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COB封装的优势

COB封装的优势

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。COB和SMD的控制环节分别是5和9,所以COB的可靠性在这方面至少比SMD高出近一倍。

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。相反SMD封装如何保证这几百万个焊点不出现假焊、连焊、虚焊,是一项令人十分头疼的问题。

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最高的一个因素。

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:

而SMD封装的表面没有圆滑平整的过度曲线,会有很多凸起的四方块,四方快上还有明显棱角。灯珠面裸露出来的管脚需要经过户外防护处理来保护。

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。而SMD封装在处理表贴灯珠的四腿或六腿焊盘的户外防护上,在如何处理好这几百万个焊点的抗氧化能力上又将面临另一场巨大的挑战。

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。

       而SMD封装工艺是由灯珠封装厂将灯珠做好,打好包装运输到LED显示屏生产企业。

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。

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°。

   而SMD一般在125°,最大可达到160°左右。

   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。

   而SMD模组是不能够弯曲的。

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。