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变废为宝,绿色制造,LED显示屏行业大有可为

2019-03-20

本文作者李熹霖老师,是LED显示应用行业德高望重的老专家,长期致力于LED显示应用行业的发展与进步,深受行业各界人士尊敬与爱戴。李老虽然已经退休,但仍为LED显示应用产业殚精竭虑,思索行业如何更快更好地发展。本文反思LED显示屏制造过程中应如何变废为宝的问题,并提出LED显示屏工艺改进构想,更是倡议行业集思广益,共同致力于降低耗材,更新制造工艺,值得行业各界特别是相关领域的企业深思。

  不久前,网传的一则信息让我们受到极大的震撼 ——

  2019年2月8日东京奥运会组委会宣布,他们已基本集齐2020东京奥运会5000枚奖牌所需的金银铜。并称,这重达七吨的真金白银黄铜,全部提炼自废弃的手机电视机冰箱等电子垃圾。东京奥组委的回收目标是黄金30.3kg ,白银4.1吨,和铜2.7吨。截止二月初,已完成黄金93.7%,白银85.4%,铜*。预计*迟3月底所有目标将全部达成。



  (东京奥组委奖牌样式 图片来源网络)

  历届奥运会举办国,都需要动用大量的金银铜矿。2004年雅典奥运会,共用了13kg 纯金,1吨白银和一吨黄铜。2008年北京奥运会,没有公布具体数据,但奖牌总数差不多,材料的需求量也应该差不多,而且北京奥运会奖牌还采用“金镶玉” ,除了金银铜之外,还添加了和田玉,也是贵重的材料。

  其*令人震撼的是,这么多贵重金属,他们都是从收集到的废弃电子产品中提取回收的。实事求是地说,东京奥组委的变废为宝的思路和办法,以及所取得的成就让我们敬佩和赞叹。同时也深深地思考,差距在哪里?我们的现状如何?我们应该做些什么?

  众所周知,由于技术发展,电子设备迅速更新换代,大量淘汰的家电产品如果没有妥善的处理,变成电子垃圾,必然造成生态环境的恶化,这是世界性的难题。我国人口世界排*,经济发展和人民生活水平提高速度也是世界排*,各种垃圾包括电子垃圾围城的现象也格外突出,已经成为严重的生态环境问题。这也是人民群众反应十分强烈的问题之一。

  党和国家一贯重视生态文明建设。也采取了各种措施,但是情况的改善有限。近日,全国人大审议中再次强调,要保持加强生态文明建设的战略定力,探索以生态优先、绿色发展为导向的高质量发展新路子。全国各地各行各业都应该统筹好经济发展和生态环境保护建设的关系、努力推动生态文明建设迈上新台阶。

  LED 显示屏行业是贵金属的使用大户。成千上万的像素,使用的LED 发光二极管和控制驱动电路,都少不了金银铜铝和其它特殊材料;有多大的屏幕就有多大的印制电路板,小间距屏幕还必须使用多层印制板或铝基板。和其它电子设备一样,显示屏也在迅速地更新淘汰,淘汰报废的显示屏同样也成为亟待处理的电子垃圾。虽然LED显示屏总成厂商在使用无铅焊接后可以认为是不破坏环境的,但在上游的LED发光二极管、印制板和各种塑料金属部件配件的生产加工过程有许多会对环境造成一定的影响,尤其印制板的生产更是如此。

  那么,我们是不是应该考虑一下,如何有效预防和治理呢?应该说我国LED产业是重视环保的。近年在绿色节能方面做了大量工作,国家制定有标准,但是在产业和电子垃圾造成的环保问题方面,还没有真正有效的办法和政策法规。

  为此,我真诚地向业界的企业家技术专家和富有工匠精神的员工们呼吁,一起来抓好这件利国利民造福子孙后代的大事!

  回收处理电子垃圾无害化处理,并且进一步变废为宝提取有用的原材料是一件非常重要非常有意义而又非常复杂的工作,其科技含量非常高。需要很大的资金和人力投入。呼吁有责任感有能力的企业家,担当起这个重任。据说有知名企业已经布局和着手进行这样的工作,我们要为他们点赞!让我们一起在创造LED显示应用的大国强国的同时,也为保卫我们的青山绿水蓝天白云做出应有的贡献!



  不揣冒昧,我在这里提出几点设想,完全是抛砖引玉。

  1、能不能设想,摒弃使用的几十年的印制电路板及其生产方法。把材料的消耗降低。印制板的出现,曾经开辟了电子设备制造的新时代,极大的提高生产效率和设备的使用性能和可靠性,但是从材料的消耗来说,把一张完整的覆铜板通过化学腐蚀的方法变成一些线条和接插件或安装器件的焊盘。其铜材的利用率极低,腐蚀、清洗、电镀等化学方法还会造成极其严重的环境破坏。LED显示屏的像素必须安装在印制板上,多大的屏幕就要有多大的印制板,小间距屏幕还必须使用多层印制板或铝基板,即数倍于屏幕面积的印制板。这个局面真的不能改变吗?能不能使用现在的3D打印的方法在一块基板上打出所需的导线接插件和焊盘?进一步在mini LED显示屏 和micro LED 显示屏中能不能用3D打印方法制造基底,取代现在的陶瓷和塑料基板?显然,运用这种办法制造曲面屏会变得非常简单,目前只能用小块平板拼接的方法近似地做成的曲面屏幕并不能完全满足需求。利用3D打印方法就可能制造任何形状的显示“屏”!

  2、在LED 发光二极管的制造中,怎样才能把金属耗材降低限度?直插式的灯管是大家*熟悉的,它的材料利用率低是公认的。直插式灯管需要支架,金丝电极,铜镀银引脚,而在使用中总是要把引脚剪短,造成浪费。从各个方面来看都是将被淘汰的形式。它被SMDLED 取代是必然趋势。但是直插式灯管*的好处是防护性能好。而SMDLED 的在恶劣环境下的防护性能还不够好,因此应该大力提高户外型SMDLED 和装成的屏幕的三防性能。目前有不少SMDLED 户外屏尽管厂商声称具有IP66甚至IP68 的防护能力,可惜真正经得起考验的还不多,有必要深入细致地进行研究和试验,攻克这个难关。同样,进一步提高SMDLED 的材料利用率,也有可用武的空间。

  3、对于小间距显示屏合适的制作方法莫过于采用COB 工艺。电子工业的发展,产品小型化集成化是发展的趋势,摩尔定律就反映了这个过程。特别是在间距小于2mm的mini LED和micro LED显示屏的制造中,COB工艺无疑是十分适合的制造工艺。它直接把LED 芯片(chip) 装焊到印制板的焊盘上,减少了连接层次,也避免了回流焊可能造成的损伤。有利于提高产品的稳定性可靠性。目前COB工艺制作的显示屏确实还有一些不尽人意的地方,例如墨色一致性不如SMDLED 模组等,厂商应该下功夫提高和改善。用SMD模组方式只是过渡方式。在经济全球化激烈竞争的时代,必须把眼光集中到高的境界,才能屹立于群雄之上。

  小间距和mini LED 、micro LED 显示屏采用倒装LED chip 和COB 工艺是*好的方式。直插式LED灯管显示屏是分立器件阶段,适用人工或自助插装生产,SMDLED芯片显示屏是小规模集成阶段,适用表面贴装技术,自动贴装回流焊生产,而到了mini LED和micro LED阶段,已经进入微组装微电子学的范畴,要使用微组装乃至微电子学的生产工艺方法。这也就是电子工业发展的历程。 在COB LED显示屏制造方面长春希达和深圳雷曼、深圳新光台都做了大量有益的工作,他们的产品已获得国内外用户的认可。但业界似乎还有所保留。而国外知名厂商则从一开始是按相应的技术进行开发和研究的,其产品在CES等展会上甫一亮相就给人一种眼睛一亮的感觉。因此,我呼吁企业家同仁着眼于发展,学习国外知名公司的经验,以更高的眼界和魄力力争在高的层次上创新。我也希望主管部门和行业协会从技术发展的角度,对于创新给予足够的重视和支持。并从政策导向上支持新技术的发展。小间距是中国LED显示应用企业率先开创出来的,利亚德功不可没。小间距是中国LED 产业对于世界LED显示和应用产业的贡献,要保持住这个殊荣需要各方的努力和支持。事实上,外国同行也已经赶上来,而且在应用方面已经有了超越!在高端产品领域激烈竞争,逆水行舟不进则退,这样的迫切性和严酷性不可低估。

(*文章摘自慧聪,侵权可删)

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