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COB封装工艺解读及将面临的挑战

发布时间:2023-03-24 17:17:45 最后更新:2023-03-24 17:23:47 浏览次数:4046


 

 

1、cob封装的定义

  什么是COB?其全称是chip-on-board,即板上芯片封装,是一种区别于SMD表贴封装技术的新型封装方式,具体是将裸芯片用导电或非导电胶粘附在PCB上,然后进行引线键合实现其电气连接,并用胶把芯片和键合引线包封。

       这种封装方式并非不需要封装,只是整合了上下游企业,从封装到LED显示单元模组或显示屏的生产都在一个工厂内完成,整合和简化了封装企业和显示屏制造企业的生产流程,生产过程更易于组织和管控,产品的点间距可以更小、可靠性成倍增加、成本更接近平民化。

 

 

COB封装的优势

       1.超轻薄:可根据客户的实际需求,采用厚度从0.4-1.2mm厚度的PCB板,使重量最少降低到原来传统产品的1/3,可为客户显著降低结构、运输和工程成本。

       2.防撞抗压:COB产品是直接将LED芯片封装在PCB板的凹形灯位内,然后用环氧树脂胶封装固化,灯点表面凸起成球面,光滑而坚硬,耐撞耐磨。

       3.大视角:COB封装采用的是前景球面发光,视角大于175度,接近180度,而且具有更优秀的光学漫散色浑光效果。

       4.可弯曲:可弯曲能力是COB封装所独有的特性,PCB的弯曲不会对封装好的LED芯片造成破坏,因此使用COB模组可方便地制作LED弧形屏,圆形屏,波浪形屏。是酒吧、夜总会个性化造型的理想基材。可做到无缝隙拼接,制作结构简单,而且价格远低于柔性线路板和传统显示屏模组制作的LED异形屏。

       5.散热能力强:COB产品是把灯封装在PCB板上,通过PCB板上的铜箔快速将灯芯的热量传出,而且PCB板的铜箔厚度都有严格的工艺要求,加上沉金工艺,几乎不会造成严重的光衰减。因此极少死亡,大大延长寿命。

       6、耐磨、易清洁: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;没有面罩,有灰尘用水或布即可清洁。

       7、全天候优良特性:采用三重防护处理,防水、潮、腐、尘、静电、氧化、紫外效果突出;满足全天候工作条件,零下30度到零上80度的温差环境仍可正常使用。

  

       多年的实际案例和数据证明COB产品功能强大,行业的大力推广也给了COB产品更大的发展空间。目前COB封装技术主要有以下三种发展方向

  (一)单灯珠COB封装技术

  这种技术沿袭了传统封装技术的思路,具有较低的技术门槛,整个工艺路线和产业链布局也都没有太大的改变。显示屏厂还是购买封装厂封装好的COB灯珠,再通过SMT工艺一粒粒装到LED显示面板上

  (二)有限集成COB封装技术

  为了提高生产效率和降低像素失效率,同时避免大幅增加封装技术的难度,有些厂家开始尝试有限集成COB封装技术。显示屏厂从封装厂购买的不再是单颗COB灯珠,而是有限集成封装的带有支架的COB模块,然后将这些模块通过SMT工艺装到LED显示面板上

  (三)COB集成封装技术

       COB集成封装技术指具有高集成度的COB封装技术,一般至少应具有0.5k以上的集成度,目前的技术已突破2k的集成度。整个LED显示面板的灯珠集成都是在封装环节中完成的,不再需要SMT工艺。


COB集成封装技术与另外两种COB封装技术最显著的区别在于以下几方面。

  (1)无支架。

  (2)拥有至少0.5k以上的高集成度。

  (3)产业链结构中没有显示屏厂环节

  (4)LED显示面板在封装环节中实现集成而不是在封装后通过SMT工艺实现集成

  

二、COB封装工艺解读

       COB的封装技术又被归类为免封装或者省封装的模式,但是这种封装方式却并不是省去封装环节,而是省去封装流程,和贴片工艺相比,COB的封装流程要省去几个步骤,在一定程度上节省了时间和工艺,也在一定程度上节约了成本。SMD的生产工艺需要经过固晶、焊线、点胶、烘烤、冲压、分光分色、编带、贴片等环节,而COB的工艺在这个基础上进行简化,首先将IC贴在线路板上然后固晶、焊线、测试、点胶、烘烤,成为成品。

  

三、COB封装面临的挑战

1、封装过程的一次通过率

       COB封装方式由于其特性,COB封装是要在一块大的板子上,这块板子上最多拥有1024颗灯,SMD如果封坏了一颗灯,只需要换一颗就行了,但是COB 封装的1024颗灯封装完成之后,要进行测试,所有灯确认没有问题之后,才能进行封胶。如何保证整板1024颗灯完全完好,一次通过率是非常大的挑战。

2、成品一次通过率

       COB产品是先封灯,封完灯之后,IC驱动器件要进行过回流焊工艺处理,如何保证灯面在过回流焊处理的时候,炉内240度的高温不对灯造成损害。这又是一大挑战,和SMD相比,COB节省了灯面过回流焊的处理,但是器件面和SMD一样,都需要过回流焊处理的,也就是说SMD要过两次回流焊,不同的是,SMD过回流焊的时候,炉内的温度会对灯面造成两种损伤,一种是焊线,温度过高,就会急剧性快速膨胀,会造成灯丝拉断,第二个是炉内热量通过支架的4 个管脚迅速传递到灯芯上,灯芯上可能会造成细小的碎化损伤,这种损伤很致命,检测往往很难发现,包括做老化测试也很难检测出,但是晶体的这种细小的损伤细微的裂缝,经过一段时间的

  这样的缺点就会突出,进而导致灯泡失效。而COB就是要保证在灯面过回流焊的时候,炉内高温不对其造成损害,保证良品率,这也是非常重要的层面。

3、整灯维修

  对于COB灯的维护,需要专业的一起来进行修护与维护。而单灯维护有一个最大的问题就是,修好之后,灯的周围会出现一个圈,修一颗灯,周边一圈都会被焊枪熏到,维修难度也比较高。

  存在挑战就需要找出相应的解决办法,目前来说,COB封装在封装以及维护过程中遇到的问题,企业都拿出了相应的解决方案,比如在灯面过回流焊的时候,采用某种方式将灯面进行保护,减小损伤;在维护过程中采用逐点校正技术,保证灯珠之间的一致性。

  四、COB封装的发展趋势探究

       COB封装有一个优势就是直接在PCB板上进行封装,不受灯珠的限制,所以,对于COB来说点间距这个说法并不科学,理论上来说,COB封装想要达到高密,是非常容易的。借用行业人士一句话来说,COB封装就是为小间距量身打造的。


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