07-国星-小间距LED显示屏器件封装关键技术
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小间距LED显示屏器件
封装关键技术
佛山市国星光电股份有限公司
刘传标
RGB器件事业部
小间距器件解决方案 Part 1 ：封装原理 Part 2 ：封装关键技术
◆ ◆ ◆ ◆ ◆ 超小尺寸 低亮高刷 高灰柔和 大角度配光 低死灯率
目 录
Part 3 ：国星解决方案
◆ 1010 ◆ 1515 ◆ 其他
小间距器件解决方案
企业简介
国星光电是国内专业生产LED最早的企业之一。
1969年，公司成立，四十多年光辉历史； 1976年，LED投产，三十多年LED行业经验； 1981年，开始与日本三洋公司合作生产LED产品； 1995年，被评定为全国最大光电器件生产代工企业； 2007年，公司迁入佛山市国家高新技术开发区新厂； 2008年，公司博士后科研工作站正式成立； 2010年，公司首次公开发行股票并挂牌上市；代码：002449；
2.3 高灰柔和 显示屏目标： 高辉的同时人眼长时间看舒服； 灰度概念：256灰度等级，黑白比例
灰度等级图
2.4 大角度配光 显示屏目标：各角度的观看一致性 配光： 大角度出光，最大限度满足观看需求；无偏色、色斑、色块；
1.大视角观看
一致性把控难点
1.出光角度控制→ 更大可视角度：
• 一致性把控难点-----光强 均匀
4. 防潮特性佳； 5. 理论成本低；
3.1.1 高对比度
器件 高对比度效果
黑色胶体，对比更高； 哑光工艺，不反光；
显示屏 不同对比度效果 厂家A
散射添加，出光均匀；
厂家B
显示屏 哑光、非哑光对比 反光严重！
3.1.2 高一致性 配光曲线圆润，出光一致性好
厂家A
厂家B
户内篇
型号 黑2020 黑2724 3528 黑3528 点间距 P2.5-P4 P4-P5 P5-P8 P5-P8
户外篇
序 号 型号 点间距
1
2 3
2727
3535 5050
P2.5-P4
P4-P5 P5-P8
刘传标
186 -7571-3535
电话：0757-82100262 网址：www.nationstar.com
广东省半导体照明材料及器件工程实验室；
国星光电中央研究院。
科研情况
研发队伍 3.2 研发队伍
研发团队构成
博士（后） 硕士 15人 60人 13人（含4名教授级高工） 600多人
高级工程师
本科技术人员
LED显示屏器件布局
小间距
序 号 1 2 3 型号 ing…… 1010 1515 点间距 P1.0 P1.5-P2.5 P1.9-P3.0 序 号 1 2 3 4
地址：广东省佛山市禅城区华宝南路18号 邮箱：liuchuanbiao@nationstar.com
2011年，公司新的生产基地破土动工；
2011年，投资设立佛山市国星半导体技术有限公司 ；生产LED外延及芯片； 2013年， 3.46万平方米的新基地已经竣工并投入使用。RGB产能达到1000kk ；
科研情况
研发平台 3.2 研发队伍
博士后科研工作站； 苏锵院士工作室； 半导体照明材料及器件国家地方联合工程实验室； 广东省光电子工程技术研究开发中心；
P0.8以下？
P0.8
缩小框架尺寸; 缩来自百度文库PCB尺寸； 器件尺寸
新方式？ 0505 1010 1515
最佳视距
1m以内？ 等同液晶 2-3m 3-5m
P1.5-P2
P1.9-P3
2.2 低亮高刷 显示屏目标： 亮度：室内显示屏的亮度在100-300cd/m2，人眼舒适度最高； 刷新率：业内已达到6400HZ，上下行无“鬼影”；画面无闪烁；
电参数隐患剔除 ——科学漏电筛选 出货标准 ——产品的出货标准
小间距器件解决方案 小间距器件解决方案
目 录
Part 3 ：国星解决方案
◆ 1010 ◆ 1515
◆ 其他
3.1 小间距解决方案——1010
CHIP RGB SMD LED P1.5
1.
2. 3.
优势：
超小尺寸；
高对比度； 哑光工艺；
目 录
Part 1 ：LED器件封装原理
SMD LED定义 SMD LED 指贴片封装结构LED，主要有PCB板结构的LED （Chip LED）和PLCC结构LED（TOP LED）。
CHIP LED
TOP LED
工艺流程
封装定义
使用粘合剂将LED芯片固定在支架上，再使用导线将芯片
正负极连于基板上，支架表面封装环氧树脂作保护。
漂移＜1nm
出光角度定义
配光曲线对比
波长红移和蓝移的一致性
漂移>10nm 漂移>5nm
电流（mA）
电流（mA）
电流（mA）
R
G
B
2.5 低死灯率 显示屏目标： 降低使用和维修成本。
树脂耐黄化性能导致色 差
封装厂任务： 颠覆传统封装理念，使6西格玛成为现实！！！
6 西格玛的要求
定义：六西格玛(6σ)概念于1986年由摩托罗拉公司的比尔.史密
小间距1 小间距2
P1.5 P1.0
45万 100万
4/45万=8.88 4/100万=4
4 4
6西格玛已经无法满足小间距的可靠性要求了！
怎么做到高可靠性？
户内高密的品质要求：
上机失效率低于10PPM!
材料学特性
工艺稳定性 可焊性
——各材料的匹配度（CTE）
——各封装工序严格把控 ——精细焊盘尺寸
斯提出！ 90年代中期开始被GE从一种全面质量管理方法演变成为一 个高度有效的企业流程设计、改善和优化的技术。 它是一个目标， 即99.99966% 是无缺陷的，也就是说，做100万件事情，其中只有 3.4件是有缺陷的
产品
户内常规
点间距 面度（pcs/m2）
P5 4万
失效率
100ppm
失效数/m2
4
焊线 焊线 焊线
封装
划片或冲切
划片或冲切
划片或冲切
测试→编带
REELING
小间距器件解决方案 小间距器件解决方案
Part 2 ：封装关键技术
目 录
◆ 超小尺寸
◆ 低亮高刷
◆ 高灰柔和
◆ 大角度配光
◆ 低死灯率
2.1 超小尺寸 TOP（PLCC型）方向 Chip（QFN）方向 适合间距
CHIP LED
TOP LED
支架/PCB板
单个器件图
单个器件图
固晶
使用粘合剂将芯片固定在支架上。粘合剂有胶浆和银浆之分，胶 浆反光好但导热差且绝缘，银浆反光差但导热好且能导电。一般 双电极芯片用胶浆，单电极芯片用银浆
焊线
使用导线将芯片电极连接于支架上，对焊线的金球，高度，弧度 等有严格的管控。导线通常有金线，银线，铝线。
封装关键技术
佛山市国星光电股份有限公司
刘传标
RGB器件事业部
小间距器件解决方案 Part 1 ：封装原理 Part 2 ：封装关键技术
◆ ◆ ◆ ◆ ◆ 超小尺寸 低亮高刷 高灰柔和 大角度配光 低死灯率
目 录
Part 3 ：国星解决方案
◆ 1010 ◆ 1515 ◆ 其他
小间距器件解决方案
企业简介
国星光电是国内专业生产LED最早的企业之一。
1969年，公司成立，四十多年光辉历史； 1976年，LED投产，三十多年LED行业经验； 1981年，开始与日本三洋公司合作生产LED产品； 1995年，被评定为全国最大光电器件生产代工企业； 2007年，公司迁入佛山市国家高新技术开发区新厂； 2008年，公司博士后科研工作站正式成立； 2010年，公司首次公开发行股票并挂牌上市；代码：002449；
2.3 高灰柔和 显示屏目标： 高辉的同时人眼长时间看舒服； 灰度概念：256灰度等级，黑白比例
灰度等级图
2.4 大角度配光 显示屏目标：各角度的观看一致性 配光： 大角度出光，最大限度满足观看需求；无偏色、色斑、色块；
1.大视角观看
一致性把控难点
1.出光角度控制→ 更大可视角度：
• 一致性把控难点-----光强 均匀
4. 防潮特性佳； 5. 理论成本低；
3.1.1 高对比度
器件 高对比度效果
黑色胶体，对比更高； 哑光工艺，不反光；
显示屏 不同对比度效果 厂家A
散射添加，出光均匀；
厂家B
显示屏 哑光、非哑光对比 反光严重！
3.1.2 高一致性 配光曲线圆润，出光一致性好
厂家A
厂家B
户内篇
型号 黑2020 黑2724 3528 黑3528 点间距 P2.5-P4 P4-P5 P5-P8 P5-P8
户外篇
序 号 型号 点间距
1
2 3
2727
3535 5050
P2.5-P4
P4-P5 P5-P8
刘传标
186 -7571-3535
电话：0757-82100262 网址：www.nationstar.com
广东省半导体照明材料及器件工程实验室；
国星光电中央研究院。
科研情况
研发队伍 3.2 研发队伍
研发团队构成
博士（后） 硕士 15人 60人 13人（含4名教授级高工） 600多人
高级工程师
本科技术人员
LED显示屏器件布局
小间距
序 号 1 2 3 型号 ing…… 1010 1515 点间距 P1.0 P1.5-P2.5 P1.9-P3.0 序 号 1 2 3 4
地址：广东省佛山市禅城区华宝南路18号 邮箱：liuchuanbiao@nationstar.com
2011年，公司新的生产基地破土动工；
2011年，投资设立佛山市国星半导体技术有限公司 ；生产LED外延及芯片； 2013年， 3.46万平方米的新基地已经竣工并投入使用。RGB产能达到1000kk ；
科研情况
研发平台 3.2 研发队伍
博士后科研工作站； 苏锵院士工作室； 半导体照明材料及器件国家地方联合工程实验室； 广东省光电子工程技术研究开发中心；
P0.8以下？
P0.8
缩小框架尺寸; 缩来自百度文库PCB尺寸； 器件尺寸
新方式？ 0505 1010 1515
最佳视距
1m以内？ 等同液晶 2-3m 3-5m
P1.5-P2
P1.9-P3
2.2 低亮高刷 显示屏目标： 亮度：室内显示屏的亮度在100-300cd/m2，人眼舒适度最高； 刷新率：业内已达到6400HZ，上下行无“鬼影”；画面无闪烁；
电参数隐患剔除 ——科学漏电筛选 出货标准 ——产品的出货标准
小间距器件解决方案 小间距器件解决方案
目 录
Part 3 ：国星解决方案
◆ 1010 ◆ 1515
◆ 其他
3.1 小间距解决方案——1010
CHIP RGB SMD LED P1.5
1.
2. 3.
优势：
超小尺寸；
高对比度； 哑光工艺；
目 录
Part 1 ：LED器件封装原理
SMD LED定义 SMD LED 指贴片封装结构LED，主要有PCB板结构的LED （Chip LED）和PLCC结构LED（TOP LED）。
CHIP LED
TOP LED
工艺流程
封装定义
使用粘合剂将LED芯片固定在支架上，再使用导线将芯片
正负极连于基板上，支架表面封装环氧树脂作保护。
漂移＜1nm
出光角度定义
配光曲线对比
波长红移和蓝移的一致性
漂移>10nm 漂移>5nm
电流（mA）
电流（mA）
电流（mA）
R
G
B
2.5 低死灯率 显示屏目标： 降低使用和维修成本。
树脂耐黄化性能导致色 差
封装厂任务： 颠覆传统封装理念，使6西格玛成为现实！！！
6 西格玛的要求
定义：六西格玛(6σ)概念于1986年由摩托罗拉公司的比尔.史密
小间距1 小间距2
P1.5 P1.0
45万 100万
4/45万=8.88 4/100万=4
4 4
6西格玛已经无法满足小间距的可靠性要求了！
怎么做到高可靠性？
户内高密的品质要求：
上机失效率低于10PPM!
材料学特性
工艺稳定性 可焊性
——各材料的匹配度（CTE）
——各封装工序严格把控 ——精细焊盘尺寸
斯提出！ 90年代中期开始被GE从一种全面质量管理方法演变成为一 个高度有效的企业流程设计、改善和优化的技术。 它是一个目标， 即99.99966% 是无缺陷的，也就是说，做100万件事情，其中只有 3.4件是有缺陷的
产品
户内常规
点间距 面度（pcs/m2）
P5 4万
失效率
100ppm
失效数/m2
4
焊线 焊线 焊线
封装
划片或冲切
划片或冲切
划片或冲切
测试→编带
REELING
小间距器件解决方案 小间距器件解决方案
Part 2 ：封装关键技术
目 录
◆ 超小尺寸
◆ 低亮高刷
◆ 高灰柔和
◆ 大角度配光
◆ 低死灯率
2.1 超小尺寸 TOP（PLCC型）方向 Chip（QFN）方向 适合间距
CHIP LED
TOP LED
支架/PCB板
单个器件图
单个器件图
固晶
使用粘合剂将芯片固定在支架上。粘合剂有胶浆和银浆之分，胶 浆反光好但导热差且绝缘，银浆反光差但导热好且能导电。一般 双电极芯片用胶浆，单电极芯片用银浆
焊线
使用导线将芯片电极连接于支架上，对焊线的金球，高度，弧度 等有严格的管控。导线通常有金线，银线，铝线。