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LED顯示封裝器件發展趨勢探討
1、技術進步趨勢將愈發明顯
LED顯示屏封裝器件從最初的直插,到點陣,到現在的表貼,從簡單的組裝到現在對于生產工藝的管控,LED顯示封裝經歷了一個技術革新的階段。封裝環節不再是簡單的組裝環節,而是一個考驗生產工藝以及技術水平的環節。由于市場應用的需要,對于封裝廠家也提出了更高的要求。各大封裝企業也越來越注重研發,取得了較多的發明專利,在一定程度上推動了技術創新的步伐;并且在未來,這種對技術創新的追求將永不止步,技術進步的趨勢將愈加明顯。中國作為一個封裝大國,也越來越注重封裝環節的技術含量,從封裝大國向封裝強國過渡。
2、封裝形式多樣化
一方面LED顯示屏的發展對于LED顯示封裝器件提出了更高的要求;另一方面LED封裝器件的進步推動了LED顯示屏的發展。LED顯示屏由最初的單色到單雙色,再到現在變幻的全彩,每一次進步都是技術革新的成果,同時也得益于封裝形式的多樣化發展。直插、點陣、三合一、表貼、COB等等,不同的封裝形式,適用于不同的LED顯示屏應用領域。這些不同的封裝方式不僅推動了LED顯示屏的進步,同時也是對自身創新的肯定。這些是現在市場上所運用的封裝形式。在未來,封裝方式又有新的革新也未可知。
3、自動化程度越來越高
猶憶當時,直插燈還是采用人工插件,這種封裝方式不僅效率不高,精確度也達不到,所以國內的封裝與國外相比存在較大差距。隨著LED顯示屏的發展,對于封裝器件的精度也提出了更高的要求,在這個基礎上,誕生了手動插件單雙色設備,這種設備對于人工插件有所改進,但是發展空間有限,后來產生的自動插件設備,在穩定性以及效率方面,都具備非常大的優勢。自動插件機的出現,在一定程度上也促進了封裝企業產能的提升。另外,表貼封裝形式的出現,就大大提高了封裝企業的產能,因為表貼產品可以使用自動貼片設備,自動化程度大大提升。另外在封裝環節,基本上都采用了自動化的設備來生產,固晶、焊線、點膠等流程,自動化設備占據絕大部分。
隨著LED顯示屏的不斷發展,封裝產能的逐步擴大,對于封裝設備的要求也越來越高,封裝設備在不斷的改進以及創新中,國產設備的性能也在不斷提升,并且具有極高的性價比優勢。在封裝不斷發展的過程中,自動化程度將越來越高。
4、封裝器件愈趨小型化
LED顯示屏技術在不斷進步,應用領域也在不斷擴大,市場接受度也越來越高,針對不同的應用場合需求,對于顯示屏的高清以及高密度提出了更高的要求,這就在一定程度上要求LED顯示封裝器件有進一步的發展。尤其是近幾年來,小間距LED產品的興盛,更是帶動一批企業的小型化封裝器件的發展。或許十年前,顯示屏的主流還是P20、P10、P8的產品,但是就目前而言,封裝器件已經走上了沒有最小,只有更小的道路。各大LED顯示屏企業在小間距LED產品的研發上不遺余力,LED封裝器件廠家也在迎頭趕上,1010、0808的封裝器件層出不窮,甚至也有企業研發出了0707的產品,0606、0505的產品也在研發的路上。封裝器件的小型化趨勢越來越明顯,會不會有更小的封裝器件,只能應市場需要開發,一味做小,若是沒有市場空間,將毫無意義。只是小間距市場走向如何,暫且期待。
5、封裝行業整合加速
2014年LED顯示屏行業處于一個整合的階段,各大企業在并購整合方面都下足了功夫,在一定程度上,促進行業健康發展大有裨益。LED封裝行業也是如此,多而不精,數量眾多,但是有潛力的企業卻只占少部分,行業內龍頭企業缺失。在LED顯示屏企業整合的過程中,LED封裝企業也沒有停下整合的腳步,在未來,這種資源上的整合趨勢將漸趨明顯。
LED顯示屏逐步發展,精細化要求越來越高,對于LED封裝企業的要求也越來越高,技術含量高、自動化程度高、具有研發實力以及市場拓展能力的企業將占據絕大部分的市場份額,在這個過程中,中小企業的生存空間會被嚴重壓縮,會淘汰一批沒有資金以及技術實力的企業。封裝行業也將實現資源之間的強強聯合,行業整合速度加快。
LED顯示封裝發展歷程回顧
LED器件的封裝在LED產業的發展中起著承上啟下的作用,也是我國在全球LED產業鏈分工中具有規模優勢和成本優勢的產業環節之一。LED封裝結構可根據應用產品的需求而改變,根據不同的應用需要,LED芯片可通過多種封裝方式做成不同結構和外觀的封裝器件,按LED顯示屏用器件的封裝形式主要分為直插封裝、點陣封裝和表貼封裝,最近幾年,有企業在研發的COB封裝,近來也引起了行業人士的廣泛關注。
1、直插封裝
直插封裝采用引線架作各種封裝外型的引腳(俗稱支架),通常支架的一端有“碗杯形”結構,將LED芯片粘焊在“碗杯形”結構內,再采用灌封的形式往LED成型模腔內注入液態環氧樹脂,然后倒插入粘焊好的LED支架,高溫燒烤成型,最后離模、分切成單顆。直插封裝是最先研發成功投放市場的封裝結構,品種數量繁多,技術成熟度較高。
2、點陣封裝
點陣封裝是將多個LED芯片規律性地按4×4.8×8等矩陣排列方式粘焊在微型PCB板上,采用塑料反射框罩并灌封環氧樹脂而成,外引線多采用雙排式鋼針與內部微形PCB連接。因其采用全包裹式封裝,故其內部結構性能穩定,防護性強。
3、直插三合一封裝
通過對直插工藝的改進,將RGB三個芯片封到一個直插燈內,研發出的戶外三合一直插產品。并沒有改變傳統直插燈的封裝工藝,但在產品結構及組合上突破,把RGB封在一個燈里,采用四個燈腳。使用這種封裝方式,直插LED顯示屏在不改變生產工藝的情況下就可以做到更小的密度,而且在價格上極具競爭力。
4、表貼封裝
表貼封裝是將單個或多個LED芯片粘焊在帶有塑膠“杯形”外框的金屬支架上(支架外引腳分別連接LED芯片的P、N極),再往塑膠外框內灌封液態環氧樹脂,然后高溫烘烤成型,最后切割分離成單個表貼封裝器件。由于可以采用SMT工藝,自動化程度較高。
5、COB封裝
COB封裝即chipOnboard,就是將裸芯片用導電或非導電膠粘附在互連基板上,然后進行引線鍵合實現其電氣連接。COB是將“LED光源分立器件→MCPCB光源模組”合二為一,直接將半導體芯片交接貼裝,集成在MCPCB上做成COB光源模塊,芯片與基板的電氣連接用引線縫合方法實現,并用樹脂覆蓋以確保可靠性,不但省工省時,而且可以節省器件封裝的成本。
從LED顯示屏封裝方式的發展歷程來看,每一次轉變,都是一種技術上的革新,也是LED企業在追尋創新,追求更佳顯示效果的一種體現。從直插來說,這是最早的,也是應用最為廣泛的封裝形式,后來出現的點陣式封裝,原材料成本最低,加工方式最為簡單,但是同時劣勢也比較明顯,顏色的一致性比較差,馬賽克現象比較嚴重。在當時的條件下,點陣式是比較普及的一種方式。
一些企業通過對直插工藝的改進,將RGB三個芯片封到一個直插燈內,研發出了戶外三合一直插產品。使用這種封裝方式,直插LED顯示屏在不改變生產工藝的情況下就可以做到更小的密度,而且在價格上極具競爭力。
在表貼封裝出現的時候,由于成本因素的制約,還沒有得到大規模的普及應用,在這個基礎上,出現了亞表貼的封裝方式。亞表貼實際上是對當時單燈方案的一種改進,其性能與表貼產品在顯示效果,以及視角、亮度方面有一點差距,但是基本相差不大,并且優勢比較明顯,成本較低,顯示效果比較好。
亞表貼的方案是表貼成本下降之前的一個過渡階段,這也是行業內人士在不斷探索的過程中取得的長足的進步,在當時的時代背景下,有一定的現實意義。但是表貼產品讓LED顯示屏的顯示效果得到了更好的提升。
表貼產品最開始的時候由于其各方面的優越性能,視角、配光、自動化生產等方面,在室內全彩顯示應用中占有一席之地。另外表貼產品在技術的不斷進步當中,在色度和防護等級方面有了長足的進步,表貼在戶外的應用也越來越廣泛,現在戶外表貼也已經成為了企業競相發力的潛力市場。
COB封裝在照明上的應用現在最為普及,COB封裝可將多顆芯片直接封裝在金屬基印刷電路板上,通過基板直接散熱,不僅能減少支架的制造工藝及其成本,還具有減少熱阻的散熱優勢。從成本和應用角度來看,COB封裝成為未來燈具化設計的主流方向。正是看到COB封裝的諸多優勢,LED顯示屏企業將目光投向了COB封裝,將COB封裝引用到LED顯示屏上,在多年的研究以及實驗過程中,取得了不錯的成績。
LED顯示屏封裝器件企業盤點
根據國內相關數據統計,我國LED封裝企業多達1000余家,產值規模主要分布在千萬元之間,達到億元以上的企業占少數。在LED顯示屏封裝領域,數十家規模中等及以上的企業占據著絕大部分市場份額。目前已上市的企業有木林森、國星光電、鴻利光電、聚飛光電、長方照明、瑞豐光電、萬潤科技、雷曼光電、歌爾聲學等。
木林森
規模化生產一直是木林森的競爭優勢,尤其是苦熬三年終于上市之后,其規模效應更加明顯,資金實力更為雄厚。此外,規模化生產還可以有效減少產品分攤的單位人工成本及制造費用,降低產品的生產成本。所以在封裝行業內有著不可比擬的優勢。
根據公開的審計財務報表顯示,木林森2014年營收400,166.79萬元,凈利潤43,942.44萬元。經過多年發展,截止2014年9月30日,木林森公司已擁有年產1,270億只Lamp/SMDLED封裝器件的生產能力,擁有1,635臺全自動化固晶機、2,093臺全自動焊線機、2,189臺全自動分光機、434臺全自動熒光粉機等生產設備。目前,木林森規模化生產優勢已經逐漸顯現。
國星光電
國星光電作為國內較早投入LED產業的企業之一,經歷了多次的深化改革,目前已經發展成為極具創新能力的高新技術企業。悠久的歷史,奠定了國星光電深厚的文化底蘊,同時也積淀了厚重的技術基礎,讓國星光電在LED產業中走得更為穩健。早在2011年,國星光電就做出了“立足封裝,做大做強,適時向上游、下游延伸”的企業發展戰略。
在LED顯示屏封裝器件領域,國星光電可以說是國內封裝行業的龍頭企業,雄厚的資金實力以及深厚的技術積淀,讓國星光電占據絕大部分市場份額。國星光電一直堅持以LED封裝作為主業,尤其是近年來在小間距LED上的研發投入,在小間距封裝器件具備先入為主的優勢。
鴻利光電
鴻利光電業務主要涉及LED封裝、LED通用照明、LED汽車照明、LED支架、LED節能改造工程等幾個板塊。而在所有的業務板塊中,白光封裝作為鴻利光電的根本,產品被廣泛應用至LED通用照明及汽車信號照明等各個區域,成為鴻利光電業務的領跑,另外鴻利光電以內生式成長與外延式發展并重的舉措為戰略基礎,通過資本的擴張來擴大企業規模并提升自身產能。
瑞豐光電
作為中國大陸LED封裝的領軍企業,瑞豐光電目前主要的經營業務包括背光、照明、汽車三部分。相對于正在成長的照明市場,瑞豐在已經成熟的背光市場產品比重較大,包括手機背光、電視背光及中尺寸背光。瑞豐光電在大尺寸LCD背光源LED及LED照明領域積累了比較尖端的技術,還具有良好的機制和體系。瑞豐光電強調專注于封裝領域,并且表示要在LED背光、LED照明兩方面著力,做到雙輪驅動。另外,瑞豐光電在LED顯示封裝上也有自身的定位以及戰略目標,專注為戶外全彩SMD顯示屏和小間距顯示屏提供LED器件方案。
雷曼光電
在過去,雷曼光電一直是中高端LED顯示屏封裝以及應用方面的龍頭企業,也是最早在LED顯示屏封裝器件有所作為的企業,在行業內頗負盛名。根據雷曼光電發布的2014年年報來看,在營業收入的構成當中,LED封裝器件的營業收入總和為77176342.6,占總營業收入的19.05%。由此可見,LED封裝器件在雷曼光電的營收占比中還具有一定的市場地位。
隨著中國LED封裝產業的不斷發展,中國的LED產業自主創新能力的加強,早期依賴國外進口的格局被打破。諸如日亞、科銳這樣的國際大廠,在中國的市場份額也在逐年遞減,這主要得益于國內封裝企業的崛起。臺灣的億光、宏齊目前在大陸仍占大部分市場份額;國內的本土企業也在不斷發力,除卻上述上市企業,還有很多本土企業在LED顯示屏封裝上頗具潛力,例如晶臺、藍科、英特萊、安普光、新廣聯等企業。在LED顯示屏封裝器件領域都有著自身獨特的優勢以及地位。
晶臺股份
深圳市晶臺股份有限公司成立于2008年,投資規模達4億多元,是一家專業從事顯示屏及照明類LED封裝的國家級高新技術企業,以給全球中高端客戶提供最佳的LED光源解決方案為己任。在過去的幾年時間,晶臺堅持在“創新創造未來”的發展思路,通過一系列的創新,成功實現了品牌價值與市場占有率的不斷提升。2014年推出的全彩小間距“蜂鳥”系列1010,和“猛龍”系列之一3535戶外小間距封裝器件,技術超過業界同行,處于世界領先水平,奠定了晶臺作為LED封裝器件領軍者的地位。晶臺的LED產品和技術已廣泛應用于世界各地,服務于眾多世界級公司。
藍科電子
深圳市藍科電子有限公司是一家專業的以LED顯示屏封裝產品為基礎的公司。深圳藍科電子利用在長期的食人魚車燈及LED顯示屏LED(OVALDIPLED)的封裝過程中積累的經驗與技術,開發出了戶內外均可以使用的顯示屏LED-SUPERTOPLED。
安普光
深圳安普光公司是一家專注從事LED顯示屏行業的封裝產品的研發、生產、銷售的廠家,其主要產品包括戶內、外顯示屏專用LAMPLED、TOPSMD及高清晰顯示屏CHIPSMD等系列產品。
英特來
英特來通過對LED封裝技術的獨到見解和對LED顯示屏市場的準確把握,英特來探索出一條創新的LEDSMD顯示屏解決方案,使LED封裝燈珠具有更高的性價比,提高高密LED顯示屏和全戶外LED顯示屏的可應用性。
蘇州君耀
蘇州君耀光電有限公司成立于2005年8月,工廠總面積2300平方米。集研發ā生產ā銷售ā服務為一體,致力于全系列超高亮度、高性能的LED封裝以及高性能LED應用。采用全自動的生產線生產,在產能方面提供諸多保障,君耀光電的LED封裝器件在LED顯示屏領域占有一定的市場份額。
新廣聯
東莞市新廣聯光電科技有限公司是中信控股投資組建的國家級重點高新技術企業,是經商務部、外交部、文化部等六部委認定的國家文化出口重點企業、國家文化出口重點企業,主要從事戶外SMD3535,SMD2828等LED封裝。其全彩表貼產品,采用獨特的杯中杯設計,具有優異的防水效果。