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呂家東:LED封裝設備發展現狀及趨勢

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2018-07-05 作者:東南大學電光源研究中心主任 呂家東 來源:阿拉丁照明網 瀏覽量: 網友評論: 0
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摘要: 從發展規模來看,封裝設備隨行業同步呈現每年兩位數快速增長的態勢,但數率是下降的,近幾年相對處于平穩期。

  從2008到2017年的十年間,設備市場在格局和規模方面都發生了顯著的變化。

  從發展規模來看,封裝設備隨行業同步呈現每年兩位數快速增長的態勢,但數率是下降的,近幾年相對處于平穩期。

  從格局上看,國產設備實現了從起步、追隨國外的發展腳步,到逐步與國外生產設備在市場中分庭抗禮,占有一定的比例,近兩年,我國部分設備已取代市場,滲透率逐年提高。

  以幾個主要的設備為例,除焊線機外,國產固晶機、點膠機以及分光機編帶機在市場上的年銷售收入遠超國外設備。封裝設備的市場銷售總收入每年在30-40億左右。

  這幾大設備里面,國外的主要供應商有ASM,KNS、佳能等,在早期設備發展中是獨霸國內的市場。國內市場起步后,在有些精度要求不是非常高,或者關鍵技術并不是太難的設備上面,比如固晶機、點膠機和編帶機等,達到了90%的新增量。而焊線機替代率則很低,目前國內生產的焊線機屬于低端水平,如果在工藝和精度上面取得突破,在市場上會有比較大的上升空間。

  市場前景預測:

  爆發式增長期已過,LED封裝設備行業市場規模增幅處于下滑趨勢,預測2018年-2020年中國LED封裝設備市場將維持10%~15%的增速。

  Mini-LED在LED顯示行業受到越來越多的關注,封裝設備將出現新的增長點,未來三年小間距1010和0505的封裝設備將有一萬套的需求。

  國產焊線機與國外品牌有30%的價格空間,如果在工藝和精度的難題上有突破,市場具有很大想象空間。

  市場集中度繼續提升,各種關鍵設備有一定出貨量的企業不足五家。

  封裝設備技術發展情況

  發展方向一:高速度、高精度、極限尺寸

  提高固晶機、點膠機速度,實現固晶機UPH 從20K向40K和60K發展,點膠機 UPH 從目前的30K 、40K 到100K的增長,從而提高產能。

  提高XY的定位精度,現在不光是幾個關鍵設備,Y和X兩個方向的精度大概是30-40um,往10-15um的方向發展。

  尺寸的寬適應范圍。如固晶機從現在常用的4-6寸向8寸,甚至12英寸發展。而焊線機向小尺量發展。點膠機,要往越來越小的方向,現在大概是1毫升,向0.01毫升的方向發展。

  封裝設備研發的關鍵技術

  – 高加速度( >15g)下固晶機構動力學分析與優化

  – 高速輕柔鍵合機理、運動生成、微力控制、精度控制

  – 粉膠兩相光介質流變特性、微納升級微滴形成機理、優化流道,多能場(熱、磨擦、變形、熒光粉硅膠阻尼)耦合作用下的噴針運動動力學模型

  – 高速設備( >40k)在線檢測與故障分析系統

  發展方向二:封裝設備向智能化發展

  面向制造執行管理系統(MES)

  面向車間層的生產管理與實時信息集成,現場控制包括PLC、數據采集器、條形碼、檢測儀器、機械手等設置了必要的接口,為封裝企業提高了信息化、智能化、精細化的制造業環境。

  采用基于圖像處理的機器視覺系統

  設備都具備自動上下料、在線檢測與故障分析、晶片自動識別修正、針頭真空自動清洗等功能。

  與國際品牌的差距

  金線焊線機是唯一沒有取得突破的關鍵設備,它的難度在于同時具備高產能與高精度,對工藝的要求非常嚴苛。與國外設備對比,國內在高分辨率XY運動平臺和邦頭精度,高速下熱超聲鍵合工藝方面,超低弧焊接能力、多層線弧焊接能力,穩定性及成品率等方面仍存在差距。

  關鍵部件依賴進口,如高分辨率的機器視覺系統、高精度馬達、高精度直線電機。

  新型封裝設備展望

  隨著技術的不斷發展,比如倒裝的技術出現之后,共晶焊接機、錫膏焊接機應運而生。大功率COB高密度封裝,固晶機,圍壩的點膠機,COB的分光機。EMC和陶瓷封裝的,未來一定有適用于它的的設備出現。還有CSP的芯片級的封裝,一定會有熒光膜的成型設備,壓膜設備,包括真空薄膜涂覆設備。

  關于小間距miniLED和Micro-LED的劃分:

  一個是裸晶尺寸,一個是點間距?,F在的分段形式,現在的關鍵設備是可以用的,大家也在用。在miniLED的時候,由于它的產量的增加,它對每小時單位的生產力要求會越來越高,在原來的要求上要提高精度。還有一個就是Micro-LED,它的封裝形式完全不是我們傳統的固晶、打線的形式,采用薄膜式的巨量轉移。這樣的封裝形式到底會出什么樣的封裝設備,這是值得期待的。

  小間距LED燈珠產品1010規格產品已經普及,0505規格產品量產取得突破,這距離Micro-LED所采用的微米級產品大規模量產只需數年時間。

  能從液晶顯示技術中繼承已經高度成熟的電致發光驅動TFT技術。

  OLED/MicroLED/QLED 各自特點鮮明,哪一個最終成為贏家,不完全取決于技術性能的對比,而是商品內在需求、規模制造的成本、可靠性。


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