COB封装不断挑战户外小间距新极限 突破户外P2.0蓄势待发

    COB封装在LED显示屏应用领域已渐趋成熟，尤其在户外小间距领域以其独特的技术优势异军突起，目前已突破户外P3.0级别，在不久的将来突破户外P2.0级别已势所必然。那么COB封装技术到底是何方神圣?为何一埃出现就具有如此生猛的表现，令人刮目相看? 它的技术优势到底在哪里?未来的COB产品具有哪些应用前景?带着这些问题，我们走进了首创COB封装核心技术企业深圳韦侨顺光电有限公司来为大家一一解开谜底。

　　一.什么是COB封装

　　COB封装的英文是Chip On Board，直译就是芯片放在板上。如图所示

　　在LED显示技术领域，COB封装工艺就是将LED裸晶芯片用导电胶或绝缘胶固定在PCB的灯位焊盘上，然后用超声波焊接技术对LED芯片进行导电功能引线焊合，最后用环氧树脂胶对灯位进行包封，保护好LED发光芯片。

　　二.COB封装工艺与DIP和SMD封装工艺的区别

　　如图所示：

　　DIP封装

　　SMD封装

　　DIP和SMD封装工艺在固晶焊线方面与COB封装没有区别，它最大的区别在于使用了红色部分的支架。大家都知道，支架一般有四个焊腿，需要通过SMT焊接到PCB板上。因此COB封装工艺相比DIP和SMD封装工艺最大的不同之处在于单灯省去了一个支架，因此也就节省了灯珠面过回流焊机的表贴焊接处理工艺。

　　三. COB封装工艺的优点

　　1. 高可靠性

　　评价可靠性的重要指标是死灯率：

　　LED显示屏行业目前使用的国家标准是：万分之三

　　COB封装工艺目前可以使该项指标达到：全彩屏：小于十万分之五

　　单、双色屏：小于百万分之八

　　为什么COB封装显示屏具有如此高的可靠性，我们通过以下五个方面进行分析：

　　A: 单灯生产过程控制环节减少。

　　大家都知道，一个全彩灯珠需要五条焊线，如图所示

　　从灯珠面的生产角度来看，COB封装工艺仅需要在生产过程中控制好这五条焊线的质量，而SMD封装工艺除了这五条焊线的质量要控制好，还需要控制好灯珠面过回流焊工艺时支架四个焊脚的焊接质量，如图所示：

　　根据可靠性原理，一个系统的控制环节越少，可靠性越高。

　　再看下图：

　　以一平方米的LED显示屏为单位

　　如果生产1平米的P10，COB封装工艺就要省去4万个控制点。如果将点密度缩小一倍，也就是点密度达到P5级别，COB封装工艺每平米就要省去16万个焊点。如果将点密度进一步缩小到P2.0级别，COB封装工艺每平米就要省去100万个焊点。如果点密度达到P1.0级别，COB封装工艺将会省掉400万个焊点。

　　COB封装工艺创造了革命性的一步，甩掉了支架表贴焊接这个环节。这也是保证COB封装高可靠性因素中权重*高的一个因素。

　　B. COB封装省去了灯珠面过回流焊工艺，还会带来另一个好处。不再有传统封装工艺回流焊炉内高温对LED芯片和焊线造成的失效。

　　众所周知，回流焊炉内一般会有240°的高温。如果环氧树脂胶TG点过低，或封装过程有潮气吸入，高温会导致胶体非线性急剧膨胀，导致LED芯片焊线拉断破坏失效。另外高温会通过支架管脚将热量快速传导到芯片，造成芯片体龟裂碎化失效的可能性增加。而这种问题是最可怕的，一般在工厂老化测试时也不会出现问题，经过运输到客户端再使用一段时间问题就会逐步暴露出来。

　　C. COB封装工艺是直接将LED裸芯片固定到焊盘上，所以散热面积相对传统封装工艺要大，材料综合热传导系数也高，散热性好。

　　而传统封装是将LED裸芯片固定在支架内的焊盘上，焊盘需要通过支架金属管脚将热量间接传递到PCB板上。

　　D. COB封装工艺线路板采用沉金工艺，没有采用传统封装通常使用的PCB板喷锡工艺，所以在户外应用条件下，活在湿热和盐雾环境应用条件下，PCB板线路抗氧化能力高。

　　E. COB封装工艺灯面曲线圆滑呈半球面，灯面所有器件都由环氧树脂胶包封，没有任何的器件管脚裸露在外面。所以不管是应用在室内，还是户外环境或是恶劣的潮湿盐雾环境下，都不会有器件管脚氧化造成的灯珠失效担心。如图所示：

　　COB封装实际上只需要对灯珠面的PCB和驱动IC面的PCB和器件进行纳米镀膜、抗紫外镀膜和三防漆喷涂户外防护处理，处理区域不存在任何的阴影区，无处理死角。

　　2.省成本

　　相对于传统封装工艺，COB封装工艺节省了成本，主要来源于以下四个方面：

　　A. 节省原材料成本

　　COB封装不再使用支架和编带等金属原材料。

　　B. 节省工序加工成本

　　COB封装节省了灯珠线路板的切割、分光、编带和灯面的回流焊工艺等。

　　C. 节省了运输成本

　　COB封装不再使用支架，节省了支架的重量。比如一平米的SMD P3全彩屏会用 到111111个支架。

　　COB封装使用逐点精确点胶工艺对LED裸芯片进行保护，所以用胶量非常少，以P3全彩为例，一块1024个灯珠的模组用胶量仅仅不到3克。所以也节省了模组的重量。

　　节省了重量就节省了物流成本。

　　D. 简化了生产组织流程，更易于管控

　　COB封装工艺整合了LED显示产业链的中、下游企业的生产流程，在一个企业内部就可完成从LED灯珠的封装到LED显示屏的制作过程，节约了生产组织成本，中间环节的包装和物流成本、质量控制成本等。

　　3. 易于实现小点间距

　　对于小点间距的应用趋势，COB封装未来有可能突破P1.0级别。如果单从可靠性方面来看，COB封装工艺的优势要远远强于SMD封装工艺，理由如下。

　　以P1.0级别为例：每平米P1.0的点密度计算如下：

　　1÷(0.001X0.001)=1000000

　　为100万个点，以每个点有4个支架焊脚计算，整个生产过程需要控制400万个焊脚管脚质量，这将是十分十分困难的，而COB封装将不会有这种困难，所以可靠性远高于SMD封装.

　　还有COB封装在设计灯珠直径时不再受制于支架尺寸的限制，如下图所示：

　　目前的技术可以将灯珠直径设计到1.2mm，灯珠和灯珠之间的安全距离可以达到0.5mm。理论上小点间距可以实现P1.7级别。未来随着LED芯片技术的进步，尺寸进一步缩小，或者有倒装LED芯片的出现，突破P1.0级别已为期不远。

　　4. 轻薄 180°大视角 易弯曲

　　A. 轻薄：

　　COB封装模组的重量会比SMD封装模组的重量轻1/2强。

　　以相同点密度的户外模组对比，COB模组每平米比SMD模组轻5-10kg左右。

　　B. 180°大视角

　　由于COB封装采用半球面透镜发光，没有面盖遮挡，所以理论上发光角度可以达到180°。

　　C. 易弯曲

　　由于COB封装没有支架焊接，LED芯片由环氧树脂胶密封在灯位内，所以是可以任意弯曲的，弯曲能力随模组尺寸的大小和PCB板的厚度而决定。

　　5.抗压 耐冲击 耐磨 易清洗

　　A. 抗压、耐冲击、耐磨

　　COB模组的灯位是用环氧树脂胶包封的，高TG点的胶水具有良好的物理性能如下：

　　抗压强度：8.4kg/mm²

　　剪切强度：4.2kg/mm²

　　抗冲击强度：6.8kg*cm/cm²

　　硬度：Shore D 84

　　以P4灯珠为例：灯珠直径是D=2.8mm

　　灯珠封装面积是： S=πr²=3.14X1.4²=6.15mm²

　　单个灯珠承受的压力为：6.15X8.4=51.66kg

　　单个灯珠承受的侧向剪切力为：6.15X4.2=25.83kg

　　B. 易清洁

　　COB模组灯板表面不再使用面罩，屏体户外使用脏污后可以用水直接冲洗。

　　四.韦侨顺光电COB封装产品应用

　　1. 小间距领域

　　COB封装户外小间距已达到P3.0级别。未来也将会不断挑战户外小间距的新极限，甚至冲击P1.0级别。韦侨顺光电将采用农村包围城市的战略，利用COB封装产品的户外应用优势，迅速占领户外小间距的落地应用市场，然后再以高可靠性和低成本优势向室内小间距应用市场渗透。

　　2. 异形屏和创意造型屏领域

　　COB封装模组不仅可弯曲，而且还轻薄，很适合用于异形屏和创意造型屏领域。

　　3.湿热和盐雾环境应用领域

　　针对COB封装产品在湿热和盐雾环境下具有超强的抗氧化抗腐蚀能力，所以在湿热(如室内游泳池或水疗场所)和盐雾(如海边)等类似的特殊应用环境将会表现突出。

　　4. 体育场馆

　　针对COB封装产品的不怕碰撞、抗压和耐冲击的特点，将其应用到足球场和各种球类场馆的广告屏，学校单位的体育场馆的LED显示屏等特殊应用领域。

　　5.超轻薄LED显示屏和超轻薄双面LED显示屏领域

　　因为COB封装LED显示屏比传统显示屏的重量减轻一半，双面屏电源内置厚度也可以做到35mm，所以在对重量和厚度有特殊要求的场合，COB封装产品也将发挥重大作用。

　　五. 结束语

　　COB封装由于自身的特点与优势，将会被越来越多的人认知，也会走进更多的行业和领域。 尤其针对户外小间距应用，一旦形成产能，在技术和价格上将占据绝对的优势。COB封装由于具有革命性的突破，甩掉了支架这个大包袱，将会轻装前进，前途变得一片光明。密度越高，成本优势越明显，在小间距通往平民化的应用方向上，COB封装将发挥重要的作用。