深扒|希達電子是如何坐上COB龍頭之位的?
來源:數字音視工程網 (原創) 編輯:lsy631994092 2022-03-11 10:21:44 加入收藏 咨詢
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隨著“百城千屏”、“5G+8K”等行業熱詞頻頻出現,微間距市場再度升溫,千億顯示市場愈發勢不可擋,特別是在今年冬奧會上,將科技感氛圍全程拉滿的高清大屏受到前所未有的關注。在可預見的未來,LED顯示屏向超高分辨率、微小間距、超大尺寸發展已是必然趨勢。而如何突破更小間距?行業圍繞這一核心點進行多年技術之爭,從SMD、IMD、COB……真刀真槍比拼過后,行業如今基本達成了共識:未來屬于倒裝COB。
一、 微間距背后,獨力難支的SMD與上位的COB
2012年,小間距LED開始在市場上得到應用。僅僅數年時間,LED顯示已經從P2.5下探到P0.X,正式進入微間距時代。而在此過程中,相繼出現了多種生產封裝工藝。
在LED顯示技術發展的初期,SMD技術一直占據市場的主導地位,SMD又稱為表貼工藝技術,將單個或多個LED芯片粘焊在帶有塑膠“杯形”外框的金屬支架上(支架外引腳分別連接LED芯片的P、N極),再往塑膠外框內灌封液態封裝膠,然后高溫烘烤成型,最后切割分離成單個表貼封裝器件。然而因該類產品燈珠裸露在外,在運輸的過程中容易出現掉燈,壞燈的現象,同時防潮、防水、防塵、防震、防撞能力極弱,維修率很高。最致命的是,封裝尺寸往更小間距發展時,受限于固晶、焊線、劃片(沖切)、焊線的設備精度等因素,SMD封裝的工藝難度急劇增大,良率下降,成本增加,P1.0以下無法采用SMD工藝。
雖然如今P0.X產品遍地皆是,但當時卻難以找到“差異化”路線,行業開始意識到,SMD并非LED顯示的盡頭——在點間距突破陷入瓶頸時,COB技術(Chip-On-Board,板上芯片封裝)應運而生。COB是將LED裸芯片用導電或非導電膠粘附在PCB上,然后進行引線鍵合實現其電氣連接,并用膠把芯片和鍵合引線包封。與SMD相比,COB省略了回流焊工藝這一步驟。值得一提的是,回流焊過程實際是表貼LED產品死燈和燈珠減壽的最大因素,由于減少了回流焊工藝,COB產品死燈率只有SMD產品的十分之一以下,穩定性大幅提高。
與SMD相比,COB具有芯片更小、散熱更好、簡化工藝、超輕薄、防護能力強等優勢。
如此好用的技術,豈不是意味著COB已經全面替代了SMD?
非也。COB事實上屬于新型技術,成熟度不及SMD,特別是因工藝不同及生產設備更換帶來的成本問題,也成為了廠商接納COB技術的攔路虎。所以在COB應用普及的初期,許多人都遲疑不決,這也正式引出了我們今天所要談論的話題——希達電子是如何成為COB龍頭的?
二、 謀新求變,尋求新突破爭當“領創者”
探索一個未知的領域,成功了將便可實現彎道超車,成為行業內的佼佼者,然而風險與榮耀總是相對的,在風險之下,誰也不敢做第一個“吃螃蟹”的人——希達電子例外。
2001年,希達電子依托于中科院長春光機所建立。(敲重點,這個知識點是要記下來的!)
希達電子骨子里繼承國家頂尖研究院所的“創新基因”,依托中科院雄厚的研發“家底”,擁有一支以中科院專家為核心的近百人的研發團隊,為研發生產奠定了堅實基礎。而這樣的背景也意味著希達作為一家企業注定是不普通的,它肩負著國家科研的厚望,更是LED顯示技術的未來之光。因此,在選擇技術路線時,希達電子注重“差異化發展”,以超前的目光預判COB集成封裝技術理論將主導和影響未來行業幾十年的發展方向,并對此進行了大量研究投入。
2005年,希達電子已開始進行COB的布局探索。2007年,希達完成世界首臺集成三合一COB顯示屏 樣機“高清晰LED全彩色集成三合一顯示屏”。2008年,此項成果列入中科院2008年《科學發展報告》;2009年,該成果被評為國家首批自主創新產品,是當年243項中唯一的LED顯示產品。希達電子真正成為了COB技術的開創者和領航者。
三、 大有可為,倒裝COB引領微間距時代
一項技術從前期研究、成果轉化到市場應用,往往具有相當長的一段時間。在2000年初,行業仍以傳統顯示技術為主導的社會背景下,希達電子從未停止對新型顯示技術的探索。而是在2013年,突破了行業面臨的“卡脖子”問題,率先完成了晶圓倒置式集成LED顯示封裝模塊的專利申請,至此,也標志著希達完成了倒裝COB技術的開發,成功走在行業技術的最前沿。
倒裝COB是正裝COB的升級產品,采用無焊線封裝工藝,可實現真正芯片級封裝,焊接面積增大,極大的提升了產品穩定性和可靠性,主要具有以下優勢:
1. 倒裝COB不但省掉焊線環節,簡化生產流程,又有效的解決了焊線虛焊、斷線不良問題,正裝芯片金屬遷移問題,可靠性大幅提升。
2. 芯片級封裝,無需打線的物理空間,可以實現更高密度。
3. 有源層更貼近基板,縮短了熱源到基板的熱流路徑,具有較低的熱阻。
4. 倒裝芯片面積在PCB板上占比更小,基板占空比增加,具備更大的出光面積,可呈現更黑的黑場、更高的亮度和更高的對比度。發光效率更高,屏體表面溫度大幅降低,近距離體驗效果更佳。
簡單來說,倒裝COB比COB更上一層樓,能真正實現P1.0以下芯片級封裝。
這一波,人家在“第一層”,希達電子已到了“第五層”。
四、 一發力,便是勢不可擋
時光飛逝,小間距LED的發展超乎了人們的想象。我國LED顯示產業步入高速發展階段,僅僅幾年時間,以希達電子為代表的手握COB技術的廠商們便開始逐一發力,P1.0以下產品如雨后春筍般冒出,宣告著COB的時代正式降臨。
2017年,希達電子承接“十三五”國家重點研發課題——“超高密度小間距LED顯示關鍵技術開發與應用示范”,該項目是“十三五”期間唯一LED小間距顯示項目,解決小間距LED顯示基礎研究科學問題,突破了發光芯片、封裝材料、驅動器件制備等重大共性關鍵技術、產品應用及支撐技術,為超高清、微小間距、大尺寸顯示提供了必要的技術基礎。
同期,由希達電子自主研發的“晶圓倒置式集成LED顯示封裝模塊”獲得發明專利授權,打破了長期被傳統顯示壟斷的局面,采用全新的技術工藝,進一步簡化了生產流程,在實現超高密度顯示的同時,大幅度降低生產成本。值得一提的是,該技術成果榮獲第二十一屆中國專利優秀獎,希達電子成為LED顯示屏行業唯一獲獎單位。
2019年,希達電子在實現創新發展的同時,也基于倒裝COB技術建立了產業化發展布局,完成Infinity無限系列全倒裝COB產品,在行業內率先完成點間距0.7mm-3.3mm全系列倒裝COB LED產品的批量化生產,實現每0.1mm都有一款倒裝COB產品,成為業界首家推出倒裝COB全系列產品的企業。同年,希達攜0.7mm倒裝產品亮相荷蘭展會,獲得國際上的高度認可,荷蘭官方媒體上發布的新聞報道中,稱“真正掌握COB核心技術的只有三家企業,分別是三星 、索尼 、希達”。
近幾年,希達電子在微小間距領域不斷取得技術突破,在2020年首次推出P0.4mm倒裝COB顯示樣機,刷新行業點間距極限,后又延續創新之道于2021年發布業界首臺點間距0.47mm倒裝LED COB 2K可拼接顯示器,該顯示器是“十三五”國家重點研發計劃“超高密度小間距LED顯示關鍵技術開發與應用示范”重點專項的項目標志性成果,也是目前業界最小點間距產品級LED顯示屏 ,至此希達電子成功晉升為行業領創者。
希達電子面向國家重大需求從事生產研發,連續承擔國家級、省級、市級重點項目,不斷推動技術創新及產業化發展,此前自主研發的綠色超高清大尺寸LED顯示器通過了中國科學院“弘光專項”評審。2022年更是深度聚焦客戶應用需求,應勢推出85吋4K、165吋8K等系列超高清微小間距顯示屏產品,更好地滿足專業市場、商業展覽展示、家庭影院等各類細分市場對單體大尺寸、超高分辨率4K和8K深度應用需求,將再次引領行業顯示潮流。
五、 總結
回過頭看,希達電子技術一直走在行業最前列,而這些都得益于其預判性的格局眼光,超前的技術儲備及產業化布局。如今,希達電子已形成一批以逐點校正、灰度控制、集成封裝為核心的專利集群,成為行業唯一掌握COB全鏈條核心專利的企業,背靠中科院實力發展自身果實,又以豐碩的成果反饋給國家,成為了希達電子良性循環的源動力,也是其連續承擔“十五”——“十三五”國家重點研發計劃專項的底氣。
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