COB封裝技術(shù)——未來王者

文章來源:恒光電器

發(fā)布時間:2017-02-20

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　　2016年小間距LED行業(yè)再次獲得大豐收。從LED顯示全行業(yè)成長性看，小間距LED電視已經(jīng)拿下幾乎9成增量。在小間距LED顯示產(chǎn)品高速增長的同時，小間距LED顯示技術(shù)也在不斷進(jìn)步。這一年COB封裝產(chǎn)品成為新寵，并大有成為未來王者的趨勢。

　　COB來了，小間距LED電視進(jìn)入新階段

　　什么是COB(Chip On Board)小間距顯示技術(shù)呢?即直接將LED發(fā)光晶元封裝在PCB電路板上，并以CELL單元組合成顯示器的技術(shù)方式。目前，威創(chuàng)、索尼等行業(yè)巨頭對該技術(shù)給予了大力支持。

　　國內(nèi)高端大屏顯示領(lǐng)導(dǎo)品牌威創(chuàng)認(rèn)為，小間距LED顯示的發(fā)展可以分為兩個階段：第一個階段是解決堪用、能用的問題，核心技術(shù)突破體現(xiàn)在像素間距縮小到2毫米以下，P1.5和P1.2產(chǎn)品大規(guī)模量產(chǎn)；小間距LED顯示發(fā)展的第二個階段則主要是提供更高的產(chǎn)品可靠性和視覺體驗效果，其中COB封裝是最關(guān)鍵的技術(shù)方向之一。

　　2016年春，威創(chuàng)正式推出P1.5標(biāo)準(zhǔn)的COB封裝產(chǎn)品。業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，隨著2016年COB封裝小間距LED電視產(chǎn)品初建功勛，2017年該類型產(chǎn)品或逐漸進(jìn)入“供給側(cè)爆發(fā)成長期”。

　　化繁為簡，COB封裝小間距LED何以如此神奇

　　對于小間距LED屏的應(yīng)用，死燈是最大的問題。以P1.6產(chǎn)品為例，每平米超過39萬顆燈珠、近160萬跟引線。這些部件整體構(gòu)成了一個非常復(fù)雜的工藝系統(tǒng)難題：即這么復(fù)雜的系統(tǒng)，都要采用一種稱為“回流焊”的工藝實現(xiàn)連接。而回流焊過程本身意味著“人為高溫”(240度，遠(yuǎn)超過LED顯示屏的正常工作溫度)。

　　在高溫操作過程中，由于LED燈珠的SMD貼片封裝中的不同材料，例如銅支架、環(huán)氧樹脂材料、晶體的熱膨脹系數(shù)不同，燈珠自身難免發(fā)生熱應(yīng)力變化。這成為了小間距LED屏壞燈、死燈的核心“罪魁禍?zhǔn)住薄?/P>

　　而采用COB封裝技術(shù)，戶外照明，在晶片裂片之后的封裝過程中，LED晶體一次性成為最小的CELL顯示單元，不在需要后期二次“表貼”焊接。這種工程流程，通過減少一次高精細(xì)度和高溫環(huán)境操作，最大程度保障了LED晶體的電器和半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，可以使得顯示屏的壞燈率下降一個數(shù)量級以上。

　　或者說，COB封裝的特點就是，LED封裝之后，不再需要傳統(tǒng)“表貼”過程。由于省略了一步高溫高精度工藝，從而帶來了整個工程系統(tǒng)可靠性的增強(qiáng)。這是COB封裝被小間距LED行業(yè)看好的核心原因。

　　整體封裝，COB技術(shù)好處多多

　　從小間距LED屏的壞燈和穩(wěn)定性角度看，除了回流焊的“高溫”破壞過程外，還有以下幾個方面需要高度重視：

　　第一， 顯示單元的碰撞過程。SMD表貼產(chǎn)品的燈珠并非與PCB板無縫連接，這使得碰撞過程容易造成應(yīng)力在單顆燈珠上集中。而大屏系統(tǒng)的運輸、安裝等，難免有震動和碰撞。這造成了小間距LED顯示屏壞燈率的“工程性”增加。COB封裝技術(shù)，則通過環(huán)氧樹脂、晶片、PCB板的高度一體化粘結(jié)成型，可以有效保護(hù)晶片和晶片電器連接部位的穩(wěn)定性。

　　第二， 系統(tǒng)工作過程中的溫度均勻性。越是間距更小的SMD封裝小間距產(chǎn)品，設(shè)計，就越是要采用高功率小顆粒LED晶體。同時，燈珠與顯示板之間的縫隙則導(dǎo)致晶片工作過程中熱傳導(dǎo)能力障礙。COB封裝由于采用更為集成化的整體工藝，使得在晶體選擇上可以選用功率面積密度更低、晶體顆粒更大一些的晶片，進(jìn)而降低核心發(fā)光點工作強(qiáng)度。同時，COB封裝實現(xiàn)了環(huán)氧樹脂全包裹下的全固體無縫隙散熱，使得工作狀態(tài)中LED晶體的熱集中度下降，有利于延長產(chǎn)品壽命、提升系統(tǒng)穩(wěn)定性。

　　第三， 整體封裝工藝，COB做到“密封五防”。即，高質(zhì)量，COB可以很好的做到晶體、晶體電器連接部位的“防水、防潮、防塵、防靜電、防氧化”。對比SMD封裝，在工藝上，尤其是出現(xiàn)震動和碰撞后，電器連接的長期化學(xué)和電學(xué)穩(wěn)定性損傷時有發(fā)生——這是長期應(yīng)用中，持續(xù)壞燈的罪魁禍?zhǔn)字�一�?/P>

　　所以，整體看，COB封裝是比較SMD產(chǎn)品更為能夠提供“高可靠性”的工藝過程。

　　從視覺效果出發(fā)，COB改變不是一點點

　　LED顯示系統(tǒng)的好處是什么?高亮、色彩絢麗。但是，在以單顆燈珠為基件的系統(tǒng)中，恒光電器,照亮您的生活，像素顆粒化、可視角度、畫面柔和性也是其顯示效果的缺陷。

　　傳統(tǒng)的LED顯示系統(tǒng)多用于室外顯示、遠(yuǎn)距離觀看顯示，其對可視角度和視覺舒適性的需求并不明顯。但是，隨著小間距LED應(yīng)用的普及，室內(nèi)顯示屏系統(tǒng)、近距離觀看系統(tǒng)的大量出現(xiàn)，如何提升LED顯示屏的觀看舒適性成為了一大行業(yè)性難題。

　　對比SMD封裝，COB技術(shù)下的小間距LED產(chǎn)品，天然的是“非顆粒顯示”，LED照明品牌，畫質(zhì)的均勻性、色彩曲線、可視角度效果都有不同程度的提高。在采用PCB cell板內(nèi)置逐點調(diào)教技術(shù)后，COB在晶體和單元效果均勻性上也獲得了巨大進(jìn)步。這些變化結(jié)合在一起，使得COB封裝成為實現(xiàn)小間距LED電視“視覺舒適性”和“體驗效果提升”的最好技術(shù)路線。

　　威創(chuàng)對此的描述是，COB“實現(xiàn)了LED顯示單元從‘點’光源向‘面’光源的轉(zhuǎn)換，畫面更均勻、無光斑，結(jié)合先進(jìn)的表面涂層技術(shù)，COB小間距LED產(chǎn)品圖像顯示更柔和，有效降低光強(qiáng)輻射，消除摩爾紋和炫光，產(chǎn)業(yè)資訊，減輕對觀看者視網(wǎng)膜的傷害，利于近距離和長時間觀看”。

　　鼎定下一代小間距LED電視新標(biāo)準(zhǔn)，COB在路上

　　雖然COB顯示技術(shù)已經(jīng)成為小間距l(xiāng)ed行業(yè)的明日之星，但是這并不意味著COB技術(shù)已經(jīng)完美無缺。

　　事實上，因為COB技術(shù)是一次性CELL封裝技術(shù)，徹底取消了回流焊為核心的表貼過程，這本身意味著“封裝過程”復(fù)雜性的增加。包括單位CELL內(nèi)的晶體數(shù)量， LED置換工程，從SMD的紅綠藍(lán)三顆，變成了數(shù)千顆甚至更多，這種復(fù)雜性的提升，辦公照明，使得COB封裝在CELL階段的穩(wěn)定性控制、可靠性測試等更為復(fù)雜。

　　同時，COB封裝技術(shù)本身起步較晚，且長期被用于高端高亮光源和訂制化光源市場，在小間距LED屏顯示領(lǐng)域工藝技術(shù)和材料技術(shù)積累不及SMD技術(shù)。這導(dǎo)致在極小間距產(chǎn)品上、在綜合成本上，COB還較傳統(tǒng)SMD技術(shù)有所劣勢。預(yù)測認(rèn)為，2017年COB技術(shù)的關(guān)鍵就在于在P1.5、P1.2和P1.0產(chǎn)品上做出更多的技術(shù)突破和成本突破。

　　不過，依賴于COB技術(shù)自身的顯示性能優(yōu)勢， led服裝照明， LED置換工程，COB產(chǎn)品已經(jīng)取得了很不錯的市場反響。例如在廣電演播室領(lǐng)域，由于COB技術(shù)自身的抗摩爾紋特性，使得攝像系統(tǒng)人員異常喜歡這一新技術(shù)。在指揮調(diào)度中心市場，COB的高度穩(wěn)定性、維護(hù)維修便捷性和觀看舒適性，也得到了很高的客戶認(rèn)可。在租賃行業(yè)，LED照明品牌，COB更能防止碰撞和震動損傷的特點，使得租賃市場非常看好這一產(chǎn)品的推廣，P1.9的COB產(chǎn)品，已經(jīng)成為租賃行業(yè)的新寵。

　　總之，店鋪照明，照明產(chǎn)品，技術(shù)創(chuàng)新永遠(yuǎn)在路上，小間距LED顯示解決了能用問題之后，如何“好用”已經(jīng)成為行業(yè)競爭焦點——這將是COB最大的機(jī)會所在。

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