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宏齐科技微间距封装组件技术要点

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共0条评论】【我要评论 时间:2019年8月06日
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宏齐科技RGB研发中心 张仁鸿

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KW edX:C0摘要:本文为宏齐科技对于微间距全彩组件研发项目0606/4合1/COB做特征描述

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Ev,tJ,X)Y2ZK0    2013年至今,小间距点距的发展已经由P2.5mmèP1.9mm到P1.2mm了;这些点距皆是由1010/0808 RGB封装组件生产组装而成,而来到了P1.0mm以下的微间距应用,宏齐率先于2014年开发出了全球最小RGB封装组件0606灯珠,这款专门为微间距应用而生的组件;开发初期,有很多的材料商以及客户都认为太小了,且不可思议,认为在这么小的组件尺寸里放了3颗RGB芯片,在封装的生产工艺上绝对是个严峻的考验!而且还要能够维持批量生产时的良品率,同时还要兼顾可靠度性能…等。

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Yfn"U0y0    当然,以微间距来说,除了LED外,也还有PCB、Driver IC、SMT…等需要考虑,其中又以SMT的贴片工艺最为艰难,因0606产品尺寸小,焊脚尺寸也小,贴片的钢网厚度以及开口大小就非常重要了,这些问题若没有注意到,很容易在SMT贴片后造成灯歪斜、倾斜、偏移,焊脚锡外露影响对比…等,以上种种问题都势必影响显示效果!而就单灯组件来说,要将RGB芯片放入也是需要精密的机台以精准的公差控制,且在封装压模后的单灯切割工艺也是相当大的挑战,不可分毫偏差!而我们宏齐自2014年量产0606至今已有5年之久,在此灯珠各方面的生产良率以及工艺上也达到了相当的水平,不过目前0606这颗灯珠仍是属于微间距的前端产品,有能力使用的厂家尚不够普及,仍是集中在前面几家一线厂上,不过我们宏齐也有具体得解决方案,那就是我们在同年(2014年)也同步开发出了全球第一个开发成功的「4合1灯珠」,当时也是走在最前端的,不过因独家供应的关系,直至2018年第4季才可开放全面推行,同时也发展出各种不一样的点间距的四合一产品!

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lGW/Fhh ^*J-[0    我司称这种封装为Mini COB,也就是微小型COB, 大家可能会觉得与传统COB又有什么区别?传统COB的产品一直都有团队在研究,但面临的不外乎还是一致性及维修方面的问题,导致量产性不高,而我司的Mini COB最早由我司于2014年开发出,当时的构想就是2*2的像素概念,所以取名为Mini,而在当时我们先开发出的点距是P1.25mm的, 第一次亮相的时间点是在2016年的德国慕尼黑的电子展展会,当时是以FHD的分辨率展出110吋的显示屏,其具有与传统SMD组件(1010/0808/0606)相当不同之处;除了是4个像素在一个封装体内以外,在SMT贴片时,一次动作,可贴4个像素(传统组件则是一次动作只贴一个像素),贴片的效率等同于是传统组件的4倍之多,贴片成本可以下降!同时还具有高焊接强度,传统SMD组件(1010/0808/0606)其焊脚为4个,于贴片后易因组装碰撞而掉灯,造成维修次数增多且维修困难,而4合1 Mini COB焊脚为8个,大大提升了焊锡强度,使得在组装或维护时不易造成掉灯异常,维修次数可大幅下降;除此之外,使用了4合1灯还可以降低驱动版的PCB的层数,可以达到下降2层的效果,同时也可以降低驱动板PCB的成本;总体而言,4合1的Mini COB谈的是整个Total cost的降低,尤其是在销售后的服务成本及维修成本方面,因为灯体不易损坏,故可大大减少技术人员至现场为修的机率。(总体表现可以比较如下表)

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#P@"i6H{,k04合1 Mini COB &传统SMD组件(1010/0808/0606)比较表LED世界资讯网6o4q5yQ$BlG*[$~o#q

q] Is4Io7m%l0宏齐目前拥有的4合1 Mini COB的点距为P1.588mm/P1.5625mm/P1.25mm/P0.9375mm/P0.75mm/P0.625mm,由较大间距的可符合小间距及租赁市场,以及未来MiniLED才可支持的超威间距,宏齐皆在这几个部分有所对应之产品,并且持续的在做开发,除了4合1 Mini COB外,产品的研发仍不断的向前迈进,也同步在倒装的Mini LED COB上有所著墨,让宏齐在这个显示屏产业百家争鸣的世代里不会缺席。

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倒装Mini LED COB:LED世界资讯网,EmD/z hB L|#`

4V!s:K!`9B#{+m0    随着产品技术的演进,由上述的传统SMD组件0606谈到Mini COB的4合1,我想最终还是走到了COB(Chip on board),现在在市场上炒得火热的Micro LED,虽然在实现上还有些困难,不过退而求其次,Mini LED这个名词就广泛的被大家所提到了;何谓Mini LED呢?有人说是小于8mil的芯片就是Mini LED,也有人说Mini LED是小于40mil^2的芯片?言而总之…就是小型的倒装Flip chip芯片类的即算是吧!过去LED在照明领域也是常用所谓的倒装芯片以及采取COB式的封装,这也行之有年,也算是很成熟的产品了;但在显示屏领域的倒装Mini LED COB封装还是比较特别一点,也就是在一个单位面积内,具有多重像素的RGB Mini LED的倒装芯片组成,以往做COB都是用打线的,现在在Mini LED上全改成倒装的了,少了精密焊接的键结线,在可靠度上又更进一步了,说白话点,也就是以倒装芯片取代了原本的正装的打线芯片,每个像素至少少了5根线,而且少了打线的距离,在像素与像素间的点距可以做得更密,为了追求微密间距,各大芯片厂也将这个倒装芯片尺寸努力的往小去做,以现在一线芯片厂的倒装芯片尺寸来说,有5*10mil的、有5*9mil的,目前最小到4*7mil,其中间P&N Gap也仅仅70~90um,这其实还是前面我所提到的,如何可以做精密的加工以及如何准确的控制公差范围?让芯片可以稳稳的放在我们设计的COB板材上,芯片不可旋转、偏移、倾斜…等;若有上述情况将造成严重显示异常!除了将芯片放上驱动板的工艺外,其封装后的外观一致性也是个重大考验,外观若如砖块般的色不均(显色不均或墨色不均),这将是不会被接受的!其后,在生产制造的良率上也是个挑战,若说传统SMD组件(1010/0808/0606)以及4合1 Mini COB封装的良率做到99.5%算是顶尖了,但若将这良率套用在倒装COB上,则是完全不合格的,而我认为这样的封装也必须要做到99.9999%以上才行!也就是1PPM的概念,这是有相当难度的,毕竟会以倒装的Mini LED来做显示,要追求的就是高端应用,除了要求不良低PPM外,如时下要求的广色域及HDR…等;这也是同时考虑的技术层次之一,而我们在去年的Touch Taiwan 2018展会中,也展出了以倒装Mini LED所制作的P0.75mm以及P0.84mm的Mini LED COB箱体,虽然仍处于工程品阶段,但在技术上仍须讲求不断的精进!

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b{Tq Qcb0总结:LED世界资讯网'V;q)S1hb(b

2B(Q$a*gKS0    上述谈了三项产品,其实各有各的优点,单看大家如何去做设计及选择;且宏齐在SMD LED的领域已经近25年了,尤其在小间距的RGB组件上投入了相当多的资源,为的就是提供我们的客户最好的产品以及服务;除了上述的开发项目,对于色彩我们也有相当研究,例如:HD屏用的Rec.709、影剧院用的DCI-P3规格、以及UHD的标准Rec.2020(类),这些标准的广色域规格宏齐的产品皆可以支持,使客户可以选择您最佳应用的LED,「宏齐LED」~LED世界资讯网I HI"K"i/g:Z"q

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关键词: 宏齐
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