直插 SMD COB三種燈珠封裝方式優(yōu)劣勢(shì)差別在哪里
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日期：2018-08-03 14:52:55
LED顯示屏行業(yè)繼直插(Lamp)工藝之后，已經(jīng)廣泛過(guò)渡到表貼(SMD)工藝，隨著表貼(SMD)大行其道，大有取代直插之際時(shí)，COB封裝卻又騰空出世。
其實(shí)拿COB與表貼來(lái)作比較，本來(lái)就有點(diǎn)“關(guān)公戰(zhàn)秦瓊”的意味，小間距LED屏的“表貼”工藝與COB之間其實(shí)并不是“直接競(jìng)爭(zhēng)”的關(guān)系。
COB是一種封裝技術(shù)，SMD表貼則是一種大量微小器件結(jié)構(gòu)布局和電氣連接技術(shù)。
他們處于電子產(chǎn)業(yè)，尤其是LED產(chǎn)業(yè)的不同階段。或者說(shuō)，表貼是LED屏制造商的核心工藝，而COB等封裝技術(shù)則是終端制造商的上游企業(yè)“LED封裝產(chǎn)業(yè)”的“工作”。
兩者本無(wú)須直接比較孰優(yōu)孰劣，但架不住當(dāng)前LED小間距大火，為實(shí)現(xiàn)LED小間距顯示屏最好的解決方案，大家都在八仙過(guò)海，各顯神通。
在小間距制造工藝的比拼中，眾多小間距廠商只能被動(dòng)的在“回流焊表貼工藝”等環(huán)節(jié)殫精竭慮。然而隨著小間距持續(xù)往下發(fā)展，單位面積內(nèi)所需貼片的LED燈珠成幾何級(jí)倍增，這對(duì)表貼工藝提出了越來(lái)越高的要求。受小間距的間距越小，這種密集貼裝工藝難度越大的影響，小間距LED顯示屏在持續(xù)減小間距的同時(shí)，死燈率過(guò)高的難題一直未能得到有效地解決。
而COB（chip-on-board）技術(shù)將LED裸芯片用導(dǎo)電或非導(dǎo)電銀膠粘附在PCB基板上，然后進(jìn)行引線鍵合實(shí)現(xiàn)其電氣連接。
COB封裝相對(duì)于傳統(tǒng)SMD LED封裝來(lái)說(shuō)，主要在生產(chǎn)制造效率、低熱阻、光品質(zhì)、應(yīng)用、成本等方面具有優(yōu)勢(shì)，特別在1.25mm間距以下小間距顯示產(chǎn)品上，具有較大綜合優(yōu)勢(shì)。
COB封裝在生產(chǎn)流程上和傳統(tǒng)SMD生產(chǎn)流程基本相同，在固晶，焊線流程上和SMD封裝效率基本相當(dāng)，但在點(diǎn)膠、分離、分光、包裝上，COB封裝的效率要比SMD類(lèi)產(chǎn)品高出很多。
傳統(tǒng)SMD封裝人工和制造費(fèi)用大概占物料成本的15%，COB封裝人工和制造費(fèi)用大概占物料成本的10%，采用COB封裝，人工和制造費(fèi)可省5%。
傳統(tǒng)SMD封裝應(yīng)用的系統(tǒng)熱阻為：芯片-固晶膠-焊點(diǎn)-錫膏-銅箔-絕緣層-鋁材；COB封裝的系統(tǒng)熱阻為：芯片-固晶膠-鋁材。
COB封裝系統(tǒng)熱阻要遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)SMD封裝的系統(tǒng)熱阻，因此可大幅度提高LED的壽命。
傳統(tǒng)SMD封裝通過(guò)貼片的形式將多個(gè)分立的器件貼在PCB板上形成LED應(yīng)用的光源組件，此種做法存在點(diǎn)光，眩光以及重影的問(wèn)題。
而COB封裝由于是集成式封裝，是面光源，視角大且易調(diào)整，減少出光折射的損失�；贑OB光源具有熱阻低、光通量密度高、眩光少、發(fā)光均勻等特性。
既然COB技術(shù)有這么多優(yōu)點(diǎn)，卻為何在LED顯示屏行業(yè)卻一直磕磕絆絆呢?
COB封裝與SMD封裝在LED芯片的選擇上是站在同一個(gè)起跑線上，之后卻選擇了不同的技術(shù)路線。
SMD封裝是一種單燈封裝的方式，相對(duì)保證單個(gè)燈珠的質(zhì)量來(lái)說(shuō)有優(yōu)勢(shì)，只是生產(chǎn)工藝過(guò)多，成本會(huì)相對(duì)高些。還會(huì)增加從燈珠封裝廠到屏廠之間的運(yùn)輸、物料倉(cāng)儲(chǔ)和質(zhì)量管控成本。
COB封裝則是一項(xiàng)多芯片集成化的封裝技術(shù)，將LED芯片直接用導(dǎo)電膠和絕緣膠固定在PCB板燈珠燈位的焊盤(pán)上，比起單燈封裝，其效率和成本并且在可靠性方面有明顯優(yōu)勢(shì)。
但部分觀點(diǎn)認(rèn)為，COB封裝技術(shù)過(guò)于復(fù)雜，產(chǎn)品的一次通過(guò)率沒(méi)有單燈的好控制，甚至是無(wú)法逾越的障礙。其失效點(diǎn)無(wú)法維修，成品率低。
COB封裝以目前設(shè)備技術(shù)和質(zhì)量管控水平，0.5K集成化技術(shù)可以使一次通過(guò)率達(dá)70%左右，1K集成化技術(shù)可以達(dá)50%左右，2K集成化技術(shù)可以使該項(xiàng)指標(biāo)達(dá)30%左右。
即使有沒(méi)有通過(guò)一次通過(guò)率檢測(cè)的模組，但整板不良點(diǎn)也就1-5點(diǎn)，超過(guò)5個(gè)不良點(diǎn)位以上的模組很少，封膠前經(jīng)過(guò)測(cè)試與返修是可以使成品合格率達(dá)到90%-95%左右。
隨著技術(shù)的進(jìn)步和經(jīng)驗(yàn)的積累，這項(xiàng)指標(biāo)還會(huì)不斷提升。并且還可以采用壞點(diǎn)逐點(diǎn)修復(fù)技術(shù)對(duì)封膠后有問(wèn)題的燈珠進(jìn)行修復(fù)。
在實(shí)現(xiàn)其小間距LED顯示屏制造方面，傳統(tǒng)SMD封裝隨著產(chǎn)品點(diǎn)密度的增加，貼片技術(shù)難度增加，產(chǎn)品的成本也會(huì)增加。而且點(diǎn)密度越高，成本增加越多，呈非線性加快增長(zhǎng)關(guān)系。
特別是在過(guò)回流焊環(huán)節(jié)，SMD封裝中使用的四角或六角支架在燈珠面過(guò)回流焊工藝需要解決數(shù)量龐大的支架管腳焊接良率問(wèn)題。
如果SMD應(yīng)用到戶外，還要解決好支架管腳的戶外防護(hù)良率問(wèn)題。采用SMD封裝技術(shù)的小間距LED極易在使用中產(chǎn)生死燈、壞燈現(xiàn)象。
首先是因?yàn)镾MD小間距LED在生產(chǎn)中，需要將燈珠以高溫回流焊(240-270攝氏度)的方式焊在電路板上，而在高溫回流焊中由于燈珠中支架、基板、環(huán)氧樹(shù)脂等材料的膨脹系數(shù)不同，極易產(chǎn)生縫隙，造成燈珠在出廠時(shí)處于“亞健康”狀態(tài)。
其次，采用SMD封裝技術(shù)，LED的燈腳焊盤(pán)裸露外部易被氧化，造成水汽入侵LED內(nèi)部芯片，在水氧作用下長(zhǎng)期運(yùn)行造成燈芯內(nèi)部發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，出現(xiàn)死燈、“毛毛蟲(chóng)”現(xiàn)象。
此外，靜電對(duì)LED燈珠的傷害也不容忽略。小間距SMD產(chǎn)品靜電敏感，裸露的燈腳焊盤(pán)很容易受到靜電的影響，造成死燈。
廠商在“回流焊”階段的“品控”能力直接決定了其小間距LED屏產(chǎn)品的壽命、成本、良品率，以及最重要的產(chǎn)品參數(shù)“點(diǎn)間距”的水平。
在某種意義上，小間距LED屏企業(yè)的“制造能力”，就是“回流焊工藝”的應(yīng)用能力。
COB因?yàn)橹苯釉?STRONG>PCB板上實(shí)行裸芯封裝，省去了支架和打線等工藝，因此無(wú)需面對(duì)如何過(guò)回流焊的技術(shù)難題。只需要著力解決如何保證驅(qū)動(dòng)IC芯片面過(guò)回流焊時(shí)，燈珠面不出現(xiàn)失效點(diǎn)，再者就是如何解決模組墨色一致性問(wèn)題。
然而，作為一種新技術(shù)，COB也有在小間距LED行業(yè)積累不足，工藝細(xì)節(jié)有待提升、市場(chǎng)主要產(chǎn)品暫時(shí)處于成本劣勢(shì)等缺點(diǎn)。其中其失效點(diǎn)難以維修和墨色不均等問(wèn)題恰恰是制約COB技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵。
在現(xiàn)如今LED顯示屏行業(yè)這個(gè)“看臉”時(shí)代，COB技術(shù)的小間距屏與傳統(tǒng)SMD小間距LED屏比，在一致性和對(duì)比度方面都存在巨大的差距。
“顏值不高”讓許多終端應(yīng)用客戶對(duì)COB技術(shù)難言好感，這也是眾多屏廠對(duì)COB技術(shù)一直存在觀望的原因之一。
其次，推進(jìn)COB技術(shù)在LED顯示屏行業(yè)應(yīng)用的過(guò)程，其實(shí)就是一個(gè)“去封裝”化的過(guò)程。
由于COB封裝是直接以裸芯在PCB板上完成封裝，這讓屏企可以不需要中端的專(zhuān)業(yè)封裝企業(yè)，而直接與上游芯片廠商對(duì)接。這對(duì)當(dāng)前的LED顯示屏行業(yè)的生態(tài)環(huán)境來(lái)說(shuō)，不啻于一場(chǎng)革命。
而其間的技術(shù)門(mén)檻則讓眾多顯示屏生產(chǎn)廠商望而生畏，對(duì)于習(xí)慣了與封裝廠商打交道的眾多屏企，特別是在小間距產(chǎn)品上領(lǐng)先的企業(yè)，長(zhǎng)期積累的“表貼”工藝經(jīng)驗(yàn)和基礎(chǔ)投資將成為“負(fù)資產(chǎn)”，而需要重頭再來(lái)。
再者COB產(chǎn)品中這種“上游封裝”代替“下游焊接”的工程變化，將直接導(dǎo)致小間距LED行業(yè)“核心技術(shù)分布”與“市場(chǎng)價(jià)值基礎(chǔ)”的變動(dòng)。這也是行業(yè)內(nèi)不同企業(yè)對(duì)COB產(chǎn)品態(tài)度迥異的根源所在。
就全球市場(chǎng)而言，小間距LED顯示現(xiàn)在還處于“發(fā)展初期階段”：即市場(chǎng)應(yīng)用水平有限、與競(jìng)爭(zhēng)技術(shù)產(chǎn)品比較市場(chǎng)占比較低。哪怕是在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，小間距LED屏也在“初次普及”高峰階段：即市場(chǎng)成績(jī)斐然，增幅巨大、市場(chǎng)占比持續(xù)上升，但是存量市場(chǎng)有限，未來(lái)發(fā)展空間巨大。
這是小間距LED行業(yè)的基本“行情”。如果用一個(gè)字概括，它的核心特點(diǎn)則是一個(gè)“新”字。即，新技術(shù)、新產(chǎn)品、新企業(yè)。
現(xiàn)在，就是這個(gè)以“新”當(dāng)頭的產(chǎn)業(yè)，卻面臨COB與貼片兩種技術(shù)工藝“巨大替代”可能。
對(duì)于小間距LED屏市場(chǎng)份額領(lǐng)先的品牌而言：
這種技術(shù)路線上的“半路殺出一個(gè)程咬金”，就像“新房換新房”。前期在貼片產(chǎn)品上的投資，剛剛進(jìn)入“穩(wěn)定回報(bào)期”，就面臨更新?lián)Q代。
這其實(shí)等于“最大程度抵消今天市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)品牌的先發(fā)優(yōu)勢(shì)”。這種行業(yè)變化，對(duì)市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)品牌，尤其是對(duì)小間距LED這樣一個(gè)剛剛興起的行業(yè)，必然形成“難以選擇”的戰(zhàn)略矛盾。
另一方面，小間距LED屏市場(chǎng)不是一個(gè)完全成熟的行業(yè)。整個(gè)產(chǎn)業(yè)處于高速發(fā)展階段，新入行企業(yè)比較多。
從國(guó)際上看，行業(yè)應(yīng)用水平比較低，國(guó)際巨頭，例如索尼、三菱都處于“后發(fā)狀態(tài)”，而采用差異化的技術(shù)，構(gòu)建高端市場(chǎng)口碑，以COB為切入點(diǎn)無(wú)疑是這些品牌一個(gè)比較好的策略選擇。
同時(shí)，小間距LED屏與液晶大屏、DLP大屏之間的技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，也使得這些行業(yè)的廠商“必須”進(jìn)入小間距LED行業(yè)。
對(duì)于這些在LED顯示上積累較淺、沒(méi)有貼片工藝經(jīng)驗(yàn)，且市場(chǎng)后發(fā)、產(chǎn)品端輕資產(chǎn)化的企業(yè)而言，COB技術(shù)具有很大的吸引力和優(yōu)勢(shì)。
即便是對(duì)于國(guó)內(nèi)的LED顯示企業(yè)，有些在小間距領(lǐng)域的起步也是比較晚的。
這些企業(yè)抓住小間距LED行業(yè)成長(zhǎng)機(jī)會(huì)的手段無(wú)非兩個(gè)：成本優(yōu)勢(shì)，或者擁有技術(shù)獨(dú)到性。選擇COB技術(shù)路線，本身則可以形成和行業(yè)領(lǐng)先者的產(chǎn)品差異化，并彌補(bǔ)“后入者”時(shí)間劣勢(shì)。
也正因?yàn)橐陨纤姆N廠商，在小間距LED產(chǎn)品上的“布局結(jié)構(gòu)不同”，導(dǎo)致COB技術(shù)目前主要支持陣營(yíng)至少具有如下兩大特點(diǎn)之一：
第一，新入局者，例如行業(yè)內(nèi)的一些后發(fā)品牌、多數(shù)國(guó)際巨頭、液晶和DLP大屏行業(yè)的廠商;
或者第二個(gè)特點(diǎn)，輕資產(chǎn)的廠商，典型的是液晶和DLP大屏行業(yè)的一些廠商，這些廠商需要推出LED產(chǎn)品，卻沒(méi)有表貼工藝積累。
符合以上兩個(gè)條件之一的LED行業(yè)參與廠商都更容易選擇COB技術(shù)路線: 威創(chuàng)、索尼、長(zhǎng)春希達(dá)等。
而完全不符合以上兩個(gè)條件的小間距LED屏參與企業(yè)，目前對(duì)COB持觀望態(tài)度：這些企業(yè)多數(shù)是現(xiàn)有貼片式小間距LED屏的“既得利益者”，他們有足夠的理由反對(duì)COB快速普及，也有足夠的市場(chǎng)影響力在COB技術(shù)上采取“強(qiáng)者后發(fā)”的姿態(tài)。
在小間距LED封裝形式的比拼上，我們可以將傳統(tǒng)的SMD封裝視為第一代封裝，COB看作為第二代封裝技術(shù)。
至于誰(shuí)能在競(jìng)爭(zhēng)中勝出，則取決于技術(shù)的先進(jìn)性以及市場(chǎng)的接受程度。
當(dāng)前，SMD封裝無(wú)疑占據(jù)著市場(chǎng)主流，但未來(lái)隨著COB技術(shù)成長(zhǎng)，小間距LED顯示市場(chǎng)日漸分化，是東風(fēng)(SMD)壓倒西風(fēng)(COB)，還是西風(fēng)壓倒東風(fēng)，我們拭目以待。
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