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隨著LED全彩顯示屏逐漸向著高端市場(chǎng)的滲透，對(duì)LED全彩顯示屏器件的品質(zhì)要求也越來(lái)越高。本文就高品質(zhì)LED顯示屏器件封裝實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，探討實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)LED全彩顯示屏器件的關(guān)鍵技術(shù)。

室內(nèi)全彩LED顯示屏案例-山東岳北電子

封裝可靠性的關(guān)鍵包括芯片材料的選擇、封裝材料的選擇及工藝管控。另外，嚴(yán)格的可靠性標(biāo)準(zhǔn)也是檢驗(yàn)高品質(zhì)LED器件的關(guān)鍵。LED器件占全彩LED顯示屏成本約40%～70%，LED顯示屏成本的大幅下降得益于LED器件的成本降低。LED封裝質(zhì)量的好壞對(duì)LED顯示屏的質(zhì)量影響較大。
    LED顯示屏器件封裝的現(xiàn)狀
    SMD(Surface Mounted Devices)指表面貼裝型封裝結(jié)構(gòu)LED，主要有PCB板結(jié)構(gòu)的LED(ChipLED)和PLCC結(jié)構(gòu)的LED(TOP LED)。本文主要研究TOP LED，下面文中所提及的SMD LED均指的是TOP LED。
LED顯示屏器件封裝所用的主要材料組成包括支架、芯片、固晶膠、鍵合線和封裝膠等。下面從封裝材料方面來(lái)介紹目前國(guó)內(nèi)的一些基本發(fā)展現(xiàn)狀。
    芯片
    LED芯片是LED器件的核心，其可靠性決定了LED器件乃至LED顯示屏的壽命、發(fā)光性能等。LED芯片的成本占LED器件總成本也是最大的。隨著成本的降低，LED芯片尺寸切割越來(lái)越小，同時(shí)也帶來(lái)了一系列的可靠性問(wèn)題。
隨著尺寸的縮小，P電極和N電極的pad也隨之縮小，電極pad的縮小直接影響焊線質(zhì)量，容易在封裝過(guò)程和使用過(guò)程中導(dǎo)致金球脫離甚至電極自身脫離，最終失效。同時(shí)，兩個(gè)pad間的距離a也會(huì)縮小，這樣會(huì)使得電極處電流密度的過(guò)度增大，電流在電極處局部聚集，而分布不均勻的電流嚴(yán)重影響了芯片的性能，使得芯片出現(xiàn)局部溫度過(guò)高、亮度不均勻、容易漏電、掉電極、甚至發(fā)光效率低等問(wèn)題，最終導(dǎo)致LED顯示屏可靠性降低。
    LED支架
(1)支架的生產(chǎn)工藝。PLCC支架生產(chǎn)工藝主要包括金屬料帶沖切、電鍍、PPA(聚鄰苯二酰胺)注塑、折彎、五面立體噴墨等工序。其中，電鍍、金屬基板、塑膠材料等占據(jù)了支架的主要成本。
(2)支架的結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)。PLCC支架由于PPA和金屬結(jié)合是物理結(jié)合，在過(guò)高溫回流爐后縫隙會(huì)變大，從而導(dǎo)致水汽很容易沿著金屬通道進(jìn)入器件內(nèi)部從而影響可靠性。
(3)支架的作用。PLCC(Plastic Leaded Chip Carrier)支架是SMD LED器件的載體，對(duì)LED的可靠性、出光等性能起到關(guān)鍵作用。
    通過(guò)SAM(Scanning Acoustic Microscope)測(cè)試折彎結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的LED支架封裝后和正常支架的氣密性，結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)采用折彎結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品氣密性更好。為提高產(chǎn)品可靠性以滿足高端市場(chǎng)需求的高品質(zhì)的LED全彩顯示器件，部分封裝成廠改進(jìn)了支架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，如山東岳北電子技術(shù)有限公司采用先進(jìn)的防水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、折彎拉伸等方法來(lái)延長(zhǎng)支架的水汽進(jìn)入路徑，同時(shí)在支架內(nèi)部增加防水槽、防水臺(tái)階、放水孔等多重防水的措施，如圖1所示。該設(shè)計(jì)不僅節(jié)省了封裝成本，還提高了產(chǎn)品可靠性，目前已經(jīng)大范圍應(yīng)用于室內(nèi)全彩LED顯示屏產(chǎn)品中。