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玻璃基板和PCB板在Micro LED顯示屏的應用

PCB線路板打樣 ? 來源:百家號 ? 作者:微顯示 ? 2021-01-18 11:26 ? 次閱讀

前不久,康佳發布了全球首款Micro LED手表,并引起了行業高度重視。然而,除此款產品爆火外,康佳還研發出了P0.375全球首個玻璃基板上最小間距的Micro LED顯示屏。相關人士坦言,康佳的Micro LED顯示屏在技術層面實現了突破,與傳統的PCB板顯示屏相比,玻璃基板顯示屏平坦度更好,制程精度更高,并且導熱性能系數是傳統PCB材料的6倍。

一直以來,玻璃基板和PCB板都保持著“涇渭分明”的態勢,兩者皆在不同的場合發揮著自身的優勢。其中,玻璃基板主要由液晶面板企業所使用,一般用于面板工藝制程上;而PCB板則應用于一切集成電路的電子設備中。相對而言,PCB板的應用范圍要比玻璃基板更寬、更廣。然而,隨著顯示技術的進步,這種平衡逐漸被打破,玻璃基板和PCB板出現了相互滲透趨勢,尤其是在Mini/Micro LED等新型顯示技術領域,企業們面臨著是選擇玻璃基板,還是選擇PCB板做載體的問題。藍普視訊董事長戴志明就曾表示,巨量轉移技術的一個關鍵點便是:選擇用玻璃基板轉移芯片還是用PCB板轉移芯片。

背板應如何選擇?行業內卻出現了不同種聲音。其中,液晶面板企業傾向于用玻璃基板來作Mini/Micro LED的背板,而LED封裝大廠則主推PCB板方案來生產Mini/Micro LED產品。這是因為玻璃基板和PCB板分別是液晶面板企業和LED顯示屏生產制造的主要原材料,而選用玻璃基板或PCB板做Mini/Micro LED產品的背板,都能實現產品與本產業鏈高度融合,技術成熟度更高,更容易上手。但無論采取何種技術方案,兩者皆有自身的優劣性,不能一概而論。

例如從性能角度來看,玻璃基板導熱率高,可以較好地散發熱量,在密度較高的焊接產品上,也可滿足于更為復雜的布線需求;此外,玻璃基板的平坦度更高,在芯片轉移技術上更容易實現突破,這也是玻璃基板在應用過程中最為突出的一個優勢。而PCB板相較于玻璃基板,由于材料本身限制,散熱性不強,在大尺寸應用過程中容易產生翹曲變形,因此,在性能角度上,玻璃基板比PCB板更有優勢。

玻璃基板的優勢不僅表現在性能方面,在成本方面,玻璃基板也具有無法媲美的優勢。傳統的PCB板由于自身原因,在穩定性和精度性方面無法滿足于新興顯示產品的要求,需要從國外進口高端的PCB板產品來彌補這一缺陷,這便加大了成本費用,使得PCB產品價格一直居高不下。京東方顯示與傳感器事業群組織技術企劃部副總監邱云曾表示:“目前Mini LED背光所需的6層2階和8層3階的PCB基板國內基本還無法批量供應,只能以高價進口”。而玻璃基板相較于PCB板,則很好地避免了這些問題,可以實現新興顯示產品的穩定應用。TCL相關負責人也指出,玻璃材料供應相對穩定,成本較低,如用玻璃代替PCB來作LED背板,可以大幅降低制造成本。

玻璃基板雖在性能和成本上具有得天獨厚的優勢,但其在良率方面的表現卻是一個不得不談的“硬傷”。玻璃基板的原材料是素玻璃,屬于易碎、易損品。在生產搬運過程中,難免發生碰撞、劃傷等物理傷害,以至于產品破碎,進而影響生產良率。而PCB板由于技術發展時間較長,成熟度更高,供應鏈也相對完整,良率處于逐年提高階段。因此,相較于玻璃基板,PCB板的良率優勢更能被人們接受。

綜合分析可知,玻璃基板和PCB板各有優劣,企業們的押注方向也各不一致。至于誰能取得最終勝利,卻是一個未知數。但近年來,隨著Mini/Micro LED產品的不斷發展,玻璃基板和PCB板之爭,也逐漸被人們所提及。目前顯示行業內較為認可的一種說法是:現階段沿用PCB板來做Mini/Micro LED背板還是不錯的選擇,但隨著玻璃基板技術的進步,玻璃基板將會表現出更為優異的“成績”。

緣何會出現此種說法?這是基于目前各種情況綜合決定的,當前LED顯示行業已有SMD、IMD和COB三種主流封裝技術,這三種技術由于發展時間長,技術相對成熟,已然占據著市場絕大份額。此外,COB技術屬于集成封裝技術,具有無可限量的潛力,被譽為最有可能突破Mini/Micro LED產品的關鍵技術。SMD、IMD和COB三者雖則可以滿足于當前LED顯示產品的絕大需求,但隨著LED顯示屏點間距的不斷微縮,其所需的精度也越來越高,而為了滿足IC布線要求,就不得不增加顯示屏PCB板的階層,如此一來,便使得PCB板原有的工藝面臨著難以為繼的局面。因此,顯示行業的企業和專家們便將目光聚焦在了基于玻璃的COG技術上,并將其改良升華。

COG,即 Chip on glass的簡稱,是直接通過各項異性導電膠將驅動IC封裝在玻璃上,具有良好的封裝效果。目前已有不少LED企業將傳統的COG技術做出改良,并將其應用在Mini/Micro LED等新型顯示產品上。據了解,在2020年7月,國星光電新一代的Mini COG產品已經點亮了。國星的Mini COG方案采用的便是玻璃基技術,即直接在玻璃基板上貼裝芯片,該種方案具有散熱好、成本優、亮度高等優點,更為重要的是該工藝對玻璃無任何傷害,效率高,一致性好,解決了Mini COG在制程上頻發的品質受損問題。據了解,國星光電已于2020年間推出了第一代Micro LED顯示產品 nStarⅠ。該產品同樣使用了玻璃基板工藝,可有助于實現被動式驅動Micro LED全彩顯示屏。

國星Mini COG方案產品

值得一提的是,國星光電以前都是PCB板陣營堅定支持者,但隨著顯示技術發展需要,國星光電開始了前瞻性的玻璃基板技術在LED直顯領域的應用研究。像國星光電這樣既專注PCB板又重資加碼玻璃基技術的企業不在少數,如晶臺光電、兆馳股份、東山精密等封裝企業都有涉足,而在應用端,也不乏相關應用企業參與進去,早前,利亞德在利晶投產時就公布了其公司擁有玻璃基板的產品,只是未能達到量產程度而已。另據瑞豐光電披露的《投資者關系活動記錄表》中可知,公司的Mini LED在研項目同時包括玻璃基板和PCB基板兩種技術路徑。從眾多LED顯示企業相繼參與玻璃基板的研究中,可以看出,玻璃基板具有極大的潛在價值,相信假以時日,玻璃基板定會有著更優異的表現。部分業內資深人士也都認為玻璃基板在設備、技術方面更適合大尺寸顯示的要求。
編輯:hfy

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