COB封裝的工藝與發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)詳解

隨著LED應(yīng)用市場的逐漸成熟，用戶對(duì)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(gè)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(shì)，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(gè)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性能趨穩(wěn)定，應(yīng)用廣泛

COB產(chǎn)品主要應(yīng)用于商業(yè)照明市場，隨著技術(shù)提升，高功率的COB產(chǎn)品性能趨于穩(wěn)定，近來逐漸被應(yīng)用于戶外照明，包括LED工礦燈、路燈等市場。由于高功率LED與COB LED具有中功率所沒有的產(chǎn)品設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)與高光強(qiáng)，將能提升高端照明市場的競爭優(yōu)勢(shì)。

首先，在高階商用照明市場以照明應(yīng)用于博物館、美術(shù)館等展示空間用的市場，主要以筒燈、投射燈與反射燈為主。根據(jù)數(shù)據(jù)，2016年全球高端商業(yè)照明市場，在使用最廣泛的筒燈和軌道射燈中，分別有40%和75%都采用COB光源（按燈具數(shù)量計(jì)算，主要以功率30W以下的COB為主），之后分別以11%和6%的復(fù)合增長率成長。

另外，車用COB也是COB的應(yīng)用領(lǐng)域之一。但是，由于COB市場本身是一個(gè)小眾市場體量較小，而車用COB又是該小眾市場的分支之一，因此業(yè)內(nèi)人士關(guān)注較少。但是，隨著眾多COB廠家開始大規(guī)模切入車用COB市場，車用COB很快淪為價(jià)格戰(zhàn)的主戰(zhàn)場。兆馳節(jié)能副總經(jīng)理鄭海斌表示，性價(jià)比是王道，這個(gè)看法他并不認(rèn)同。他認(rèn)為，車用COB主要是后裝市場，進(jìn)入門坎相對(duì)低，價(jià)格競爭比較大是正?，F(xiàn)象。對(duì)于任何市場，只要進(jìn)入產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化階段，都可以叫做紅海市場。

此外，工業(yè)照明給中小型COB企業(yè)帶來新的機(jī)會(huì)。據(jù)調(diào)研數(shù)據(jù)指出，LED工業(yè)照明未來幾年將快速增長，2016年LED工業(yè)照明市場規(guī)模達(dá)29.32 億美金，之后將以每年16%以上的速度成長， 2016年的成長速度甚至高達(dá)24%，到2018年，市場規(guī)模將達(dá)39.35 億美金。同時(shí)，由于工業(yè)照明情況大多走的是隱形工程渠道，可以免去價(jià)格戰(zhàn)和規(guī)模戰(zhàn)的廝殺。

COB封裝的優(yōu)劣勢(shì)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(shì)，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(huì)擦出怎樣的火花？會(huì)不會(huì)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(shì)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(shì)。

1.超輕?。嚎筛鶕?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(huì)對(duì)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(huì)個(gè)性化造型屏的理想基材?？勺龅綗o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(huì)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(shì)還真是不少，尤其是與傳統(tǒng)的封裝形式一對(duì)比，那么對(duì)比效果就更加明顯。既然存在著諸多的優(yōu)勢(shì)，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(shí)候，表面墨色不一致的問題?！鄙钲谑袏W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(gè)問題不解決，就很難得到客戶的認(rèn)可?！?/p>

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(gè)步驟，在一定程度上節(jié)省了時(shí)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(gè)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(gè)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(shì)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(shí)候，燈腳也會(huì)越來越小，那么對(duì)于焊接的精密度要求會(huì)越高。一個(gè)平方有多少顆燈，一個(gè)燈有四個(gè)腳，那么一個(gè)平方就會(huì)有許多的焊點(diǎn)，這個(gè)時(shí)候，對(duì)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(gè)流程，SMD在焊錫的過程中，對(duì)于溫度的把控極難掌握，溫度過高，會(huì)對(duì)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(duì)于燈珠的穩(wěn)定性提升是一大挑戰(zhàn)。而COB沒有這個(gè)流程，那么穩(wěn)定性就會(huì)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(shí)造成的燈珠支架和環(huán)氧樹脂間出現(xiàn)縫隙的問題。

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(huì)順風(fēng)順?biāo)?，要在研發(fā)以及生產(chǎn)過程中不斷測試，不斷嘗試，才會(huì)發(fā)現(xiàn)問題所在，才能對(duì)癥下藥實(shí)時(shí)解決。每一個(gè)問題的出現(xiàn)，都是研發(fā)人員攻關(guān)的過程，在這個(gè)過程中，充滿艱辛，但是同時(shí)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(shí)日?，F(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(gè)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(dòng)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(shí)候，爐內(nèi)240度的高溫不對(duì)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(shí)候，爐內(nèi)的溫度會(huì)對(duì)燈面造成兩種損傷，一種是焊線，溫度過高，就會(huì)急劇性快速膨脹，會(huì)造成燈絲拉斷，第二個(gè)是爐內(nèi)熱量通過支架的4個(gè)管腳迅速傳遞到燈芯上，燈芯上可能會(huì)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(shí)間的

使用，這種弊端就會(huì)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(shí)候，爐內(nèi)高溫不對(duì)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(duì)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(gè)最大的問題就是，修好之后，燈的周圍會(huì)出現(xiàn)一個(gè)圈，修一顆燈，周邊一圈都會(huì)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(shí)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。