四合一封裝器件及其本質(zhì)的技術(shù)分享
來(lái)源:廣東省光電技術(shù)協(xié)會(huì) 編輯:lsy631994092 2019-07-24 10:26:58 加入收藏
胡志軍
深圳韋僑順光電有限公司 | 副總經(jīng)理
1982年服務(wù)于中國(guó)農(nóng)機(jī)院,負(fù)責(zé)聯(lián)合收割機(jī)產(chǎn)品的研發(fā)工作,獲部級(jí)科技進(jìn)步二、三等獎(jiǎng)各一項(xiàng)。1986年意大利FIAT集團(tuán)訪問(wèn)學(xué)者。1992年服務(wù)于國(guó)旅總社歐一部,意方指定金牌領(lǐng)隊(duì)。2008年服務(wù)于韋僑順公司,2010年至今從事COB集成封裝技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)研究。致力推動(dòng)新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化!
在LED顯示領(lǐng)域,我們是從2010年開(kāi)始搞COB集成封裝顯示面板研究,2016年開(kāi)始搞產(chǎn)業(yè)研究。四合一封裝器件也屬于我們的研究范圍,在此從技術(shù)的角度談?wù)勎覀儗?duì)四合一封裝器件的認(rèn)識(shí)。
一、四合一封裝器件技術(shù)起源的邏輯背景
在傳統(tǒng)的SMD小間距技術(shù)進(jìn)入瓶頸期,COB集成封裝小間距技術(shù)進(jìn)入發(fā)力期的大產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展方向的環(huán)境背景下,產(chǎn)業(yè)中的所有企業(yè)都面臨著艱難痛苦的抉擇,到底未來(lái)要搞什么樣的面板技術(shù),企業(yè)需要向何方突圍?有些企業(yè)選擇了COB集成封裝小間距顯示面板技術(shù)路線,搞了一些相關(guān)專利;但對(duì)大部分封裝廠來(lái)說(shuō),這項(xiàng)技術(shù)曾被認(rèn)為是一項(xiàng)不可能實(shí)現(xiàn)的技術(shù)。其中主流的觀點(diǎn)認(rèn)為在封裝環(huán)節(jié)無(wú)法解決“一次良率或一次通過(guò)率問(wèn)題”,技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。在這種錯(cuò)誤的觀點(diǎn)影響下錯(cuò)失良機(jī),想再申請(qǐng)COB集成封裝的專利空間余度已無(wú)可能。沒(méi)有相關(guān)的技術(shù)沉淀積累,況且也不認(rèn)為這是一條坦途,封裝技術(shù)的門檻太高,或許還是一個(gè)跳不出的“坑”。于是乎“中庸”“中間路線”“曲線救國(guó)”說(shuō)興起。認(rèn)為N合一的中間技術(shù)道路概念是他們目前的最佳技術(shù)路線選擇。各大高峰論壇緊隨COB集成封裝技術(shù)之后,四合一或N合一概念登上行業(yè)舞臺(tái)。這是產(chǎn)業(yè)邏輯發(fā)展的必然現(xiàn)象。
二、四合一封裝器件的發(fā)展
我最早聽(tīng)到這個(gè)概念不叫“四合一”,而是“四胞胎”。2016年臺(tái)灣的朋友告訴我,臺(tái)灣的封裝企業(yè)宏齊在搞這個(gè)技術(shù),他把我們COB集成封裝技術(shù)做了改變,用COB封裝在小板上面做四個(gè)像素,小板下面繼續(xù)用SMD的支架引腳技術(shù)。我當(dāng)時(shí)就告訴他:“這是復(fù)古,想革命又不徹底”。
2017年以后在各種場(chǎng)合不斷聽(tīng)到和看到越來(lái)越多的本土企業(yè)也開(kāi)始搞“四合一”小間距和所謂的“微間距”概念產(chǎn)品,但是沒(méi)有看到和聽(tīng)到任何的行業(yè)高峰論壇上反思這樣一個(gè)問(wèn)題,為什么我們傳統(tǒng)的顯示面板技術(shù)四十年來(lái)不能突破萬(wàn)級(jí)?為什么封裝企業(yè)可以做出百萬(wàn)級(jí)的封裝器件,到了屏企做出的顯示面板產(chǎn)品就變成了萬(wàn)級(jí)的產(chǎn)品呢?大家不覺(jué)得奇怪嗎?這中間和過(guò)程到底發(fā)生了什么?這里所說(shuō)的萬(wàn)級(jí)或百萬(wàn)級(jí)的面板技術(shù)指的是解決面板像素失效率的技術(shù)。在2015年我們發(fā)表的文章中就很隱喻的告訴大家:“未來(lái)行業(yè)技術(shù)的發(fā)展一定是6腳的跑不過(guò)4腳的,4腳的跑不過(guò)無(wú)腳的”。我真的為他們擔(dān)心,不了解“四合一”封裝技術(shù)的本質(zhì),就會(huì)選擇一條錯(cuò)誤的技術(shù)發(fā)展路線,錯(cuò)失良機(jī)。
三、四合一封裝器件技術(shù)的本質(zhì)
從上圖中可以看到大量在2017年后推出的技術(shù)概念,一時(shí)讓大家無(wú)所適從。但大家可以發(fā)現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題,很多技術(shù)概念都帶有COB或OB詞根,這是一個(gè)非常有趣的研究現(xiàn)象。我們把這一現(xiàn)象稱之為COB或OB族群概念爆發(fā)期,至少可以說(shuō)明COB封裝技術(shù)的影響力是非常巨大的。但概念畢竟是概念,我們要從技術(shù)的角度來(lái)研究其中的四合一技術(shù)的本質(zhì)。下面我們把近期圖中有的四合一概念和圖中沒(méi)有的四合一概念COB封裝技術(shù)產(chǎn)品都列出在下面:
TOPCOB 、MiniCOB、Mini四合一 、Mini LED、IMD
上面列出的都是這種“四合一”的技術(shù),那么如何來(lái)認(rèn)識(shí)這些“四合一”技術(shù),他們的本質(zhì)到底是什么呢?
首先簡(jiǎn)單介紹一下四合一封裝器件技術(shù)的概念
如圖所示,這就是一個(gè)“四合一”獨(dú)立封裝單元器件,上面的四個(gè)像素就是用COB封裝技術(shù)做的。
它的背面可以清楚的看到帶有支架的16個(gè)引腳。如上圖所示。
我們大家都知道,SMD器件是1支架4引腳,四合一器件四個(gè)像素有16個(gè)引腳,引腳數(shù)量實(shí)際和SMD器件一樣多,沒(méi)有任何的減少。
我們和上圖的SMD封裝面板技術(shù)路線對(duì)比一下,四合一和SMD沒(méi)有什么不一樣,唯一不同點(diǎn)是把單像素獨(dú)立封裝器件變成了四像素獨(dú)立封裝器件。他們都具有以下的共同點(diǎn):
獨(dú)立單元封裝器件
有支架有引腳的封裝技術(shù)
封裝后SMT焊接工藝顯示面板集成技術(shù)
有支架有引腳的面板技術(shù)最大的問(wèn)題就是存在支架引腳的外失效問(wèn)題,外失效問(wèn)題相對(duì)于內(nèi)失效問(wèn)題要復(fù)雜嚴(yán)重得多,外失效產(chǎn)生的數(shù)量是內(nèi)失效的幾十倍。所以長(zhǎng)期制約行業(yè)面板技術(shù)不能突破萬(wàn)級(jí)的原因就在于此。四合一封裝器件繼續(xù)使用這種支架技術(shù)生產(chǎn)出的顯示面板就只能是萬(wàn)級(jí)的技術(shù)。那么有什么辦法可以提高技術(shù)的級(jí)別嗎?有,只能通過(guò)減少支架引腳數(shù)量來(lái)解決,于是我們看到了如下圖所示的四合一技術(shù)的改良版8引腳的四合一技術(shù)出來(lái)了。
8引腳的改良理論是可以提高面板產(chǎn)品的可靠性,減少像素失效。但此種改良的提升能力并不大,還是屬于有支架有引腳的面板技術(shù),因此由支架引腳引起的外失效問(wèn)題依然不能徹底解決,只不過(guò)把面板的燈珠抗失效能力從1萬(wàn)級(jí)提升到2萬(wàn)級(jí),因?yàn)樗鼫p少了一倍的引腳數(shù)量,面板效能就可翻倍。但這種能效的提升和COB集成封裝百萬(wàn)級(jí)的面板技術(shù)相比就顯得毫無(wú)意義。
相比較8引腳四合一面板技術(shù)獲得的優(yōu)勢(shì),它存在的問(wèn)題或許更加應(yīng)該引起大家的重視。下面我們來(lái)看一下8引腳四合一封裝器件到底都存在哪些問(wèn)題。
1.抗推力問(wèn)題
“四合一”技術(shù)提出的一個(gè)論點(diǎn)就是可以提高像素的抗磕碰能力,而且可以達(dá)到COB集成封裝的水平。我們來(lái)看看到底是不是這樣。COB集成封裝的單燈像素比SMD單燈珠封裝器件的抗推力能力至少提高一個(gè)數(shù)量級(jí)10倍以上,而“四合一”的相關(guān)資料數(shù)據(jù)顯示比SMD器件的抗推力能力只提高了三倍。由此可見(jiàn)差距還是巨大的。從16引腳減少到8引腳,使引腳的焊接面積減少,8引腳的抗推力能力肯定是不如16引腳。這說(shuō)明了想降低像素失效和提高像素的抗推力能力是一對(duì)矛盾體,顧了這頭就顧不了那頭。
2.如何解決像素復(fù)用問(wèn)題
“四合一”技術(shù)的四個(gè)像素都應(yīng)獨(dú)立可控,如不能做到獨(dú)立可控,2個(gè)2個(gè)像素同時(shí)控制就是存在像素復(fù)用問(wèn)題。存在像素復(fù)用問(wèn)題的顯示系統(tǒng)就是一個(gè)虛擬存在的系統(tǒng),2k的顯示系統(tǒng)就會(huì)變成1K的,4k的變成2k的,8k的變成4k的。那么如何來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題呢?
上面這張圖的8引腳定義給出了解決像素復(fù)用問(wèn)題的方案。但問(wèn)題的關(guān)鍵點(diǎn)不在于此,問(wèn)題的關(guān)鍵點(diǎn)在于誰(shuí)擁有這種8引腳定義的專利保護(hù)權(quán)?如果沒(méi)有專利權(quán)的企業(yè)也使用這種引腳定義的解決方案,將會(huì)面臨巨大的法務(wù)問(wèn)題。所以問(wèn)題的嚴(yán)重性在于我們的顯示屏面板生產(chǎn)企業(yè)和最終用戶要明白你所購(gòu)買的四合一8引腳封裝器件及產(chǎn)品一定要是合法的專利產(chǎn)品,否則,將面臨法務(wù)風(fēng)險(xiǎn),盡管你只是不合法產(chǎn)品的買方。
3.四合一技術(shù)是否還有進(jìn)一步的提升空間
答案是否定的。也就是說(shuō)四合一8引腳是這一技術(shù)路線的終極解決方案。
老天爺只給了解決像素復(fù)用問(wèn)題一次機(jī)會(huì),4引腳已沒(méi)有機(jī)會(huì)和能力解決這一問(wèn)題。
四、結(jié)束語(yǔ)
我們認(rèn)為:四合一技術(shù)是有支架有引腳的COB封裝技術(shù),只遺傳了集成基因的0.0039,剩下的0.9961遺傳基因都是來(lái)自SMD技術(shù)。因此它不屬于創(chuàng)新技術(shù),而是傳統(tǒng)的支架封裝技術(shù)的改良與優(yōu)化,沒(méi)有脫離支架封裝技術(shù)理論的束縛。由它所主導(dǎo)的面板技術(shù)從本質(zhì)上說(shuō)還是屬于傳統(tǒng)的支架面板技術(shù)。由支架引腳引發(fā)的外失效問(wèn)題依然解決不了。優(yōu)化技術(shù)盡管可以減少支架引腳,但與COB集成面板技術(shù)相比,其努力的意義不大,極限推測(cè)做到面板級(jí)的水平也只能達(dá)到2萬(wàn)級(jí),技術(shù)的提升空間狹小。另一方面依然不能解決我們提出的產(chǎn)業(yè)問(wèn)題即:從封裝端的百萬(wàn)級(jí)下降到面板級(jí)的千級(jí)萬(wàn)級(jí)的水平,這一問(wèn)題的實(shí)質(zhì)就是造成封裝環(huán)節(jié)大量高精尖設(shè)備資源和社會(huì)資源的浪費(fèi)。另外一點(diǎn)是技術(shù)的格局比較小,只能應(yīng)用在小間距產(chǎn)品上,不具有全局的代表性。面對(duì)像素物理間距向P0.5mm以下的Mini級(jí)和P0.1mm以下的Micro級(jí)發(fā)展趨勢(shì),面板的百萬(wàn)級(jí)制造水平要求是必然,SMD技術(shù)在小間距上所遇到的瓶頸問(wèn)題,對(duì)于“四合一”技術(shù)來(lái)說(shuō)都會(huì)符合邏輯的再現(xiàn)。所以說(shuō)COB高集成度封裝面板技術(shù)目前是進(jìn)入MINI級(jí)的唯一的門檻技術(shù)。
廣東省光電技術(shù)協(xié)會(huì),是依托華南理工大學(xué),匯集光電產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)的單位,在廣東省民政廳登記注冊(cè)的一家光電行業(yè)社會(huì)組織。其宗旨是構(gòu)建政產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同發(fā)展的橋梁,為政府決策咨詢提供可靠依據(jù),為企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展提供有力支撐,為教授技術(shù)產(chǎn)業(yè)化提供承接平臺(tái),為各類人才提供用武之地,助力中國(guó)光電產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。
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