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随着LED显示屏技术快速发展，其点间距越来越小，LED的封装从3528、2020、1515、1010、0505延续到更小尺寸以满足高密度需求，成为LED业内炙手可热的产品。高密度LED具有高像素密度、高扫描比、高刷新率、高灰度等级四个发展趋势。高密度LED可以用于结合触摸、裸眼3D、智能应用、云播控等概念，扩宽了LED显示屏的应用领域。
　当前，小间距LED显示屏市场潜力巨大。小间距LED显示屏具有无拼缝、低能耗、长寿命、显示效果优等特点，随着光效的不断提升及集成控制技术不断成熟，LED小间距屏将会逐渐替代原有DLP、LCD，其市场的空间规模也不断扩展。
　但小间距LED显示屏的显示效果、大分辨率带载、拼接缝隙这三大瓶颈制约了LED显示屏的发展。同时，高密度LED显示屏间距越来越小，散热问题也凸显出来，严重影响其色彩均匀性和显示屏寿命。为了解决高密度LED显示屏散热问题，我们在本文中提出了一种新型封装方式，可有效地解决散热、贴装困难等问题。
　1、传统封装方式
　传统显示屏是在印制电路板（PCB）的一面贴装驱动集成电路（IC），另外一侧贴装灯体，通过恒流芯片驱动灯体发光。恒流芯片的布局是否合理直接影响显示屏的显示效果，所产生的热影响LED正常发光特性；进而影响整块显示屏的色彩均匀度。此外，LED灯体尺寸微型化将会导致表面贴片封装技术的贴装工艺和返修困难。除了高密度显示屏像素间距越来越小外，恒流芯片输出脚也增加，散热问题凸显成为亟需解决的难题，不良的散热会导致屏体热度不均，而影响显示的均匀度和寿命。
　LED封装1515、2020、3528的灯体，管脚外形采用J或者L封装方式。国星的1010和晶台的0505均采用方形扁平无引脚封装（QFN）。QFN是一种焊盘尺寸小、体积也小、以塑料作为密封材料的新型的表面贴装型封装技术。通过外露引线框架及具有直接散热通道的焊盘释放封装内芯片的热量，具有出色的散热性能。同时，由于内部引脚与焊盘之间的导电路径较短，所以自感系数以及封装体内布线电阻很低，所以能提供良好的电性能，且整体电磁干扰小。但其焊接点*位于底部，返修需要把整个器件移除，对于高密度LED显示屏返修难度大。
　2、新型封装方式
　P8户外LED广告显示屏厂商价格为了解决传统封装方式中散热问题及返修困难这两个困难，本文提出了一种新型封装方式，可以有效地解决这些问题，并可以大大提升产品的可靠性，使得*密度像素LED排列成为可能。LED技术发展的规律总结起来说就是，可以在更小的LED芯片面积上耐受更大的电流驱动，并获得更好的光通量以及薄型化等特性，从而获得更好的性能。
　新型封装是一种基于球栅阵列结构和芯片级封装的LED新型封装方式，如下图1所示。将恒流驱动逻辑芯片和LED晶元封装在一起，结构主要有7部分：环氧树脂填充、LED晶元、支架体、IC芯片、互连层、焊球（或凸点、焊柱）和保护层。互连层是通过载带自动焊接、引线键合、倒装芯片等方法来实现芯片与焊球（或凸点、焊柱）之间内部连接的，是封装的关键组成部分。
 寿命与散热息息相关，长时间高温运行将加快衰减，降低使用寿命。而且随着温度升高，LED的光色性能也会发生明显变化，色彩偏移、色彩失真，进一步影响LED显示屏的质量。该新型的封装形式中，将使用散热锡球及散热通道协助散热，而增加散热的方式是使用散热锡球。散热锡球是指直接安装在芯片正下方基板下的锡球，可以借着锡球直接将热传到PCB上，而减少空气造成的热阻。一般为了使散热到球更迅速，可用散热通道穿透基板。
　新型封装方式的应用需要驱动IC厂家与LED封装厂家资源进行整合，使得微间距LED显示屏推广成为可能。
　3、结论
　本文主要介绍了LED显示屏的一种新型的高密度级LED封装形式。LED新型封装是IC与灯珠模块化的产物，装配更加容易、效率更高。这种新型的封装形式还可有效改善微间距LED的散热问题，对微间距LED显示屏的推广起到重要作用。
  正面临着利润被逐渐摊薄、同质化竞争激烈的现状。在新的市场格局下，点间距越来越小、稳定性越来越高、显示效果越来越高清、安装使用越来越智能化已经成为LED显示屏企业追求的目标。
   然而对于目前的LED显示屏企业而言，要实现智能化的生产，首先需完成标准化、规模化的生产。
   近几年来，我国LED显示屏行业发展迅速，制造工艺和技术水平进步明显。与技术水平相比，产品和关键技术工艺水平还相对落后，尤其是在产品规范化、整机系统设计、可靠性、制造工艺、检测测试手段等方面有较为明显差距。产品标准化是LED显示屏行业发展的结果，是专业化和规模化发展的需求。目前，我国家行业主管部门也一直致力于推动LED显示屏的规范化进程，随着产品标准化体系的形成和系列标准的实施，LED显示屏产业将向健康有序的方向发展。
   随着LED显示屏产品标准化生产的实现，可以使产品得到更为可靠的质量保证，大幅提高企业生产效率，规模化效应降低原材料采购成本，使企业能够为客户提供更高性价比的产品。对供应商而言，标准化的生产可以节约供应商的资源，提高供应商的效率，让供应商集中经历做好产品，便于*合作，提升产业链的竞争力从而提升产品品质。对厂家而言，LED显示屏 产品标准化、规模化可以为企业超快速的交货提供必要的条件，同时使企业提高生产效率，降低成本，聚焦资源，进一步提高产品质量和制作工艺。
   此外，只有常规的LED显示屏产品实现标准化，才能够在此基础上搭载更多的技术与之融合，为实现“互联网+智能化”提供了一个孵化的平台。
   目前LED显示屏行业正出于百花齐放的阶段，光栅屏、柔性屏、条形屏、透明屏等创意显示屏产品层出不穷，满足了部分用户个性化的需求。 因此，在实现标准化 生产的同时（工序工艺的标准化，零部件的标准化），LED显示屏制造还需要保留一定的生产柔性，打造一些个性化的显示屏产品。 在 传统目标市场中，消费者所需的商品只能以现有商品选购，消费者的需要可能得到满足，这时消费者只能选择与自己的理想产品zui接近的商品将就一下。而在个性化 营销中，消费者选购商品*以“自我”为中心，现有商品不能满足需求，则可向企业提出具体要求，企业也能满足这一要求，让消费者买到自己的理想产品。个性 化LED显示屏产品是顾客根据自己的个性需求自行设计、改进出来的产品，是顾客zui满意的产品。   随着互联网时代的发展，“用户需求”导向更为明显，且从市场营销的角度来看，任何一个产品就算技术含量再高，节能环保作用再大，如果不能有效满足客户的需求，那一切都是枉然，而能否实现智能化也是同样的道理。可以说，智能只是有手段，产品才是zui终的目的。
   拥抱“互联网+智能化”，就要求LED显示屏企业做出相应的变革。当前对于LED显示屏制造业企业来说zui大的挑战在于：消费者行为改变、产品周期缩短、供应 链风险增加、售后服务复杂化等。在这些方面，所有的企业都在面对着挑战，而对于依照传统模式组织生产的大企业来说，这样的挑战更加严峻。
   面对改革，核心与主要力量一定不是大公司，而是中小企业，面对任何革命性的创新与变革，大公司的行动一定会很缓慢，因为他们患上了大公司病，决策慢，改变 慢，推进行动慢，舍不得过去的即得利益，会进入“创新者的窘境”，需要花几百甚至几千万的创新投入，中小企业只需要花费百分之一，甚至千分之一就能做出更 好的产品和技术。
  在这样的形式之下，中小型的LED显示屏制造企业应该*实现对于用户个性化和定制化需求的响应，对产品设计、生产过程和服务流程进行再设计，用信息化的手段、自动化的设备、智能化的生产体系来改造自己，从而实现贴近客户需求，智能化生产的目标。
  LED产品的可靠性日益受到了制造厂商及使用者的关注。而作为产品基本构成单元的LED灯珠， 其质量的好坏直接影响着LED成品的可靠性， 在实际应用中就常常发生因LED 灯珠的失效导致成品出现功能异常甚至*失效的情况。近年来， 因灯珠变色导致成品出现色温漂移、流明降低和出光效果变差等一系列可靠性问题的案例日益增多， 使众多的LED产品生产厂家及用户遭受了严重的经济损失。
  本文通过几个LED灯珠失效案例， 分析了导致LED灯珠发生变色失效的根本原因。
  封装胶原因
  （1）封装胶中残留外来异物
   失效灯珠的外观呈现局部变色发黑。揭开封装胶， 发现有一个黑色异物夹杂在封装胶内， 用扫描电镜及能谱仪（SEM&EDS） 对异物进行成分分析[5-6]， 确认其主成分为铝（Al）、碳（C）、氧（O） 元素， 还含有少量的杂质元素， 测试结果如下图所示。结合用户反馈的失效背景可知， 该异物是在封装过程中引入的。
 （2）封装胶受化学物质侵蚀发生胶体变色
   失效品为玻璃光管灯， 内部的LED灯带使用单组份室温固化硅橡胶粘结固定在玻璃管上， 固胶部位灯带上的LED灯珠出现发黄变暗现象。失效灯珠封装胶的材质为硅橡胶， 使用SEM&EDS 测试封装胶的元素成分， 发现其比正常灯珠封装胶成分多检出了硫（S） 元素， 测试结果如下图所示。
   通常硫磺、有机二硫化物和多硫化物等含硫物质可以作为硫化剂， 使橡胶发生硫化交联反应， 从而使橡胶的结构改变， 呈现出颜色发黄变暗、热分解温度升高的现象。
   通过TGA 测试灯珠封装胶体的热分解温度可知， 失效灯珠封装胶在失重2 %、5%、10 %、15 %和20 %时的温度均比同批次良品封装胶相同失重量的温度高出25 ℃以上， 封装胶热分解曲线如下图所示， 证实了封装胶因发生硫化交联导致其热分解温度升高的现象。使用ICPOES进一步对起固定作用的单组份固化硅橡胶进行化学成分分析， 检出其中含有约400 ppm 的硫（S） 元素。
  由此可知， LED灯珠发黄变暗的原因为玻璃灯管内粘结固定用的单组份室温固化硅橡胶在固化过程中挥发出的含硫（S） 的气体侵入到了LED 封装胶中， 使封装胶发生了进一步的硫化交联反应，而再次硫化交联导致封装胶体变黄变暗。后续用户改用未使用单组份固化硅橡胶的塑料灯管则未出现灯珠变色的现象。因 此， LED 生产方在产品设计选材和制造时应考虑产品各部件所用不同材料相互间的匹配性， 避免因材料的不兼容而导致后续出现可靠性问题。
  荧光粉沉降
  灯珠装配成LED灯具后在仓库储存时， 发生了色温漂移失效， 失效LED灯珠的封装胶由橙色变为浅黄色， 对其进行I-V 特性测试， 发现灯珠可以正常点亮， 且I-V 曲线正常， 只是出光亮度发生改变。取一些失效灯珠， 以机械开封方式取出封装胶， 发现支架表面均残留有透明颗粒物， 使用SEM&EDS 测试颗粒物成分， 结果显示其含有高含量的锶（Sr） 元素， 如下图所示。
   而封装胶与支架接触面也检出了高含量的锶（ Sr） 元素和钡（Ba） 元素， 如下图所示。
   与之相比， 良品灯珠开封后， 支架表面较干净， 表面主成分为银（Ag）和少量的碳（C） 元素， 未检出锶（Sr） 元素， 且在其封装胶与支架的接触面上也未检出锶（Sr） 和钡（Ba） 元素。通过测试失效品和良品灯珠封装胶的截面成分得知， 二者所用的荧光粉的成分相同， 均为钇铝石榴石（ 主要成分为氧（O） 、铝（Al） 和钇（Y） ） 与硅酸锶钡（ 主要成分为碳（C）、氧（O）、硅（Si）、锶（Sr）、钡（Ba） 和钙（Ca）） 混合荧光粉。
   因此，LED灯珠的失效原因为所使用的硅酸盐荧光粉沉降到了封装胶底部及支架表层， 致使因光折射规律不*而发生色散现象， 导致色温漂移， 同时发生灯珠变色现象。
   支架原因
  （1）异物污染支架
   失效灯珠一侧变色， 揭开封装胶后可以看到变色部位的支架的表面覆盖了一层异物， 对异物进行元素成分测试， 显示其主成分为锡（ Sn） 、铅（Pb） 元素， 测得的结果如下图所示。
  揭开灯珠变色部位外围的白色塑胶， 在与白色塑胶接触的支架表面也检出了锡（Sn）、铅（Pb） 成分。由于异物覆盖部位的支架与灯珠一侧的引脚相连， 而引脚采用锡铅焊接。显而易见， 如果灯珠在进行表面贴装时， 引脚沾附了多余的锡膏， 则在焊接时， 熔化的焊料会沿着引脚爬升至与之相连的支架表面， 形成覆盖层。因此， 此案例中LED 灯珠失效的原因是LED灯珠在进行组装焊接时， 引脚焊接部位的焊料进入了支架表面， 形成了覆盖物， 从而导致了灯珠变色。
 （2）支架腐蚀
   失效LED灯珠的中间部位变色发黑， 开封后将其放在光学显微镜下观察， 发现整个支架的表面明显地变黑， 使用SEM&EDS 测试发黑支架的成分， 结果显示， 除了正常的材质成分外， 发黑支架中还具有较高含量的腐蚀性硫（S） 元素， 而支架表面镀银层局部也呈现出疏松的腐蚀形貌， 如下图所示。
  通常LED灯珠在生产过程中， 由于材料自身不纯或工艺过程污染等原因引入硫（S） 、氯（Cl） 等腐蚀性元素时， 在一定条件下（如高温、水汽残留等）， 其金属支架极易发生腐蚀， 导致灯珠出现变色、漏电等失效现象。
 （3）支架镀层质量差
   LED灯珠点亮老化后出现变色发黑现象， 且失效率高达30 % 。去掉灯珠表面的封装胶后， 发现支架表层银镀层失去原有的光亮， 呈现灰色。使用SEM 观察支架表层微观形貌， 发现与未装配的半成品支架相比， LED失效灯珠的支架表面银层疏松且有较多的孔洞。将半成品支架和失效LED制作成切片， 观察其截面镀层质量， 发现支架镀层结构为铜镀镍再镀银，与半成品相比，失效品支架的镍镀层变薄，表层银层变得疏松，且镍银镀层界限变得模糊。
  使用AES 测试失效LED支架浅表层成分， 发现其中会有镍（Ni） 元素， 测试结果如下图所示， 很显然， 镍镀层扩散至了银层表面。由此得出， LED 灯珠变色的原因为所用的支架镀层不良， 老化后银层疏松产生孔洞， 镍层经过银层孔洞扩散到银层表面， 导致银层发黑， 灯珠变色。
   在众多的LED 变色失效案例中， 因支架变色或腐蚀导致的失效所占的比例是zui高的。因此，LED 或支架生产方应采取一些措施来预防产品失效。
   例如：选择质量良好的、耐蚀的支架基材；采取适宜的电镀工艺条件，保证形成晶粒细腻、结构致密的镀层，镀层厚度均匀并达到防护要求；对于表层镀层为银的支 架，选取有效的银保护工艺，提高银支架的防变色能力；在LED生产装配的过程中，则应防止外来的污染或腐蚀性物质的引入，确保LED封装严密，以降低因环境中的水汽和氧气等的侵入而引发各种腐蚀的可能性。
 液晶面板是目前流行的显示材质，但是毫无疑问这种材料不能满足未来的显示的更新换代的需求。液晶采用背光的模式，以及液晶面板本身显示具有的问题，都使得液晶在升级上已经没有太多的空间。因此未来的显示世界还需要新的技术来刺激。今天我们就来看看显示技术的发展，看看我们在不同的显示领域，都有哪些新的可能。
OLED面板肯定大家都有所耳闻了，其实只要对显示行业稍有关注的人，基本上都知道这种面板的存在。这种面板和液晶面板zui大的区别就是没有背光。理解深刻的人可以明白，有没有背光对于显示技术来说是一个质的差别。因为没有背光，就意味着显示面板可以做到柔性显示，并且面板可以非常的轻薄，尤其是画面显示能力也可以优化的更出色，视角、色域等等都有很不错的升级空间。
未来大屏电视的显示介质趋势是OLED面板
其实目前市场上已经有很多的OLED面板的电视在出售了。并且很多大屏电视都是配置了曲面的设计，这样显示出OLED面板的优势，通过观看画面我们也可以发现OLED电视画面的魅力。其绚丽的颜色，是液晶电视所不能具有的。只不过目前OLED电视的价格还是有些昂贵，不过目前韩系的厂商，正在积极的联合中国内地的电视品牌大肆的推广这种新产品。并且在技术上，近期OLED大屏化的阻碍基本解除，随着出货量的不断增加，OLED大屏电视将是未来的主流产品。
可以说在电视领域，目前靠谱的发展趋势就是OLED产品。大屏化的效果好，并且可以很好的结合目前的显示技术。无论高分还是超大屏，亦或者曲面以及广色域，OLED电视都是可以轻松的实现。相信目前*的阻碍就是价格了。
未来显示无处不在，柔性显示的需求是非常的充足的。目前来看，在柔性领域可以满足人们技术需求的还是OLED面板。相比于大屏的领域，OLED在柔性领域的发展则是有些滞后了。这是因为柔性显示要求的技术条件更高。
柔性基板的突破很重要
首先柔性显示需要一个柔性的基板，而目前的玻璃基本无法完成这样的设计。很多液晶电视也能做到弯曲的效果，但是这是硬性将玻璃基本烤弯的效果。对于显示效果有些影响的，并且烤弯也仅仅是达到曲度的要求，对于柔性的支持还是没有希望。所以真正的柔性屏幕，必须要找到靠谱的柔性基板，这样才可以让屏幕未来能像“纸张”一样。
纸张一样的显示效果需要新的材料装配工艺
此外柔性屏幕也需要新的生产方式，传统的沉积方法，对于柔性屏幕的生产并不是*契合，其中有很多问题需要解决。目前有人提出采用“打印”的方式，这样就可以生产出各种各样的屏幕了，配合柔性基板和柔性电路，就可以真正的让屏幕变化出多种形式。目前这些技术的发展还处于探索期，不过未来多样化的显示需求还得靠OLED面板。
VR虚拟显示技术目前看起来非常的玄幻，但是实际上离我们已经很近。其概念提出与上个世纪的80年代，这是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统它利用计算机生成一种模拟环境是一种多源信息融合的交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真使用户沉浸到该环境中。实际上就是让人们可以看到虚拟的环境，从而真正的定义显示的意义。
目前的虚拟现实技术还是初级阶段
VR虚拟现实的潜力非凡，不仅可以在游戏领域带来革命性的革命性的变化，其还可以广泛的应用于城市规划、室内设计、工业仿真、古迹复原、桥梁道路设计、房地产销售、旅游教学、水利电力、地质灾害、教育培训等众多领域，为其提供切实可行的解决方案。不过目前的概念炒的很热，但是技术上还是有很多的短板的。
虚拟现实技术打造未来游戏体验
VR作为下一个时代的交互方式，其具有的沉浸感、交互性、想象性是现有的其他交互方式*的。但目前的VR行业整体还处在很初级的阶段，技术上头戴显示等产品的出现，效果还是有很多的瑕疵，毕竟虚拟显示也是基于目前的显示技术，诸如OLED面板等等，这些技术的不成熟，让VR虚拟现实也有很多的短板，此外软件的开发也还是刚刚上路。但是毫无疑问，VR虚拟现实是很值得期待的技术，未来在多个领域都将有颠覆性的影响。
虚拟现实还得带头盔或者眼镜，但是真正的虚拟效果展现在空中，是不是更加震撼呢?这就是全息技术，神秘色彩的显示技术之一。其实我们经常在科幻电影、欧美游戏、动画片中看到全息技术的出现，诸如《阿凡达》中的全息会场，还有《普罗米修斯》中的外星飞船启动后的星图，可以说效果的确灿烂。在真实的世界里，初音演唱会向我们展示全息技术的发展成果。
全息投影目前还需要靠投影膜
目前的全息技术，基本还是将建模的图像投射在透明的全息膜上形成zui终效果。其中可能会用分光镜、射灯、视频播放等设备。基于分光镜成像原理，通过对产品实拍构建三维模型的特殊处理，然后将拍摄的的产品影像或产品三维模型影像叠加进场景中，这就是我们看到的全息投影。也有很多人试图在水雾中展现这种技术，但是水雾太难控制了。
简易的全息投影结构
全息投影技术目前也不够成熟，但是未来可以在展示、引导、教学等诸多领域发挥不可替代的作用。相信随着投影技术，全息膜材的研发的进展，全息画面可以真正的展示出新的魅力。
全文总结：
谈到未来的显示科技，总是有人认为这些科技都太过炫目科幻，仅仅是存在电影里的场景。其实真实的情况是很多技术都已经开始了探索的脚步，虽然目前的效果还不能让人满意，但是毫无疑问的是这些科技并不是空中楼阁，其已经到了打基础的阶段。当然我们也不能太过的乐观，认为几年内人类的显示技术就突飞猛进达到新的阶段，不吹也不黑，我们静静的期待显示科技的进化吧。