COB封裝挑戰(zhàn)戶外小間距新極限 SMD封裝將面臨巨大挑戰(zhàn)
文章來(lái)源:恒光電器
發(fā)布時(shí)間:2015-05-03
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COB封裝在LED顯示屏應(yīng)用領(lǐng)域已漸趨成熟，恒光，車間照明，尤其在戶外小間距領(lǐng)域以其獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)異軍突起，目前已突破戶外P3.0級(jí)別，在不久的將來(lái)突破戶外P2.0級(jí)別已勢(shì)所必然。那么COB封裝技術(shù)到底是何方神圣？為何一埃出現(xiàn)就具有如此生猛的表現(xiàn)，ROSH認(rèn)證，令人刮目相看？它的技術(shù)優(yōu)勢(shì)到底在哪里？
一．什么是COB封裝
COB封裝的英文是Chip On Board，超市照明，直譯就是芯片放在板上。如圖所示
在LED顯示技術(shù)領(lǐng)域，CE認(rèn)證，COB封裝工藝就是將LED裸晶芯片用導(dǎo)電膠或絕緣膠固定在PCB的燈位焊盤上，然后用超聲波焊接技術(shù)對(duì)LED芯片進(jìn)行導(dǎo)電功能引線焊合，最后用環(huán)氧樹(shù)脂膠對(duì)燈位進(jìn)行包封，照明產(chǎn)品，保護(hù)好LED發(fā)光芯片。
二. COB封裝工藝與DIP和SMD封裝工藝的區(qū)別。
如圖所示：
DIP封裝
SMD封裝
DIP和SMD封裝工藝在固晶焊線方面與COB封裝沒(méi)有區(qū)別，它最大的區(qū)別在于使用了紅色部分的支架。大家都知道，支架有四個(gè)焊腿，需要通過(guò)SMT焊接到PCB板上。因此COB封裝工藝相比DIP和SMD封裝工藝最大的不同之處在于省去了一個(gè)燈面過(guò)回流焊接處理工藝。
三. COB封裝工藝的優(yōu)點(diǎn)
1.高可靠性
評(píng)價(jià)可靠性的重要指標(biāo)是死燈率：
LED顯示屏行業(yè)目前使用的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)是：萬(wàn)分之三
COB封裝工藝可以使該項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到：
全彩屏：小于十萬(wàn)分之五
單、雙色屏：小于百萬(wàn)分之八
為什么COB封裝顯示屏具有如此高的可靠性，我們通過(guò)以下五點(diǎn)進(jìn)行分析：
A: 單燈生產(chǎn)過(guò)程控制環(huán)節(jié)減少。
大家都知道，一個(gè)全彩燈珠需要五條焊線
如圖所示
COB封裝工藝僅需要在生產(chǎn)過(guò)程中控制好這五條焊線的質(zhì)量，建筑照明，而SMD工藝除了這五條焊線的質(zhì)量要控制好，還需要控制好燈面過(guò)回流焊工藝時(shí)支架四個(gè)焊腳的焊接質(zhì)量，LED照明工程，如圖所示：
根據(jù)可靠性原理，一個(gè)系統(tǒng)的控制環(huán)節(jié)越少，可靠性越高。COB和SMD的控制環(huán)節(jié)分別是5和9，所以SMD的可靠性在這方面至少比COB低將近一倍。
再看下圖：
如果生產(chǎn)1平米的P10，SMD封裝工藝就要多出4萬(wàn)控制點(diǎn)。如果將點(diǎn)密度縮小一倍，也就是點(diǎn)密度達(dá)到P5級(jí)別，SMD封裝工藝每平米就要有16萬(wàn)個(gè)焊點(diǎn)需要控制。如果將點(diǎn)密度進(jìn)一步縮小到P2級(jí)別，SMD封裝工藝每平米就要有100萬(wàn)個(gè)焊點(diǎn)需要控制。如何在P2小點(diǎn)間距情況下，保證100萬(wàn)個(gè)焊點(diǎn)不出現(xiàn)假焊、連焊、虛焊，是一項(xiàng)令人十分頭疼的問(wèn)題。
COB封裝工藝創(chuàng)造了革命性的一步，甩掉了支架焊接這個(gè)環(huán)節(jié)。
B. COB省去了燈珠面過(guò)回流焊工藝，不存在回流焊爐內(nèi)高溫對(duì)LED芯片和焊線造成的微觀損傷。
而SMD燈珠需要表貼加工將其焊接到PCB板上，所以在爐內(nèi)要經(jīng)受240°溫度的考驗(yàn)，如果環(huán)氧樹(shù)脂膠TG點(diǎn)過(guò)低，高溫會(huì)造成膠體的熱膨脹系數(shù)急劇增大，導(dǎo)致LED芯片焊線的破壞失效。另外高溫通過(guò)支架管腳傳導(dǎo)到芯片造成晶體碎化失效的可能性增加。
C. COB封裝工藝是直接將LED裸芯片固定到焊盤上，所以散熱面積相對(duì)SMD要大，熱傳導(dǎo)系數(shù)也高，散熱性好。
而SMD是將LED裸芯片固定在支架內(nèi)的焊盤上，焊盤需要通過(guò)支架金屬管腳將熱量間接傳遞到PCB板上。
D. COB封裝工藝線路板采用沉金工藝，沒(méi)有采用SMD封裝的PCB板噴錫工藝，所以PCB板線路抗氧化能力高。
E. COB封裝工藝燈面曲線圓滑呈半球面，如圖所示：
而SMD呈四角形，有明顯棱角。COB在后續(xù)的戶外納米鍍膜、抗紫外鍍膜和三防漆噴涂戶外防護(hù)處理工藝時(shí)，沒(méi)有陰影區(qū)，無(wú)處理死角。而SMD在處理表貼燈珠的四腿或六腿焊盤的戶外防護(hù)上，在如何處理好這幾百萬(wàn)個(gè)焊點(diǎn)的抗氧化能力上又將面臨一場(chǎng)巨大的挑戰(zhàn)。
2.省成本
相對(duì)于SMD封裝工藝，COB封裝工藝節(jié)省了成本，主要來(lái)源于以下四個(gè)方面：
A. 節(jié)省原材料成本
COB封裝不再使用支架和編帶等金屬原材料。
B. 節(jié)省工序加工成本
COB封裝節(jié)省了燈珠線路板的切割、分光、編帶和燈面的回流焊工藝等。
C. 節(jié)省了運(yùn)輸成本
COB封裝不再使用支架，節(jié)省了支架的重量。比如一平米的SMD P3全彩屏?xí)玫?11111個(gè)支架。
COB封裝使用逐點(diǎn)精確點(diǎn)膠工藝對(duì)LED裸芯片進(jìn)行保護(hù)，所以使用膠量非常少，以P3全彩為例，一塊1024個(gè)燈珠的模組用膠量?jī)H僅不到3克。所以也節(jié)省了模組的重量。
節(jié)省了重量就節(jié)省了物流成本。
D. 簡(jiǎn)化了生產(chǎn)組織過(guò)程
COB封裝工藝整合了LED顯示產(chǎn)業(yè)鏈的中、下游企業(yè)的生產(chǎn)流程，在一個(gè)企業(yè)內(nèi)部就可完成從LED燈珠的封裝到LED顯示屏的制作過(guò)程，節(jié)約了生產(chǎn)組織成本，技術(shù)資訊，中間環(huán)節(jié)的包裝和物流成本、質(zhì)量控制成本等。
而SMD封裝工藝是由燈珠封裝廠將燈珠做好，打好包裝運(yùn)輸?shù)絃ED顯示屏生產(chǎn)企業(yè)。
3.易于實(shí)現(xiàn)小點(diǎn)間距
對(duì)于小點(diǎn)間距的應(yīng)用趨勢(shì)，LED照明企業(yè)，未來(lái)有可能突破P1.0級(jí)別，如果單從可靠性方面來(lái)看，COB封裝工藝的優(yōu)勢(shì)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于SMD封裝工藝，理由如下。
以P1.0級(jí)別為例：每平米P1.0的點(diǎn)密度計(jì)算如下：
1÷(0.001X0.001)=1000000
為100萬(wàn)個(gè)點(diǎn)，以每個(gè)點(diǎn)有4個(gè)支架焊腳計(jì)算，整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程需要控制400萬(wàn)個(gè)焊腳，這將是十分十分困難的，3c認(rèn)證，而COB封裝將不會(huì)有這種困難，所以可靠性遠(yuǎn)高于SMD.
還有COB封裝在設(shè)計(jì)燈珠直徑時(shí)不再受制于支架尺寸的限制，如下圖所示：