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发光二极管的发展历史

发布时间:

2024-06-25 10:17


LED显示器件封装的发展历程
LED显示屏器件封装技术的进步,可以说是LED显示屏技术发展的关键之一。从20世纪80年代的点阵模块封装,到90年代的直插式封装,再到21世纪初的亚表贴和表贴三合一封装,LED显示屏器件的封装技术不断发展,逐步提升了显示效果和可靠性。

在早期的点阵模块封装中,LED显示屏的分辨率较低,色彩表现单一,主要用于简单的户外显示。而到了90年代,直插式封装技术的出现,使得LED显示屏的色彩和分辨率有了显著提升,开始广泛应用于户外广告和大型显示屏。

进入21世纪,亚表贴和表贴三合一封装技术的兴起,使得LED显示屏的亮度、一致性和可靠性进一步提高,显示效果更加出色。这些技术的发展,为LED显示屏在更多领域的应用奠定了基础。

主流封装技术
直插引脚式封装(Lamp)

直插引脚式封装(Lamp)是最早成功研发并投放市场的LED产品之一。这种技术的制造工艺相对简单,成本低,具有较高的市场占有率。直插式LED主要用于户外大屏幕显示,如点间距在P10以上的大屏,其亮度和可靠性表现尤为突出。然而,随着户外点间距朝着高密度方向发展,直插式LED逐渐被SMD器件所替代。

Lamp
直插引脚式封装技术虽然简单,但其单色发光应用较多,主要用于大屏幕点阵显示和指示灯等领域。近年来,RGB三合一Lamp LED器件也在研发中,以满足高亮度、高分辨率的拼接需求。这种封装方式在户外大屏中依然具有优势,但在更高密度的应用中,其限制逐渐显现。

表贴三合一(SMD)封装

表贴三合一(SMD)LED于2002年兴起,并迅速占据市场份额。SMD封装技术的引入,使LED显示屏的亮度、一致性、可靠性和视角都有了显著提升。SMD LED体积小、重量轻,适合回流焊接,广泛应用于户内、外全彩显示屏。


SMD 贴片灯
SMD封装技术的优势在于其自动化程度高,制造工艺精细,能够在小体积内实现高亮度和高一致性的显示效果。这使得SMD LED在户内小间距显示屏中得到了广泛应用。近年来,SMD LED器件封装正朝着小尺寸发展,以满足高分辨率显示屏市场的需求。

新兴封装技术
小间距技术的兴起

随着LED芯片封装技术、显示屏驱动控制技术及显示屏组装制造工艺的进步,LED显示屏的分辨率得到了大幅提升。小间距显示技术的兴起,使得LED显示屏逐渐与传统显示技术形成了竞争,并在商用显示、指挥控制中心等领域得到广泛应用。

小间距LED显示屏技术不仅提升了显示效果,还降低了制造成本。随着技术的不断进步,LED显示屏的像素间距不断缩小,显示效果更加细腻,色彩表现更加丰富。这使得小间距LED显示屏在商用显示、指挥控制中心等高端显示领域得到了广泛应用。

COB封装技术

COB封装技术(Chip on Board)通过将多颗LED芯片直接安装在散热PCB基板上,省去了单颗LED器件封装后再贴片的工艺,显著提高了制造效率。COB封装不仅降低了芯片热阻,还能够减少支架成本,并简化LED屏的制造工艺。然而,COB封装技术仍面临封装一次通过率不高、对比度低和维护成本高等挑战。

 

356电子游戏 技术的优势在于其高密度集成和良好的散热性能,使得LED显示屏的分辨率和亮度得到了显著提升。尽管目前COB封装技术在大规模量产上仍面临一些挑战,但其在高端显示领域的应用前景十分广阔。

Micro LED封装技术

Micro LED显示技术因其LED结构的薄膜化、微小化与阵列化,具备了超高分辨率、低功耗、高亮度等优点,被视为新一代显示技术。Micro LED封装技术的核心在于解决LED芯片在巨量转移过程中的高良率和转移率问题。尽管技术难度大,但Micro LED显示技术的前景十分广阔。

Micro LED显示技术通过将LED芯片微型化,使每一个像素点都能够单独驱动发光,从而实现超高分辨率和色彩表现。这种技术不仅在小尺寸可穿戴设备中具有广阔的应用前景,还将在中大型显示屏中展现出巨大的潜力。

封装技术面临的挑战
LED显示屏器件封装在朝着小型化、集成化和高可靠性发展的过程中,面临着诸多挑战。随着LED显示屏市场应用环境的细分,封装技术需要不断创新,以满足不同应用场景的需求。例如,高防水、高亮度、抗紫外的户外LED显示屏,以及追求高对比度和高分辨率的户内显示屏,都对封装技术提出了更高的要求。

在小型化和高密度集成的过程中,封装工艺的精度和稳定性尤为关键。例如,在COB封装技术中,如何提高一次通过率和显示均匀性是一个重要的技术难题。而在Micro LED封装技术中,如何实现高良率的巨量转移则是技术发展的关键。

结论
LED显示屏器件封装技术的发展,不仅提升了显示效果和可靠性,也推动了显示技术的不断革新。未来,随着COB封装、Micro LED封装技术的进一步成熟,LED显示屏将在更多领域得到广泛应用,带来更高品质的视觉体验。面对挑战,封装技术需要持续创新,以应对市场需求的变化和

 

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2024.02.28

封装LED灯珠时使用的金线纯度含金量在99.99%以上,用这种材质的金再经拉丝工序生产而成,这种金里面除了含有99.99%的金元素外,还含有1%以下的其它微量元素。LED灯珠封装核心之一的部件是金线,金线是连接发光晶片与焊接点的桥梁,对LED灯珠的使用寿命起着决定性的因素。那么究竟如何鉴别金线的纯度呢? 鉴别LED金线可以用ICP纯度检测法、力学性能检测法、EDS成分检测法来判定LED金线的纯度   使用ICP纯度检测法可以鉴定金线纯度等级,确定添加的合金元素。   1、看LED灯珠金线的外观,首先看金线表面应无超过线径5%的刻痕、凹坑、划伤、裂纹、凸起、打折和其他降低器件使用寿命的缺陷。金线在拉制过程,丝材表面出现的表面缺陷,会导致电流密度加大,使损伤部位易被烧毁,同时抗机械应力的能力降低,造成内引线损伤处断裂。其次看金线表面应无油污、锈蚀、尘埃及其他粘附物,这些会降低金线与LED灯珠芯片之间、金线与支架之间的键合强度。   2、LED灯珠专用金线与不合格金线之间是有直径偏差的,1克金,可以拉制出长度26.37m、直径50μm(2 mil)的金线,也可以拉制长度105.49m、直径25μm(1 mil)的金线。打金线长度都是固定的,如果来料金线的直径为原来的一半,那么对打的金线所测电阻为正常的四分之一。而这对于金线供应商来说金线直径越细,成本越低,在售价不变的情况下,利润就会越高。   而对于使用金线的LED灯珠客户来说,采购直径上偷工减料的金线,会存在金线电阻升高,熔断电流降低的风险,会大大降低LED灯珠光源的寿命。1.0mil的金线寿命,必然比1.2mil的金线要短,但是封装厂的简单检测是测试不出来,必须用精密仪器才能检测出金线的直径。   3、LED灯珠专用金线是由金纯度为99.99%以上的材质拉丝而成,通过设计合理的合金组分,使金丝具有拉力和键合强度足够高、成球性好、振动断裂率低的优点。键合金丝大部分应为纯度99.99%以上的高纯合金丝,微量元素(Ag/Cu/Si/Ca/Mg等微量元素)总量保持在0.01以下,以保持金的特性。   使用力学性能检测,即对金线进行拉断负荷加载和延伸率的检测   能承受树脂封装时所产生的冲击的良好金线必须具有规定的拉断负荷和延伸率。同时,金线的破断力和延伸率对引线键合的质量起关键作用,具有高的破断率和延伸率的键合丝更利于键合。   太软的金丝会导致:①拱丝下垂;②球形不稳定;③球颈部容易收缩;④金线易断裂。   太硬的金丝会导致:①将芯片电极或外延打出坑洞;②金球颈部断裂;③形成合金困难;④拱丝弧线控制困难。   使用化学成分检验——EDS成分检测法   鉴定来料种类:金线、银线、金包银合金线、铜线、铝线。金线具有电导率大、导热性好、耐腐蚀、韧性好、化学稳定性极好等优点,但金线的价格昂贵,封装成本也过高。

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2024.02.28

LED灯珠主要由支架、银胶、晶片、金线、环氧树脂五种物料所组成。    LED灯珠支架  1.支架的作用:导电和支撑 2.支架的组成:支架由支架素材经过电镀而形成,由里到外是素材、铜、镍、铜、银这五层所组成。 3.支架的种类:带杯支架做聚光型,平头支架做大角度散光型。  LED灯珠银胶  1.银胶的作用:固定晶片和导电。 2.银胶的主要成份:银粉占75-80% 、EPOXY(环氧树脂)占10-15% 、添加剂占5-10% 。 3.银胶的使用:冷藏,使用前需解冻并充分搅拌均匀,因银胶放置长时间后,银粉会沉淀,如不搅拌均匀将会影响银胶的使用性能。  LED灯珠晶片  1.晶片的作用:晶片是 LED Lamp 的主要组成物料,是发光的半导体材料。 2.晶片的组成:晶片是采用磷化镓(GaP)  、 镓铝砷(GaAlAs)或砷化镓(GaAs)、氮化镓(GaN)等材料组成,其内部结构具有单向导电性。 3.晶片的结构:焊单线正极性(P/N结构)晶片,双线晶片。晶片的尺寸单位:mil,晶片的焊垫一般为金垫或铝垫。其焊垫形状有圆形、方形、十字形等。 4.晶片的发光颜色:晶片的发光颜色取决于波长,常见可见光的分类大致为:暗红色(700nm)、深红色(640-660nm)、红色(615-635nm)、琥珀色(600-610nm)、黄色(580-595nm)、黄绿色(565-575nm)、纯绿色(500-540nm)、蓝色(450-480nm)、紫色(380-430nm) 。 白光和粉红光是一种光的混合效果。最常见的是由蓝光+黄色荧光粉和蓝光+红色荧光粉混合而成。 5.晶片的主要技术参数:     a.晶片的伏安特性图;     b.正向电压(VF):施加在晶片两端,使晶片正向导通的电压。此电压与晶片本身和测试电流存在相应的关系。VF过大,会使晶片被击穿。     c.正向电流(IF):晶片在施加一定电压后,所产生的正向导通电流。IF的大小,与正向电压的大小有关。晶片的工作电流在10-20mA左右。     d.反向电压(VR):施加在晶片上的反向电压。       e.反向电流(IR):是指晶片在施加反向电压后,所产生的一个漏电流。此电流越小越好。因为电流大了容易造成晶片被反向击穿。     f.亮度(IV):指光源的明亮程度。单位换算:1cd=1000mcd        g.波长:反映晶片的发光颜色。不同波长的晶片其发光颜色不同。单位:nm  LED灯珠金线  1.金线的作用:连接晶片PAD(焊垫)与支架,并使其能够导通。 金线的纯度为99.99%Au;延伸率为2-6%,金线的尺寸有:0.9mil、1.0mil、1.1mil等。  LED灯珠环氧树脂  1.环氧树脂的作用:保护Lamp的内部结构,可稍微改变Lamp的发光颜色、亮度及角度;使Lamp成形。 2.封装树脂包括:A胶(主剂)、B胶(硬化剂)、DP(扩散剂) 、CP(着色剂)四部份组成。其主要成分为环氧树脂(Epoxy Resin)、酸酐类(酸无水物 Anhydride)、高光扩散性填料(Light diffusion) 及热安定性染料(dye)。

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