mLED微間距低溫封裝錫膏錫膠深圳福英達分享：不一樣的LED技術(shù)-特斯拉燈光技術(shù)解密
mLED微間距低溫封裝錫膏錫膠深圳福英達分享：不一樣的LED技術(shù)-特斯拉燈光技術(shù)解密
錫膏_焊錫膏_超微焊料_助焊膏生產(chǎn)商-深圳福英達是一家集錫膏、錫膠及合金焊粉產(chǎn)、銷、研與服務(wù)于一體的綜合型錫膏供應(yīng)商, 是工信部焊錫粉標準制定主導(dǎo)單位，產(chǎn)品涵蓋超微無鉛印刷錫膏，超微無鉛點膠錫膏，超微無鉛噴印錫膏，超微無鉛針轉(zhuǎn)移錫膏，超微無鉛免洗焊錫膏，超微無鉛水洗錫膏，高溫焊錫膏，中高溫焊錫膏，低溫焊錫膏，7號錫膏、8號錫膏，低溫超微錫膠，中高溫錫膠，各向異性導(dǎo)電膠，金錫錫膏，金錫錫粉，多次回流錫膏，激光錫膏，微間距助焊膠，高溫?zé)o鉛錫膏，低溫錫鉍銀錫膏，低溫高可靠性錫膏，無鉛焊膏錫鉍銀錫膏/膠，SAC305錫膏，低溫高可靠性錫膏&錫膠，無銀&錫銅錫膏，超微焊粉，Low alpha無鉛焊料，Low alpha高鉛焊料，SMT粉，定制焊料。擁有從合金焊粉到應(yīng)用產(chǎn)品的完整產(chǎn)品線,可制造T2-T10全尺寸超微合金焊粉的電子級封裝材料。
2021年12月24日，特斯拉為車主們推出重磅更新，車機v11全新UI和FSD Beta V10.8版本，更新后車主驚喜發(fā)現(xiàn)增加了燈光秀功能，其中前大燈打出“TESLA”的圖案時，讓人甚為驚嘆。一部分原因是此前特斯拉并未在宣傳中強調(diào)此事，讓人看到此種情形，瞬間驚喜萬分；另外一部分原因是，不管是矩陣式LED大燈還是激光大燈，基本是“燈廠”-奧迪的噱頭，由于成本高昂，加裝費用不菲，離普通消費者還比較遙遠，而特斯拉在二三十萬起步的Model3和ModelY車型中標配，應(yīng)該說是比較良心的。與朋友圈中的熱鬧展示相反的是，特斯拉行事如此低調(diào)，讓人覺得此事絕非簡單。
筆者從事LED行業(yè)多年，出于技術(shù)上的好奇，通過多方查證相關(guān)公開資料，希望能還原了特斯拉前大燈光源的技術(shù)路線。
TESLA大燈效果
公開資料顯示，特斯拉的車大燈由德國著名零配件供應(yīng)商HELLA制造，其中發(fā)光單元的供應(yīng)商為三星電子。
2021年4月，三星半導(dǎo)體發(fā)布新一代車載光源 PixCell LED 模組，此產(chǎn)品將應(yīng)用于汽車的智能大燈。
三星半導(dǎo)體表示，最新研發(fā)的 PixCell LED 是適用于車載智能大燈的超小型 LED 解決方案，通過更小的發(fā)光面積和明暗對比，可以實現(xiàn)照明控制。
此外，三星的產(chǎn)品將發(fā)光面積減少到普通智能大燈的 1/16，使整個燈的體積變小，有助于提高汽車燃油效率，還增加了車燈的設(shè)計靈活度。
PixCell LED模組（圖片來源：三星電子官網(wǎng)）
從國內(nèi)研究機構(gòu)-車燈研究院發(fā)布的拆解分析看，特斯拉確實采用的是三星電子的PixCell LED技術(shù)。因此，有必要深挖一下該技術(shù)。
特斯拉車大燈拆解光源（圖片來源：車燈研究所）
PixCell LED為了提升顯示效果，防止相鄰光源串擾，每個像素之間設(shè)立了硅墻隔板。
PixCell LED（圖片來源：三星電子官網(wǎng)）
從最終的顯示效果看，PixCell LED中的每個像素單元實現(xiàn)了單面出光效果。根據(jù)以往的認知，能夠?qū)崿F(xiàn)這種發(fā)光效果的，芯片段主要是薄膜型芯片，例如垂直型薄膜芯片、倒裝型薄膜芯片（TFFC）芯片等；封裝端也可以采用倒裝芯片+CSP（Chip Scale Package）技術(shù)，將芯片四周的光通過白墻的遮擋和反射，使得側(cè)向光反射到正面，也可以實現(xiàn)單面出光的效果。
錫銀銅SAC錫膏 錫銀銅 SACS錫膏 錫鉍銀SnBiAg錫膏 錫鉍銀銻SnBiAgSb錫膏 錫鉍銀SnBiAgX錫膏 錫鉍SnBi錫膏 BiX 錫膏 金錫AuSn錫膏 錫銻SnSb錫膏 含鉛 SnPb錫膏 各向異性導(dǎo)電錫膠 微間距助焊膠
PixCell LED看起來與CSP技術(shù)似乎有類似的地方，不過是用硅墻取代了白墻(鈦白粉等高反射材料)，且從宣傳的示意圖看，硅墻高度更高、熒光膜在硅墻上并沒有覆蓋。這種設(shè)計，實際是減少了像素串擾，提高了像素的分辨率。
為了進一步弄清PixCell LED是如何實現(xiàn)的，我們多方查詢，最終查詢到了三星最近公開的一件專利：
公開專利號：US17373038
專利名稱：LIGHT-EMITTING DEVICES HEADLAMPS FOR VEHICLES AND VEHICLES INCLUDING THE SAME
該專利詳細介紹了PixCell LED核心發(fā)光器件的基本設(shè)計理念：
基本設(shè)計思路采用倒裝薄膜芯片技術(shù)(TFFC)以及晶圓級封裝（WLP）理念。
硅襯底1000通過腐蝕形成硅墻120
并在硅墻側(cè)壁制作了反光層72
硅墻內(nèi)填充了光轉(zhuǎn)材料74，實現(xiàn)了晶圓級封裝
實際TFFC的電極是通過引線引出的，這種設(shè)計超越了TFFC的設(shè)計范疇，將晶圓級封裝技術(shù)又向前推進了一步。
從工藝流程和最終設(shè)計看，三星PixCell LED采用的是硅襯底外延工藝，芯片架構(gòu)采用帶有硅墻的類TFFC結(jié)構(gòu)，通過晶圓級封裝Wafer Level Package（WLP）技術(shù)做成白光芯片。
盡管專利中并沒有局限在硅襯底，但實際藍寶石和碳化硅襯底都比較難具備這種襯底選擇性去除的效果，以及硅襯底天然不透明，有利于防止相鄰芯片串光干擾。
該專利呈現(xiàn)的內(nèi)容具備較高的創(chuàng)新性，可以拓展開發(fā)者的視野，該方案對長期從事薄膜芯片開發(fā)的從業(yè)者來講，實現(xiàn)起來可能并沒有想象中的復(fù)雜，但確實比較新穎。當然，要達到車規(guī)級，且打入前裝市場，應(yīng)該是要花不小精力和投入。
與目前比較成熟的藍寶石和碳化硅上氮化鎵外延相比，該方案采用的GaN-On-Si（硅上氮化鎵）外延技術(shù)，由于氮化鎵與硅晶格失配較大，導(dǎo)致該技術(shù)路線生長的氮化鎵晶體質(zhì)量較差。晶體質(zhì)量上的差距在一定程度上會體現(xiàn)到可靠性和性能上。從用戶反饋看，特斯拉車主升級燈光秀后個別存在大燈燒毀的問題，不排除或許與此相關(guān)。
從某種意義上講，三星的PixCell LED能夠得到頭部車企的認可，打入汽車前裝市場，對基于硅襯底的GaN-On-Si技術(shù)來講，絕對是一個具備里程碑意義的事件。
也許特斯拉事先知道GaN-On-Si技術(shù)方案存在一定風(fēng)險，但確實可以實現(xiàn)更小的發(fā)光面積和明暗對比。因此，特斯拉采用該技術(shù)符合其一貫的技術(shù)驅(qū)動的行事風(fēng)格。
PixCell LED除了采用GaN-On-Si技術(shù)外，還結(jié)合了Wafer Level Package(WLP)、Thin Film Flip Chip(TFFC)、Drive On Board(DOB)等技術(shù)，并將其向前進行了演化和推進。PixCell LED是三星電子在發(fā)光芯片領(lǐng)域和半導(dǎo)體領(lǐng)域交叉創(chuàng)新的結(jié)晶，其創(chuàng)新視野和創(chuàng)新能力值得國內(nèi)廠商借鑒和學(xué)習(xí)。
當然，GaN-On-Si技術(shù)不是實現(xiàn)矩陣式LED大燈的唯一途徑，例如以激光剝離技術(shù)來實現(xiàn)TFFC芯片，國內(nèi)乾照光電、三安光電、易美芯光等在薄膜性芯片領(lǐng)域深耕多年，利用成熟的藍寶石激光剝離技術(shù)，也可以有對應(yīng)的方案呈現(xiàn)。且從光效和可靠性方面來講，基于藍寶石激光剝離技術(shù)的薄膜芯片會比硅襯底LED技術(shù)更加具備優(yōu)勢。
來源：LEDinside
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