COB封装技术和SMD封装技术对比 – OFweek照明网

随着显示技术的日新月异,近期,COB封装产品成为中高端显示市场炙手可热的新宠,并大有成为未来显示的趋势。什么是COB?今天就让小编详细为大家介绍一下吧:

LED封装技术大都是在分立器件封装技术基础上发展与演变而来的,但却有很大的特殊性。一般情况下,分立器件的管芯被密封在封装体内,封装的作用主要是保护管芯和完成电气互连。而LED封装则是完成输出电信号,保护管芯正常工作。

金沙贵宾会官方平台,目前全彩LED小间距显示屏主要有两种封装技术形态,一种是SMD表面贴装元器件技术,一种是采用COB集成封装技术。表面贴装元件在大约二十年前推出,从无源元件到有源元件和集成电路,*终变成了表面贴装器件并可通过拾放设备进行装配。而COB是*近几年才大规模应用在全彩LED屏的一种全新的封装技术。

封装结构类型:

SMD:它是Surface Mounted
Devices的缩写,意为:表面贴装器件,它是SMT(Surface Mount
Technology)元器件中的一种。目前室内全彩LED屏主要采用的是表贴三合一SMD,是指将RGB三种不同颜色的LED晶片封装的SMT灯按照一定的间距封装在同一个胶体内形成显示模组的封装技术。

引脚式封装

主要工艺流程是将LED发光芯片封装于支架内形成灯珠,灯珠通过焊锡再贴于PCB板。再将表贴件及PCB板放入高温烤箱内进行烧结凝固,然后通过压焊技术对LED进行引线焊接,*后用环氧树脂对支架进行点胶封装,*终形成显示模组,模组再拼接成单元。

LED脚式封装采用引线架作各种封装外型的引脚,是最先研发成功投放市场的封装结构,品种数量繁多,技术成熟度较高,封装内结构与反射层仍在不断改进。标准LED被大多数客户认为是目前显示行业中最方便、最经济的解决方案,典型的传统LED安置在能承受0.1W输入功率的包封内,其90%的热量是由负极的引脚架散发至PCB板,再散发到空气中,如何降低工作时pn结的温升是封装与应用必须考虑的。

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表面贴装封装

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表面贴装封装的LED(SMD
LED)被市场所接受,并获得一定的市场份额,从引脚式封装转向SMD符合整个电子行业发展大趋势,很多生产厂商推出此类产品。

SMD工艺的核心材料:

早期的SMD
LED大多采用带透明塑料体的SOT-23改进型,卷盘式容器编带包装。在SOT-23基础上,前者为单色发光,后者为双色或三色发光。近些年,SMD
LED成为一个发展热点,很好地解决了亮度、视角、平整度、可*性、一致性等问题,采用更轻的PCB板和反射层材料,在显示反射层需要填充的环氧树脂更少,并去除较重的碳钢材料引脚,通过缩小尺寸,降低重量,可轻易地将产品重量减轻一半,最终使应用更趋完美,尤其适合户内,半户外全彩显示屏应用。

支架:导电,支撑和散热,多为支架素材经过电镀而形成,由里到外是素材、铜、镍、铜、银这五层所组成。

功率型封装

LED芯片:晶片是LED Lamp的主要组成物料,是发光的半导体材料。

LED芯片及封装向大功率方向发展,在大电流下产生比Φ5mmLED大10-20倍的光通量,必须采用有效的散热与不劣化的封装材料解决光衰问题,因此,管壳及封装也是其关键技术,能承受数W功率的LED封装已出现。5W系列白、绿、蓝绿、蓝的功率型LED从2003年初开始供货,白光LED光输出达1871lm,光效44.31lm/W绿光衰问题,开发出可承受10W功率的LED,大面积管;匕尺寸为2.52.5mm,可在5A电流下工作,光输出达2001lm,作为固体照明光源有很大发展空间。

导电线:连接晶片PAD与支架,并使其能够导通。

功率型LED的热特性直接影响到LED的工作温度、发光效率、发光波长、使用寿命等,因此,对功率型LED芯片的封装设计、制造技术更显得尤为重要。

环氧树脂:保护灯珠的内部结构,可稍微改变灯珠的发光颜色,亮度及角度;

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COB:是Chip On Board的缩写。意思是:
板上芯片封装技术;即将芯片用导电或非导电胶粘附在互连基板上,然后进行引线键合实现其电气连接的半导体封装工艺。简单来说,就是把发光芯片直接贴装在PCB板上,不需要支架和焊脚。与传统的SMD做法相比,COB封装省略LED芯片制作成灯珠和回流焊两大流程。芯片直接装配到PCB基本上,没有了封装器件尺寸的限制,可以实现更小的点距排列,当前Micro
LED都采用COB技术。

COB型封装

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COB封装可将多颗芯片直接封装在金属基印刷电路板MCPCB,通过基板直接散热,不仅能减少支架的制造工艺及其成本,还具有减少热阻的散热优势。

COB技术的工艺制程比起其他封装技术步骤简化了很多,相对简单,如下图:

从成本和应用角度来看,COB成为未来灯具化设计的主流方向。COB封装的LED模块在底板上安装了多枚LED芯片,使用多枚芯片不仅能够提高亮度,还有助于实现LED芯片的合理配置,降低单个LED芯片的输入电流量以确保高效率。而且这种面光源能在很大程度上扩大封装的散热面积,使热量更容易传导至外壳。

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技术介绍:

COB封装技术的LED屏特点:

1、扩晶,把排列的密密麻麻的晶片弄开一点便于固晶。

1、超级“稳定性” :几乎无故障、无死点。

2、固晶,在支架底部点上导电/不导电的胶水(导电与否视晶片是上下型PN结还是左右型PN结而定)然后把晶片放入支架里面。

2、不“刺眼”
:采用面光源而不是“刺眼”的点光源等环保技术。亮度柔和,保护人眼。

3、短烤,让胶水固化焊线时晶片不移动。

3、不“娇性”:不怕磕碰,可以用水擦,防护等级IP66。

4、焊线,用金线把晶片和支架导通。

4、无“拼缝”:可以“私人定制”不同尺度的精密显示屏。

5、前测,初步测试能不能亮。

5、使用“寿命长” :24小时365天连续使用8年以上。

6、灌胶,用胶水把芯片和支架包裹起来。

6、“是未来”: 将取代DLP、LCD、等离子、投影、电影屏幕、SMD
LED显示屏等显示产品。

7、长烤,让胶水固化。

LED显示屏不同封装工艺对应物理间距的分布

8、后测,测试能亮与否以及电性参数是否达标。

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9、分光分色,把颜色和电压大致上一致的产品分出来。

将来的主流显示技术微间距Micro-LED,微间距理论上点间距可以做到无穷小,它是一种基于COB封装的微间距显示技术。

10、包装。

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四大LED创新封装技术:

近年来随着LED照明的普及和LED显示屏应用领域的扩大,市场对LED封装技术也提出了新的要求,下面来看看LED封装领域出现的一些喜人的成就。

直插三合一

最近,深圳市金华光科技有限公司推出了直插三合一封装技术,让行业看到了LED显示封装技术革新的曙光。

据金华光科技郭建良介绍,三合一直插是目前直插产品的升级产品,并没有改变传统直插灯的分装工艺,但在产品结构及组合上突破,把RGB封在一个灯里,采用四个灯脚。传统的全彩要三个单灯作为一个相素点,现在只要一个单灯就能做到同样的效果,这样就大大降低了生产和物料成本,使产品具有出色的价格竞争力。户外直插三合一解决了用户显示性能和耐候性不可兼得的两难,

食人鱼

食人鱼LED,是一种封装,正方形的,透明树脂封装,四个引脚,负极处有个缺脚的LED。食人鱼是散光型的LED,发光角度大于120度,发光强度很高,而且能承受更大的功率。车用刹车灯\转向灯用的比较多。据说这种LED刚刚诞生的时候立刻引起了大家的关注,其发展趋势象食人鱼一样凶猛故得此名。另外一种说法是因为它的形状很像亚马孙河中的食人鱼。

食人鱼系列显示屏,是一款介于传统直插灯和传统室内表贴灯之间的三合一直插灯,相对于传统户外246、346直插灯做成的屏,食人鱼系列5353的亮度高、白平衡一致性极好、视角大、红绿蓝灯芯光衰同步、金丝焊线、故障率低特点,这些都是食人鱼系列最大的亮点。由食人鱼5353所完成的全彩显示屏户外防护等级可达IP65以上,从正/侧面看,消除了246、346、546灯珠一直未能解决的花屏
斑点等现象。散热方面更优于户外常用3528、5050等表贴三合一做成的灯珠。据业内人士声称,户外三合一直插灯的市场前景比传统的直插灯和表贴更为可观。

COB

板上芯片(Chip On Board,
COB)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。

如果裸芯片直接暴露在空气中,易受污染或人为损坏,影响或破坏芯片功能,于是就用胶把芯片和键合引线包封起来。人们也称这种封装形式为软包封。

COG

LED封装厂宏齐完成了可使用不同基材的集成式封装技术,目前初期采用的是双抛片蓝宝石基板。宏齐董事长汪秉龙指出COG技术可以依照客户需求,将LED晶粒打在不同基板材料上。本次新开发的蓝宝石基板集成式封装技术可提升亮度30%,此COG产品将LED封于玻璃板或蓝宝石板两侧,因中间基板色泽透明,LED的光将会更为均匀,并且此产品省略支架制程,可降低支架产品成本外,也有简化制程优势。

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十大LED封装技术发展趋势

LED封装行业作为防潮柜(也叫防潮箱、干燥箱、干燥柜)行业的重要支撑及后续发展的重要行业,为各大厂商所密切关注。据业内人士预测,未来LED封装技术的发展主要是往十个趋势发展。

一、中功率成为主流封装方式。目前市场上的产品多为大功率LED产品或是小功率LED产品,它们虽各有优点,但也有着无法克服的缺陷。而结合两者优点的中功率LED产品应运而生,成为主流封装方式。

二、新材料在封装中的应用。由于耐高温、抗紫外以及低吸水率等更高更好的环境耐受性,热固型材料EMC、热塑性PCT、改性PPA以及类陶瓷塑料等材料将会被广泛应用。

三、芯片超电流密度应用。今后芯片超电流密度,将由350MA/mm?发展为700MA/mm?,甚至更高。而芯片需求电压将会更低,更平滑的VI曲线(发热量低),以及ESD与VF兼顾。

四、COB应用的普及。凭借低热阻、光型好、免焊接以及成本低廉等优势,COM应用在今后将会得到广泛普及。

五、更高光品质的需求。主要是针对室内照明,晶台光电将会以LED室内照明产品RA达到80为标准,以RA达到90为目标,尽量使照明产品的光色接近普兰克曲线,这样的光才能够均匀、无眩光。

六、国际国内标准进一步完善。相信随着LED封装技术的不断精进,国内国际上对于LED产品的质量标准也会不断完善。

七、集成封装式光引擎成为封装价值观。集成封装式光引擎将会成为晶台下一季研发重点。

八、去电源方案(高压LED)。今后室内照明将更关注品质,而在成本因素驱动下,去电源方案逐步会成为可接受的产品,而高压LED充分迎合了去电源方案,但其需要解决的是芯片可靠性需要加强。

九、适用于情景照明的多色LED光源。情景照明将是LED照明的核心竞争力,而未来LED照明的第二次起飞则需要依靠情景照明来实现。

十、光效需求相对降低,性价比成为封装厂制胜法宝。今后室内照明不会太关注光效,而会更注重光的品质。而随着封装技术提高,LED灯具成本降低成为替代传统照明光源的动力。

LED封装从直插式LED,到大功率LED、PLCC
LED,再到陶瓷封装、EMC封装,以及时下最热门的芯片级封装CSP,整个技术演变始终围绕着性价比为主题而展开。

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