IMD、SMD、GOB、VOB、COG、MIP等各種LED封裝技術(shù)全解析

    隨著半導(dǎo)體科技的飛速發(fā)展，顯示技術(shù)也在不斷革新。近年來,Mini-LED和Micro-LED顯示屏作為新一代顯示技術(shù)成為大屏行業(yè)熱點(diǎn)。而IMD、SMD、GOB、VOB、COG、MIP等各種封裝技術(shù)不斷出現(xiàn)，很多人對這些技術(shù)可能并不了解，今天我們就一次性把市面上的各種封裝技術(shù)都解析一下�？赐�，就不會再云里霧里了。

    Q：什么是小間距、Mini LED、Micro LED 和 MLED？

    A：小間距：一般把像素中心間距在P1.0-P2.0之間的LED屏稱為小間距。Mini LED：LED芯片的尺寸介于50~200微米之間，顯示單元像素中心間距保持在0.3-1.5毫米的范圍內(nèi)；Micro LED：LED芯片的尺寸小于50微米，像素中心間距低于0.3mm；Mini LED和Micro LED合稱為MLED。

    Q：什么是IMD？

    A：IMD（Integrated Matrix Devices）矩陣式集成封裝方案（又稱“多合一”），目前典型以2*2的形式，即4合1燈珠，集成封裝12顆RGB三色LED芯片。IMD是SMD分立器件向COB過度的中間產(chǎn)物：間距可以下探到P0.7同時提高防撞能力，但4顆燈因不能分光分色存在色差需要校正。

    Q：什么是SMD？

    A：SMD是Surface Mounted Devices的縮寫，即表面貼裝器件。采用SMD(表貼技術(shù))封裝的 LED產(chǎn)品，是將燈杯、支架、晶元、引線、環(huán)氧樹脂等材料封裝成不同規(guī)格的燈珠。用高速貼片機(jī)，以高溫回流焊將燈珠焊在PCB板上，制成不同間距的LED模組。SMD小間距一般是把LED燈珠裸露在外，或采用面罩的方式。由于技術(shù)成熟穩(wěn)定、產(chǎn)業(yè)鏈齊全、制造成本低、散熱效果好、維修方便等特點(diǎn)，故是當(dāng)前小間距最主流的封裝方案。但由于存在易磕碰，死燈，毛毛蟲等嚴(yán)重的缺陷，已是無法滿足現(xiàn)在更高階市場的需求。

    Q：什么是GOB？

    A：GOB，即Glue On Board，是在SMD模組上進(jìn)行灌膠的防護(hù)工藝，可以解決防潮和磕碰的問題。因?yàn)椴捎昧艘环N先進(jìn)的新型透明材料對基板及其LED封裝單元進(jìn)行封裝，形成有效的保護(hù)。該材料不僅具備超高的透明性能，同時還擁有超強(qiáng)的導(dǎo)熱性。使GOB小間距可適應(yīng)任何惡劣的環(huán)境，相比傳統(tǒng)SMD其特點(diǎn)是，具有高防護(hù)性：防潮、防水、防塵、防撞擊、防磕碰、防靜電、防鹽霧、防氧化、防藍(lán)光、防震動，可以應(yīng)用于更多惡劣的環(huán)境，避免大面積死燈、掉燈等現(xiàn)象發(fā)生。主要可以應(yīng)用在租賃屏上，但存在應(yīng)力釋放、散熱、修復(fù)和膠體粘合力差問題。

    Q：什么是VOB？

    A：VOB是市面上GOB工藝上的一種升級工藝，采用的進(jìn)口VOB納米膠涂敷，通過納米級的涂敷機(jī)控制涂層更薄，平整性更高，且LED防護(hù)性更強(qiáng)、故障率更低、可靠性高、易維修、黑屏一致性更高、對比度增高、畫面更加柔和、不易產(chǎn)生視覺疲勞，極大地提升了屏幕的觀看顯示效果。

    Q：什么是COB？

    A：COB（chip on board 發(fā)光芯片在基板上封裝）是一種將LED發(fā)光芯片固定在PCB基板上再整體附膠的封裝技術(shù)。在基底表面用導(dǎo)熱環(huán)氧樹脂覆蓋硅片安放點(diǎn)，然后將硅片直接安放在基底表面，熱處理至硅片牢固地固定在基底為止，隨后再用絲焊的方法在硅片和基底之間直接建立電氣連接。具有防磕碰、防靜電、防潮、防塵、畫面柔和不傷眼睛、有效抑制摩爾紋、可靠性高、間距更小等特性，死燈毛毛蟲現(xiàn)象大大降低，是mini時代最合適的技術(shù)路線之一。

    Q：什么是COG？

    A：COG，即Chip on Glass，指將LED芯片直接固晶到玻璃基板再進(jìn)行整體封裝，與COB最大的差異是芯片固定的載體由PCB板更換為玻璃基板，點(diǎn)間距可以做到P0.1以下，是Micro LED最合適的技術(shù)路線。

    Q：什么是MIP？

    A：MIP是Module in Package的縮寫，即多芯集成封裝。由于市場對光源亮度的需求不斷提高，單芯封裝所能達(dá)到的光輸出已經(jīng)無法滿足要求，MIP于是應(yīng)運(yùn)而生。MIP通過將多個芯片封裝在同一器件中，實(shí)現(xiàn)更高的性能和功能集成，目前逐漸被市場認(rèn)可。MIP是2023年在Mini/Micro LED領(lǐng)域興起的熱點(diǎn)技術(shù)，其主要針對Micro-LED的巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)痛點(diǎn)，可通過RGB三色子像素的集成封裝，再進(jìn)行單顆集成式像素的轉(zhuǎn)移，以此來降低巨量轉(zhuǎn)移的難度。

    Q：什么是CSP？

    A：CSP是Chip Scale Package的縮寫，即芯片級封裝。CSP是SMD進(jìn)一步微型化的產(chǎn)物，同樣是單芯封裝，但目前僅面向倒裝芯片封裝，通過去引線，支架簡化或不帶支架，直接使用封裝材料對芯片進(jìn)行整體包覆等方式，大大縮小封裝體尺寸，通常為芯片尺寸的1.2倍左右。CSP相較于SMD實(shí)現(xiàn)了尺寸減小，比之COB的多芯封裝又能達(dá)到更好的芯片性能均一、穩(wěn)定以及更低的維護(hù)成本。但由于倒裝芯片焊盤較小，對封裝工藝精度要求較高，對設(shè)備和操作人員的要求也更高。目前國內(nèi)，只有華引芯科技推出了CSP封裝產(chǎn)品。

    Q：什么是LED正裝芯片？

    A：正裝芯片是指芯片的電極和發(fā)光面在同一側(cè)，電極通過金屬線鍵合與基板連接，是最成熟的芯片結(jié)構(gòu)，主要應(yīng)用于P1.0以上LED屏。金屬線主要有金和銅，一顆三基色的LED燈珠有5根連線。容易受潮濕及應(yīng)力影響出現(xiàn)脫落，從而導(dǎo)致死燈。

    Q：什么是倒裝芯片？

    A：倒裝LED芯片相對于正裝芯片來說，是電極芯片的布局和實(shí)現(xiàn)電氣功能的方式不同。倒裝芯片的發(fā)光面朝上，電極面朝下，相當(dāng)于將正裝芯片進(jìn)行倒置，故稱其為“倒裝芯片”。由于不需要正裝芯片的鍵合焊接工藝，這樣可以大大提高生產(chǎn)效率。倒裝的優(yōu)點(diǎn)：無需打線，穩(wěn)定性更高；發(fā)光效率高，能耗低；正負(fù)間距大，有效降低燈珠失效風(fēng)險，尺寸可以做到更小。

    Q：什么是同步控制系統(tǒng)？

    A：同步控制系統(tǒng)是指LED屏顯示的內(nèi)容與信號源（如電腦）顯示內(nèi)容一致，當(dāng)顯示屏和電腦斷開通訊時，顯示屏就會停止工作。室內(nèi)小間距LED采用同步控制系統(tǒng)的較多。

    Q：什么是異步控制系統(tǒng)？

    A：異步控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)脫機(jī)播放，將計算機(jī)編輯好的節(jié)目，通過3G/4G/5G，WIFI，網(wǎng)線， U盤等方式傳輸且存放在異步系統(tǒng)卡里面，實(shí)現(xiàn)脫離電腦也可以正常工作。戶外屏一般采用異步控制系統(tǒng)。

    Q：什么是共陽驅(qū)動架構(gòu)？

    A：共陽是指LED燈珠RGB三種芯片的正極統(tǒng)一采用5V供電，負(fù)極連接驅(qū)動IC根據(jù)需求開啟對地的導(dǎo)通從而控制LED的驅(qū)動。這是最成熟也是性價比較高的驅(qū)動方式，是常規(guī)led顯示屏常用方式，缺點(diǎn)是不節(jié)能。

    Q：什么是共陽驅(qū)動架構(gòu)？

    A：共陰”指的是共陰(負(fù)極)供電方式，采用共陰燈珠和特制共陰驅(qū)動IC方案，R、GB分開供電，電流經(jīng)過燈珠再到IC負(fù)極。采用共陰以后，我們可根據(jù)二極管對電壓的不同要求直接供給不同的電壓，從而無需在配置分壓電阻，減少這部分能耗，而顯示亮度和顯示效果卻不受影響，節(jié)能提高25%~40%，從而大幅度的降低了系統(tǒng)的溫升，屏體結(jié)構(gòu)金屬部分溫升不超過45K，絕緣材料溫升不超過70K，有效的降低了LED受損概率，再配合COB封裝的整體保護(hù)性，提高整個顯示系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，更有效的延長系統(tǒng)壽命。同時，由于共陰驅(qū)動控制電壓，在降低功耗的同時，更大大降低了發(fā)熱量，連續(xù)工作下波長無漂移，保證了顯示色彩的真實(shí)。

    Q：共陰和共陽的驅(qū)動架構(gòu)有何不同

    A：首先是驅(qū)動方式不同，共陰驅(qū)動是電流先經(jīng)過燈珠，再到IC負(fù)極，使得正向壓降變小，導(dǎo)通內(nèi)阻也變小。共陽驅(qū)動是電流從PCB板流向燈珠，給芯片統(tǒng)一供電，電路正向壓降變大。其次是供電電壓不同，共陰驅(qū)動，紅色芯片電壓在2.8V左右，藍(lán)、綠色芯片電壓在3.8V左右，這樣的供電就可以達(dá)到準(zhǔn)確供電且電量耗損少，led顯示屏在工作中產(chǎn)生的熱量也就相對較低。共陽驅(qū)動，在電流不變的情況下，電壓越高，功率也就越高，電量耗損相對比就越大，同時，紅色芯片由于需要的電壓比藍(lán)、綠色芯片低，所以需要增加電阻分壓，led顯示屏在工作中也會帶來較多的熱量。