COB显示屏

简介

COB技术是一门新兴的LED封装技术,和传统的SMD表贴式封装不同,它是将发光芯片集成在PCB板中,而非一颗颗焊接于PCBCOB有效提升了LED显示屏的发光光色,降低风险,降低成本。

COB封装定位于“未来显示技术”,真正的黑科技高端显示产品,不仅具备超高防护性、可靠性等优势,(防水、防潮、防尘、防震、防撞)无缝、前维、臻薄,免维护的产品性能不仅具有颠覆性的技术优势,而且还拥有很多差异化的特性。因此COB集成封装技术发展具有强大的生命力,潮流性和相对持久的稳定性,必定会成为未来LED芯片集成封装技术发展的主流和方向,也因此被业界誉为LED技术的终极之路。COB无缝显示单元,具有低亮高灰、高刷新率、超宽视角、超低坏点率、显示效果好等技术优势,产品先进性、可靠性、稳定性、适应性、防护性、安全环保等方面有突出表现。

LED全彩屏的封装

LED有分立和集成两种封装形式。LED分立器件属于传统封装,广泛应用于各个相关的领域,经过四十多年的发展,已形成一系列的主流产品形式。芯片集成模块目前属于个性化封装,主要为一些个案性的应用产品而设计和生产,尚未形成主流产品形式。

传统的LED做法由于没有现成合适的核心光源组件而采取的做法,不但耗工费时,而且成本较高。

实际上,我们可以将LED光源分立器件→MCPCB光源模组”合二为一,直接将半导体芯片交接贴装,集成在MCPCB上做成COB光源模块,芯片与基板的电气连接用引线缝合方法实现,并用树脂覆盖以确保可靠性,不但省工省时,而且可以节省器件封装的成本。

与分立LED器件相比,COB光源模块在应用中可以节省LED的一次封装成本、光引擎模组制作成本和二次配光成本,实际测算可以降低30%左右的光源成本。在性能上,通过合理的设计和微透镜模造,COB光源模块可以有效地避免分立光源器件组合存在的点光、眩光等弊端;还可以通过加入适当的红色芯片组合,在不明显降低光源效率和寿命的前提下,有效地提高光源的显色性。在应用上,COB光源模块可以使安装生产更简单和方便,有效地降低了应用成本;在生产上,现有的工艺技术和设备完全可以支持高良品率的COB光源模块的大规模制造。

产品特色COB介绍

COBchip-on-board)即板上芯片封装,它是奥蕾达科技基于点胶的固晶的平面技术+SMD精确的点胶技术而研制出来的一种新产品COB全彩,该产品工艺过程首先是在基底表面用导热环氧树脂(一般用掺银颗粒的环氧树脂)覆盖硅片安放点,然后将硅片直接安放在基底表面,热处理至硅片牢固地固定在基底为止,随后再用丝焊的方法在硅片和基底之间直接建立电气连接。该过程较之点阵模块全彩及SMD全彩较为简化,因此便于量产化。

COB全彩和传统SMD全彩的对比

工艺及原材料成本

SMD全彩:此种产品原材料成本较贵且生产加工工艺较为繁锁,投入及造价成本较高。

COB全彩:COB剔除了支架概念,无电镀、无回流焊、无贴片,工序减少1/3。在固晶、焊线流程上和SMD效率相当,但在点胶、分离、分光和包装上,COB封装的效率要高出很多。传统SMD封装的人工、制造费用大概占物料成本的15%COB则只占10%,造价成本较之SMD全彩至少5%

光学电性

COB全彩在颜色方面一致性好,视角大,光斑均匀,亮度较高,混色效果好等这一些是SMD全彩及点阵全彩无法超越的特点和优势。

视角大,亮度高,COB采用热沉工艺技术,可保证LED具有业内领先的热流明维持率(95%)。以下是点胶和SMD的外观及角度光形对比图片

COB全彩外观图SMD全彩外观图

COB的视觉一致性更好。单从外观上就可以看出点胶板上有上百个发光点都处于同一个PCB板上即处于同一个水平面上,因此发光点都在同一个基准点上,从而照出的光斑更加均匀,然而SMD是一个个贴上在PCB板上的,肯定会有高有低,从而光斑不均匀,以致视觉效果要差于用COB封装出来的效果。

COB有更好的光品质。从下图可见:

右图的SMD传统封装形式是将多个分立器件贴装于PCB板,形成LED应用。此种做法存在点光、眩光以及重影的问题,从图上明显看出;而COB是集成式封装,是面光源,不仅有优点1的大视角,还能减少光折射的损失。

COB视角更大。从以下光形图可以看出奥蕾达COB全彩的视角要远大于SMD全彩的视角,SMD全彩视角大约在110度左右,然而COB全彩的视角可以达到140-170度同时亮度不会减弱,及垂直角度也有140-170度的广视角,这些特性在一些应用场所特别具有优势。以下是两者光形图的比较:

COB角度光形图SMD角度光形图

从实物发光效果图来看,如下所示:

点胶发光效果图SMD发光效果图

从以上比较来看,无论从视角大小还是从发光效果图来看,COB全彩的视觉效果都要优于SMD全彩。

固晶摆放

COB固晶摆放方式:RGB晶片是成一条直线的摆放的,晶片上方的透镜是一个光滑的曲面,透镜对光的折射效果很不错,当三色光通过透镜时会发生折射时从而使三色光混合的更加均匀,就混色效果好,光斑均匀从而给人的视觉效果不错,显示效果更加逼真,然而SMD全彩就不具备这一特性,因为SMD顶部是一个平面所以折射效果一般,因此配色效果比COB差,下面是两者配光曲线图对比,可以更加清楚看到COB全彩的优势:

COB全彩R/G/B配光曲线图SMD全彩R/G/B配光曲线图

从配光曲线图可以得知COB全彩的曲线三者一致性好,而SMD全彩曲线一致不好,红光曲线与蓝/绿光曲线有较大分离,因此效果就要比COB全彩要差。

可靠性

低热阻

传统SMD封装应用的系统热阻为:芯片-固晶胶-焊点-锡膏-铜箔-绝缘层-铝材,而COB封装的系统热阻为:芯片-固晶胶-铝材,显然COB封装的系统热阻要远低于传统SMD封装,这就大幅提高了LED的寿命。

另外,奥蕾达COB点胶晶片是直接固定在PCB板上的,因此散热面积大,以致晶片结温不易上升致使光衰较好,产品品质较为稳定;而SMD晶片是固定在碗杯里,不是跟PCB板直接接触,以至散热面积较小,直接导致其散热性能较差,因此会导致晶片结温上升,致使光衰较大。而这些原因正是SMD全彩技术发展的瓶颈。

防水防潮及防紫外线

COB因采用板上点胶成透镜的封装方式,因此在应用于户外时,在防水防潮及防紫外线方面表现较好,而SMD一般采用的是PPA材质的支架,在防水和防潮及防紫外线方面较差,而防水和防潮方面的问题不解决好,就很容易出现失效、暗亮、快速衰减等品质问题。

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