前言：
近年來，隨著芯片、材料、設備、工藝等科技的飛速發展，LED顯示技術作為一項重要的信息展示技術，正經歷著革命性的變革。在眾多創新中，無支架去引腳集成封裝技術以其獨特的優勢和地位引起了廣泛關注，成為推動LED顯示技術邁向新時代的引領力量。追求無支架是我們的終極目標，去引腳則是我們為實現這一目標而付出努力的過程。其實，無支架去引腳集成封裝技術對我們來說并不陌生，早在2010年，直顯行業中首次出現了COBIP（Chip On Borad Integrated Packaging）技術專利和應用，而該技術就是去支架引腳化集成封裝技術的初級形態。文章中強調“無支架去引腳”的原因在于我們在進行集成型COB產業技術實踐的過程中發現了許多有趣的問題和現象。其中一個重要的發現是：“LED顯示面板的可靠性與封裝器件的支架引腳數量有重要的相關性。要想徹底解決LED顯示面板的過多失效問題，最好的主動性解決方案就是封裝技術去支架引腳化。支架引腳去得越徹底，面板失效問題就解決得越好。”這也是我們在研究中獲得的一項重要認知。
圖一、LED直顯行業的兩種封裝體系技術
迄今為止，LED直顯行業涌現出兩種以封裝技術為主導的產業體系化技術，分別是支架引腳型單器件封裝燈驅分離體系技術和無支架去引腳集成封裝燈驅合一體系技術,如圖一所示。通過對COBIP技術的深入實踐研究，我們深感有必要對直顯行業的封裝技術進行體系化分類。相較于傳統的支架型技術，新體系技術正嶄露頭角，為COBIP技術提供理論支撐，同時揭示COBIP技術產業化向前發展的內生動力本質。支架型體系技術已主導了行業30多年的發展，而未來幾十年的趨勢將由無支架型體系技術主導。從分離走向集成不僅僅是主旋律，更是LED顯示技術的必由之路。封裝體系技術的研究題目宏大，我們期待未來能與大家一同深入專題研討。本文重點簡要介紹無支架去引腳集成封裝技術的核心內容。
縱觀LED直顯產業鏈我們迎來了物聯網5G環境下4K和8K顯示時代的到來，同時Mini LED和Micro LED的微間距顯示技術也帶來了工藝瓶頸挑戰。各大平臺與之相關的產品和產業化標準已將LED顯示面板的最重要、最關鍵的基因性評價指標提升至百萬級。在國家實現雙碳目標的奮斗需求、資源節約型社會發展需求和各種新型顯示技術應用形態的出現下，企業產品進入民用消費級市場的決心也日益凸顯。在這樣的大環境下，我們不禁要問，封裝技術如果不搞“無支架去引腳”，是否足以滿足未來的發展需求呢？
一、技術的核心特征
1. 設計特征
無支架去引腳集成封裝是一種體系化技術，采用集成化設計理念。其設計特征核心在于將LED顯示面板的底層支撐技術，如LED芯片、驅動IC芯片、PCB線路板等進行深度整合，實現了燈驅和顯示像素的一體化設計。獨特之處在于去除了傳統設計中器件類封裝技術所采用的支架和引腳元素，摒棄了燈驅分離的架構方案。LED芯片和驅動IC芯片能夠更加緊密地結合在一起，實現了燈驅合一或燈驅同像素內合封架構方案，從而提高LED顯示面板的整體集成度。
2. 工藝特征
傳統體系技術LED顯示面板的生產工藝采用封裝后的器件級焊接技術。相較之下，新體系技術LED顯示面板的生產工藝采用封裝中芯片級的焊接技術。這種工藝不僅前置性處理了焊接工藝和一次通過率的問題，而且具有更高的精密度挑戰性。
圖二、裸晶芯片級高精度固焊COBIP技術
3. 產品特征
新體系技術LED顯示面板是一塊板的燈驅合一或燈驅合封集成架構，而非傳統體系技術的兩塊板的燈驅分離架構。
4. 產業特征
相較于傳統體系技術產業，新體系技術具有更高的產業集成度。第一代COBIP技術實現了行業內的產業環節縱向集成，即封裝企業與顯示屏制造企業的集成化生產。第二代COCIP技術更進一步，可以實現行業間的跨產業橫向集成，即直顯行業COBIP企業與驅動IC行業封裝企業的集成化生產。
二、優勢
1. 理論優勢
1.1 理論框架完備
通過對COBIP技術的系統總結，新體系技術形成了理論核心——"去支架引腳化"及相對完整的理論體系。這為未來在該體系框架內演化的代差技術及產業化發展提供了理論依據。
1.2 技術演化的想象空間
COBIP技術作為新體系技術框架內的第一代技術，是新體系技術發展的初級形態和未來發展的門檻性技術。第二代技術，如COCIP和CNCIP，完成了COBIP技術未能解決的問題，即將驅動IC裸晶化，實現了全去支架引腳化目標。未來在新體系技術框架內代差技術演化的想象空間仍然巨大，但都會遵循無支架去引腳集成化的理論原則。
2. 技術優勢
2.1 解決傳統技術面臨的瓶頸
傳統體系技術在應對新型顯示技術的要求上已觸及發展天花板，而新體系技術則可繼續推動產業發展。其優勢體現在解決LED顯示面板失效、導熱、散熱、光衰減等問題上，提高了產品的可靠性、導熱性和光學一致性效果，同時改善了視頻信號處理的動態響應速度，LED顯示面板具有完美的熱均分布，顯著改善了顯示畫質。
2.2 產品特性的改變
隨著新體系技術的不斷演化，LED顯示產品的性狀將發生根本性的改變，變得更加輕薄、柔性、可透明，演化至終極目標——薄膜顯示材料。LED顯示產品不再局限于傳統的屏顯技術，而是朝著貼顯、牌顯、袋顯、可穿戴顯示、卷軸顯示和膜顯等多元化應用形態發展。
圖三、 無支架去引腳集成封裝CNCIP技術
3. 產業化優勢
3.1 資源利用效率提升
新體系技術在產業內的縱向和橫向集成化整合能更好地利用人、材、物資源，符合社會發展需要的資源節約型產業，實現標準化、智能化、規模化、脈動化、定制化和集約化協調平衡。
3.2 高質量發展
實現產業的標準化和規模化發展，提高產品質量，降低產品成本，是新體系技術在產業化中的優勢。這將推動LED直顯行業邁向高質量發展。
4. 社會發展優勢
4.1 節約社會資源
采用新體系技術的產品在碳軌跡評價和社會資源節約效果方面具有明顯的優勢。新體系技術有望更好地實現國家實現雙碳目標的奮斗需求，得到國家產業政策的大力扶持。
5. 市場優勢
5.1 拓展消費級市場
新體系技術的可靠性、低成本和多元化應用形態將使LED直顯行業的產品更易進入民用的消費級市場，從而拓展市場規模，使產業規模不再停滯在幾百億。
5.2 高可靠性產品
隨著新體系技術的推動，LED直顯產品將變得更加可靠，產品質量和產業規模不再成為矛盾，從而更好地滿足市場需求。
三、標準與基因性評價指標
1. 標準
新體系技術積極參與LED顯示產品標準的制定工作，已涉及的團體標準有：
l《Mini LED商用顯示屏通用技術規范》T/SLDA01-2020
該標準首次采納了LED顯示產品按封裝體系化技術分類，具有劃時代意義。
l《綠色低碳產品評價技術規范Mini LED顯示屏》T/CIET 224-2023
l《產品碳足跡評價導則Mini LED顯示屏》T/CIET225-2023
l《車載光信息交互系統通用技術規范》T/GOTA005-2022
未來，新體系技術將繼續參與更多LED顯示產品標準的制定工作，拓展和完善相關標準。
2. 基因性評價指標
基因性評價指標用于檢驗LED顯示面板的可靠性和抗失效能力，類似于人體強弱與基因因素的關系。這些評價指標對LED顯示面板所使用的封裝體系技術具有重要意義。
l總失效率評價標準
建議采用總失效率作為評價指標，包括板前失效率（像素失控率）和板后失效率（驅動IC失控率），參看圖四。
圖四、關于LED顯示面板的總失效研究
公式：總失效率 = 板前失效率 + 板后失效率
l產品出廠時評判標準
建議總失效率控制在以下范圍：
總失效率（（0-9）/PPM）= 像素失控率（（0-4.5）/PPM）+ 驅動IC失控率（（0-4.5）/PPM）
l產品使用10000小時后評判標準
建議總失效率控制在以下范圍：
總失效率（（10-30）/PPM）= 像素失控率（（5-15）/PPM）+ 驅動IC失控率（（5-15）/PPM）
l關注團體標準中的評價標準
我們關注到在上述的T/SLDA01-2020團標中，這一指標比我們建議的還要嚴格，只是遺憾地缺失了驅動IC失控率的評估指標，我們想在后續的標準增定時應該會給予考慮。參見圖五。
圖五、T/SLDA01-2020團標中的像素失控率指標評估標準
3. 未來展望
新體系技術將繼續擔任標準制定的積極角色，參與更多LED顯示產品標準的制定。此外，提出的基因性評價指標標準建議有望在新時代高質量發展中起到推動作用，全面而科學地評價LED顯示面板的可靠性，使產業進入百萬級（個位數/PPM）新時代。
四、對COB技術的再認知
從封裝體系技術的發展角度，對COB技術在LED直顯行業的兩種發展路線進行再認知，參見圖六。
圖六、COB封裝在LED直顯行業的兩條技術路線
1. COBLIP（Chip On Board Limited Integrated Packaging）
這是COB技術的一種發展路線，被稱為COB有限集成封裝技術。在這種技術中，使用COB在燈板上做像素集成封裝，形成帶有支架和引腳的獨立封裝器件。然后，將該器件焊接到帶有驅動IC器件和電路的PCB板上。這屬于支架引腳型單器件封裝燈驅分離體系技術框架內的COB技術。典型的例子包括2007年出現的三合一全彩點陣模塊技術和2016年以后出現的IMD或Nin1技術。這些技術被簡稱為器件型COB技術。
2. COBIP（Chip On Board Integrated Packaging）
這是另一種COB技術的發展路線，采用在一塊PCB板上使用COB進行多像素集成封裝，并在同一塊PCB板的另一面焊接驅動IC器件。這實現了一塊板的燈驅合一集成封裝技術，屬于無支架去引腳集成封裝燈驅合一體系技術框架內的第一代技術，簡稱為集成型COB技術。
3. 對兩種COB技術的評價
通過對LED顯示面板失效和實案數據的研究，發現器件型COB技術與集成型COB技術在像素失控率指標評價上存在顯著差異。器件型COB技術通常只能達到十萬級，即50/PPM左右，而集成型COB技術則具備進入百萬級（（0-9）/PPM以內）的能力。
關鍵觀點：
lLED顯示面板的可靠性與封裝器件的支架引腳數量的多少有重要相關性。
l器件型COB技術雖然在去引腳上有改良，但仍未擺脫支架型體系技術框架的束縛。
l集成型COB技術在產業發展上取得了令人振奮的進展，尤其在Mini LED直顯產品方面表現出色，內生動力是其采用了去支架引腳化集成封裝技術。
l集成型COB技術+RGB全倒裝芯片組合方案目前被認為是實現Mini LED直顯產品最佳的技術路線。
4. 展望與警示
l從新體系技術發展看，集成型COB技術僅是一個入門級的門檻技術，并不是終極高階目標方案。
l需要客觀、理性、公正地看待集成型COB技術，既看到其內生成長動力，也看到其存在的不足，不可將其過分神話與Micro LED產品劃等號。
l集成型COB技術尚不具備實現Micro LED產品的能力。
通過認知COB技術在LED直顯行業中的發展，可以更好地理解其技術特點、局限性以及未來的發展方向。
五、技術面臨的挑戰和對未來發展的預測
1. 技術面臨的挑戰
盡管無支架去引腳集成封裝技術在直顯Mini LED產品領域取得顯著成果，但仍然面臨一些挑戰：
l制造復雜性增加： 高度集成化設計可能增加制造過程的復雜性，對工藝提出更高要求。
l散熱效果： 如何在保持高度集成化的同時確保產品的散熱效果是需要解決的問題，尤其對于高亮度、高功耗的顯示產品。
這些挑戰需要產業在材料、設備和工藝方案上深入協調配合，尋找突破點來解決，但已經引起全球性關注，產業正在共同努力應對。
2. 對未來發展的預測
站在體系技術的高度看問題，我們認為：”未來行業的發展方向還是由封裝技術所主導“。在以COBIP技術作為Mini LED產品底層支撐技術發展影響力的帶動下，2020年會成為直顯行業發展的重要歷史時間節點。從這一時刻起至2030年這10年期，我們看到行業體系技術正經歷由分離走向集成的交疊過渡期，也是產業技術由低端向高端轉型的黃金期。這一時期行業各種慨念技術撲面而來，令人眼花繚亂，難辨真假、無所適從。行業同仁展現出的激進、迷茫、焦慮、恐懼的心理狀態是很正常的表現。封裝技術體系化的分類思想和方法或許能幫您了解過往、理清思路、看清方向。過渡期的頭半程，即前5年，集成型COB技術微小間距顯示產品的產業規模預計將超越傳統技術。在其推動下，這些產品將攜帶新的體系技術優勢和年均成本價格優勢，走入更多通用和專業應用領域。如集成型COB車載后窗透明廣告貼顯示產品應用于國內外戶外移動傳媒運營領域，見圖七。集成型COB戶外小間距和常規間距顯示應用領域，集成型COB室內、半戶外、戶外和租賃的高亮度、低功耗、低衰減、抗磕碰高端透明顯示應用領域以及需要集成型COB的高可靠性和低維護率特性的專業顯示應用領域。過渡期的后半程，集成型COB技術的產業規模發展將出現加快趨勢，迭代應用向傳統的LED顯示領域快速滲透和不斷開拓出更多的新應用領域。這一期間發展速度或許會出現指數級的變化。10年期后行業產業技術迭代基本完成，將步入后COB集成時代。無支架去引腳集成封裝技術將會深入人心。
無支架去引腳集成封裝以其自身強大的技術能力與優勢帶動、整合和集成產業資源，提高生產效率、降低成本和提升產品性能。在新體系技術的加持下，LCD行業和LED直顯行業會出現相互融合的現象，Mini LED和Micro LED技術會更加成熟，新體系技術會外溢它的影響力，更多地被用到LCD的背光板制造上，產業規模急劇放大，它們將會帶動高端的商業顯示、電視、監視器等領域實現新技術的普及化應用。也會為戶外傳媒、智慧城市，建筑與顯示帶來更多的協調一致的充滿美感的顯示應用解決方案，推動LED顯示技術的升級。與智能化和互聯網化技術相結合，LED顯示技術與產品將實現更多的智能化功能，提升用戶體驗。新體系技術的一塊板集成架構理念，將會使用更加環保的材料和工藝，顯著降低能耗、節約資源和減少對環境的影響。新體系技術的獨特優勢和產品應用形態，將會快步拓展進新的應用場景，如AR/VR、無人駕駛、車載光信息交互、智能家電與家居、可穿戴顯示、可粘貼顯示、便攜帶智連拼接顯示、離線綠能節電顯示、卷簾顯示、無人機舞美與高空3D顯示等軍用和民用領域。
圖七、集成型COB技術車用后窗透明廣告貼產品用于車載移動傳媒運營
一旦進入后COB集成時代，隨著設備、工藝技術能力的進一步提升，材料、無線通信、光感微供電等技術的不斷進步，在可以預見的時間內，我們認為：“至少還應有兩種技術會被無支架去引腳化地集成到那一塊神奇的板上來，屆時就會出現我們所說的終極理想目標膜顯技術卷材產品，人們可任意裁剪隨意粘貼的顯示材料。今天我們隨處可見的晶膜屏概念產品要想達到這個目標，還有很長的路要走，需要底層技術和工藝技術的共同努力突破。總之實現目標已不再是夢想。
結語：
如前文所述，必由之路絕非空言，期望行業同仁認真對待。無支架去引腳的集成封裝技術作為新型LED顯示技術的重要組成部分，以其獨特的技術特征和廣泛的應用前景，正在引領LED顯示技術的發展方向。面對種種挑戰，我們將持續努力，不斷推動這一技術的創新和突破，為LED顯示技術開創更為輝煌的明天貢獻我們的力量。
請注意，本文僅代表個人觀點，旨在拋磚引玉。如有不妥之處，敬請批評指正。同時，希望行業同仁能夠從中獲得啟發和幫助，共同促進LED顯示技術的進步。
