COB 與 IMD 有何難題？Micro LED 遭遇何種瓶頸？

隨著LED技術(shù)進(jìn)步與市場(chǎng)需求增多，以Mini/Micro LED為代表的新型顯示技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。自新概念提出以來(lái)，Mini/Micro LED一直處于聚光燈之下，近兩年來(lái)掀起一波又一波的浪潮。

雖然Micro LED(<100μm)是新型顯示時(shí)代的終極目標(biāo)，但由于巨大的技術(shù)瓶頸問(wèn)題，對(duì)于大部分廠商來(lái)說(shuō)，目前還觸不可及。

而Mini LED(100μm—300μm)作為Micro LED的前哨站，技術(shù)相對(duì)較成熟。2018年下半年開始，相關(guān)廠商相繼推出新產(chǎn)品，其中，有些產(chǎn)品在送樣布局階段，也有些產(chǎn)品已小量或批量生產(chǎn)。

具體來(lái)看，Mini LED的應(yīng)用分為兩種：背光和RGB顯示應(yīng)用?，F(xiàn)階段，由于技術(shù)難度和成本問(wèn)題，Mini RGB顯示產(chǎn)品相對(duì)較少。從產(chǎn)業(yè)鏈來(lái)看，材料、設(shè)備、芯片、驅(qū)動(dòng)IC、PCB設(shè)計(jì)、封裝等各個(gè)環(huán)節(jié)都面臨新的技術(shù)難題。從技術(shù)本身來(lái)看，主要是效率、良率、一致性和可靠性的問(wèn)題。

從芯片端看，由于尺寸微縮化，芯片使用量大大提高，芯片的生產(chǎn)和檢測(cè)等過(guò)程都存在高難度和效率低下的問(wèn)題。而且，Mini LED顯示產(chǎn)品對(duì)芯片的電流和顏色等的一致性和可靠性要求很高。另外，紅光倒裝芯片的技術(shù)難度大，芯片轉(zhuǎn)移過(guò)程的良率和可靠性仍不高。

從封裝端看，錫膏等材料的選擇和固晶機(jī)的精度等也需要不斷突破。效率、良率與成本息息相關(guān)，每一個(gè)環(huán)節(jié)都面臨技術(shù)難題。同時(shí)，顯示屏對(duì)畫質(zhì)和顯示效果要求極高，而封裝表面的處理工藝不同，像素間也存在光色差異，容易導(dǎo)致混光不一致，校正難度高等問(wèn)題，進(jìn)而影響高質(zhì)量顯示效果。

Mini LED封裝主要包括COB(Chip on Board)技術(shù)和IMD(Integrated Mounted Devices)集合封裝技術(shù)兩種方案。COB技術(shù)是將LED芯片直接封裝到模組基板上，再對(duì)每個(gè)大單元進(jìn)行整體模封。而IMD技術(shù)(N合1)則是將兩組、四組或六組RGB燈珠集成封裝在一個(gè)小單元中。

采用COB方案的廠商主要有雷曼光電、希達(dá)電子和鴻利智匯。

其中，希達(dá)電子表示，Mini COB封裝技術(shù)的難題主要體現(xiàn)在光學(xué)一致性和PCB板墨色一致性兩個(gè)方面，該公司在光學(xué)一致性校正上取得成效。同時(shí)，隨著工藝技術(shù)的進(jìn)步，其PCB板墨色一致性不斷提升。產(chǎn)品包括正裝芯片和全面倒裝芯片兩個(gè)系列，目前一次性生產(chǎn)良率已接近100%。

除了良率和PCB墨色一致性問(wèn)題，模塊之間的縫隙也是技術(shù)難題之一。今年推出P0.7mm Mini LED產(chǎn)品的鴻利智匯就表示實(shí)現(xiàn)無(wú)縫拼接也是COB技術(shù)的一個(gè)難點(diǎn)，如果模塊或單元之間的間隙太大，顯示效果和整體美觀都會(huì)受影響。鴻利智匯目前從工藝的優(yōu)化以及設(shè)備的改良上均實(shí)現(xiàn)突破，產(chǎn)品一致性、良率，效率上都獲得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，預(yù)期產(chǎn)品在今年Q3至Q4正式推出。該公司認(rèn)為，相較常規(guī)產(chǎn)品，COB封裝的優(yōu)點(diǎn)包括功率低，散熱效果好，色彩飽和度高，分辨率更高清，屏幕尺寸無(wú)限制等。但其局限就在于良率不好會(huì)造成極高的成本。

現(xiàn)階段，相比COB技術(shù)，RGB顯示市場(chǎng)上采用IMD技術(shù)的廠商占多數(shù)，例如宏齊、國(guó)星光電、晶臺(tái)光電、東山精密及兆馳股份等。

在Mini LED封裝產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中，晶臺(tái)光電強(qiáng)調(diào)像素間的混光一致性和表面一致性的問(wèn)題，IMD器件對(duì)Mini LED芯片光電性能的一致性提出了更高的要求。來(lái)料芯片的差異較大，會(huì)導(dǎo)致顯示花屏。并且，因封裝的表面處理工藝不同，即使保證了芯片的一致性，同樣會(huì)導(dǎo)致出光效果差異較大。同時(shí)，由于SMT技術(shù)的局限性，P0.7mm以下間距的產(chǎn)品基本難以實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。此外，隨著間距微縮化，產(chǎn)品綜合成本升高。目前，晶臺(tái)光電的首款Mini LED產(chǎn)品蜂鳥MAX將貼片效率提升了一倍，通過(guò)新的表面處理技術(shù)，解決了表面一致性問(wèn)題，單像素顯示效果也能夠保持一致。

近年來(lái)在小間距顯示屏和Mini LED技術(shù)不斷加大研發(fā)投入的兆馳股份認(rèn)為，IMD也可以看成一個(gè)小的COB單元，所面臨的技術(shù)難題與COB封裝技術(shù)相似，但難度有所降低。目前市場(chǎng)上有正裝和倒裝IMD方案，相比之下，倒裝技術(shù)難度更高，但可靠性更好。該公司主要研發(fā)倒裝技術(shù)和CSP技術(shù)，現(xiàn)已通過(guò)精細(xì)化的工藝控制在Mini倒裝4合1方案上取得進(jìn)步，去年就已進(jìn)入量產(chǎn)階段。相比COB技術(shù)，IMD技術(shù)提升了應(yīng)用端的貼裝效率，提升了芯片RGB的封裝可靠性。但該公司也指出，隨著間距不斷縮小，IMD方案存在一定的物理極限，無(wú)法無(wú)限縮小像素間距。

從應(yīng)用端來(lái)看，顯示屏廠商奧拓電子表示，Mini LED IMD是在傳統(tǒng)SMD成熟工藝基礎(chǔ)上巧妙創(chuàng)新的產(chǎn)物，所以良率本身沒(méi)有問(wèn)題，產(chǎn)品的魯棒性和可靠性也大大提升。一致性方面，該公司專利的溝槽設(shè)計(jì)及特別的校正技術(shù)能夠解決COB及GOB技術(shù)難以逾越的實(shí)際問(wèn)題。

洲明科技則認(rèn)為，對(duì)小廠而言，采用IMD方案降低了生產(chǎn)難度，良品率會(huì)有所提升，對(duì)于實(shí)力比較強(qiáng)的大廠而言，良率則基本一樣。但從顯示效果來(lái)看，IMD產(chǎn)品一致性微低于單顆封裝燈珠的一致性。因?yàn)镮MD方案中，波長(zhǎng)可能比以前多1-2nm左右。亮度比方面，IMD方案的比值更大(約1：1.4或1：1.5)。因此，從不同角度看，整屏的均勻性和一致性均較弱。例如，采用4合1方案的顯示屏?xí)３霈F(xiàn)以4個(gè)像素為單位(即一個(gè)封裝體)的偏色，稍微偏一點(diǎn)角度看就能發(fā)現(xiàn)這個(gè)問(wèn)題。直觀而言，整屏顆粒感較強(qiáng)，一致性稍差。

總的來(lái)說(shuō)，Mini LED技術(shù)難題正在不斷突破中。LEDinside將于8月22日聯(lián)合CNLED網(wǎng)和WitsView舉辦2019新型顯示產(chǎn)業(yè)研討會(huì)，屆時(shí)分析師和行業(yè)專家也會(huì)對(duì)現(xiàn)階段Mini LED芯片和封裝設(shè)備等方面的技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行分析和探討，還將特別舉辦微型LED顯示前沿技術(shù) & 資本對(duì)接會(huì)，提供一對(duì)一溝通交流的機(jī)會(huì)。現(xiàn)報(bào)名通道已打開，LEDinside邀您一起探討Mini LED技術(shù)難題的解決方案!