LED顯示器件封裝現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

孫磊 昌永龍

中國電子科技集團(tuán)公司第五十五研究所 江蘇南京 210000

1 LED顯示器件封裝現(xiàn)狀

LED顯示屏的封裝方式種類繁多，并且不同種類的封裝方式具有不同的優(yōu)勢和缺陷，根據(jù)封裝方式的不同，可以分為點陣模塊、直插式、亞表貼、表貼三合一、COB、Micro LED等，在實際的LED顯示屏封裝方式選擇時，要根據(jù)不同的應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行合理的選擇。同時，LED顯示屏的顯示能力也由原來的單色顯示逐漸發(fā)展成為了雙色、RGB全彩顯示[1]。此外，在應(yīng)用領(lǐng)域上也由以往的單一戶外應(yīng)用逐漸拓寬到了戶內(nèi)小間距的使用，并且在分辨率上也由以前的低分辨率顯示屏發(fā)展成了現(xiàn)今的寬色域、高分辨顯示屏。由于點陣模塊和亞表貼已經(jīng)被取代，下面本文就針對lamp和SMD三合一兩種封裝方式進(jìn)行討論：

1.1 直插引腳式

“l(fā)amp”是LED芯片的直插引腳式的簡稱，也是市場上最早研發(fā)出來的并投入銷售的LED產(chǎn)品，經(jīng)過多年的實踐研究，已經(jīng)具備了較高的成熟度，在品種的研發(fā)上也較為廣泛。直插引腳式的封裝方式在工藝上較其它封裝方式更為便捷，同時制作成本也較為節(jié)約，具有較高的市場銷售份額，主要集中在大屏幕點陣顯示以及指示燈等單色顯示領(lǐng)域中的應(yīng)用。傳統(tǒng)的LED顯示屏主要利用Lamp LED器件作為像素點，將紅、綠、藍(lán)三種Lamp LED器件進(jìn)行拼接。而到了近代，隨著RGB三合一Lamp LED器件的不斷深入研究，LED顯示屏在亮度和分辨率等方面都取得了巨大的提升。然而，由于直插式LED顯示屏僅在戶外點間距P10以上的大屏顯示時具有較好的優(yōu)勢，因此，當(dāng)戶外點間距在P10范圍以下時，多是采用SMD器件。

1.2 SMD

“SMD”是指表貼三合一LED，最早是在2002年出現(xiàn)的并廣泛運用的，這種封裝方式具有較好自動化特性，并且隨著這種封裝方式的興起逐步引導(dǎo)引腳式封裝朝著SMD封裝方式進(jìn)行轉(zhuǎn)變。引腳式封裝方式和SMD封裝方式相互比較的情況下，SMD LED的優(yōu)勢極為明顯，在亮度、體積、重量、一致性、視角以及外觀等方面相對于引腳式封裝技術(shù)而言都有著很大的提高，更適合用來進(jìn)行多種環(huán)境下的全彩顯示屏的應(yīng)用。當(dāng)前，SMD LED器件封裝技術(shù)為了更好的適應(yīng)高分辨率LED顯示屏的發(fā)展需求，在尺寸上不斷縮小，但是當(dāng)縮小到0808封裝尺寸以下時，難度系數(shù)驟增，導(dǎo)致封裝成本直接增加。

2 LED封裝發(fā)展趨勢

封裝元件的大小以及元件之間的間距是影響LED顯示屏分辨率的重要因素，以往的制造工藝由于技術(shù)尚不成熟，顯示屏的元件之間的距離控制能力有限，因此，分辨率普遍較低，很難滿足室內(nèi)顯示需求。而現(xiàn)在的科技水平不斷提高，小距離顯示屏的制造成本不斷下降，因而LED顯示屏逐步朝著室內(nèi)顯示領(lǐng)域進(jìn)軍，逐步改善了以LCD、DLP拼接墻以及投影技術(shù)為主要室內(nèi)顯示手段的局面[2]。LED顯示屏為了滿足市場使用需求，分辨率的不斷提升是當(dāng)前的主流發(fā)展趨勢，其中，以倒裝芯片、COB以及Micro LED封裝技術(shù)為依據(jù)的LED器件集成化、小型化發(fā)展是分辨率提高的重要技術(shù)。

2.1 COB 封裝

隨著LED顯示屏不斷朝著高分辨率發(fā)展，過去的SMD LED器件貼片組裝的顯示屏由于自身的局限性，制造成本較高，已經(jīng)不能較好的適應(yīng)這一高分辨率的發(fā)展需求。COB顯示模塊的出現(xiàn)，利用集成封裝的模式，很好地改善了這一局面。COB封裝方式通過班上封裝的形式，通過芯片技術(shù)、封裝技術(shù)以及顯示技術(shù)的共同合作，有效的將上、中、下游企業(yè)組織起來，共同實現(xiàn)了COB LED顯示屏的全面推廣運用。同時，由于COB顯示屏具有良好的散熱性和較低的制作成本，在未來的發(fā)展中具有較強的競爭力，也是未來LED顯示屏封裝發(fā)展的主流方向。但是，COB封裝技術(shù)中，也存在著生產(chǎn)規(guī)模較小、焊線環(huán)節(jié)易出現(xiàn)問題等缺陷，需要上、中、下游企業(yè)的共同努力才能解決。

2.2 Micro LED 封裝

Micro LED Display就是指微發(fā)光二極體顯示器，是一種較為先進(jìn)的顯示技術(shù)，它具有低消耗、亮度高、解析能力強、反應(yīng)速度快、使用周期長以及工作效率快等優(yōu)勢，在體積上僅為主流LED的1%，像素點之間的距離更是達(dá)到了微米級[3]。同時，在能耗方面，不足LCD的10%，OLED的50%，由于這些方面的優(yōu)勢，Micro LED儼然成為了產(chǎn)業(yè)中最具前瞻性、科技性的顯示技術(shù)。Micro LED顯示通過多年來的不斷研究和探索，積累了足夠成熟的技術(shù)成果以后，直到近年來才出現(xiàn)在人們的視野當(dāng)中。然而，目前在實際的應(yīng)用過程中，Micro LED封裝技術(shù)當(dāng)中的“高良率（99.9999%以上）及轉(zhuǎn)移率”保持一直是一大問題。

3 結(jié)語

綜上所述，LED顯示屏在經(jīng)過長達(dá)30年之久的發(fā)展演變過程之后，在屏幕色彩展示上呈現(xiàn)出了全彩的顯示方式，并且較以往的分辨率而言也取得了極大程度上的提升，同時穩(wěn)定性以及可靠性也在不斷增強。因此，為了更好的適應(yīng)LED顯示屏封裝技術(shù)的發(fā)展需求，LED顯示屏生產(chǎn)商要不斷加快對COB LED、Micro LED封裝技術(shù)的運用，進(jìn)一步推進(jìn)LED器件封裝的技術(shù)革新。