帶您探討可能徹底改變LED行業(yè)的板上封裝(COB)技術(shù)

　　在專業(yè)視頻顯示器領(lǐng)域，目前幾乎所有LED顯示屏都有兩種主要的制造方法。然而，通常是越來(lái)越小的最小發(fā)光單位像素占據(jù)了科技頭條，卻不是這些像素的底層結(jié)構(gòu)。

　　板上芯片表面貼裝技術(shù)示意圖(SMD)

　　從傳統(tǒng)上來(lái)看，無(wú)論是用于照明還是組裝到LED拼接墻中以創(chuàng)建視覺(jué)顯示，其LED燈珠都是采用SMD表面貼裝器件技術(shù)封裝(Surface Mount Devices簡(jiǎn)稱SMD)。最近，一種鮮為人知的技術(shù)稱為板上封裝(COB)為L(zhǎng)ED創(chuàng)造了許多優(yōu)于SMD同類(lèi)產(chǎn)品的明顯優(yōu)勢(shì)，因此其在專業(yè)視頻市場(chǎng)上的應(yīng)用將不斷提升。

　　SMD是通過(guò)包裝在一起并使用導(dǎo)線焊接在硅表面或PCB上而形成的，盡管很復(fù)雜，但隨著時(shí)間的推移，這個(gè)過(guò)程已經(jīng)得到了很大的改進(jìn)。相比之下，COB封裝看到的是直接安裝在PCB(印制電路板)或基板上的無(wú)涂層半導(dǎo)體元件(晶圓和芯片)。COB LED基本上是由制造商將多個(gè)LED芯片(通常是9個(gè)或更多)直接粘合在一個(gè)基板上，形成一個(gè)單一的模塊。由于COB中采用的并不像SMD那樣采用傳統(tǒng)的封裝方式，因此LED芯片的封裝可以占用更少的空間，從而可以獲得更大的潛力。

　　SiliconCore的Jim Wickenhiser和Eric Li

　　“現(xiàn)在，SMD LED的制造實(shí)際上就是把所有元件和電路集成后再通過(guò)拾放設(shè)備進(jìn)行封裝，”SiliconCore戰(zhàn)略計(jì)劃高級(jí)副總裁Jim Wickenhiser解釋說(shuō)：“這些封裝然后被放到一個(gè)PCB印制電路板上。但有了COB，我們就不需要再對(duì)LED進(jìn)行封裝，因此可以大大節(jié)省成本。”

　　“對(duì)于COB，二極管實(shí)際上位于電路板內(nèi)部，而對(duì)于SMD則是位于電路板頂層，”VOD Visual首席執(zhí)行官 Robert Bint補(bǔ)充道：“當(dāng)你將二極管放入電路板時(shí)，事實(shí)上可以去掉很多二極管封裝的，因此你就可以將它們做得更小，并使它們的排序更靠近。因?yàn)樗陔娐钒鍍?nèi)部，所以散熱效果更好，接觸點(diǎn)也少得多，因此故障點(diǎn)也更少。最終結(jié)果是電路板更輕、更薄了。”

　　倒裝芯片(Flip chip)技術(shù)描述了一種將芯片與封裝載體進(jìn)行電氣連接的方法，是封裝技術(shù)的最新手段。倒裝COB技術(shù)通過(guò)將芯片直接粘接在PCB板上而不需要任何引線粘接，將這一過(guò)程向前推進(jìn)了一步。這大大簡(jiǎn)化了部分制造工藝，并降低了潛在缺陷的數(shù)量(即降低故障率)，從而提高了產(chǎn)品可靠性。COB LED的簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)也提高了散熱，使它們的電氣效率更高。

　　與SMD相比，COB有幾個(gè)明顯的優(yōu)勢(shì)。首先是更高的可靠性。采用COB封裝技術(shù)的LED顯示屏的死機(jī)率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的SMD。更重要的是，COB采用涂層技術(shù)，防止LED因水、濕氣、紫外線等損壞而失效，可以支持全天候運(yùn)行。COB的第二個(gè)優(yōu)勢(shì)是更容易實(shí)現(xiàn)小點(diǎn)間距的迷你LED顯示屏。在設(shè)計(jì)燈珠直徑時(shí)，COB不再受到支架尺寸的限制。因此，該技術(shù)可用于覆蓋P1.0mm以下的市場(chǎng)，這是SMD技術(shù)無(wú)法達(dá)到的，而用戶會(huì)越來(lái)越追求這一趨勢(shì)。此外，用COB封裝的模塊不僅比用SMD的模塊更輕，而且有更大的視角。COB還可以隨意彎曲，一般可以彎曲到125°左右，這一點(diǎn)SMD模塊無(wú)法做到。

　　板上倒裝芯片封裝技術(shù)示意圖(COB)

　　你可能想知道為什么市場(chǎng)上還沒(méi)有出現(xiàn)新的基于COB的LED顯示屏;在COB芯片的制造過(guò)程中存在一些缺點(diǎn)，直到最近才阻礙了其廣泛的發(fā)展。"將LED直接放在電路板上有一個(gè)固有的優(yōu)勢(shì)，那就是你不必為包裝付費(fèi)，"Wickenhiser指出。"使用COB可以節(jié)約成本，但問(wèn)題是在制造方面還需要進(jìn)行一些創(chuàng)新，才能完全實(shí)現(xiàn)這些節(jié)約。"

　　您可能想知道為什么市場(chǎng)上還沒(méi)有充滿新的基于COB封裝技術(shù)的LED顯示屏，因?yàn)橹钡阶罱珻OB芯片的制造環(huán)節(jié)仍存在一些缺陷，阻礙了它們的全面發(fā)展。“將LED屏直接安裝在電路板上有一個(gè)固有的優(yōu)勢(shì)，那就是您不必為封裝付費(fèi)。”Wickenhiser指出：“使用COB可以節(jié)省成本，但問(wèn)題是在制造方面仍需要進(jìn)行幾項(xiàng)創(chuàng)新才能完全實(shí)現(xiàn)這些節(jié)省。”

　　“首先，在COB封裝使用的鋁基板上進(jìn)行焊接是非常困難的，”Bint繼續(xù)說(shuō)道：“而且，由于沒(méi)有那么多制造COB LED的人，所以也更難進(jìn)行批量生產(chǎn)。再就是你必須批量采購(gòu)LED，否則你會(huì)遇到一致性的問(wèn)題，雖然可以通過(guò)校準(zhǔn)過(guò)程實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，但這是非常耗時(shí)的，而且必須在工廠里完成。”

　　一旦這些制造方面的問(wèn)題被克服掉，并且隨著行業(yè)尋求更小的像素以提高視覺(jué)保真度，COB比SMD相比則具有顯著的優(yōu)勢(shì)。LED Studio全球運(yùn)營(yíng)總監(jiān)Larry Zoll表示：“該行業(yè)已經(jīng)開(kāi)始實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，制造它的人越來(lái)越多，障礙就越來(lái)越少。”

　　COB采用涂層技術(shù)可防止LED因水、濕氣、紫外線等損壞而失效無(wú)法工作

　　當(dāng)傳統(tǒng)的SMD架構(gòu)的間距低于1mm時(shí)，焊接就變得很棘手。盡管這些故障可以通過(guò)修復(fù)解決，但這是有成本的，并且像素可能會(huì)因?yàn)榇嗳醯暮噶隙?。反觀COB則沒(méi)有這樣的問(wèn)題。COB的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是顯示屏的表面可以完全平坦，使其適用于觸控應(yīng)用。在過(guò)去，LED的不平坦表面意味著它們很難保持清潔，或者需要玻璃覆蓋層來(lái)保護(hù)LED，從而對(duì)亮度和視覺(jué)保真度產(chǎn)生不利影響。使用COB就沒(méi)有這樣的顧慮了，顯示屏更加堅(jiān)固，通過(guò)密封楞達(dá)到IP67的防風(fēng)雨標(biāo)準(zhǔn)。

　　在專業(yè)應(yīng)用中，COB LED的使用正在增加，因?yàn)樗葌鹘y(tǒng)的SMD LED的好處已經(jīng)被市場(chǎng)意識(shí)到。由于能夠?qū)⒏嗟腖ED光源裝入更小的空間以增加輸出，以及更有效地將熱量轉(zhuǎn)移到散熱器，再就是其簡(jiǎn)化的設(shè)計(jì)降低了故障率，更輕更薄的結(jié)構(gòu)，更低的光損失，更高的效率和更大的可視角，這就不難理解為什么COB LED越來(lái)越受市場(chǎng)的青睞了。最近推出的商用 COB顯示屏表明，該技術(shù)已經(jīng)成熟，不難看出，現(xiàn)在正處于徹底改變LED顯示屏市場(chǎng)的風(fēng)口浪尖。

　　“我們目前展示的1.25毫米小間距視頻墻，僅僅在兩三年前是最先進(jìn)的，”Zoll說(shuō)：“COB的進(jìn)展如此之快，如果你不創(chuàng)新，不弄清楚如何在這個(gè)新市場(chǎng)上使自己與眾不同，你將很快被甩在后面。今天，我們的客戶是否關(guān)心這些差異?這還有待商榷。但兩年后，當(dāng)COB的價(jià)格與SMD相同時(shí)，很多人將會(huì)擠進(jìn)這個(gè)賽道，因此，了解行業(yè)的發(fā)展方向是很重要的。”