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隨著LED顯示屏技術快速發展，其點間距越來越小，LED的封裝從3528、2020、1515、1010、0505延續到更小尺寸以滿足高密度需求，成為LED業內炙手可熱的產品。高密度LED具有高像素密度、高掃描比、高刷新率、高灰度等級四個發展趨勢。高密度LED可以用于結合觸摸、裸眼3D、智能應用、云播控等概念，擴寬了LED顯示屏的應用領域。
　當前，小間距LED顯示屏市場潛力巨大。小間距LED顯示屏具有無拼縫、低能耗、長壽命、顯示效果優等特點，隨著光效的不斷提升及集成控制技術不斷成熟，LED小間距屏將會逐漸替代原有DLP、LCD，其市場的空間規模也不斷擴展。
　但小間距LED顯示屏的顯示效果、大分辨率帶載、拼接縫隙這三大瓶頸制約了LED顯示屏的發展。同時，高密度LED顯示屏間距越來越小，散熱問題也凸顯出來，嚴重影響其色彩均勻性和顯示屏壽命。為了解決高密度LED顯示屏散熱問題，我們在本文中提出了一種新型封裝方式，可有效地解決散熱、貼裝困難等問題。
　1、傳統封裝方式
　傳統顯示屏是在印制電路板（PCB）的一面貼裝驅動集成電路（IC），另外一側貼裝燈體，通過恒流芯片驅動燈體發光。恒流芯片的布局是否合理直接影響顯示屏的顯示效果，所產生的熱影響LED正常發光特性；進而影響整塊顯示屏的色彩均勻度。此外，LED燈體尺寸微型化將會導致表面貼片封裝技術的貼裝工藝和返修困難。除了高密度顯示屏像素間距越來越小外，恒流芯片輸出腳也增加，散熱問題凸顯成為亟需解決的難題，不良的散熱會導致屏體熱度不均，而影響顯示的均勻度和壽命。
　LED封裝1515、2020、3528的燈體，管腳外形采用J或者L封裝方式。國星的1010和晶臺的0505均采用方形扁平無引腳封裝（QFN）。QFN是一種焊盤尺寸小、體積也小、以塑料作為密封材料的新型的表面貼裝型封裝技術。通過外露引線框架及具有直接散熱通道的焊盤釋放封裝內芯片的熱量，具有出色的散熱性能。同時，由于內部引腳與焊盤之間的導電路徑較短，所以自感系數以及封裝體內布線電阻很低，所以能提供良好的電性能，且整體電磁干擾小。但其焊接點*位于底部，返修需要把整個器件移除，對于高密度LED顯示屏返修難度大。
　2、新型封裝方式
　為了解決傳統封裝方式中散熱問題及返修困難這兩個困難，本文提出了一種新型封裝方式，可以有效地解決這些問題，并可以大大提升產品的可靠性，使得*密度像素LED排列成為可能。LED技術發展的規律總結起來說就是，可以在更小的LED芯片面積上耐受更大的電流驅動，并獲得更好的光通量以及薄型化等特性，從而獲得更好的性能。
　新型封裝是一種基于球柵陣列結構和芯片級封裝的LED新型封裝方式，如下圖1所示。將恒流驅動邏輯芯片和LED晶元封裝在一起，結構主要有7部分：環氧樹脂填充、LED晶元、支架體、IC芯片、互連層、焊球（或凸點、焊柱）和保護層。互連層是通過載帶自動焊接、引線鍵合、倒裝芯片等方法來實現芯片與焊球（或凸點、焊柱）之間內部連接的，是封裝的關鍵組成部分。
  LED的壽命與散熱息息相關，長時間高溫運行將加快衰減，降低使用壽命。而且隨著溫度升高，LED的光色性能也會發生明顯變化，色彩偏移、色彩失真，進一步影響LED顯示屏的質量。該新型的封裝形式中，將使用散熱錫球及散熱通道協助散熱，而增加散熱的方式是使用散熱錫球。散熱錫球是指直接安裝在芯片正下方基板下的錫球，可以借著錫球直接將熱傳到PCB上，而減少空氣造成的熱阻。一般為了使散熱到球更迅速，可用散熱通道穿透基板。
　新型封裝方式的應用需要驅動IC廠家與LED封裝廠家資源進行整合，使得微間距LED顯示屏推廣成為可能。
　3、結論
　本文主要介紹了LED顯示屏的一種新型的高密度級LED封裝形式。LED新型封裝是IC與燈珠模塊化的產物，裝配更加容易、效率更高。這種新型的封裝形式還可有效改善微間距LED的散熱問題，對微間距LED顯示屏的推廣起到重要作用。
  如今，LED顯示屏行業正面臨著利潤被逐漸攤薄、同質化競爭激烈的現狀。在新的市場格局下，點間距越來越小、穩定性越來越高、顯示效果越來越高清、安裝使用越來越智能化已經成為LED顯示屏企業追求的目標。
   商場室外表貼LED大屏幕價格要實現智能化的生產，首先需完成標準化、規模化的生產。
   近幾年來，我國LED顯示屏行業發展迅速，制造工藝和技術水平進步明顯。與技術水平相比，產品和關鍵技術工藝水平還相對落后，尤其是在產品規范化、整機系統設計、可靠性、制造工藝、檢測測試手段等方面有較為明顯差距。產品標準化是LED顯示屏行業發展的結果，是專業化和規模化發展的需求。目前，我國家行業主管部門也一直致力于推動LED顯示屏的規范化進程，隨著產品標準化體系的形成和系列標準的實施，LED顯示屏產業將向健康有序的方向發展。
   隨著LED顯示屏產品標準化生產的實現，可以使產品得到更為可靠的質量保證，大幅提高企業生產效率，規模化效應降低原材料采購成本，使企業能夠為客戶提供更高性價比的產品。對供應商而言，標準化的生產可以節約供應商的資源，提高供應商的效率，讓供應商集中經歷做好產品，便于*合作，提升產業鏈的競爭力從而提升產品品質。對廠家而言，LED顯示屏 產品標準化、規模化可以為企業超快速的交貨提供必要的條件，同時使企業提高生產效率，降低成本，聚焦資源，進一步提高產品質量和制作工藝。
   實現標準化，才能夠在此基礎上搭載更多的技術與之融合，為實現“互聯網+智能化”提供了一個孵化的平臺。
   目前LED顯示屏行業正出于百花齊放的階段，光柵屏、柔性屏、條形屏、透明屏等創意顯示屏產品層出不窮，滿足了部分用戶個性化的需求。 因此，在實現標準化 生產的同時（工序工藝的標準化，零部件的標準化），LED顯示屏制造還需要保留一定的生產柔性，打造一些個性化的顯示屏產品。 在 傳統目標市場中，消費者所需的商品只能以現有商品選購，消費者的需要可能得到滿足，這時消費者只能選擇與自己的理想產品zui接近的商品將就一下。而在個性化 營銷中，消費者選購商品*以“自我”為中心，現有商品不能滿足需求，則可向企業提出具體要求，企業也能滿足這一要求，讓消費者買到自己的理想產品。個性 化LED顯示屏產品是顧客根據自己的個性需求自行設計、改進出來的產品，是顧客zui滿意的產品。   隨著互聯網時代的發展，“用戶需求”導向更為明顯，且從市場營銷的角度來看，任何一個產品就算技術含量再高，節能環保作用再大，如果不能有效滿足客戶的需求，那一切都是枉然，而能否實現智能化也是同樣的道理。可以說，智能只是有手段，產品才是zui終的目的。
   擁抱“互聯網+智能化”，就要求LED顯示屏企業做出相應的變革。當前對于LED顯示屏制造業企業來說zui大的挑戰在于：消費者行為改變、產品周期縮短、供應 鏈風險增加、售后服務復雜化等。在這些方面，所有的企業都在面對著挑戰，而對于依照傳統模式組織生產的大企業來說，這樣的挑戰更加嚴峻。
   面對改革，核心與主要力量一定不是大公司，而是中小企業，面對任何革命性的創新與變革，大公司的行動一定會很緩慢，因為他們患上了大公司病，決策慢，改變 慢，推進行動慢，舍不得過去的即得利益，會進入“創新者的窘境”，需要花幾百甚至幾千萬的創新投入，中小企業只需要花費百分之一，甚至千分之一就能做出更 好的產品和技術。
  在這樣的形式之下，中小型的LED顯示屏制造企業應該*實現對于用戶個性化和定制化需求的響應，對產品設計、生產過程和服務流程進行再設計，用信息化的手段、自動化的設備、智能化的生產體系來改造自己，從而實現貼近客戶需求，智能化生產的目標。
  LED產品的可靠性日益受到了制造廠商及使用者的關注。而作為產品基本構成單元的LED燈珠， 其質量的好壞直接影響著LED成品的可靠性， 在實際應用中就常常發生因LED 燈珠的失效導致成品出現功能異常甚至*失效的情況。近年來， 因燈珠變色導致成品出現色溫漂移、流明降低和出光效果變差等一系列可靠性問題的案例日益增多， 使眾多的LED產品生產廠家及用戶遭受了嚴重的經濟損失。
  本文通過幾個LED燈珠失效案例， 分析了導致LED燈珠發生變色失效的根本原因。
  封裝膠原因
  （1）封裝膠中殘留外來異物
   失效燈珠的外觀呈現局部變色發黑。揭開封裝膠， 發現有一個黑色異物夾雜在封裝膠內， 用掃描電鏡及能譜儀（SEM&EDS） 對異物進行成分分析[5-6]， 確認其主成分為鋁（Al）、碳（C）、氧（O） 元素， 還含有少量的雜質元素， 測試結果如下圖所示。結合用戶反饋的失效背景可知， 該異物是在封裝過程中引入的。
 （2）封裝膠受化學物質侵蝕發生膠體變色
   失效品為玻璃光管燈， 內部的LED燈帶使用單組份室溫固化硅橡膠粘結固定在玻璃管上， 固膠部位燈帶上的LED燈珠出現發黃變暗現象。失效燈珠封裝膠的材質為硅橡膠， 使用SEM&EDS 測試封裝膠的元素成分， 發現其比正常燈珠封裝膠成分多檢出了硫（S） 元素， 測試結果如下圖所示。
   通常硫磺、有機二硫化物和多硫化物等含硫物質可以作為硫化劑， 使橡膠發生硫化交聯反應， 從而使橡膠的結構改變， 呈現出顏色發黃變暗、熱分解溫度升高的現象。
   通過TGA 測試燈珠封裝膠體的熱分解溫度可知， 失效燈珠封裝膠在失重2 %、5%、10 %、15 %和20 %時的溫度均比同批次良品封裝膠相同失重量的溫度高出25 ℃以上， 封裝膠熱分解曲線如下圖所示， 證實了封裝膠因發生硫化交聯導致其熱分解溫度升高的現象。使用ICPOES進一步對起固定作用的單組份固化硅橡膠進行化學成分分析， 檢出其中含有約400 ppm 的硫（S） 元素。
  由此可知， LED燈珠發黃變暗的原因為玻璃燈管內粘結固定用的單組份室溫固化硅橡膠在固化過程中揮發出的含硫（S） 的氣體侵入到了LED 封裝膠中， 使封裝膠發生了進一步的硫化交聯反應，而再次硫化交聯導致封裝膠體變黃變暗。后續用戶改用未使用單組份固化硅橡膠的塑料燈管則未出現燈珠變色的現象。因 此， LED 生產方在產品設計選材和制造時應考慮產品各部件所用不同材料相互間的匹配性， 避免因材料的不兼容而導致后續出現可靠性問題。
  熒光粉沉降
  燈珠裝配成LED燈具后在倉庫儲存時， 發生了色溫漂移失效， 失效LED燈珠的封裝膠由橙色變為淺黃色， 對其進行I-V 特性測試， 發現燈珠可以正常點亮， 且I-V 曲線正常， 只是出光亮度發生改變。取一些失效燈珠， 以機械開封方式取出封裝膠， 發現支架表面均殘留有透明顆粒物， 使用SEM&EDS 測試顆粒物成分， 結果顯示其含有高含量的鍶（Sr） 元素， 如下圖所示。
   而封裝膠與支架接觸面也檢出了高含量的鍶（ Sr） 元素和鋇（Ba） 元素， 如下圖所示。
   與之相比， 良品燈珠開封后， 支架表面較干凈， 表面主成分為銀（Ag）和少量的碳（C） 元素， 未檢出鍶（Sr） 元素， 且在其封裝膠與支架的接觸面上也未檢出鍶（Sr） 和鋇（Ba） 元素。通過測試失效品和良品燈珠封裝膠的截面成分得知， 二者所用的熒光粉的成分相同， 均為釔鋁石榴石（ 主要成分為氧（O） 、鋁（Al） 和釔（Y） ） 與硅酸鍶鋇（ 主要成分為碳（C）、氧（O）、硅（Si）、鍶（Sr）、鋇（Ba） 和鈣（Ca）） 混合熒光粉。
   因此，LED燈珠的失效原因為所使用的硅酸鹽熒光粉沉降到了封裝膠底部及支架表層， 致使因光折射規律不*而發生色散現象， 導致色溫漂移， 同時發生燈珠變色現象。
   支架原因
  （1）異物污染支架
   失效燈珠一側變色， 揭開封裝膠后可以看到變色部位的支架的表面覆蓋了一層異物， 對異物進行元素成分測試， 顯示其主成分為錫（ Sn） 、鉛（Pb） 元素， 測得的結果如下圖所示。
  揭開燈珠變色部位外圍的白色塑膠， 在與白色塑膠接觸的支架表面也檢出了錫（Sn）、鉛（Pb） 成分。由于異物覆蓋部位的支架與燈珠一側的引腳相連， 而引腳采用錫鉛焊接。顯而易見， 如果燈珠在進行表面貼裝時， 引腳沾附了多余的錫膏， 則在焊接時， 熔化的焊料會沿著引腳爬升至與之相連的支架表面， 形成覆蓋層。因此， 此案例中LED 燈珠失效的原因是LED燈珠在進行組裝焊接時， 引腳焊接部位的焊料進入了支架表面， 形成了覆蓋物， 從而導致了燈珠變色。
 （2）支架腐蝕
   失效LED燈珠的中間部位變色發黑， 開封后將其放在光學顯微鏡下觀察， 發現整個支架的表面明顯地變黑， 使用SEM&EDS 測試發黑支架的成分， 結果顯示， 除了正常的材質成分外， 發黑支架中還具有較高含量的腐蝕性硫（S） 元素， 而支架表面鍍銀層局部也呈現出疏松的腐蝕形貌， 如下圖所示。
  通常LED燈珠在生產過程中， 由于材料自身不純或工藝過程污染等原因引入硫（S） 、氯（Cl） 等腐蝕性元素時， 在一定條件下（如高溫、水汽殘留等）， 其金屬支架極易發生腐蝕， 導致燈珠出現變色、漏電等失效現象。
 （3）支架鍍層質量差
   LED燈珠點亮老化后出現變色發黑現象， 且失效率高達30 % 。去掉燈珠表面的封裝膠后， 發現支架表層銀鍍層失去原有的光亮， 呈現灰色。使用SEM 觀察支架表層微觀形貌， 發現與未裝配的半成品支架相比， LED失效燈珠的支架表面銀層疏松且有較多的孔洞。將半成品支架和失效LED制作成切片， 觀察其截面鍍層質量， 發現支架鍍層結構為銅鍍鎳再鍍銀，與半成品相比，失效品支架的鎳鍍層變薄，表層銀層變得疏松，且鎳銀鍍層界限變得模糊。
  使用AES 測試失效LED支架淺表層成分， 發現其中會有鎳（Ni） 元素， 測試結果如下圖所示， 很顯然， 鎳鍍層擴散至了銀層表面。由此得出， LED 燈珠變色的原因為所用的支架鍍層不良， 老化后銀層疏松產生孔洞， 鎳層經過銀層孔洞擴散到銀層表面， 導致銀層發黑， 燈珠變色。
   在眾多的LED 變色失效案例中， 因支架變色或腐蝕導致的失效所占的比例是zui高的。因此，LED 或支架生產方應采取一些措施來預防產品失效。
   例如：選擇質量良好的、耐蝕的支架基材；采取適宜的電鍍工藝條件，保證形成晶粒細膩、結構致密的鍍層，鍍層厚度均勻并達到防護要求；對于表層鍍層為銀的支 架，選取有效的銀保護工藝，提高銀支架的防變色能力；在LED生產裝配的過程中，則應防止外來的污染或腐蝕性物質的引入，確保LED封裝嚴密，以降低因環境中的水汽和氧氣等的侵入而引發各種腐蝕的可能性。
 液晶面板是目前流行的顯示材質，但是毫無疑問這種材料不能滿足未來的顯示的更新換代的需求。液晶采用背光的模式，以及液晶面板本身顯示具有的問題，都使得液晶在升級上已經沒有太多的空間。因此未來的顯示世界還需要新的技術來刺激。今天我們就來看看顯示技術的發展，看看我們在不同的顯示領域，都有哪些新的可能。
OLED面板肯定大家都有所耳聞了，其實只要對顯示行業稍有關注的人，基本上都知道這種面板的存在。這種面板和液晶面板zui大的區別就是沒有背光。理解深刻的人可以明白，有沒有背光對于顯示技術來說是一個質的差別。因為沒有背光，就意味著顯示面板可以做到柔性顯示，并且面板可以非常的輕薄，尤其是畫面顯示能力也可以優化的更出色，視角、色域等等都有很不錯的升級空間。
未來大屏電視的顯示介質趨勢是OLED面板
其實目前市場上已經有很多的OLED面板的電視在出售了。并且很多大屏電視都是配置了曲面的設計，這樣顯示出OLED面板的優勢，通過觀看畫面我們也可以發現OLED電視畫面的魅力。其絢麗的顏色，是液晶電視所不能具有的。只不過目前OLED電視的價格還是有些昂貴，不過目前韓系的廠商，正在積極的聯合中國內地的電視品牌大肆的推廣這種新產品。并且在技術上，近期OLED大屏化的阻礙基本解除，隨著出貨量的不斷增加，OLED大屏電視將是未來的主流產品。
可以說在電視領域，目前靠譜的發展趨勢就是OLED產品。大屏化的效果好，并且可以很好的結合目前的顯示技術。無論高分還是超大屏，亦或者曲面以及廣色域，OLED電視都是可以輕松的實現。相信目前*的阻礙就是價格了。
未來顯示無處不在，柔性顯示的需求是非常的充足的。目前來看，在柔性領域可以滿足人們技術需求的還是OLED面板。相比于大屏的領域，OLED在柔性領域的發展則是有些滯后了。這是因為柔性顯示要求的技術條件更高。
柔性基板的突破很重要
首先柔性顯示需要一個柔性的基板，而目前的玻璃基本無法完成這樣的設計。很多液晶電視也能做到彎曲的效果，但是這是硬性將玻璃基本烤彎的效果。對于顯示效果有些影響的，并且烤彎也僅僅是達到曲度的要求，對于柔性的支持還是沒有希望。所以真正的柔性屏幕，必須要找到靠譜的柔性基板，這樣才可以讓屏幕未來能像“紙張”一樣。
紙張一樣的顯示效果需要新的材料裝配工藝
此外柔性屏幕也需要新的生產方式，傳統的沉積方法，對于柔性屏幕的生產并不是*契合，其中有很多問題需要解決。目前有人提出采用“打印”的方式，這樣就可以生產出各種各樣的屏幕了，配合柔性基板和柔性電路，就可以真正的讓屏幕變化出多種形式。目前這些技術的發展還處于探索期，不過未來多樣化的顯示需求還得靠OLED面板。
VR虛擬顯示技術目前看起來非常的玄幻，但是實際上離我們已經很近。其概念提出與上個世紀的80年代，這是一種可以創建和體驗虛擬世界的計算機仿真系統它利用計算機生成一種模擬環境是一種多源信息融合的交互式的三維動態視景和實體行為的系統仿真使用戶沉浸到該環境中。實際上就是讓人們可以看到虛擬的環境，從而真正的定義顯示的意義。
目前的虛擬現實技術還是初級階段
VR虛擬現實的潛力非凡，不僅可以在游戲領域帶來革命性的革命性的變化，其還可以廣泛的應用于城市規劃、室內設計、工業仿真、古跡復原、橋梁道路設計、房地產銷售、旅游教學、水利電力、地質災害、教育培訓等眾多領域，為其提供切實可行的解決方案。不過目前的概念炒的很熱，但是技術上還是有很多的短板的。
虛擬現實技術打造未來游戲體驗
VR作為下一個時代的交互方式，其具有的沉浸感、交互性、想象性是現有的其他交互方式*的。但目前的VR行業整體還處在很初級的階段，技術上頭戴顯示等產品的出現，效果還是有很多的瑕疵，畢竟虛擬顯示也是基于目前的顯示技術，諸如OLED面板等等，這些技術的不成熟，讓VR虛擬現實也有很多的短板，此外軟件的開發也還是剛剛上路。但是毫無疑問，VR虛擬現實是很值得期待的技術，未來在多個領域都將有顛覆性的影響。
虛擬現實還得帶頭盔或者眼鏡，但是真正的虛擬效果展現在空中，是不是更加震撼呢?這就是全息技術，神秘色彩的顯示技術之一。其實我們經常在科幻電影、歐美游戲、動畫片中看到全息技術的出現，諸如《阿凡達》中的全息會場，還有《普羅米修斯》中的外星飛船啟動后的星圖，可以說效果的確燦爛。在真實的世界里，初音演唱會向我們展示全息技術的發展成果。
全息投影目前還需要靠投影膜
目前的全息技術，基本還是將建模的圖像投射在透明的全息膜上形成zui終效果。其中可能會用分光鏡、射燈、視頻播放等設備。基于分光鏡成像原理，通過對產品實拍構建三維模型的特殊處理，然后將拍攝的的產品影像或產品三維模型影像疊加進場景中，這就是我們看到的全息投影。也有很多人試圖在水霧中展現這種技術，但是水霧太難控制了。
簡易的全息投影結構
全息投影技術目前也不夠成熟，但是未來可以在展示、引導、教學等諸多領域發揮不可替代的作用。相信隨著投影技術，全息膜材的研發的進展，全息畫面可以真正的展示出新的魅力。
全文總結：
談到未來的顯示科技，總是有人認為這些科技都太過炫目科幻，僅僅是存在電影里的場景。其實真實的情況是很多技術都已經開始了探索的腳步，雖然目前的效果還不能讓人滿意，但是毫無疑問的是這些科技并不是空中樓閣，其已經到了打基礎的階段。當然我們也不能太過的樂觀，認為幾年內人類的顯示技術就突飛猛進達到新的階段，不吹也不黑，我們靜靜的期待顯示科技的進化吧。