小間距器件封裝：以“小”為尊

LED顯示屏器件的發(fā)展主要分為四個(gè)階段，首先是上世紀(jì)八十年代末出現(xiàn)的點(diǎn)陣模組，主要用于證券、銀行等圖文顯示;后來出現(xiàn)了直插管，在大型戶外顯示屏、廣場、體育館應(yīng)用較為普遍，產(chǎn)品以346、546為代表;隨后出現(xiàn)了直插系列，如265;2000年到2005年時(shí)出現(xiàn)了貼片，代表器件有3528等;到近幾年，LED顯示屏封裝器件進(jìn)一步小型化，在小間距封裝領(lǐng)域，出現(xiàn)了“以表貼封裝為主COB封裝快速興起”的新局面，表貼封裝代表器件有1010等。

作為LED產(chǎn)業(yè)鏈的中游環(huán)節(jié)，LED器件的封裝在LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中承上啟下，地位舉足輕重。在基于LED器件的各類應(yīng)用產(chǎn)品中，LED器件占到總成本的40%至70%，且LED應(yīng)用產(chǎn)品的各項(xiàng)性能往往70%以上由LED器件的性能決定。

在LED顯示屏的生產(chǎn)流程中，封裝是相當(dāng)重要的一環(huán)，封裝的作用是將外引線連接到LED芯片的電極上，同時(shí)保護(hù)好LED芯片，并且起到提高發(fā)光效率的作用。LED應(yīng)用產(chǎn)品的可靠性是與封裝技術(shù)水平密切相關(guān)的，好的封裝可以讓LED具備更好的發(fā)光效率和散熱環(huán)境，進(jìn)而提升LED的壽命。

和傳統(tǒng)LED顯示屏不同的是，小間距LED作為一種高密度顯示屏，隨著間距不斷趨于小型化，每平方米所需的燈珠數(shù)量會(huì)急劇上升，燈珠密度變得越來越高，對其可靠性也提出了嚴(yán)重的考驗(yàn)。小間距產(chǎn)品擁有較高的準(zhǔn)入門檻，對封裝技術(shù)的要求也更為苛刻，尤其是封裝材料和封裝工藝。

為了獲得更好的觀賞效果，人們對顯示屏的畫面要求從簡單的全彩到逼真、還原色彩的真實(shí)性，同時(shí)還要在更小的顯示屏上實(shí)現(xiàn)如同電視一樣舒適、清晰地圖像顯示。有需求就會(huì)有市場，高密度小間距LED顯示屏就是在這種大背景下誕生的。隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新和成熟，眾多LED企業(yè)開始進(jìn)軍小間距市場，小間距相關(guān)器件及產(chǎn)品迅速成為眾企追捧的“香餑餑”。

爭先恐后 眾企積極布局小間距器件封裝

作為行業(yè)內(nèi)的火熱話題之一，小間距LED顯示屏不僅制造了足夠的話題來吸引關(guān)注，同時(shí)也讓生產(chǎn)企業(yè)賺得盆滿缽滿。小間距高密度的特點(diǎn)導(dǎo)致其對燈珠需求量的增加，上游的封裝廠商也名利雙收。在小間距封裝領(lǐng)域，表貼封裝一直占據(jù)市場主導(dǎo)地位，代表企業(yè)有億光、宏齊、日亞、國星、晶臺等。近兩年異軍突起的COB封裝迅速在行業(yè)內(nèi)掀起了一陣“免封裝”的風(fēng)潮，為小間距封裝形式提供了另外一種可能，代表企業(yè)有韋僑順、奧蕾達(dá)等。

小間距LED顯示屏憑借其無縫拼接、廣色域、廣視角、高對比度、高刷新頻率、快速響應(yīng)速度、色彩自然真實(shí)、壽命長等自身優(yōu)勢，能有效替代傳統(tǒng)大屏，如LCD、DLP、PDP、投影等，目前主要應(yīng)用于商用領(lǐng)域，未來在監(jiān)控調(diào)度、智慧中心等領(lǐng)域大有可為，市場前景非常廣闊。預(yù)計(jì)到2017年，小間距LED顯示屏市場規(guī)模將達(dá)350億元。

作為小間距封裝領(lǐng)域的先行者與引領(lǐng)者，億光電子在2010年推出1010燈珠，2012年推出了0808封裝，2014年10月推出了0505產(chǎn)品。在下游市場，億光電子攜手利亞德，合作開發(fā)出P0.8mm超高清LED電視，打破了傳統(tǒng)LED背光電視的尺寸限制。

臺灣LED封裝廠商宏齊同樣看好LED小間距市場，2013年積極推出小間距燈珠，封裝規(guī)格從2020推進(jìn)至0606，更小尺寸的0404產(chǎn)品也在計(jì)劃中。宏齊目前應(yīng)用LED小間距封裝的型號有2020、1010與0606三個(gè)規(guī)格。另外，宏齊與聚積科技一同成立新銳精密，共同開發(fā)應(yīng)用于小間距產(chǎn)品的驅(qū)動(dòng)IC，期望通過更完善的解決方案擴(kuò)大市場份額。

在LED顯示屏小間距時(shí)代，日亞化學(xué)也不甘落后推出了NESM180A，此產(chǎn)品是日亞3合1產(chǎn)品中最小型的LED，采用黑色封裝，實(shí)現(xiàn)高對比度，可應(yīng)用小間距產(chǎn)品P2.5。作為高端LED顯示屏封裝品牌的另一代表的科銳，其官網(wǎng)上最小尺寸的LED為CLMVB-FKA(2×2mm)。

國星光電2012年10月份推出了可應(yīng)用P2-2.5的龍珠(1.5mm×1.5mm)，2013年推出可用于P1.5 LED顯示屏的龍芯(1.1×1.0mm)產(chǎn)品，2014明星產(chǎn)品1010全彩器件及融合多項(xiàng)專利技術(shù)的ReeStar系列，2015年的拳頭產(chǎn)品0808 LED小間距全彩器件，國內(nèi)首創(chuàng)超小尺寸，全黑基板、黑色啞光分裝工藝實(shí)現(xiàn)高對比度顯示效果。

晶臺在2014年成功研發(fā)并推出了LED顯示屏小間距封裝器件1010產(chǎn)品。2015年初，晶臺推出全新升級的第二代室內(nèi)小間距封裝器件“蜂鳥”系列1010，其在散熱性和氣密性方面表現(xiàn)*秀，順利通過嚴(yán)苛的一級防潮等級測試，并已獲得國際發(fā)明專利。

在COB封裝方面，如何實(shí)現(xiàn)“COB封裝+燈驅(qū)合一”一直是一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)，但隨著技術(shù)的革新和突破，COB產(chǎn)品的點(diǎn)間距已經(jīng)做得越來越小，深圳韋僑順光電已于去年推出COB戶外小間距P3全彩顯示屏，大有在戶外和表貼一決高下之勢。而同為COB封裝代表企業(yè)的奧蕾達(dá)，目前最小間距COB產(chǎn)品為室內(nèi)超清小間距ACTV-1.5，點(diǎn)間距為1.5mm。

小間距開拓新藍(lán)海 機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存

LED封裝企業(yè)在小間距器件研發(fā)方面積極布局不遺余力，LED顯示屏企業(yè)自然也不會(huì)放過小間距LED這一高利潤的產(chǎn)品。去年可謂小間距LED顯示屏集中爆發(fā)的一年，多家LED顯示屏上市企業(yè)的業(yè)績增長都不同程度受惠于小間距產(chǎn)品訂單的增多。

據(jù)了解，利亞德在年初披露的《投資者關(guān)系活動(dòng)記錄表》中表示，其2014年小間距電視訂單為6.7億元;艾比森在發(fā)布的2014年財(cái)報(bào)中表示，小間距顯示屏2014年訂單額近2.3億元，較去年同期增長約200%;洲明科技也在2014年財(cái)報(bào)中指出其業(yè)績提升的主要原因?yàn)槠湓谕怃N、小間距領(lǐng)域的規(guī)劃部署得到了積極有效的落實(shí)，其中，UTV小間距系列產(chǎn)品外銷實(shí)現(xiàn)收入較去年同期增長260%。

隨著LED顯示屏封裝器件工藝的進(jìn)步，封裝器件的小型化已經(jīng)是不可逆轉(zhuǎn)的趨勢。小間距LED顯示屏擁有不可替代的顯著優(yōu)勢，已經(jīng)成為推動(dòng)行業(yè)發(fā)展的一股強(qiáng)大動(dòng)力，也為LED封裝市場帶來了更大的商機(jī)。

雖然小間距器件封裝前景可期，但是考驗(yàn)也接踵而至。國星光電RGB器件事業(yè)部副總經(jīng)理歐陽小波認(rèn)為，小間距器件由于尺寸小，精度要求比較高，所以對封裝設(shè)備的精度、工藝管控能力等各方面都提出了較高的要求。而國星光電早就開始布局小間距顯示器件市場，不管是生產(chǎn)工藝，還是生產(chǎn)規(guī)模以及制造管理方面都處于領(lǐng)先水平，國星光電將以更加完善的工藝來推動(dòng)LED小間距顯示器件的進(jìn)步。

對此，深圳市晶臺股份有限公司技術(shù)總監(jiān)邵鵬睿則表示，從應(yīng)用上講，小間距器件對整個(gè)加工成本和精度的要求會(huì)越來越高;從封裝上講，器件小型化給燈珠的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、光學(xué)設(shè)計(jì)等各方面帶來一系列考驗(yàn)，同時(shí)也對可靠性和亮度提出了更高的要求。要解決這些問題，需要不斷創(chuàng)新，針對器件的可靠性、客戶的使用性和客戶的維護(hù)性等多方面考慮去做產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。在戶外領(lǐng)域，顯示屏分辨率越高，燈珠數(shù)量越多，單位面積的功耗也越大，如何提高器件的亮度，降低整個(gè)顯示屏的功率，關(guān)鍵在于燈珠。針對不同的應(yīng)用場合，晶臺會(huì)采取不同的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和光學(xué)設(shè)計(jì)來適應(yīng)。

小間距器件封裝未來發(fā)展趨勢

小間距市場的火熱催生了小間距器件封裝的熱潮，但由于小間距高精高密的特點(diǎn)，對封裝工藝也提出了更高的要求。首先，封裝器件的尺寸必須很小，不然難以做出高密度顯示屏;其次，要具備高可靠性，畢竟維修不便，而且影響客戶體驗(yàn);再次，小間距要進(jìn)軍民用市場，走進(jìn)千家萬戶，要解決長時(shí)間觀看易產(chǎn)生疲勞感的問題，同時(shí)還應(yīng)做到“低亮度”，這些都需要從工藝上進(jìn)行改進(jìn);最后，小間距產(chǎn)品燈珠密度高，所以LED封裝企業(yè)要有足夠的產(chǎn)能供應(yīng)。

在未來，封裝尺寸會(huì)繼續(xù)小型化，新的材料和新的結(jié)構(gòu)也會(huì)不斷出現(xiàn)。隨著小間距產(chǎn)品走出室內(nèi)走進(jìn)戶外，惡劣的戶外環(huán)境對產(chǎn)品的可靠性提出了更高的要求。由于熱固型材料EMC、熱塑性PCT、改性PPA以及類陶瓷塑料等具有耐高溫、抗紫外以及低吸水率等更高更好的環(huán)境耐受性，未來或?qū)⒈粡V泛應(yīng)用。

在市場推廣方面，高密度小間距LED顯示屏已經(jīng)登堂入“室”，廣泛應(yīng)用于商業(yè)地產(chǎn)、指揮中心、公共監(jiān)控指揮系統(tǒng)、廣電演播中心、會(huì)議中心、高級賓館和酒店、通信行業(yè)等場所。

高密度小間距LED顯示屏在商用領(lǐng)域已經(jīng)取得了不錯(cuò)的成績，但何時(shí)能在民用市場普及還未有定論。以小間距LED電視為例，不適合長時(shí)間觀看等技術(shù)短板暫且不提，單就其高昂的成本而言，這一點(diǎn)在注重性價(jià)比的民用市場尤其致命。

關(guān)于如何在封裝環(huán)節(jié)控制成本的問題，國星光電歐陽小波表示：“隨著產(chǎn)能的增加，生產(chǎn)規(guī)模的增大，應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展，我們認(rèn)為高密度小尺寸器件的價(jià)格每年至少下降20%。因此，未來幾年，高密度小間距LED顯示屏將會(huì)逐漸成熟起來，*秀的器件廠商有責(zé)任也有能力為這個(gè)新興細(xì)分市場做出自己的推動(dòng)作用。”

晶臺股份邵鵬睿則認(rèn)為要在封裝環(huán)節(jié)降低成本，需要從供應(yīng)鏈和技術(shù)創(chuàng)新兩方面進(jìn)行努力。首先，在供應(yīng)鏈的掌控方面，與上游廠家形成戰(zhàn)略合作，降低成本，形成規(guī)模;其次，通過對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化，盡量降低失效成本，提高產(chǎn)品的集中性、一致性。“現(xiàn)在材料成本基本上穩(wěn)定下來了，主要還是得通過技術(shù)創(chuàng)新來降低成本，開發(fā)出可持續(xù)、失效率更低的產(chǎn)品來?！鄙垸i睿補(bǔ)充道。

總結(jié)

相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2014年我國LED封裝行業(yè)規(guī)模達(dá)到568億元，較2013年473億元增長20.1%，2013年較2012年397億元增長19%。在未來幾年內(nèi)，預(yù)計(jì)我國LED封裝行業(yè)規(guī)模仍將保持增長態(tài)勢，但增速會(huì)趨緩。

隨著小間距顯示屏市場不斷擴(kuò)大，推出小間距器件封裝的企業(yè)也越來越多，目前小間距封裝主要采取SMD或者COB工藝，其中SMD封裝是目前市場上毫無疑問的主流封裝形式，約占封裝市場產(chǎn)值的60%;同時(shí)COB封裝市場接受程度越來越高，雖然目前還無法撼動(dòng)SMD主流封裝的地位，但未來必將成為SMD封裝的一個(gè)強(qiáng)勁對手。

在任何一個(gè)行業(yè)，隨著技術(shù)的成熟以及產(chǎn)業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，都會(huì)導(dǎo)致成本的不斷下降，在LED顯示屏行業(yè)，自然也不例外，不過，這需要一個(gè)長期的過程，并非一朝一夕能夠完成。筆者認(rèn)為，小間距LED產(chǎn)品在民用市場普及需要一個(gè)契機(jī)，即應(yīng)用規(guī)模與應(yīng)用成本達(dá)到一個(gè)相對平衡的狀態(tài)，在此之前，商用市場仍會(huì)占據(jù)主導(dǎo)地位。