COB 封裝製程帶你看!直擊台灣 LED 顯示器模組領導廠:展躍光電科技

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台灣 LED 產業發展蓬勃,無論在技術能力與產業規模上,都在全球處於領先地位,其應用範圍非常廣泛,從汽車照明、交通號誌,甚至應用在 LCD 面板、手機螢幕背光源、LED 顯示面板等。因此產業鏈也相當複雜,從最上游的磊晶片、中游將晶片切割成上萬個晶粒,再送到下游做封裝處理,封裝完成的 LED 依加工類別又再分成 SMD、THT插件、電路板…等,成為各種不同的產品。

這次探訪的「展躍光電科技」屬於 LED 封裝廠,但專注在 LED Display(LED 顯示器)的研發生產,生活中常用的物品,如:紅綠燈、機車儀表板、家電產品、電子儀器…中都有它的蹤影。他們也是台灣少數有研發能力的工廠,不僅開發出全台第一顆模組化機車儀表 LED 顯示器,奠定機車儀表板產業標準,在電動機車發展中其研發技術也佔了重要的關鍵。

究竟 LED 封裝廠都在做什麼?他們又是如何成為產業發展的強力後援?跟著小編一起來看看吧!

台灣少數僅存的 LED Display 生產製造廠

有別於台灣其他工廠大多做 LED 顆粒,展躍光電科技的主力產品是 LED Display( LED 顯示器),其實在一般家電、汽機車儀表板上相當常見,是稱為「 七段顯示器 Seven-segment Display 」的數字元件,另有米字、條狀、點陣等類型的顯示器,亦可拓展成各種客製化圖形與外觀,如:客製 LED 顏色、外觀、數字個數、發光 ICON 個數、大小等,也可以依照產品設計的需求,加入 LED 驅動器的模組化設計,應用非常多元。

展躍原先以供應各式 LED Display 產品、服務歐美家電廠商為主,後因應市場趨勢研發出最世界最薄的 SMD LED Display,以電磁爐應用來說, LED Display 越薄、就可減少上方的玻璃厚度,不僅可降低成本、也可以讓成品變得貼合檯面。有了這樣的選擇也讓展躍的產品在市場上大獲好評,考量中國激烈的競爭與抄襲問題,他們毅然的決定回台設廠。

家電產品設計朝向輕薄化,相關零組件也需要與時俱進!(圖:Electrolux

僅經過十餘年,現在展躍光電科技已成為台灣各大機車品牌、歐洲知名家電品牌、德國醫療新創公司的合作廠,除了技術力,在製作細節與流程上的掌握更是他們成功的關鍵,我們也讓總經理 Rebecca Ouyang 帶領,深入展躍廠區一探究竟。

展躍光電科技總經理 Rebecca
一手創立展躍光電科技的總經理 Rebecca ,在 LED 產業超過 30 年

廠區 COB 封裝製程大公開

走進位於新北市的廠區,一進門就有嚴格的防靜電措施,廠區第一層是 LED Display 的 COB(Chip On Board)  產線,這種製程跟 IC 的封裝有點類似,大致上流程為固晶>打線>封膠>檢測>包裝。

展躍光電科技COB廠區
固晶與打線製程產線

第一步是固晶,機台以高溫加熱的銀膠將超小的 LED 晶片固定在 PCB 板上,讓它形成導電通路,速度非常快速。雖是自動化機台,但仍採一人一機方式,作業員快速的挑出錯誤,也是良率高的關鍵。

進到打線(Wire Bonding)階段,是用極細的金屬鋁線將晶片的正負極與 PCB 板連接起來,同時也要進行拉力和應力測試確保品質,整個過程也是在超高速下進行。

親自帶我們參觀產線的總經理 Rebecca 說:「一般來說拉力測試的鋁線都是用 6g ,但我們供應的產品多是使用壽命長、需要在冷熱環境中的家電或交通工具,所以提高標準到 9g 來拉,信賴度也更高。」

展躍光電 LED顯示器
還沒加上反射蓋之前的 LED 顯示器亮起來就是像這樣

接著初步測試發光、電性後,進到封膠階段(Encapsulation),將膠填充在反射蓋(LED顯示器的外殼)上,跟 PCB 板組裝後,膠就會覆蓋於晶圓及導線上,是真正決定LED信賴度和品質的關鍵。

對於小小的 LED 來說,膠在溫度改變時收縮產生的應力是非常大的,甚至會把線和晶片整個扯斷,因此膠的品質與封裝的製程控制的適當就可以在有限的厚度下,做出超薄成品,更可避免漏光和變形產生。

展躍光電科技很擅長做「半封膠」的產品,使用熱壓方式組合上蓋,可以讓產品信賴度更高,也因為有這個製程才能做出全世界最薄的 LED 顯示器。

走到樓下,展躍還有一條 SMT (Surface Mount Technology)表面貼焊產線,主要用來做模組化產品的組裝,可把電阻、電容、電晶體等一起安裝到印刷電路板上。「雖然台灣 SMT 很容易找到配合廠,但 LED 其實有點特殊性,除了基本的靜電防護要求,還需要分光分色、面板的均勻度也都很重要,所以我們自己建產線,比較能針對各項細節來要求。」

展躍光電 SMT 打件產線
SMT 打件機、迴焊爐都是近期才建置的喔

每個出爐的 LED 顯示器將近行全面測試,除檢視外觀正常之外,將針對亮度、顏色等光學特性及電性測試之外,每年也會依計畫或對新產品將進行信賴度測試,透過各項環境壓力測試,確保成品信賴性與優質的表現。

LED 顯示器測試
亮度測試是在暗房中進行,看能清楚看出是否有漏光情形

MIT 品質 × 不斷提升的研發能力

LED Display 看似是個簡單的元件,但其中的細節可是相當多的,以看似單純的家電產品應用而言,過去一直是美國、瑞典家電領先品牌合作廠的展躍說:「家電廠最重要的數字就是『105°C』,產品要能夠在這個溫度的環境操作,以家電大廠常用的TCP240測試條件來說 我們的產品不但可以通過測試, 還可以比要求的測試期間多耐一倍或二倍時間,這就是我們一直不斷提到的『信賴度』。」

即使已經獲得各大廠的認證,但展躍也坦言以家電來說,大品牌要自建相關產線並不困難,因此他們也不斷「超前部署」,很早就著手投入研發,不斷拓張成品應用的可能。「光是 LED Display 算是比較容易的,但現在的產品都要求輕薄,內建 LED Driver 可大幅減少所需 PIN 腳和母板的電路複雜度,這樣『模組化』產品就是重要的趨勢。」因此,展躍光電科技公司內也擴編 IC、電路相關工程師,透過每一次與國外的研發合作,不斷的提升技術能力,提供整體模組的設計與生產,讓產品更加穩定。

研發經理 Jarvis Yang
研發經理 Jarvis Yang 細心和我們講解各種客製品差異和設計重點

展躍當年不僅開發出全台第一顆機車儀表板 LED Display 模組,成功讓機車儀表板變得更絢麗,成為行業的基準,近年電動車的趨勢,展躍也在其中貢獻研發能力。「雖然我們已經有豐富的儀表板開發經驗,但進到電動車才知道 LED 居然會受到電子元件的干擾,連儀表板廠商都沒見過這種情況,當時真的面臨很大的挑戰,不斷設計、改正後才有現在穩定的品質。」現在的展躍供應台灣各大電動機車儀表板 LED 顯示器,據說最高紀錄一款車單月可以出貨上萬件。

「台灣以前是 LED 王國,現在幾乎都外移了,供應鏈大多由中國廠商取代,但我認為我們和中國工廠最大的差異,就是『溝通』和『研發』,想辦法解決這些問題,就是我們最大的價值。」因此,展躍除了家電、機車之外,也跨足醫療、創新領域,協助德國、台灣等團隊開發各項智慧醫療感測產品,並擴大應用範圍,協助頂級汽車品牌開發 LED 儀表板模組、德國創新公共交通設施等顯示器研發,從 LED 顯示模組到觸控 IC 等,不斷跟隨著最新趨勢。

整體來說…

這十幾年來台灣一直必須面對中國的價格競爭,LED 相關產業也外移嚴重,展躍雖然成立時間不長,但作為台灣少數的 LED 顯示器模組製造商,擁有相當完整的製程,設備也不斷擴充,即使是大量的標準品零件,販售的產品也全面品檢,並能承諾客戶達到 350ppm(一百萬件中僅350件不良) 的品質水準,對於新的產品、應用也非常願意投入,非常難得。

Rebecca(右)一眼就看出其中一個綠色有些不均 ?!(未量產商品以馬賽克處理)

雖然每次訪問台廠的經營者都非常謙虛,都覺得技術每間都差不多,但其實從細節中就能了解到他們有高度競爭力的原因,像總經理 Rebecca 親自解說各項製程時,不僅能親切的叫出每個員工的姓名,也對每項產品細節瞭若指掌,對同時生產中的三、四個專案進度和細節掌握度超高,這也是他們屢受國外大廠委託研發重任的原因吧!

展躍光電股份有限公司成立於 2009 年,是一家專業的 LED 顯示器製造商,主要的產品包括表面黏著式包裝的發光二極體(SMD LED),指示燈直插式發光二極體(LED THT Lamp),發光二極體顯示器(LED DISPLAY),亦可協助開發更多元應用及提供建議方案。

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最後修改日期: 23 3 月, 2021