慧聰LED屏網報導
COB封裝在LED顯示屏應用領域已漸趨成熟,尤其在戶外小間距領域以其獨特的技術優勢異軍突起。特別是在最近兩年,隨著生產技術以及生產工藝的改進,COB封裝技術已經取得了質的突破,以前一些制約發展的因素,也在技術創新的過程中迎刃而解。
那麼,COB封裝技術優勢到底在哪裡?它與傳統的SMD封裝又有哪些不同?未來它會取代SMD成為LED顯示屏的主流嗎?
一般來說,某種封裝技術是否有生命力,是要從產業鏈的頭部(LED晶片)一直看到它尾部(客戶應用端)。通過全面的分析來評估。其中,對某種封裝技術的最終評判權一定是來自客戶應用端,而不是產業鏈上的某個環節。本文將通過COB與SMD兩種封裝形式進行分析和比較,探討LED顯示領域最佳的封裝形式。
總體來說,COB封裝和SMD封裝在LED晶片的選擇上是站在同一個起跑線上,之後選擇了不同的技術路線。
一、封裝環節分析評估
1. 技術不同
COB封裝是將LED晶片直接用導電膠和絕緣膠固定在PCB板燈珠燈位的焊盤上,然後進行LED晶片導通性能的焊接,測試完好後,用環氧樹脂膠包封。
SMD封裝是將LED晶片用導電膠和絕緣膠固定在燈珠支架的焊盤上,然後採用和COB封裝相同的導通性能焊接,性能測試後,用環氧樹脂膠包封,再進行分光、切割和打編帶,運輸到屏廠等過程。
2. 優劣勢比較
SMD封裝廠能造出高質量的燈珠是勿容置疑的,只是生產工藝過多,成本會相對高些。還會增加從燈珠封裝廠到屏廠之間的運輸、物料倉儲和質量管控成本。
而SMD認為COB封裝技術過於複雜,產品的一次通過率沒有單燈的好控制,甚至是無法逾越的障礙。失效點無法維修,成品率低。
事實上,COB封裝以目前的設備技術和質量管控水平,0.5K的集成化技術可以使一次通過率達到70%左右,1K的集成化技術可以達到50%左右、2K的集成化技術可以使該項指標達到30%左右。即使有沒有通過一次通過率檢測的模組,但整板不良點也就1-5點,超過5個不良點位以上的模組很少,封膠前經過測試與返修是可以使成品合格率達到90%-95%左右。隨著技術的進步和經驗的積累,這項指標還會不斷提升。同時我們還擁有封膠後的壞點逐點修復技術。
3.技術分析評估
技術分析評估表
分析評估說明:
技術實現難易程度:
SMD封裝:顯而易見,這種單燈珠單體化封裝技術已積累多年的實戰經驗,各家都有絕活,也有規模,技術成熟,實現起來相對容易。
COB封裝:是一項多燈珠集成化的全新封裝技術,實踐過程中在生產設備、生產工藝裝備、測試檢測手段等很多的技術經驗是在不斷的創新實踐中來積累和驗證,技術門檻高難度大。目前面臨的最大困難就是如何提高產品的一次通過率。COB封裝所面臨的是一座技術高峰,但它並非不可逾越,只是實現起來相對困難。
出廠失效率控制水平:
COB和SMD封裝都可以控制得非常好,交給客戶時都能保證0失效率。
成本控制:
從理論上說COB在這一環節的成本控制應該略勝一籌,但是目前產能有限,尚未形成規模化,所以暫時還是SMD佔有優勢。
可靠性隱患:
SMD封裝中使用的四角或六角支架為後續的生產環節帶來了技術困難和可靠性隱患。比如燈珠面過回流焊工藝需要解決數量龐大的支架管腳焊接良率問題。如果SMD要應用到戶外,還要解決好支架管腳的戶外防護良率問題。
而COB技術正是由於省去了這個支架,在後續的生產環節中幾乎不會再有太大的技術困難和可靠性隱患。只面臨兩個技術丘陵:一個是如何保證IC驅動晶片面過回流焊時燈珠面不出現失效點,另一個就是如何解決模組墨色一致性問題。
二、回流焊環節的分析評估
燈珠面過回流焊工藝
1. 技術區別
COB封裝由於沒有支架,所以不存在這項工藝。
SMD封裝是由顯示屏廠採購SMD封裝廠的燈珠, 然後貼片加工到PCB板上。
2. 幾點問題
A. 競爭問題
這個環節和封裝環節不同,封裝環節處於產業鏈的中遊,企業數量屈指可數,還會有一定的利潤空間。而屏廠環節在SMD產業鏈中處於下遊,企業眾多,技術門檻相對較低,競爭激烈、利潤薄、生存壓力大。在眾多的屏廠企業中通過融資上市的公司憑藉資金實力、品牌優勢和國外市場渠道優勢佔據主要地位,其它的中小企業如果沒有差異化的產品只能是大浪淘沙。企業參差不齊的發展水平必然導致產品質量的差異化程度擴大。在這樣的環境中企業會如何做,怎樣做?
要想在這個環節上做好,儘量減少產品可靠性下降的問題,採用的技術看似簡單,其實不然。以下三個因素值得大家關注?
PCB板的設計質量、材質、製作工藝、製程和倉儲的質量管控水平。
SMT設備的精度和SMT生產製程質量管控水平。
面對市場競爭,管理者的成本意識和質量意識。
我們認為,以降低原材料品質和犧牲產品質量的競爭是會給產業鏈帶來災難性的後果。
B. 產品成本問題
COB封裝沒有這道工序,在此環節上的成本永遠是零。
SMD封裝隨著產品點密度的增加,貼片技術難度增加,產品的成本也會增加。而且點密度越高,成本增加越多,呈非線性加快增長關係。
C. 可靠性問題
COB封裝沒有這道工序,在此環節上不存在可靠性降低問題。
SMD封裝由於每個支架一般存在4個焊腳,在此環節就一定存在可靠性降低問題。這是由可靠性理論所決定的。根據可靠性原理,一個產品的控制環節越少,可靠性越高。請看下表: 模組燈珠面回流焊工藝COB封裝和SMD封裝質量控制環節對比
從表中我們可以清楚地看到這樣一個事實,COB封裝隨著點間距的變小和點密度的增加,它的燈珠面的控制環節永遠是0,而SMD封裝隨著點間距的變小和點密度的增加,它的每平米的控制環節會隨相應的每平米點密度的增加成4倍數的增加。
D. 回流焊爐溫造成的燈珠失效問題
SMD燈珠器件在過回流焊時通常需要240度左右的溫度,無鉛焊接甚至要達到260度-280度的爐溫。燈珠器件在通過回流焊機時存在兩種失效可能。
一種失效是LED晶片在高溫作用下的龜裂碎化隱患:LED晶片如同人類,也存在正常和異常的個體差異,當弱、殘的個體通過高溫時,經受不住考驗,就會出現此種問題。如果過爐後立即失效,問題還不大,換掉就可以。致命的是過爐後有這種隱患還能點亮,也能通過老化測試,運輸震動以後,或到客戶端使用一段時間後失效。
另一種失效是LED晶片焊接導線的拉斷失效。
責任編輯:韓素雲