器件單獨(dú)插裝,無法實(shí)現(xiàn)高密度化,所以戶外點(diǎn)間距P10以下逐漸被表貼LED器件所替代。一般認(rèn)為,戶外直插式LED顯示屏以P10為分界線,但行業(yè)內(nèi)也有將直插式LED封裝產(chǎn)品應(yīng)用于P9的顯示屏。
2、表貼(SMD)封裝
表貼(SMD)封裝是將單個或多個LED芯片焊在帶有塑膠“杯形”外框的金屬支架上(支架外引腳分別連接LED芯片的P、N極),再往塑膠外框內(nèi)灌封液態(tài)環(huán)氧樹脂或有機(jī)硅膠,然后高溫烘烤成型,最后切割分離成單個表貼封裝器件。由于可以采用表面貼裝技術(shù)(SMT),所以自動化程度較高。采用表貼封裝器件的顯示屏,在色彩還原、顏色一致性、勻度、視角、畫面整體效果、尤其在體積方面,都有著直插顯示屏無法比擬的優(yōu)勢。但SMDLED也有先天不足的地方,其失效率和衰減速度較高,對惡劣環(huán)境的適應(yīng)能力相對較差。
目前,SMD LED主要分為支架式(TOP)LED和片式(Chip)LED。前者常采用PLCC(Plastic LeadedChip Carrier)支架,后者采用PCB線路板作為LED芯片的載體。PLCC支架成本低,但是在應(yīng)用中存在氣密性差、散熱不良、發(fā)光不均勻和發(fā)光效率下降等問題。雖然也有性能和光效更好的PCT及EMC材質(zhì)的支架,但因價格昂貴,成本太高,現(xiàn)在行業(yè)內(nèi)并未廣泛應(yīng)用。
3、COB封裝
COB(chip On board)封裝,是一種將裸芯片用導(dǎo)電或非導(dǎo)電膠粘附在互連基本上,然后進(jìn)行引線鍵合實(shí)現(xiàn)其電氣連接。COB封裝是無支架技術(shù),沒有了支架的焊接PIN腳,每一個燈珠和焊接導(dǎo)線都被環(huán)氧樹脂膠體緊密地包封在膠體內(nèi),沒有任何裸露在外的元素。
相較于SMD封裝的顯示屏,COB顯示屏采用的是集成封裝技術(shù),由于省去了單顆LED器件封裝后再貼片的工藝,能夠有效解決SMD封裝顯示屏,因點(diǎn)間距不斷縮小面臨的工藝難度增大、良率低以及成本增高等問題。但是,由于COB封裝集合了上游芯片技術(shù),中游封裝技術(shù)及下游顯示技術(shù),因此COB封裝近年來在顯示行業(yè)的應(yīng)用一直沒有得到廣泛推廣。要想將COB封裝實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用,需要上、中、下游企業(yè)的緊密配合來完成。
4、Micro LED封裝
Micro LED的英文全名是“Micro Light Emitting Diode”,中文也就稱作是微發(fā)光二極管,也可以寫作“μLED”。
Micro LED其LED結(jié)構(gòu)的薄膜化、微小化與陣列化,使其體積約為主流LED大小的1%,每1個畫素都能定址、單獨(dú)驅(qū)動發(fā)光,將像素點(diǎn)間距由毫米級降到微米級,從而理論達(dá)1500 ppi以上甚至2000 ppi超高分辨率。
Micro LED繼承了LED低功耗、高亮度、超高解析度、色彩飽和度、反應(yīng)速度快、超省電、壽命較長、效率較高等優(yōu)點(diǎn),其功率消耗量約為LCD的10%、OLED的50%。因此,MicroLED被視為可能顛覆產(chǎn)業(yè)的新一代顯示技術(shù)。
全球LED器件封裝市場格局
近年來得益于LED行業(yè)景氣向好的勢頭,LED封裝行業(yè)發(fā)展迅猛。在下游LED應(yīng)用市場需求不斷擴(kuò)大,以及國家政策的支持下,我國已成為全球最大的LED封裝器件生產(chǎn)基地。據(jù)統(tǒng)計,2017年中國LED行業(yè)總體規(guī)模6368億元,同比增長21%。其中,中國LED封裝產(chǎn)值達(dá)870億元,同比增長16%。預(yù)計2018年-2020年中國LED封裝行業(yè)將維持13%-15%的增速,2020年產(chǎn)值規(guī)模將達(dá)1288億元。
隨著我國LED封裝企業(yè)技術(shù)工藝方面的進(jìn)步,全球LED封裝市場如今正發(fā)生著重大而深刻的變化,特別是在顯示器件封裝方面,一些國際封裝大廠如科銳、歐司朗等都釋放了OEM,導(dǎo)致中國LED封裝廠商的市場占有率上升的速度非?欤LED封裝產(chǎn)能加速向國內(nèi)轉(zhuǎn)移。
我國LED顯示封裝產(chǎn)業(yè)的未來
技術(shù)和市場往往決定著產(chǎn)業(yè)的未來。
在LED顯示器件封裝技術(shù)、工藝不斷取得進(jìn)步,全球封裝產(chǎn)能加速向我國轉(zhuǎn)移背景之下,我國LED顯示封裝產(chǎn)業(yè)的發(fā)展未來前景光明。
預(yù)計2018年,LED封裝行業(yè)仍將保持快速發(fā)展的勢頭,然而,受到國際貿(mào)易變化的影響,特別是在中美貿(mào)易摩擦,可能導(dǎo)致全球市場發(fā)生動蕩的背景下,未來行業(yè)最終會呈現(xiàn)怎樣的增長情況,則存在著一定的變數(shù)。
目前,雖然美國對鋼鐵及鋁的征稅已經(jīng)開始,中國對美國農(nóng)產(chǎn)品等30億美元的征稅也進(jìn)入執(zhí)行階段,但后續(xù)美國提出的500億美元乃至額外1000億美元的政策提議,以及中國提出的500億美元的對等措施,這些尚處于雙方的“口頭反擊”,尚未真正落實(shí)。業(yè)內(nèi)人士從美國公布的清單判斷,美國此次的征稅對我國LED行業(yè)的影響不大,其對LED顯示器件封裝的影響更是微乎其微。但是,我們不能排除貿(mào)易戰(zhàn)有進(jìn)一步擴(kuò)大的可能,同時美國率先挑頭,也有可能引發(fā)其他國家的連鎖反應(yīng),導(dǎo)致全球貿(mào)易保護(hù)主義進(jìn)一步加劇。我國LED顯示屏行業(yè)面向的是全球市場,若全球經(jīng)濟(jì)受到影響,終將無法獨(dú)善其身。
當(dāng)然,不管2018年國際形勢如何變化,都無法扭轉(zhuǎn)我國LED封裝產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展壯大的基本面。而且,基于LED顯示器件封裝領(lǐng),我們不但在產(chǎn)能上領(lǐng)先,在小間距LED顯示器件封裝領(lǐng)域也處于全球領(lǐng)先地位,這種優(yōu)勢地位,絕非一時的時勢變動可以輕易撼動。
未來中國LED封裝行業(yè)將在狂風(fēng)暴雨中保持持續(xù)發(fā)展的勢頭,中國LED封裝企業(yè)的市場規(guī)模將會進(jìn)一步擴(kuò)大。且隨著MINI LED、Micro LED技術(shù)的發(fā)展,未來LED顯示屏將會呈現(xiàn)出多種技術(shù)并存共榮的局面。
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