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聚焦POBCOB国星光电助推Mini LED背光产业化

  Mini LED背光市场发展潜力巨大,封装厂商正加速布局,就现阶段来说,Mini LED背光若要加速渗透市场,必须在成本和技术两者之间取得平衡,因此封装技术的选择就显得尤为重要。

  作为国内LED封装及背光封装行业的领跑者,国星光电率先布局Mini LED背光领域,不断加强关键技术攻关和科技成果转化,以前瞻技术推动新型显示商业化发展进程。

  5月24日,国星光电组件事业部副总经理谢志国博士在2022集邦咨询新型显示产业研讨会上,聚焦POB和COB封装技术,分享Mini LED背光商业化的机遇和挑战。

  谢志国表示,Mini LED背光在TV/MNT/NB/PAD和可穿戴VR的市场规模不断增长,预计到2025年,Mini LED背光TV将占据高端TV一半的份额;而随着电竞和创作者高端MNT渗透,Mini LED背光MNT渗透率将提升至6%。

  在小尺寸PAD/NB应用领域,苹果率先将Mini LED背光用在iPad Pro上,对整个行业起到风向标的作用,Mini LED背光未来在PAD领域的渗透将有望保持良性成长;各大品牌商从今年开始陆续发布Mini LED背光NB新品,走上商业化规模的道路。

  此外,在车载显示和穿戴显示领域,由于车载认证周期问题,车载Mini LED背光显示在前两年无量产出货,预计今年开始崭露头角,明后两年开始放量;随着“元宇宙”概念的兴起,VR也开始受到资本和消费电子概念的追捧,越来越多VR头戴设备开始搭载Mini LED背光。

  综上可见,Mini LED背光应用场景多元,市场体量持续攀升,发展前景比较广阔,但谢志国也指出,受新冠疫情以及复杂多变的国际形势影响,终端价格战愈演愈烈,全球Mini LED背光产品的出货量仍不及预期。

  那么,随着Mini LED背光行业竞争进入白热化阶段,POB与COB封装技术谁能更迎合市场的需求释放体量?两者是互相替代的关系还是共存呢?

  Mini POB的主流的封装形式有TOP支架式、Cake式和CSP式;主体工序基于“固晶—焊线(正装)—封装—测试分选”的传统封装工序;主体材料包括芯片、支架&基板、金线&锡膏和封装胶水,与传统封装工艺无太大差异。

  谢志国介绍,国星光电通过独特光源结构设计,使光在超大视角范围内出射,满足显示模组轻薄化、高画质和低成本的需求,在同样背光模组下,所需灯珠数量大幅降低,优化背光成本,量产良率极高。

  除了介绍国星光电的Mini POB技术线路,谢志国还介绍了Mini POB线路板驱动方式的演变路线,认为其发展路径往性价比高的方向演进。

  据介绍,早期的灯驱分离技术工艺简单,易于生产;后来逐渐发展成PM式灯驱合一技术,该技术一体化程度高,有利于背光模组轻薄化;再发展到AM-Micro IC式灯驱合一技术,该技术有利于实现高分区数设计,local dimming视觉效果更突显。

  开发案例方面,国星光电Mini POB背光方案涵盖55英寸/65英寸/75英寸TV,以及27英寸/31.5英寸/34英寸MNT等中大尺寸领域,驱动架构包括灯驱分离、PM式灯驱合一和AM-Micro IC式灯驱合一三种方案,部分方案已实现量产。

  谢志国表示,Mini POB工艺难度低,成本投入低,模组良率高,量产性强,但受限于封装尺寸,其普遍应用在大OD模组上,应用主要针对中低阶TV、MNT和车载市场。

  与Mini POB不同的是,Mini COB属于芯片级别贴装方案,对印刷、固晶、返修和封装等关键工艺,以及PCB、芯片、封装胶水、治具&设备等物料设备提出了更高的技术要求。

  与传统封装路线相比,Mini COB封装路线新增SPI(检测锡膏)、AOI(检测外观)、点亮测试(测试性能)、老化等辅助手段,以保证直通率。

  为实现更好的性能,国星光电采用全阵列高效芯片+封装提光处理,解决屏幕亮度不足问题;通过特殊固晶算法结合封装优化,解决屏幕暗亮不均和斑点问题;经受高温高湿和冷冲的实验,保证高可靠性;优化光源成本,使模组的价格达到消费端可接受的程度。

  在封装工艺上,国星光电通过高可靠倒装LED芯片搭配一次光学透镜封装,形成超大发光角度,满足中大尺寸TV/MNT显示模组轻薄化、高画质、低成本需求;同时,通过Pitch 2.0mm密集芯片光源点搭配一体集成封装技术,使OD接近0mm,可应用于PAD/NB等超薄终端。

  开发案例方面,国星光电Mini COB背光方案应用于75英寸TV以及12.9英寸PAD领域,OD达到~0mm及以上,驱动方式有PM式灯驱合一和AM-Micro IC式灯驱合一两种方案,均通过一次光学透镜封装。

  谢志国表示,目前Mini COB工艺难度高,成本投入高,模组良率低,未来随着产业链各环节技术成熟度的提升,良率将得到解决,其发展前景远大于Mini POB,有望实现医疗显示、元宇宙、高端氛围显示装饰等全领域应用。

  伴随Mini LED背光终端产品日趋多元化、市场接受度日益提高,Mini LED背光行业的竞争也逐渐白热化。在此情形下,国星光电将原Mini LED背光板块整合进组件事业部,进行人才、客户和供应链资源的整合,更好地聚焦Mini LED背光,提供Mini LED器件和Mini LED背光模组。

  谢志国表示,目前至2025年Mini POB依然是市场主流,其更适用于43-85英寸TV、17-39英寸MNT以及车载显示等领域,总体来说性价比最高;而Mini COB更适合应用于13-16英寸NB、8-12.9英寸PAD,单板产品有利于提高良率和降低成本。

  谢志国也坦言,随着生产工艺的不断成熟,以及技术装备水平的日渐提高,Mini COB将在2025年之后成为市场主流,届时Mini POB会将逐渐退位。