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解析COB封装工艺优劣势及发展趋势

时间:2021-03-21 09:34

  什么是COB?其全称是chip-on–bord,即板上的芯片封装,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。与其它封装技术相比,COB技术价格低廉(仅为同芯片的1/3左右)、节约空间、工艺成熟,因此在半导体封装领域得到广泛应用。

  COB的封装技术又被归类为免封装或者省封装的模式,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。值得注意的一点是,COB的封装不需要过回流焊,这也成为COB的优势之一。

  众所周知,常规的封装是将灯珠放在PCB板上进行焊接,灯越来越密的时候,灯脚也会越来越小,那么对于焊接的精密度要求会越高。一个平方有多少颗灯,一个灯有四个脚,那么一个平方就会有许多的焊点,这个时候,对于焊点的要求是很高的,那么唯一的解决办法就是把焊点缩小。很小的焊锡稳定度很差的,可能随便碰一下,就有可能脱落,这是SMD所无法避免的问题;COB封装省去分光分色,烘干等流程,最关键的区别就是去掉焊锡这个流程,SMD在焊锡的过程中,对于温度的把控极难掌握,温度过高,会对灯造成损坏,过低,则焊锡没有完全融化。很容易造成虚焊、假焊等现象,对于灯珠的稳定性提升是一大挑战。而COB没有这个流程,那么稳定性就会得到很大的提升。

  其次,传统LED显示屏的加工工艺繁多,尤其是在经过回流焊的过程中,高温状态下SMD灯珠支架和环氧树脂的膨胀系数不一样,极易造成支架和环氧树脂封装壳脱落,出现缝隙,在后期的使用中逐渐出现死灯现象,导致不良率较高。而COB显示屏之所以更稳定,是因为在加工工艺上不存在回流焊贴灯,即使有后期的回流焊贴IC工序,二极管芯片已用环氧树脂胶封装固化保护好了,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。

  另外,运用COB封装技术的产品的点间距可以更小、可靠性成倍增加、成本更接民化。随着LED应用市场的日益成熟,用户对产品的稳定、可靠性需求越来越高,特别是在同等条件下,要求产品可以实现更优的能效指标、更低的功耗,以及更具竞争力的产品价格。正是基于此,与传统LEDSMD贴片式封装和大功率封装相比,板上芯片(COB)集成封装技术将多颗LED芯片直接封装在金属基印刷电路板上,作为一个照明模块通过基板直接散热,不仅能减少支架的制造工艺及其成本,而且还具有减少热阻的散热优势,因此成为照明企业主推的一种封装方式。

  COB光源是将LED芯片直接贴在高反光率的镜面金属基板上的高光效集成面光源技术,可以简单理解为高功率集成面光源,它剔除了支架概念、无电镀、无回流焊、无贴片工序,工序减少近三分之一,成本也节约了三分之一。COB光源除了散热性能好、造价成本低之外,还能进行个性化设计,根据产品外形结构设计光源的出光面积和外形尺寸。

  晨日科技,16年电子封装材料领域经验积淀,创新研发生产的COB封装胶具有流平性好,耐温性好,粘结性好等优点,可满足各种功率COB光源的封装。安装简单,使用方便,大大降低灯具设计难度,节约灯具加工及后续维护成本,非常便宜。性能上,电性稳定,电路、光学、散热设计等科学合理;高显色,发光均匀,无光斑,健康又环保,便于产品的二次光学配套,提高照明质量。

  值得一提的是,在显示屏的封装方式上,已有企业对COB做出了新尝试,并且得到了验证,在市场上进行推广运用,引发业内的广泛关注。COB封装技术应用在显示屏上,有着传统封装技术不可比拟的优势。超轻薄,防撞抗压,超大视角,可弯曲,散热能力强,耐磨、易清洁及全天候保持优良使用特性等诸多亮点。

  如此多的优势,为什么没有在LED显示屏的发展早期得到大规模的运用呢?深圳市晨日科技股份有限公司钱总表示:“COB封装唯一的缺点是屏面墨色不好掌控,就是在灯不点亮的时候,表面墨色不一致问题,这是硬伤,表面的一致性不够这个问题不解决,就很难得到客户的认可。”

  COB封装的一大优势就是直接在PCB板上进行封装,不受灯珠的限制,理论上来说,COB封装想要达到高密,是非常容易的。其本身就是为小间距量身打造的。比如SMD需要解决焊脚问题,一个灯珠有四个焊脚,那么随着显示屏的密度更高,单位平方米中所使用的灯珠将会更多,焊脚将会越来越密,这对表贴来说挑战太大了!COB把支架这一部分略过,几百万个焊点不在话下,所以小型化做起来更轻松。”

  晨日科技钱总表示:“我们认为COB具有非常好的发展前景,第一,COB产品的可靠性远远高于表贴产品;第二,COB产品随着点密度越小它的成本越低,越接民化,这两点足以支撑COB走向更美好的未来。”

  COB是一种非常好的发展趋势,不仅成本低15%左右,工艺流程大大简化,另外批量化也更容易。COB显示屏是未来的希望,不过,这条路要想顺畅地走下去,还需要时间。因为一致性问题还需要努力攻破,而且COB封装仍存在光衰、寿命短等需要完善的地方,所以,任重道远,COB封装的光明未来还需要努力拼搏,晨日科技将再接再厉,为COB封装做出自己应有的贡献。

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