直插 SMD COB三种灯珠封装方式优劣势差别在哪里?

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发表于 2017-12-11 14:29:15 | 显示全部楼层 |阅读模式
LED显示屏行业继直插(Lamp)工艺之后,已经广泛过渡到表贴(SMD)工艺,随着表贴(SMD)大行其道,大有取代直插之际时,COB封装却又腾空出世。

其实拿COB与表贴来作比较,本来就有点“关公战秦琼”的意味,小间距led屏的“表贴”工艺与COB之间其实并不是“直接竞争”的关系。

COB是一种封装技术,SMD表贴则是一种大量微小器件结构布局和电气连接技术。

他们处于电子产业,尤其是LED产业的不同阶段。或者说,表贴是LED屏制造商的核心工艺,而COB等封装技术则是终端制造商的上游企业“LED封装产业”的“工作”。

两者本无须直接比较孰优孰劣,但架不住当前LED小间距大火,为实现LED小间距显示屏最好的解决方案,大家都在八仙过海,各显神通。

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在小间距制造工艺的比拼中,众多小间距厂商只能被动的在“回流焊表贴工艺”等环节殚精竭虑。然而随着小间距持续往下发展,单位面积内所需贴片的LED灯珠成几何级倍增,这对表贴工艺提出了越来越高的要求。受小间距的间距越小,这种密集贴装工艺难度越大的影响,小间距led显示屏在持续减小间距的同时,死灯率过高的难题一直未能得到有效地解决。

而COB(chip-on-board)技术将LED裸芯片用导电或非导电银胶粘附在PCB基板上,然后进行引线键合实现其电气连接。

COB封装相对于传统SMD LED封装来说,主要在生产制造效率、低热阻、光品质、应用、成本等方面具有优势,特别在1.25mm间距以下小间距显示产品上,具有较大综合优势。

COB封装在生产流程上和传统SMD生产流程基本相同,在固晶,焊线流程上和SMD封装效率基本相当,但在点胶、分离、分光、包装上,COB封装的效率要比SMD类产品高出很多。

传统SMD封装人工和制造费用大概占物料成本的15%,COB封装人工和制造费用大概占物料成本的10%,采用COB封装,人工和制造费可省5%。

hello 直插 SMD COB三种灯珠封装方式优劣势差别在哪里? 1111.jpg  封装 forum
传统SMD封装应用的系统热阻为:芯片-固晶胶-焊点-锡膏-铜箔-绝缘层-铝材;COB封装的系统热阻为:芯片-固晶胶-铝材。

COB封装系统热阻要远低于传统SMD封装的系统热阻,因此可大幅度提高LED的寿命。

传统SMD封装通过贴片的形式将多个分立的器件贴在PCB板上形成LED应用的光源组件,此种做法存在点光,眩光以及重影的问题。

而COB封装由于是集成式封装,是面光源,视角大且易调整,减少出光折射的损失。基于COB光源具有热阻低、光通量密度高、眩光少、发光均匀等特性。



既然COB技术有这么多优点,却为何在LED显示屏行业却一直磕磕绊绊呢?

COB封装与SMD封装在LED芯片的选择上站在同一个起跑线上,之后却选择了不同的技术路线。

SMD封装是种单灯封装的方式,相对保证单个灯珠的质量来说有优势,只是生产工艺过多,成本会相对高些。还会增加从灯珠封装厂到屏厂之间的运输、物料仓储和质量管控成本。

COB封装则是一项多芯片集成化的封装技术,将LED芯片直接用导电胶和绝缘胶固定在PCB板灯珠灯位的焊盘上,比起单灯封装,其效率和成本并且在可靠性方面有明显优势。

但部分观点认为,COB封装技术过于复杂,产品的一次通过率没有单灯的好控制,甚至是无法逾越的障碍。其失效点无法维修,成品率低。

COB封装以目前设备技术和质量管控水平,0.5K集成化技术可以使一次通过率达70%左右,1K集成化技术可以达50%左右,2K集成化技术可以使该项指标达30%左右。

即使有没有通过一次通过率检测的模组,但整板不良点也就1-5点,超过5个不良点位以上的模组很少,封胶前经过测试与返修是可以使成品合格率达到90%-95%左右。

随着技术的进步和经验的积累,这项指标还会不断提升。并且还可以采用坏点逐点修复技术对封胶后有问题的灯珠进行修复。



在实现其小间距led显示屏制造方面,传统SMD封装随着产品点密度的增加,贴片技术难度增加,产品的成本也会增加。而且点密度越高,成本增加越多,呈非线性加快增长关系。

特别是在过回流焊环节,SMD封装中使用的四角或六角支架在灯珠面过回流焊工艺需要解决数量庞大的支架管脚焊接良率问题。

如果SMD应用到户外,还要解决好支架管脚的户外防护良率问题。采用SMD封装技术的小间距LED极易在使用中产生死灯、坏灯现象。

首先是因为SMD小间距LED在生产中,需要将灯珠以高温回流焊(240-270摄氏度)的方式焊在电路板上,而在高温回流焊中由于灯珠中支架、基板、环氧树脂等材料的膨胀系数不同,极易产生缝隙,造成灯珠在出厂时处于“亚健康”状态。

其次,采用SMD封装技术,LED的灯脚焊盘裸露外部易被氧化,造成水汽入侵LED内部芯片,在水氧作用下长期运行造成灯芯内部发生电化学反应,出现死灯、“毛毛虫”现象。

此外,静电对LED灯珠的伤害也不容忽略。小间距SMD产品静电敏感,裸露的灯脚焊盘很容易受到静电的影响,造成死灯。

厂商在“回流焊”阶段的“品控”能力直接决定了其小间距LED屏产品的寿命、成本、良品率,以及最重要的产品参数“点间距”的水平。

在某种意义上,小间距LED屏企业的“制造能力”,就是“回流焊工艺”的应用能力。



COB因为直接在PCB板上实行裸芯封装,省去了支架和打线等工艺,因此无需面对如何过回流焊的技术难题。只需要着力解决如何保证驱动IC芯片面过回流焊时,灯珠面不出现失效点,再者就是如何解决模组墨色一致性问题。

然而,作为一种新技术,COB也有在小间距LED行业积累不足,工艺细节有待提升、市场主要产品暂时处于成本劣势等缺点。其中其失效点难以维修和墨色不均等问题恰恰是制约COB技术应用的关键。

在现如今LED显示屏行业这个“看脸”时代,COB技术的小间距屏与传统SMD小间距LED屏比,在一致性和对比度方面都存在巨大的差距。

“颜值不高”让许多终端应用客户对COB技术难言好感,这也是众多屏厂对COB技术一直存在观望的原因之一。

其次,推进COB技术在LED显示屏行业应用的过程,其实就是一个“去封装”化的过程。

由于COB封装是直接以裸芯在PCB板上完成封装,这让屏企可以不需要中端的专业封装企业,而直接与上游芯片厂商对接。这对当前的LED显示屏行业的生态环境来说,不啻于一场革命。

而其间的技术门槛则让众多显示屏生产厂商望而生畏,对于习惯了与封装厂商打交道的众多屏企,特别是在小间距产品上领先的企业,长期积累的“表贴”工艺经验和基础投资将成为“负资产”,而需要重头再来。

再者COB产品中这种“上游封装”代替“下游焊接”的工程变化,将直接导致小间距LED行业“核心技术分布”与“市场价值基础”的变动。这也是行业内不同企业对COB产品态度迥异的根源所在。

就全球市场而言,小间距LED显示现在还处于“发展初期阶段”:即市场应用水平有限、与竞争技术产品比较市场占比较低。哪怕是在国内市场,小间距LED屏也在“初次普及”高峰阶段:即市场成绩斐然,增幅巨大、市场占比持续上升,但是存量市场有限,未来发展空间巨大。



这是小间距LED行业的基本“行情”。如果用一个字概括,的核心特点则是一个“新”字。即,新技术、新产品、新企业。

现在,就是这个以“新”当头的产业,却面临COB与贴片两种技术工艺“巨大替代”可能。

对于小间距LED屏市场份额领先的品牌而言:

这种技术路线上的“半路杀出一个程咬金”,就像“新房换新房”。前期在贴片产品上的投资,刚刚进入“稳定回报期”,就面临更新换代。

这其实等于“最大程度抵消今天市场优势品牌的先发优势”。这种行业变化,对市场优势品牌,尤其是对小间距LED这样一个刚刚兴起的行业,必然形成“难以选择”的战略矛盾。

另一方面,小间距LED屏市场不是一个完全成熟的行业。整个产业处于高速发展阶段,新入行企业比较多。

从国际上看,行业应用水平比较低,国际巨头,例如索尼、三菱都处于“后发状态”,而采用差异化的技术,构建高端市场口碑,以COB为切入点无疑是这些品牌一个比较好的策略选择。

同时,小间距LED屏与液晶大屏、DLP大屏之间的技术竞争、市场竞争,也使得这些行业的厂商“必须”进入小间距LED行业。

对于这些在LED显示上积累较浅、没有贴片工艺经验,且市场后发、产品端轻资产化的企业而言,COB技术具有很大的吸引力和优势。

即便是对于国内的LED显示企业,有些在小间距领域的起步也是比较晚的。

这些企业抓住小间距LED行业成长机会的手段无非两个:成本优势,或者拥有技术独到性。选择COB技术路线,本身则可以形成和行业领先者的产品差异化,并弥补“后入者”时间劣势。

也正因为以上四种厂商,在小间距LED产品上的“布局结构不同”,导致COB技术目前主要支持阵营至少具有如下两大特点之一:

第一,新入局者,例如行业内的一些后发品牌、多数国际巨头、液晶和DLP大屏行业的厂商;

或者第二个特点,轻资产的厂商,典型的是液晶和DLP大屏行业的一些厂商,这些厂商需要推出LED产品,却没有表贴工艺积累。

符合以上两个条件之一的LED行业参与厂商都更容易选择COB技术路线: 威创、索尼、长春希达等。

而完全不符合以上两个条件的小间距LED屏参与企业,目前对COB持观望态度:这些企业多数是现有贴片式小间距LED屏的“既得利益者”,他们有足够的理由反对COB快速普及,也有足够的市场影响力在COB技术上采取“强者后发”的姿态。



在小间距LED封装形式的比拼上,我们可以将传统的SMD封装视为第一代封装,COB看作为第二代封装技术。

至于谁能在竞争中胜出,则取决于技术的先进性以及市场的接受程度。

当前,SMD封装无疑占据着市场主流,但未来随着COB技术成长,小间距LED显示市场日渐分化,是东风(SMD)压倒西风(COB),还是西风压倒东风,我们拭目以待。

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前排哇咔咔,就爱LED
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我也来顶一下..谁来要我的屏
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广告位,,坐下看看
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真是 收益 匪浅
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为保住菊花,这个一定得回复,不回复显示屏卖不掉!
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学习下
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呵呵。。。不错啊
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发表于 2017-12-11 16:50:21 | 显示全部楼层
好,很好,其实也就这样!
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