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LED后院起火,COB来了

时间:2017年7月12日 来自:管理员

正当小间距LED高歌猛进,与DLP拼墙与液晶拼接厮杀的不可开交时,其后院忽然起火了,一个名叫COB的家伙开始行动。威创、韦侨顺、奥蕾达、长春希达等一批企业纷纷以新一代COB小间距LED为名,对现有小间距LED进行冲击。威创认为:“COB小间距LED”的登台亮相给用户带来了耳目一新的感觉,突破了以往多在间距“越来越小”上的比拼。对于整个LED行业而言,今后将不再仅仅以不同间距来划分LED产品,不同的封装技术也成为了区分、选择LED产品的另一关键因素。


什么是COB

COB,是英语ChipOnBoard的缩写,即电路板上封装RGB芯片,是一种区别于现有普遍使用的三合一SMD封装技术的新型封装方式。它是基于固晶的平面技术加精确的点胶技术而研制出来的一种全彩LED新工艺。在COB产品工艺过程中,是将PCB板先贴片IC,然后在基底表面固定安放晶片,随后用丝焊的方法在晶片和基底之间建立起电气连接,并在检测合格后点胶固封,成为一块LED全彩模组。

COB有什么优势先不说,接下来我们先看看与之对比的SMD是什么。


什么是SMD

SMD封装,是SurfaceMountedDevices的缩写,意为表面贴装器件。采用SMD(表贴技术)封装的LED产品,可将RGB三种不同颜色的LED晶片封装的SMT灯按照一定的间距封装在同一个胶体内。制作流程通常是由上游灯珠厂商将灯杯、支架、晶元、引线、环氧树脂等材料封装成不同规格的灯珠。下游显示屏厂商用高速贴片机,以高温回流焊将灯珠焊在电路板上,制成不同间距的显示单元。


SMD的不足

SMD小间距LED具有颜色鲜艳、饱和度高、亮度高、没有拼缝、可无限拼接等众多优势,且产业链完整,因此目前应用广泛,占据了小间距LED应用市场的主要份额。不过由于SMD封装工艺无法回避的一些缺陷,也逐渐显示出不足。

首先是死灯现象也就是坏点。SMD小间距LED在生产过程中,需要将灯珠以高温回流焊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,极易造成支架和环氧树脂封装壳脱落,出现缝隙,在后期的使用中易出现死灯现象;同时采用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;此外裸露的灯脚焊盘也容易受到静电的影响,造成死灯。当然厂商在出厂时会将坏点率控制在标准值内,但随着使用时间的推移,坏点会不断增加。虽然坏点可以更换,但还是会给客户带来麻烦,同时增加了厂商的服务成本,而且如果是不同生产批次的灯芯,亮度色彩也会有所差异,造成更换后画面的非一致性问题。


其次,散热性。传统表贴LED产品晶片固定在碗杯里,不跟PCB板直接接触,主要通过胶体和四个焊盘散热,散热面积小,热量会比较集中于芯片,长时间会造成严重的光衰减现象,甚至死灯现象,降低了显示屏的使用寿命和质量。


再次,稳定性。SMD表贴产品的灯珠并非与PCB板无缝连接,这使得碰撞过程容易造成压力在单颗灯珠上集中。而大屏系统的运输、安装等,难免有震动和碰撞,造成小间距LED显示屏坏灯的几率增加。


第四,视角及观看舒适度。与COB相比,SMD小间距LED视角有一定限制,仅在120~140度之间。这首先是因为LED芯片在灯杯的底部,与杯口之间形成一定落差;其次封装好的灯在贴片过程中位置的精度误差;再次锁面罩的不平整,造成了可视角度降低和可视角度的不均匀性。其次SMD小间距LED屏的频繁刷新,人眼周期性接受光信号刺激,长时间观看以及近距离观看会感到不适。


COB的优势

相比SMD封装这些不足,COB技术则有着良好的表现,主要体现在:


一,稳定性好。由于COB封装技术在加工工艺上不存在回流焊贴灯,就避免了焊机内高温焊锡时造成的灯珠支架和环氧树脂间出现缝隙的问题,所以COB产品出厂后不易出现死灯现象。另外COB封装由于采用更为集成化的整体工艺,使得在晶体选择上可以选用功率面积密度更低、晶体颗粒更大一些的晶片,进而降低核心发光点工作强度。同时,COB封装实现了环氧树脂全包裹下的全固体无缝隙散热,使得工作状态中LED晶体的热集中度下降,有利于延长产品寿命、提升系统稳定性。


二,耐用性强。COB封装技术,无裸露灯脚,表面平滑无缝隙,具有防潮、防静电、防磕碰、防尘等功能,正面防护等级达到IP54,避免了SMD封装的小间距LED因潮湿、静电、灰尘、磕碰等环境或人为因素造成死灯、坏灯的问题。灯点表面凸起成球面,光滑而坚硬,耐撞耐磨。出现坏点,可以逐点维修,由于没有面罩,表面平整光滑,用水或布即可清洁表面污迹。


三,可弯曲。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。而SMD弯曲则可能会造成芯片管脚的脱焊,且成本要高于COB。


四,观看更舒适。由于COB封装采用的是浅井球面发光,因此视角更广,大于175度,接近180度,而且具有比SMD更优秀的光学漫散色浑光效果。此外发光均匀,近似“面光源”,可有效消除摩尔纹。其哑光涂层技术,也是显著提高对比度,降低炫光及刺目感,不易产生视觉疲劳。



竞争格局

COB如此多的优势,让不少企业为之而动。如深圳韦侨顺光电有限公司自2010年就开始尝试将半导体COB封装技术引入到LED显示领域,经过近七年在封装技术和生产工艺上的探索,现在已经可以为市场提供涵盖单双色、全彩、室内、半户外和户外宽范围的LED显示屏产品以及多场景应用解决方案,并且在COB生产工艺改良方面获得了详实的试验数据和实案验证数据。深圳市奥蕾达COB小间距产品的月产量已经达到了数千平米,订单不仅来自国内,在海外也频频开花结果。长春希达成功研发的LED集成三合一(COB)室内小间距产品,在与传统小间距LED显示屏比较中,多方面性能超出。


2016年春,威创也正式推出COB封装产品,并已成功应用在公安、能源、电力指挥调度中心、电视台演播厅等应用场景。威创认为,小间距LED显示的发展可以分为两个阶段:第一个阶段是解决堪用、能用的问题,核心技术突破体现在像素间距缩小到2毫米以下,P1.5和P1.2产品大规模量产;第二个阶段则主要是提供更高的产品可靠性和视觉体验效果,其中COB封装是最关键的技术方向之一。


与以上这些厂商的积极态度不同,传统LED厂商对COB似乎并不是特别热衷。利亚德、洲明、联建光电等目前都无COB产品问世。联建光电表示,COB目前来讲是一种新的尝试,未来企业可以从COB寻找新的亮点,满足用户的差异化需求,联建光电会持续关注COB技术的发展动向。国星光电认为,短期而言,COB封装暂时不会成为主流,但随着技术的进步,它的发展潜力仍值得期待,国星也会持续关注COB封装领域的技术发展趋势。


“有关注不投入”,传统LED厂商这是搞得哪一出?国星光电似乎透露出来一些端倪,其工作人员表示:虽然COB封装具备一定的优势,但同时它的劣势也不少。例如,对比度方面,COB封装形式较单颗器件贴片成模组的方式,外观一致性不高;产品不使用的情况下,屏表面墨色不一致,影响外观;同时,由于生产方式与单颗器件不同,生产过程及成品的一次通过率低。联建光电则认为,COB目前还没有进入到最成熟的状态,市场需要去培育,提高用户的认知。另一LED厂商高管表示:COB目前还存在一些挑战:首先是在技术方面,COB封装屏面墨色不好掌控,就是在灯不点亮的时候,表面墨色不一致的问题,此会影响产品整体的美观性;其次在市场方面,COB封装规?;贡冉闲?,整体市场还没有打开,跟传统技术拼价格不具优势。如果这些问题不解决,就很难得到客户的认可。


关于技术方面的不足,我认为随着COB工艺技术的发展基本都可以得到解决。如针对墨色不均这个问题,威创方面已经取得了突破,并申请了专利。威创通过结合自身DLP屏幕的特殊覆膜工艺,可消除线路板颜色差异,从而实现提供提高对比度和整体均匀性,由此解决墨色一致性问题。韦侨顺这方面也获得了进展,新推出的P3、P1.87产品已经消除了墨色问题,确保了COB小间距LED产品整墙显示效果。


成本价格方面,现在看确实是一个劣势。LED行业打价格战是出名的,竞争十分激烈。就当前COB工艺的LED显示屏来讲,虽然技术上取消了回流焊为核心的表贴过程,但也增加了封装工艺的难度,使得COB封装在CELL阶段的稳定性控制、可靠性测试等更为复杂。


另外COB封装较之表贴封装技术起步较晚,且先前的COB封装主要应用于照明领域,虽后起优势明显,然而在小间距LED屏显示领域工艺技术和材料技术积累不及表贴技术,这导致在综合成本上,COB封装还较传统SMD表贴技术有劣势。COB封装的高额成本一方面阻碍了COB显示企业的发展,同时也影响着COB封装显示屏的市场占有量。不过最近有不错的消息传来,据有关COB厂商透露,今年在P1.5、P1.2和P1.0产品上会有技术突破和成本突破。


事实上,传统LED厂商对COB不积极,还有一个不好说出口的原因:那就是COB是直接以裸芯在PCB板上完成封装,这让LED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,这改变了传统LED产业链生态。因此不仅受到生存威胁的专业封装企业持抵制态度,对于习惯了与封装厂商打交道的传统LED厂商也很不爽,特别是在小间距产品上领先的LED厂商。对于他们来说,采用COB,就意味着其长期积累的SMD工艺经验和基础投资将变得没有价值,甚至变成负资产,需要重头再来。


现在力挺COB的企业,基本都是对于那些在LED显示上积累较浅、没有SMD贴片工艺经验,或想进入LED领域的厂商。利用COB技术他们可以形成差异化竞争,有效的规避传统LED厂商在SMD上积累的优势,况且COB也确实拥有很多SMD所不及的优势。


结语

当前,尽管SMD封装仍占据着市场主流,然而COB依赖自身的优势,已经取得了很不错的市场效果。威创方面表示:在广电演播室领域,由于COB技术自身的抗摩尔纹特性,使得摄像系统人员非常喜欢这一新技术;在指挥调度中心市场,COB的高度稳定性、维护维修便捷性和观看舒适性,也得到了客户的认可;在租赁行业,COB更能防止碰撞和震动损伤的特点,使得租赁市场非??春谜庖徊返耐乒?。


相信随着COB技术的进一步完善,小间距LED显示市场必将日渐分化。但无论COB和SMD最终谁能胜出,对于用户来说都是好事,因为毕竟提供了更多新的选择,而且竞争者的增多就意味着厂商提供的产品必须更具性价比,何乐而不为呢!

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