陶瓷电路板推动 Micro LED井喷式发展
Micro LED是将LED微缩化和矩阵化的技术,可在一个芯片上集成高密度微小尺寸的LED阵列。也就是将LED结构设计进行薄膜化、微小化与阵列化,使其体积约为目前主流LED大小的1%,每一个像素都能定址、单独驱动发光,将像素点的距离由原本的毫米级降到微米级。Micro LED目前业界水平大约在10μm,未来长期目标是3μm以下。 与LCD相比,Micro LED具有自发光、低功耗、高亮度、超高对比度、反应速度快、超省电、寿命较长的优势。与同样是自发光显示的OLED相较,亮度比其高30倍,且分辨率可达1,500PPI(像素密度),相当于AppleWatch采用OLED面板达到300PPI的5倍之多,功耗仅为OLED的50%、且寿命较长,材料也不易受到环境影响而相对稳定,并能避免产生残影现象。
Micro LED发光芯片通常由衬底、P型半导体层、N型半导体层、P-N结和正负电极组成,当在正负电极之间加正向电压后,从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子在P-N结处复合,电能转换为光能,发出不同波长的光。LED芯片的结构主要有正装结构、倒装结构和垂直结构三种。
显然单独的LED发光芯片无法满足使用要求,需要对其进行封装,合理的封装结构和工艺可以为发光芯片提供电输入、机械保护、有效的散热通道,并有利于实现光的高效和高品质输出。LED芯片尺寸和显示屏间距的减小对封装提出了更高的要求。目前,常用的Micro LED封装方式主要有Chip型SMD封装、N合一IMD封装和COB封装。
(1)Chip型SMD封装
Chip型SMD封装是将单个LED像素固晶在BT板上,然后使用封装胶封装发光芯片,得到Chip型封装的单个像素;使用SMD技术将Chip型封装的单个像素贴片在电路板上,即可得到LED显示模组。Chip型SMD封装为单像素封装,尺寸较小,焊点面积较小、焊点数目较多,随着LED芯片尺寸及显示屏像素间距的减小,单个SMD器件气密性较差,容易受到水汽侵蚀,同时易磕碰,防护性较差,焊点距离过近也容易造成短路风险,因而不适用Micro LED 微间距显示。
(2)N合一IMD封装
N合一IMD封装将N个像素单元(多为2个或4个)固晶在BT板上,之后使用封装胶将N个像素单元整体封装,与单像素SMD分立封装相比具有较高的集成度,可有效改善单个SMD器件气密性和防护性较差等问题,容易受到水汽侵蚀,同时易磕碰,防护性较差,同时继承了单个SMD器件的成熟工艺、技术难度和成本较低,但N合一IMD封装集成度仍然较低,对于0.6mm以下的微间距显示,N合一IMD封装工艺难度较大,且显示效果、可靠性及寿命较差。
(3)COB封装
COB封装方案是将多个像素的裸芯片直接固晶在电路板上,之后整体封装胶层。与Chip型SMD封装和N合一IMD封装相比,COB封装将多个LED芯片整体封装,防护性和气密性极大提升,更适用于小尺寸芯片封装和微间距显示产品。同时,COB封装中不额外使用BT板,而是将LED芯片直接封装到电路板上,导热通道短,散热性能更好,更适用于高像素密度显示。
关于封装电路板的选择,从关键点来分析,基板对封装的主要影响因素包括:切割精度、产品导通性、模压的漏胶,色泽一致性、线路开短路及焊线可靠性、气密性及焊线可靠性,固晶焊线可靠性及亮度一致性,封装材料的导热性。
因为Micro-LED精细化、薄型化、可靠性、一致性的发展趋势,精细化表现在更小的芯片尺寸、更小的基板焊盘及间隙;一致性表现在产品亮度一致、油墨一致性管理;可靠性表现为产品的一致迁移,产品的迁移跟可靠性可理解为镀成的精细化和电路层的表面平整性,线路的规则性。
斯利通作为富力天晟旗下的陶瓷电路板品牌,其产品满足了Micro-LED基板的所有电热气性能要求。富力天晟科技(武汉)有限公司是一家专业从事平面、三维无机非金属基电子线路研发、生产、销售为一体的高新技术企业,公司拥有先进的薄膜溅射设备,搭配完整的电路板生产流水线。从研发到制作,公司团队具有成熟的设计方案和工艺技术,保证交付到客户的每一份产品都是高品质的。斯利通品牌的陶瓷电路板具有以下特点:
1. 基板种类多样化:氧化铝、氮化铝、氧化锆、氮化硅、碳化硅、99%氧化铝、金刚石、玻璃等
2. 产品厚度齐全化:从0.1mm-3.0mm,可按客户要求选择定制
3. 电气互联:通过激光打孔工艺和湿法电镀工艺,可实现基材的上下面互相导通,铜面平整一致无孔印,色泽均匀,焊接操作可靠。
4. 产品精细化:按照客户不同要求设计铜厚,可实现三维立体结构,最小线宽线距可达到75um,对位精度偏差<50um,线路侧蚀<10um,满足精细化要求。
5. 导热率高:氧化铝25w/m.k,氮化铝170w/m.k。相比较其他金属基板,陶瓷基板具有节温低,导热快的优点,符合大功率高集成LED对散热方面的要求。
6. 表面处理工艺可供选择:除直接覆铜外,还可对铜面表面进行沉银,沉金,沉镍金,镍钯金,OSP等,客户可根据自身的贴片工艺选择,保证焊线可靠性和气密性。
Micro LED因其具有高亮度、高对比、广色域、可实现无缝拼接等优点,被认为是近乎完美的显示技术,在85英寸以上的大屏显示领域具有广阔的应用前景,国内外各大显示屏厂商均在Micro LED显示领域积极布局,预计在未来3~5年内Micro LED将迎来爆发式发展。