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行家Point 产业对话 | 小间距和Mini RGB LED的关键材料存在哪些痛点?

行家号 · 2019-02-27
2月21日,由行家说、SNOW Intelligence联合奥维睿沃(AVC)主办的“行家Point 2019·小间距与Mini RGB商业显示应用研讨会”在深圳举行,来自产业链代表企业和资深分析机构的演讲嘉宾从不同的角度和视野,为我们描绘了一幅“商业显示”蓝图;此外,在两场主持人对话环节中,共6位对话嘉宾针对LED商业显示的重要话题展开观点互动,层层深入探索新显示技术商业化的全新可能。

2月21日,由行家说、SNOW Intelligence联合奥维睿沃(AVC)主办的“行家Point 2019·小间距与Mini RGB商业显示应用研讨会”在深圳举行,来自产业链代表企业和资深分析机构的演讲嘉宾从不同的角度和视野,为我们描绘了一幅“商业显示”蓝图;此外,在两场主持人对话环节中,共6位对话嘉宾针对LED商业显示的重要话题展开观点互动,层层深入探索新显示技术商业化的全新可能。


左起:Philip Chang先生、董达胜先生、钱雪行先生、谭晓华先生

在第一场对话环节“LED显示屏关键材料供应链”中,主持人行家说研究中心、SNOW Intelligence产业研究总监Philip Chang、封装树脂代表德高化成总经理谭晓华、锡膏代表晨日科技总经理钱雪行、BT板材代表伊帕思新材料顾问董达胜同台对话,不断发散思维、深入剖析,逐步揭示在微缩化趋势下,封装和基板材料在LED新显示应用中的痛点和解决方案。


主持人:Philip Chang | SNOW Intelligence 研究总监

参与对话的关键材料行家(排名不分先后): 

封装树脂代表—德高化成总经理谭晓华 

锡膏代表——晨日科技总经理钱雪行 

BT板材代表——伊帕思新材料顾问董达胜


左起:谭晓华先生、董达胜先生、钱雪行先生

面对LED微缩化,站在各自所处的供应链环节,有哪些新要求和机会? 

钱雪行:微米级时代给材料提出新挑战 

作为一家锡膏企业,我们对LED微缩化的感受颇深。从前的SMT采用毫米级表衬,到了MiniLED时代采用微米级表衬,锡膏从原来的3号粉、4号粉转眼过渡到6号粉,跨度非常之大。对于表衬技术来说,原先的毫米级封装、机器识别、工艺的可控性相对容易得多,也比较成熟,而到了微米级时代,给材料稳定性、配方和品控等方面带来的要求更加苛刻。当然微缩化不只是给我们行业以影响,也给相关的各个行业都提出了新的要求和挑战。 

谭晓华:墨色均匀一致性等带来新要求

从LED显示屏整体的封装技术趋势看,微缩化意味着从点光源SMT向面光源封装转变。COB面光源最大技术挑战在于整屏的一致性,包括COB封装后的平整度、拼缝无瑕疵、墨色均一。特别是墨色均一对于COB的封装难度远超出可以通过分BIN混光贴装的点光源RGB。德高化成在点光源EMC1010封装材料的墨色一致性上探索了一套行之有效的配方组合和均相混合工艺,并且经过深度开发形成了一套针对COB面光源封装材料的墨色一致性的解决方案。 

董达胜:BT板材的稳定性、一致性和抗弯强度很关键 

第一,尺寸的稳定性对于基础材料来讲是非常重要的;第二,BT材料板厚的一致性是封装良率的保证;第三,材料批次的一致性也非常关键;此外,为配合MiniLED封装,BT板材抗弯强度必须要有保证,因为这能带来封装良率的提升,我们在这几个方面一直在不懈努力。 

新要求和挑战下,有哪些解决方案? 

谭晓华:国产环氧树脂技术已经成熟 半固化方案可解决MiniLED封装翘曲问题 

现在SMT点光源RGB灯珠的封装依然是以耐湿气密性优良的固态环氧树脂封装为主,封装结构为EMC1010,0808,0606。在RGB EMC封装领域,该材料被国外厂商产品垄断。德高化成的使命在于实现小间距RGB封装用户采用国产化环氧树脂,不再依赖进口。由于RGB显示屏产品的特殊性,环氧封装树脂设计除了自身的耐湿可靠性和耐蓝光衰减能力的挑战外,必须在墨色均一、RGB均匀混光方面提供光学效果附加性能,此外还要针对薄基板、小尺寸灯珠改善封装翘曲不良、提升切割加工良率。因此,封装良率和墨色均一是RGB灯珠封装厂提高封装效率、降低成本的最大关切。德高化成现在可以向封装厂提供BDF干法加黑服务,“B”代表黑素添加、“D”代表均匀混光、“F”代表抗翘曲透明无机填料添加。量产数据检测表明,该技术帮助用户实现灯珠封装一致性(批次最高亮度/最低亮度)从原先的1.5—1.7倍提升至1.2—1.3倍的水平。

面向Mini RGB的COB面光源的封装,我们提出采用半固化(B-Stage)固态胶膜化封装材料,因为B-Stage材料已经高程度释放了化学反应收缩,使封装后的翘曲仅存在于封装材料和基板的热膨胀系数差异所致的收缩。举例说明,如果把普通液态胶水到完全固化的化学过程看做是0—100的过程,那采用液态封装材料固化后的收缩指数是100;而B-Stage胶膜材料在交付封装客户前已完成了70-80%的化学收缩,其封装后的收缩指数仅为20-30。面积越大的COB显示屏,化学收缩所造成的翘曲就越明显,我们利用半固化胶膜技术就可以很好地解决这一问题。我们期待德高化成的RGB EMC灯珠专用环氧树脂、COB半固化胶膜以及提升墨色一致性的BDF干法加黑服务,能给广大RGB封装企业提供可靠的支持。 

钱雪行:提升材料粒径的高精度分布等方式保证良率 

锡膏是电子工业里非常重要的原物料,原物料的好坏直接决定了产品品质。我们从七八年前就进入到了倒装LED封装材料的研究,当时倒装芯片尚未面市,我们在封装材料上已经预见了倒装的发展趋势并延续至今。原来的SMD坏点可以看得见,从而方便维修,而MiniLED都在微米级以下操作,维修成本高昂,现在的Mini RGB显示和面板都跟锡膏息息相关,给锡膏提出了更大的挑战。首先是印刷性,这要求我们将材料粒径更加高精度地分布,尽量控制在8——10微米的水平,这样才能保证印刷焊点的大小。然后是脱模,这一点和材料配方以及采用的印刷设备有着莫大关系,这些便是我们针对新变化、新要求做出的研究。从去年开始,我们和国内各大MiniLED制造商合作,希望尽快将封装材料这一环打通,我们也将一如既往地配合MiniLED企业将材料工艺做得更加成熟,保证良率。 

董达胜:面对MiniLED的要求,从四个方向提升BT板材性能 

我们在面对MiniLED的性能要求上,提出了相应的解决方案。MiniLED要求尺度小密度高、加工精准、寿命长、背光效果好,相应地要求板材Tg值厚度均匀、尺寸稳定、散热性佳、反射率高,伊帕思针对以上四个方面进行了产品性能的提升。以伊帕思的产品为例,EPS-820WHDTg值DMA240℃,完全满足MiniLED尺度小、密度高的性能要求。此外,由于尺寸的稳定性对于封装而言至关重要,我们使用高开纤、超薄布生产,板材厚度均匀性R=0.01,不同批次板材厚度均匀性R=0.02,从而保证了板材的高平整度。目前,伊帕思BT板材的导热率可达0.7W/m.K以上,不断逼近国际水平;在反射率方面,我们还提高了白度,具备良好的耐黄变性能。伊帕思将为BT板材实现国产化不断进取,进一步优化MiniLED良率和成本。 

结语: 

面对小间距显示屏的爆发式增长以及Mini RGB逐步起量,LED显示屏的性能提升和成本控制需要全产业链配合,关键材料在这一过程中的作用越来越凸显,三位嘉宾在本场对话环节碰撞思维、交流技术,为提升小间距与Mini RGB商业价值提供全新思路和想法,扣紧了关键材料的重要一环。

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