1颗MiP灯珠价格=1组RGB芯片,如何实现?

2023-04-18  阅读量:

  从单色到全彩,从直插式Lamp灯珠到SMD灯珠、再到IMD(N合一)、COB、MiP、COG等集成式封装方案,LED显示屏技术多年来随着消费的升级而持续革新,如今的LED显示屏不仅一直在挑战极致完美画质的极限,也在持续突破应用场景的深度和广度。

  终端消费市场最直观的感受便是显示效果变得更高清、更细致。从供应链的角度来看,变化则体现在LED显示屏Pixel  Pitch(点间距)的微缩化、LED芯片及封装尺寸的微型化,而且这已经成为LED显示屏进一步发展的趋势。在万物互联、8K超高清视频、人工智能等新潮之下,市场对高清、高刷、高对比的需求已然明确,未来,LED显示屏将持续朝向小间距、微间距的方向发展。

  根据TrendForce集邦咨询《2023全球LED显示屏市场分析报告》数据显示,从2021年到2026年,全球LED显示屏市场规模呈现稳步增长的态势,按照间距划分,P2.5以上显示屏预期增长较为平缓,而小间距和微间距预期保持快速成长的趋势,其中,微间距显示屏市场规模的年复合增长率达36%。

1颗MiP灯珠价格=1组RGB芯片,如何实现?
Source:TrendForce集邦咨询

  封装方案多分天下,MiP优势凸显

  LED显示屏间距微缩之下,封装方案呈现多技术竞争、共存的格局,主流封装方案现以IMD、COB、MiP为主,其中又以COB和MiP的呼声更高,较量也更为激烈。

  日前,在2023集邦咨询新型显示产业研讨会现场,晶台光电研发总监严春伟先生进一步对MiP相关的技术、工艺、优势和应用展开详细的介绍。按照晶台的理解,MiP是指Micro  LED芯片在前段工艺上进行芯片级封装,封装后的MiP可以再封装成MCOB。

  如下图所示,整个工艺流程首先用Micro  LED的芯片封装成MiP的封装,再经过SMT拼装成MiP的模组,最终再封装成MCOB。严春伟表示,MCOB实际上就是用MiP所制作的COB,MCOB=MiP+COB。

1颗MiP灯珠价格=1组RGB芯片,如何实现?

  据严春伟介绍,MiP封装的核心技术包括:扇出型(Fan-out)封装技术和芯片转移技术。

  扇出型封装技术来源于半导体,所用Micro  LED的芯片焊盘非常小,经过MiP封装之后可以得到更大的焊盘,便于下游客户使用,这样就解决了下游工艺的痛点,降低下游基板精度的限制,提升了下游客户使用的良率。

  芯片转移技术目前有四种:Pick &  Place、针刺转移、弹性印章、激光剥离。其中,针刺转移相对而言生产效率比较高,但该技术对基板的精度和平整度有比较高的要求。而激光剥离则是当下最受看好的转移技术,不但生产效率高、良率高,而且精度高,但目前该技术的成本相对较高,技术也还不够成熟。

1颗MiP灯珠价格=1组RGB芯片,如何实现?

  目前,晶台的MiP产品基于扇出型封装技术,采用针刺+激光焊接技术及半导体载板级基板,芯片转移精度更高,显示效果更均匀,大角度无麻点。

  严春伟认为,相较IMD、COB和COG封装技术,MiP可以实现更小间距、更高清的显示,符合LED显示行业发展趋势,同时具有成本低、技术难度低的优点,综合来看,是当下所有封装技术方案中较优的选择。

  综合成本低,1颗MiP灯珠价格=1组RGB芯片

  对于下游LED显示屏厂商来说,采用哪一种封装方案,成本是最主要的考量因素,而晶台直言能够实现1颗MiP灯珠价格=1组RGB芯片成本,这就意味着相比现有COB方案,MiP在成本上的优势非常明显。那么,这是如何实现的?

  严春伟介绍,晶台已推出MC1010、MC0606、MC0404三款MiP产品,具有芯片转移精度高、兼容性强、可靠性高、低成本等优点,可混Bin提高墨色一致性,实现超高对比度、超大显示角度的出色显示效果。

  产品综合成本低主要有两大秘诀:一是采用Micro  LED芯片,相比传统COB所用的大尺寸芯片,芯片材料成本大幅降低;二是采用圆片生产,取消了芯片端的测试分选和混光,易于检测修复。

  除了自身环节严格控本之外,在下游基板、固定资产投入、生产费用等方面,MiP封装方案也能够帮助客户降低综合成本。

  严春伟指出,采用MiP封装方案,下游客户可以使用普通的HDI基板,意味着基板成本可大幅降低;由于MiP封装兼容传统SMT设备,客户也无需额外采购新设备,同时使用MiP制作MCOB,也可以直接使用普通厂房,而传统COB需要高洁净的无尘车间,厂房建设费用非常昂贵,因此,使用MiP制造MCOB,可以帮助下游减少固定资产的投入。

  另外,在生产制程上,基于MiP制备MCOB是采用SMT工艺,生产工艺更加成熟,而传统COB目前工艺还不够成熟。同时,MiP的焊盘更大,生产良率更高,传统COB焊盘小、良率低,并且MiP一次性可以完成RGB芯片的贴装,返修较简单;而传统COB需要分三次贴装RGB,效率低、返修率较高、难度大且耗时。

  综上,晶台MiP产品具有墨色一致性好、高可靠性、高防护性、免校正、自主可控、柔性制造、显示效果佳等特点。在降低自身成本的基础上,其MiP产品还有助于客户在PCB板、设备投入、厂房投入、由检测返修等产生的人工费用方面降低成本,实现综合成本的下降,符合显示屏高清化发展的方向,是未来LED小间距、微间距显示屏的理想方案。

编辑:严志祥