【導(dǎo)讀】COB在照明上的應(yīng)用儼然成為一種潮流與趨勢，那么，這種封裝技術(shù)能否應(yīng)用在顯示屏上呢？在封裝方式上，已經(jīng)有企業(yè)做出了全新的嘗試，并且這種嘗試也得到了驗(yàn)證，已經(jīng)在市場上進(jìn)行推廣運(yùn)用，在這同時，也引發(fā)了行業(yè)內(nèi)人士的廣泛關(guān)注。那么，COB顯示屏為什么會得到大家的關(guān)注呢？個中必有緣由。
什么是COB？其全稱是chip-on-board，即板上芯片封裝，是一種區(qū)別于SMD表貼封裝技術(shù)的新型封裝方式，具體是將LED裸芯片用導(dǎo)電或非導(dǎo)電膠粘附在PCB上，然后進(jìn)行引線鍵合實(shí)現(xiàn)其電氣連接，并用膠把芯片和鍵合引線包封。
這種封裝方式并非不要封裝，只是整合了上下游企業(yè)，從LED芯片封裝到LED顯示單元模組或顯示屏的生產(chǎn)都在一個工廠內(nèi)完成，整合和簡化了封裝企業(yè)和顯示屏制造企業(yè)的生產(chǎn)流程，生產(chǎn)過程更易于組織和管控，產(chǎn)品的點(diǎn)間距可以更小、可靠性成倍增加、成本更接近平民化。
COB封裝最早在照明上應(yīng)用，并且這種應(yīng)用也成為一種趨勢，據(jù)了解，COB封裝的球泡燈已經(jīng)占據(jù)了LED燈泡40%左右的市場。
隨著LED應(yīng)用市場的逐漸成熟，用戶對產(chǎn)品的穩(wěn)定、可靠性需求越來越高，特別是在同等條件下，要求產(chǎn)品可以實(shí)現(xiàn)更優(yōu)的能效指標(biāo)、更低的功耗，以及更具競爭力的產(chǎn)品價(jià)格。正是基于此，與傳統(tǒng)LEDSMD貼片式封裝和大功率封裝相比，板上芯片（COB）集成封裝技術(shù)將多顆LED芯片直接封裝在金屬基印刷電路板上，作為一個照明模塊通過基板直接散熱，不僅能減少支架的制造工藝及其成本，而且還具有減少熱阻的散熱優(yōu)勢，因此成為照明企業(yè)主推的一種封裝方式。
COB光源除了散熱性能好、造價(jià)成本低之外，還能進(jìn)行個性化設(shè)計(jì)。但在技術(shù)上，COB封裝仍存在光衰、壽命短、可靠性差等不足之處，如能得到解決，將是未來封裝發(fā)展的主導(dǎo)方向之一。
COB在照明上的應(yīng)用儼然成為一種潮流與趨勢，那么，這種封裝技術(shù)能否應(yīng)用在顯示屏上呢？在封裝方式上，已經(jīng)有企業(yè)做出了全新的嘗試，并且這種嘗試也得到了驗(yàn)證，已經(jīng)在市場上進(jìn)行推廣運(yùn)用，在這同時，也引發(fā)了行業(yè)內(nèi)人士的廣泛關(guān)注。那么，COB顯示屏為什么會得到大家的關(guān)注呢？個中必有緣由。
一、COB封裝的優(yōu)劣勢分析
COB封裝的應(yīng)用在照明領(lǐng)域已經(jīng)應(yīng)用了多年，其在各方面都存在諸多優(yōu)勢，所以得到了諸多照明企業(yè)的青睞，那么COB封裝技術(shù)應(yīng)用在顯示屏上面，又會擦出怎樣的火花？會不會也有一些層面出現(xiàn)水土不服的現(xiàn)象呢？一起來分析一下COB封裝的優(yōu)勢以及不足之處。據(jù)了解，COB封裝技術(shù)應(yīng)用在顯示屏上，有著傳統(tǒng)封裝技術(shù)不可比擬的優(yōu)勢。
1.超輕薄：可根據(jù)客戶的實(shí)際需求，采用厚度從0.4-1.2mm厚度的PCB板，使重量最少降低到原來傳統(tǒng)產(chǎn)品的1/3，可為客戶顯著降低結(jié)構(gòu)、運(yùn)輸和工程成本。
2.防撞抗壓：COB產(chǎn)品是直接將LED芯片封裝在PCB板的凹形燈位內(nèi)，然后用環(huán)氧樹脂膠封裝固化，燈點(diǎn)表面凸起成球面，光滑而堅(jiān)硬，耐撞耐磨。
3.大視角：COB封裝采用的是淺井球面發(fā)光，視角大于175度，接近180度，而且具有更優(yōu)秀的光學(xué)漫散色渾光效果。
4.可彎曲：可彎曲能力是COB封裝所獨(dú)有的特性，PCB的彎曲不會對封裝好的LED芯片造成破壞，因此使用COB模組可方便地制作LED弧形屏，圓形屏，波浪形屏。是酒吧、夜總會個性化造型屏的理想基材。可做到無縫隙拼接，制作結(jié)構(gòu)簡單，而且價(jià)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于柔性線路板和傳統(tǒng)顯示屏模組制作的LED異形屏。
5.散熱能力強(qiáng)：COB產(chǎn)品是把燈封裝在PCB板上，通過PCB板上的銅箔快速將燈芯的熱量傳出，而且PCB板的銅箔厚度都有嚴(yán)格的工藝要求，加上沉金工藝，幾乎不會造成嚴(yán)重的光衰減。所以很少死燈，大大延長了LED顯示屏的壽命。
6、耐磨、易清潔：燈點(diǎn)表面凸起成球面，光滑而堅(jiān)硬，耐撞耐磨；出現(xiàn)壞點(diǎn)，可以逐點(diǎn)維修；沒有面罩，有灰塵用水或布即可清潔。
7、全天候優(yōu)良特性：采用三重防護(hù)處理，防水、潮、腐、塵、靜電、氧化、紫外效果突出；滿足全天候工作條件，零下30度到零上80度的溫差環(huán)境仍可正常使用。
要說起來，COB顯示封裝的優(yōu)勢還真是不少，尤其是與傳統(tǒng)的封裝形式一對比，那么對比效果就更加明顯。既然存在著諸多的優(yōu)勢，為什么沒有在LED顯示屏的發(fā)展早期得到大規(guī)模的運(yùn)用呢？COB封裝的不足之處又體現(xiàn)在哪里呢？深圳韋僑順光電有限公司副總經(jīng)理胡志軍表示：“COB封裝唯一的缺點(diǎn)是屏面墨色不好掌控，就是在燈不點(diǎn)亮的時候，表面墨色不一致的問題。”深圳市奧蕾達(dá)科技有限公司市場總監(jiān)楊銳也坦言：“COB顯示封裝的硬傷就在于表面的一致性不夠，這個問題不解決，就很難得到客戶的認(rèn)可。”
二、COB封裝工藝解讀
COB的封裝技術(shù)又被歸類為免封裝或者省封裝的模式，但是這種封裝方式卻并不是省去封裝環(huán)節(jié)，而是省去封裝流程，和貼片工藝相比，COB的封裝流程要省去幾個步驟，在一定程度上節(jié)省了時間和工藝，也在一定程度上節(jié)約了成本。SMD的生產(chǎn)工藝需要經(jīng)過固晶、焊線、點(diǎn)膠、烘烤、沖壓、分光分色、編帶、貼片等環(huán)節(jié)，而COB的工藝在這個基礎(chǔ)上進(jìn)行簡化，首先將IC貼在線路板上然后固晶、焊線、測試、點(diǎn)膠、烘烤，成為成品。
單就生產(chǎn)流程上來看，就省去了幾個步驟，業(yè)內(nèi)人士表示，這樣一來，就可以節(jié)省很大一部分的成本。值得注意的一點(diǎn)是，COB的封裝不需要過回流焊，這也成為COB的優(yōu)勢之一。
奧蕾達(dá)市場總監(jiān)楊銳表示常規(guī)的封裝是將燈珠放在PCB板上進(jìn)行焊接，燈越來越密的時候，燈腳也會越來越小，那么對于焊接的精密度要求會越高。一個平方有多少顆燈，一個燈有四個腳，那么一個平方就會有許多的焊點(diǎn)，這個時候，對于焊點(diǎn)的要求是很高的，那么唯一的解決辦法就是把焊點(diǎn)縮小。很小的焊錫穩(wěn)定度很差的，可能隨便碰一下，就有可能脫落，這是SMD所無法避免的問題；COB封裝省去分光分色，烘干等流程，最關(guān)鍵的區(qū)別就是去掉焊錫這個流程，SMD在焊錫的過程中，對于溫度的把控極難掌握，溫度過高，會對燈造成損壞，過低，則焊錫沒有完全融化。很容易造成虛焊、假焊等現(xiàn)象，對于燈珠的穩(wěn)定性提升是一大挑戰(zhàn)。而COB沒有這個流程，那么穩(wěn)定性就會得到很大的提升。
傳統(tǒng)LED顯示屏的加工工藝比較繁多，尤其是在經(jīng)過回流焊的過程中，高溫狀態(tài)下SMD燈珠支架和環(huán)氧樹脂的膨脹系數(shù)不一樣，極易造成支架和環(huán)氧樹脂封裝殼脫落，出現(xiàn)縫隙，在后期的使用中逐漸出現(xiàn)死燈現(xiàn)象，導(dǎo)致不良率較高。而COB顯示屏之所以更穩(wěn)定，是因?yàn)樵诩庸すに嚿喜淮嬖诨亓骱纲N燈，即使有后期的回流焊貼IC工序，二極管芯片已用環(huán)氧樹脂膠封裝固化保護(hù)好了，就避免了焊機(jī)內(nèi)高溫焊錫時造成的燈珠支架和環(huán)氧樹脂間出現(xiàn)縫隙的問題。
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三、COB封裝面臨的挑戰(zhàn)
一種新產(chǎn)品以及新技術(shù)新工藝的出現(xiàn)，從來不會順風(fēng)順?biāo)谘邪l(fā)以及生產(chǎn)過程中不斷測試，不斷嘗試，才會發(fā)現(xiàn)問題所在，才能對癥下藥實(shí)時解決。每一個問題的出現(xiàn)，都是研發(fā)人員攻關(guān)的過程，在這個過程中，充滿艱辛，但是同時也伴隨著成就與滿足。所有新興事物的發(fā)展都在一點(diǎn)一點(diǎn)的完善，也在一步一步接近成功。但是就目前而言，COB封裝技術(shù)發(fā)展還并不能稱之為成熟，畢竟新事物的發(fā)展成熟還尚需時日。現(xiàn)階段，COB的封裝技術(shù)還面臨一些挑戰(zhàn)，這些挑戰(zhàn)，也在企業(yè)的不斷努力之中逐步完善。
據(jù)了解，目前，COB的封裝技術(shù)目前還存在三個方面的挑戰(zhàn)。
1、封裝過程的一次通過率
COB封裝方式由于其特性，COB封裝是要在一塊大的板子上，這塊板子上最多擁有1024顆燈，SMD如果封壞了一顆燈，只需要換一顆就行了，但是COB 封裝的1024顆燈封裝完成之后，要進(jìn)行測試，所有燈確認(rèn)沒有問題之后，才能進(jìn)行封膠。如何保證整板1024顆燈完全完好，一次通過率是非常大的挑戰(zhàn)。
2、成品一次通過率
COB產(chǎn)品是先封燈，封完燈之后，IC驅(qū)動器件要進(jìn)行過回流焊工藝處理，如何保證燈面在過回流焊處理的時候，爐內(nèi)240度的高溫不對燈造成損害。這又是一大挑戰(zhàn)，和SMD相比，COB節(jié)省了燈面過回流焊的處理，但是器件面和SMD一樣，都需要過回流焊處理的，也就是說SMD要過兩次回流焊，不同的是，SMD過回流焊的時候，爐內(nèi)的溫度會對燈面造成兩種損傷，一種是焊線，溫度過高，就會急劇性快速膨脹，會造成燈絲拉斷，第二個是爐內(nèi)熱量通過支架的4 個管腳迅速傳遞到燈芯上，燈芯上可能會造成細(xì)小的碎化損傷，這種損傷很致命，檢測往往很難發(fā)現(xiàn)，包括做老化測試也很難檢測出，但是晶體的這種細(xì)小的損傷細(xì)微的裂縫，經(jīng)過一段時間的
使用，這種弊端就會凸顯出來，繼而導(dǎo)致燈失效。而COB就是要保證在燈面過回流焊的時候，爐內(nèi)高溫不對其造成損害，保證良品率，這也是非常重要的層面。
3、整燈維修
對于COB燈的維護(hù)，需要專業(yè)的一起來進(jìn)行修護(hù)與維護(hù)。而單燈維護(hù)有一個最大的問題就是，修好之后，燈的周圍會出現(xiàn)一個圈，修一顆燈，周邊一圈都會被焊槍熏到，維修難度也比較高。
存在挑戰(zhàn)就需要找出相應(yīng)的解決辦法，目前來說，COB封裝在封裝以及維護(hù)過程中遇到的問題，企業(yè)都拿出了相應(yīng)的解決方案，比如在燈面過回流焊的時候，采用某種方式將燈面進(jìn)行保護(hù)，減小損傷；在維護(hù)過程中采用逐點(diǎn)校正技術(shù)，保證燈珠之間的一致性。
四、COB封裝的發(fā)展趨勢探究
COB封裝有一個優(yōu)勢就是直接在PCB板上進(jìn)行封裝，不受燈珠的限制，所以，對于COB來說點(diǎn)間距這個說法并不科學(xué)，理論上來說，COB封裝想要達(dá)到高密，是非常容易的。借用行業(yè)人士一句話來說，COB封裝就是為小間距量身打造的。
奧蕾達(dá)市場總監(jiān)楊銳表示“COB不走常規(guī)屏路線，那樣做出來的產(chǎn)品就會失去意義，COB主要運(yùn)用就在小間距顯示屏，目前小間距顯示屏在安防領(lǐng)域有較多的運(yùn)用，所以COB顯示屏的一個主要應(yīng)用領(lǐng)域就在于安防。”
韋僑順光電有限公司副總經(jīng)理胡志軍也表達(dá)了同樣的觀點(diǎn)，“SMD需要解決焊腳問題，一個燈珠有四個焊腳，那么隨著顯示屏的密度更高，單位平方米中所使用的燈珠將會更多，焊腳將會越來越密，這個問題不解決，對于表貼來說小型化是一個非常大的挑戰(zhàn)，COB把支架這一部分略過，幾百萬個焊點(diǎn)的難題全部被拋之腦后，所以小型化做起來更輕松。”
“COB封裝的一個特點(diǎn)就是能夠很好的解決戶外防護(hù)的問題，韋僑順采取了一個‘農(nóng)村包圍城市’的戰(zhàn)略，先發(fā)展戶外小間距，對于COB而言，即使到P3、 P2.5、P1.8，都很容易實(shí)現(xiàn)，所以韋僑順打算抓緊時間，把握時機(jī)，先突破戶外小間距，利用高可靠性的優(yōu)勢迂回向室內(nèi)小間距的領(lǐng)域滲透。”胡志軍這樣描繪未來的發(fā)展藍(lán)圖。
“我們認(rèn)為COB具有非常好的發(fā)展前景，因?yàn)镃OB產(chǎn)品的可靠性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于表貼產(chǎn)品，這是第一點(diǎn)；第二點(diǎn)，COB產(chǎn)品隨著點(diǎn)密度越小它的成本越低，越接近平民化，這是兩個非常重要的特點(diǎn)。它們足以支撐COB走向更美好的未來。
“對于COB來說，不受燈珠的限制。1.0以下都能很輕松地做出來，但是做出來的產(chǎn)品沒有市場就會失去它的意義和價(jià)值。COB顯示屏是未來的希望，但是這條路要想順暢地走下去，還需要一定的時間。因?yàn)橐虢鉀Q一致性問題還需要做出更多的努力。COB是一種非常好的發(fā)展趨勢。因?yàn)閮烧叩膬r(jià)格差不多，但是 COB成本要低15%左右，一個是工藝問題，要省去幾個工藝流程，另外就是實(shí)現(xiàn)批量化要更容易。”
