COB封裝技術——未來王者

文章來源:恒光電器

發布時間:2017-02-20

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

　　COB來了，小間距LED電視進入新階段

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

　　國內高端大屏顯示領導品牌威創認為，小間距LED顯示的發展可以分為兩個階段：第一個階段是解決堪用、能用的問題，核心技術突破體現在像素間距縮小到2毫米以下，P1.5和P1.2產品大規模量產；小間距LED顯示發展的第二個階段則主要是提供更高的產品可靠性和視覺體驗效果，其中COB封裝是最關鍵的技術方向之一。

　　2016年春，威創正式推出P1.5標準的COB封裝產品。業內專家認為，隨著2016年COB封裝小間距LED電視產品初建功勛，2017年該類型產品或逐漸進入“供給側爆發成長期”。

　　化繁為簡，COB封裝小間距LED何以如此神奇

　　對于小間距LED屏的應用，死燈是最大的問題。以P1.6產品為例，每平米超過39萬顆燈珠、近160萬跟引線。這些部件整體構成了一個非常復雜的工藝系統難題：即這么復雜的系統，都要采用一種稱為“回流焊”的工藝實現連接。而回流焊過程本身意味著“人為高溫”(240度，遠超過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、環氧樹脂材料、晶體的熱膨脹系數不同，燈珠自身難免發生熱應力變化。這成為了小間距LED屏壞燈、死燈的核心“罪魁禍首”。

　　而采用COB封裝技術，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度和高溫環境操作，最大程度保障了LED晶體的電器和半導體結構穩定性，可以使得顯示屏的壞燈率下降一個數量級以上。

　　或者說，COB封裝的特點就是，LED封裝之后，不再需要傳統“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可靠性的增強。這是COB封裝被小間距LED行業看好的核心原因。

　　整體封裝，COB技術好處多多

　　從小間距LED屏的壞燈和穩定性角度看，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力在單顆燈珠上集中。而大屏系統的運輸、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，則通過環氧樹脂、晶片、PCB板的高度一體化粘結成型，可以有效保護晶片和晶片電器連接部位的穩定性。

　　第二， 系統工作過程中的溫度均勻性。越是間距更小的SMD封裝小間距產品，設計，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致晶片工作過程中熱傳導能力障礙。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，進而降低核心發光點工作強度。同時，COB封裝實現了環氧樹脂全包裹下的全固體無縫隙散熱，使得工作狀態中LED晶體的熱集中度下降，有利于延長產品壽命、提升系統穩定性。

　　第三， 整體封裝工藝，COB做到“密封五防”。即，高質量，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，尤其是出現震動和碰撞后，電器連接的長期化學和電學穩定性損傷時有發生——這是長期應用中，持續壞燈的罪魁禍首之一。

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

　　從視覺效果出發，COB改變不是一點點

　　LED顯示系統的好處是什么?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。

　　傳統的LED顯示系統多用于室外顯示、遠距離觀看顯示，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應用的普及，室內顯示屏系統、近距離觀看系統的大量出現，如何提升LED顯示屏的觀看舒適性成為了一大行業性難題。

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

　　威創對此的描述是，COB“實現了LED顯示單元從‘點’光源向‘面’光源的轉換，畫面更均勻、無光斑，結合先進的表面涂層技術，COB小間距LED產品圖像顯示更柔和，有效降低光強輻射，消除摩爾紋和炫光，產業資訊，減輕對觀看者視網膜的傷害，利于近距離和長時間觀看”。

　　鼎定下一代小間距LED電視新標準，COB在路上

　　雖然COB顯示技術已經成為小間距led行業的明日之星，但是這并不意味著COB技術已經完美無缺。

　　事實上，因為COB技術是一次性CELL封裝技術，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”復雜性的增加。包括單位CELL內的晶體數量， LED置換工程，從SMD的紅綠藍三顆，變成了數千顆甚至更多，這種復雜性的提升，辦公照明，使得COB封裝在CELL階段的穩定性控制、可靠性測試等更為復雜。

　　同時，COB封裝技術本身起步較晚，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屏顯示領域工藝技術和材料技術積累不及SMD技術。這導致在極小間距產品上、在綜合成本上，COB還較傳統SMD技術有所劣勢。預測認為，2017年COB技術的關鍵就在于在P1.5、P1.2和P1.0產品上做出更多的技術突破和成本突破。

　　不過，依賴于COB技術自身的顯示性能優勢， led服裝照明， LED置換工程，COB產品已經取得了很不錯的市場反響。例如在廣電演播室領域，由于COB技術自身的抗摩爾紋特性，使得攝像系統人員異常喜歡這一新技術。在指揮調度中心市場，COB的高度穩定性、維護維修便捷性和觀看舒適性，也得到了很高的客戶認可。在租賃行業，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品的推廣，P1.9的COB產品，已經成為租賃行業的新寵。

　　總之，店鋪照明，照明產品，技術創新永遠在路上，小間距LED顯示解決了能用問題之后，如何“好用”已經成為行業競爭焦點——這將是COB最大的機會所在。

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