0606
2013年至今,小間距點距的發展已經由P2.5,P1.9到P1.2了;這些點距皆是由1010/0808 RGB封裝組件生產組裝而成,而到了P1.0以下的微間距應用,宏齊率先于2014 年開發出了全球最小RGB封裝組件0606燈珠,這款專門為微間距應用而生的組件;開發初期,有很多的材料商以及客戶都認為太小了,且不可思議,認為在這么小的組件尺寸里放了3顆RGB芯片,在封裝的生產工藝上絕對是個嚴峻的考驗!而且還要能夠維持批量生產時的良品率,同時還要兼顧可靠度性能等等。
當然,以微間距來說,除了LED外,也還有PCB、Driver IC、SMT等需要考慮,其中又以SMT的貼片工藝最為艱難,因0606產品尺寸小,焊腳尺寸也小,貼片的鋼網厚度以及開口大小就非常重要了,這些問題若沒有注意到,很容易在SMT貼片后造成燈歪斜、傾斜、 偏移,焊腳錫外露影響對比等,以上種種問題都勢必影響顯示效果!而就單燈組件來說,要將RGB芯片放入也是需要精密的機臺以精準的公差控制,且在封裝壓模后的單燈切割工藝也是相當大的挑戰,不可分毫偏差!而我們宏齊自2014年量產0606至今已有5年之久,在此燈珠各方面的生產良率以及工藝上也達到了相當的水平,不過目前0606這顆燈珠仍是屬于微間距的前端產品,有能力使用的廠家尚不夠普及,仍是集中在前面幾家一線廠上,不過我們宏齊也有具體得解決方案,那就是我們在同年(2014年)也同步開發出了全球第一個開發成功的“4合1燈珠”,當時也是走在最前端的,不過因獨家供應的關系,直至2018年第4季才可開放全面推行,同時也發展出各種不一樣的點間距的四合一產品!
4合1
我司稱這種封裝為Mini COB,也就是微小型COB,大家可能會覺得與傳統COB又有什么區別?傳統COB的產品一直都有團隊在研究,但面臨的不外乎還是一致性及維修方面的問題,導致量產性不高,而我司的Mini COB最早由我司于2014年開發,當時的構想就是2*2的像素概念,所以取名為Mini,而在當時我們先開發出的點距是P1.25mm的,第一次亮相的時間點是在2016年的德國慕尼黑的電子展展會,當時是以FHD的分辨率展出110吋的顯示屏,其具有與傳統SMD組件(1010/0808/0606)相當不同 之處;除了是4個像素在一個封裝體內以外,在SMT貼片時,一次動作,可貼4個像素(傳統 組件則是一次動作只貼一個像素),貼片的效 率等同于是傳統組件的4倍之多,貼片成本可以下降!同時還具有高焊接強度,傳統SMD組件 (1010/0808/0606)其焊腳為4個,于貼片后易因組裝碰撞而掉燈,造成維修次數增多且維修困難,而4合1 Mini COB焊腳為8個,大大提升了焊錫強度,使得在組裝或維護時不易造成掉 燈異常,維修次數可大幅下降;除此之外,使 用了4合1燈還可以降低驅動板的PCB的層數,可以達到下降2層的效果,同時也可以降低驅動板PCB的成本;總體而言,4合1的Mini COB談的是整個Total cost的降低,尤其是在銷售后的服務成本及維修成本方面,因為燈體不易損壞,故可大大減少技術人員至現場為修的機率。(總體表現可以比較如下表)
宏齊目前擁有的4合1 Mini COB的點距為P1.588/P1.5625/P1.25/P0.9375/P0.75/ P0.625,較大間距的可符合一般室內或者租賃市場,較小間距Mini LED則可支持未來的超微間距,宏齊皆在這幾個部分有所對應之產品,并且持續的在做開發,除了4合1 Mini COB外,產品的研發仍不斷的向前邁進,也同步在倒裝的Mini LED COB上有所著墨,讓宏齊在這個顯示屏產業百家爭鳴的世代里不會缺席。
倒裝Mini LED COB
隨著產品技術的演進,由上述的傳統SMD組件0606談到Mini COB的4合1,我想最終還是走到了COB(Chip on board),現在在市場上炒得火熱的Micro LED,雖然在實現上還有些困難,不過退而求其次,Mini LED這個名詞就廣泛的被大家所提到了;何謂Mini LED呢?有人說是小于8mil的芯片就是Mini LED,也有人說Mini LED是小于40mil-2的芯片?言而總之,就是小型的倒裝Flip chip芯片類的即算是吧!過去LED在照明領域也是常用所謂的倒裝芯片以及采取COB式的封裝,這也行之有年,也算是很成熟的產品了;但在顯示屏領域的倒裝Mini LED COB封裝還是比較特別一點,也就是在一個單位面積內,具有多重像素的RGB Mini LED的倒裝芯片組成,以往做COB都是用打線的,現在在Mini LED上全改成倒裝的了,少了精密焊接的鍵結線,在可靠度上又更進一步了,說白話點,也就是以倒裝芯片取代了原本的正裝的打線芯片,每個像素至少少了5根線,而且少了打線的距離,在像素與像素間的點距可以做得更密,為了追求微密間距,各大芯片廠也將這個倒裝芯片尺寸努力的往小去做,以現在一線芯片廠的倒裝芯片尺寸來說,有5*10mil的、有5*9mil的,目前最小到4*7mil,其中間P&N Gap也僅僅70-90um,這其實還是前面我所提到的,如何可以做精密的加工以及如何準確的控制公差范圍?讓芯片可以穩穩的放在我們設計的COB板材上,芯片不可旋轉、偏移、傾斜等;若有上述情況將造成嚴重顯示異常!除了將芯片放上驅動板的工藝外,其封裝后的外觀一致性也是個重大考驗,外觀若如磚塊般的色不均(顯色不均或墨色不均),這將是不會被接受的!其后,在生產制造的良率上也是個挑戰,若說傳統SMD組件 (1010/0808/0606)以及4合1 Mini COB封裝的良率做到99.5%算是頂尖了,但若將這良率套用在倒裝COB上,則是完全不合格的,而我認為這樣的封裝也必須要做到99.9999%以上才行!也就是1PPM的概念,這是有相當難度的,畢竟會以倒裝的Mini LED來做顯示,要追求的就是高端應用,除了要求不良低PPM外,如時下要求的廣色域及HDR等;這也是同時考慮的技術層次之一,而我們在去年的Touch Taiwan 2018展會中,也展出了以倒裝Mini LED所制作的P0.75mm以及P0.84mm的Mini LED COB箱體,雖然仍處于工程品階段,但在技術上仍須講求不斷的精進。
總結
上述談了三項產品,其實各有各的優點,單看大家如何去做設計及選擇;且宏齊在SMD LED的領域已經近25年了,尤其在小間距的RGB組件上投入了相當多的資源,為的就是提供我們的客戶最好的產品以及服務;除了上述的開發項目,對于色彩我們也有相當研究,例如:HD屏用的Rec.709、影劇院用的DCI-P3規格、以及UHD的標準Rec.2020(類),這些標準的廣色域規格宏齊的產品皆可以支持,使客戶可以選擇您最佳應用的LED。