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COB集成封装LED显示面板产业化已在路上

来源:数字音视工程网        编辑:胡燕    2018-04-24 14:02:48     加入收藏

COB来了,COB为什么会越来越火,这是我们LED显示行业和用户都在问和思考的一件事。做为COB集成封装技术的原创公司,就此带领大家一探究竟COB技术和SMD技术有何差异,也谈谈我们对COB技术的理解和认识。

  在2018年的广州ISLE展会上,我们看到越来越多的公司推出了COB小间距产品。COB来了,COB为什么会越来越火,这是我们LED显示行业和用户都在问和思考的一件事。做为COB集成封装技术的原创公司,我想就此带领大家一探究竟COB技术和SMD技术有何差异,也谈谈我们对COB技术的理解和认识。

  COB封装技术是电子行业早就存在的一种封装技术形态,并不是我们的发明创造,只是我们在2010年最先将这一技术引入到LED显示面板集成技术上,开创了无支架集成封装的概念和理论。

  COB是英文的Chip-On-Board的缩写,它的技术原理也非常简单如图一所示。

  图一

  具体的实施就是将LED裸芯片放置在PCB板LED灯珠的焊盘上,然后进行导线的键合焊接,实现电气功能。经测试合格后,再将每个灯位用防护透明胶体密封保护起来。这就形成了一个单体的COB封装灯珠。

  无论从Chip On Board的字面还是从技术实施的图形都很难理解COB技术到底如何强大,那么我们把COB想像成一枚蚕茧,我会带领大家抽去COB漂亮的外丝,深入到它的内核技术实质部分。

  一、LED显示领域封装技术形态的演变

  在LED显示领域,封装技术的地位及在产业链中所处的位置十分重要,担负着承上启下的重任。因此所有LED的显示面板也都是以封装技术来命名的。

  LED显示面板的主要封装技术到目前为止已经经历了DIP时代,SMD时代和COB时代,如图二所示:

  图二

  受制于当时的国家科技发展水平、产业制造设备水平、LED芯片技术发展水平等综合性的条件因素,DIP时代和SMD时代实际上是弱化了封装技术地位的重要性,只能采用最简单的单体化封装技术的生产方式,使产业的技术重心偏移到了产业链的下游显示屏厂,因而产生了更加复杂技术和产业问题,有些甚至是无解的,这种代价的付出也是技术发展的一种必然。但我们都知道,任何技术的发展进化都是从简单到高级,从单一到集成,封装技术也不例外。一定会有一种技术和思想突破传统技术观念的束缚,在COB时代出现的集成封装概念正是顺应了这样一种技术演变趋势,它的出现重新强化了封装技术的地位,使产业的技术重心重新回到了封装环节,前置性的解决了传统技术被困扰的各种问题,因此必定会成为未来LED芯片封装技术的发展主流和方向。图三展示的是一块COB集成封装LED显示面板。

  图三

  前两代的“DIP”和“SMD”封装技术可以称之为传统技术,他们具有如下的共性:

  单灯珠分立化封装技术

  有支架技术

  波峰焊或回流焊显示面板集成技术(封装“后”集成技术)

  产业链形态固定(上游LED芯片+中游封装+下游显示屏)

  而集成封装技术是一种创新技术,它具有以下特征:

  多灯珠集成化封装技术

  无支架技术

  封装显示面板集成技术(封装“中”集成技术)

  产业链形态可控

  在传统技术和创新技术的对比中我们能实实在在看到他们的差异就是以下四个方面

  单体v集成

  有支架v无支架

  封装后集成v封装中集成

  产业链形态固化v产业链形态可控

  传统技术和创新技术在LED显示面板的集成技术上,“后”和“中”虽然仅有一字之差,但功效大不一样,甚至天翻地覆。所述这四个方面的差异就此构成了COB集成封装技术的理论基础。

  二、传统技术和产业问题

  要搞创新技术,必然要对传统技术和产业问题进行剖析、发现痛点、找出症源。跨界的从来都不是专业的,创新者很少来自根植很深的领域, 神出鬼么,所以审视问题的视角和观点会与行业的主流看法大相径庭。对于一个惯性很沉重的行业,内部的人很难直面问题的本质,革命的动力往往来自外部的力量。如图二所示,是我们对行业传统技术进行的剖析,抽象总结出的结症所在。

  图四

  通过认真的分析研究,我们认为行业中的传统技术存在如图四中右侧所列的十二种主要问题,有些是技术问题,有些是产业问题。但让我们惊讶的是,所有这些问题的产生都是源自于一个封装个体的支架。换句话说,传统技术的核心实质问题就是支架问题。支架问题不解决,传统技术就无解,就不能向前发展。所以支架虽小,撬动乾坤,小小的支架将决定成败。

  三、创新技术的威力

  如图五所示,抽象的总结展示了COB集成封装的威力就是源于甩掉了那个令人讨厌的小小的支架。这一无支架的集成封装技术就完全解决了传统封装技术由支架引发的所有问题,前途就此变得一片光明。所以新旧技术的核心实质就是支架之争,以及由此双方围绕支架和无支架形成的技术理论和产业理论之争。其它的优化技术仅仅是锦上添花的事,它们即可为传统技术服务,也可为创新技术服务,但它们并不能影响到传统技术和创新技术的根本。

  图三

  四.COB封装技术的发展道路

  多年的实际案例数据证明COB产品很牛,行业的大力推广也给了COB产品一种高科技的符号,但很多人并没有了解清楚COB技术的本质,所以COB封装的发展呈现出多元化,仁者见仁,智者见智。归纳起来主要有以下三种发展道路。

  单灯珠COB封装技术

  这个技术沿袭了传统的封装思维,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。屏厂还是购买封装厂封好的COB灯珠,再一粒粒SMT到LED显示面板上。

  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,又不会太多的增加封装技术的难度,有些厂家在尝试有限集成COB封装。屏厂从封装厂购买的不再是单灯珠的COB灯珠,而是有限集成封装的COB模块,很像早期的点阵模块技术,然后将这些模块SMT到LED显示面板上。

  COB集成封装技术

  COB集成封装指的是具有高集成度的COB封装技术,一般最少应具有0.5K以上的集成度。目前技术已突破2K的集成度水平。整个LED显示面板的灯珠集成都是在封装中完成的,不再需要屏厂重要的SMT工艺。

  COB集成封装技术与上述两种COB封装技术最显著的区别在于:

  无支架

  拥有至少0.5K以上的高集成度

  产业链结构没有屏厂环节

  LED显示面板是在封装中实现集成而不是在封装后通过SMT工艺实现集成

  未来到底那种COB技术能有走得更好更远,我想经过我们上述的分析梳理,大家自己也可以总结出结论。

  五.COB集成封装LED显示面板技术将会成为新一代技术和产业化的主流

  众所周知, 传统SMD封装技术为LED小间距的应用立下了不可磨灭的功绩。它的无尺寸限制、无缝拼接优势以及自主发光的显示效果正在越来越多的进入到专业和商业显示市场的应用中。但与此同时也给客户留下了不少应用中的痛点问题:首先是非常高的像素失效率,直接表现是可靠性和稳定性成为进一步发展的瓶颈。其次是脆弱的灯珠防护性,在屏体的安装和搬运过程中很难对磕碰做出有效的保护。再次就是高成本问题,越往小间距做,成本增长的非常快速。客户对以往的LED小间距产品真是既爱又怕,一个项目安装完后恐怕维修时间比安装时间还要多。曾几何时LED显示产品给客户留下了恐怖印象,他们最爱问的一个问题就是灯珠坏了如何修。那么为何我们的LED显示产品就做不到像LCD的像素失效率水平呢?能不能让客户不再想修灯的烦心事呢?关键原因是我们传统的封装技术从理论上分析推算是无法突破百位数的PPM的,即100/PPM,也就是说客户使用一年以后,传统产品的像素失效率很难低于1/10000, 万分之一的水平,客户的投资性价比非常不划算。综上所述传统的SMD封装技术、单灯珠COB封装技术都存在同样的问题,我们称之为是百位数的PPM时代的技术,就是有限集成COB封装技术的效果也好不到哪儿去,最多只能达到十位数的PPM水平。

  如果我们把传统的单灯珠封装技术称为LED显示面板的1.0时代,那么COB集成封装技术将会引领LED显示面板的2.0时代。因为首先在小间距的2.0时代用户和行业标准都会对技术和产品提出了更严苛的要求,主要体现在以下几个方面:

  1-2PPM的可靠性与稳定性(个位数的PPM时代开启)

  灯体的防护性能要达到商用甚至民用级别

  显示效果能够满足长时间观看的舒适性要求

  成本价格和产品性价比具有可比的竞争力

  整个产品使用生命期内综合使用成本有明显的降低

  真正具备0.X间距稳定的使用产品的量产能力

  正是也只有COB集成封装技术能够满足这些要求,所以集成封装LED显示面板必将成为产业化的主流和未来LED显示领域高端制造技术的发展方向。

  除此之外,COB的集成封装LED显示面板都具有传统技术无法超越的特性:

  像素失效率:客户端应用一年后应小于9/PPM

  高防护能力:灯珠不怕磕碰,表面抗耐磨能力超强

  多环境适应能力

  高低温度:-40°C-80°C

  高湿度:10%-98%

  盐雾环境:<3%

  高腐蚀环境

  优良的散热能力

  更长的使用寿命

  节能环保

  超轻薄

  >175°的观看视角

  易弯曲 用于创意造型

  无面罩易清洁

  结束语:

  COB技术的威力并不在于COB的技术形态本身,而在于它开创了集成化封装思想和集成化技术理论。COB封装仅仅是我们应用的一种技术手段,它的潜台词中所隐藏的无支架集成化技术才是最关键的技术核心。所以集成是对COB技术最美妙的诠释,COB技术如果离开了集成思想,会变得毫无价值。集成封装技术虽然始于COB技术和COB时代,但绝不会止步于COB,未来的集成化封装思想和理论还会有更新的突破和更好的发展。

  韦侨顺的COB技术自始至终都是这种集成化思想的坚定捍卫者、实践者和推动者,尽管这一技术形态最初受到行业的质疑,但八年的坚持是有价值的,韦侨顺的COB技术形成了较为完整的技术理论和产业化理论,COB集成封装LED显示面板产业化项目已于2017年11月15日正式启动。我们的愿景就是推动和实现COB集成封装LED显示面板事业的产业化,并就此做出了近三年的产业发展规划,选择了专业的团队进行商业化运作。未来COB不仅仅会在小间距火起来,而且是在各个应用领域全面开花。

  与此同时我们也十分清醒的看到有资本实力的大厂都想上COB项目,似乎不搞COB,技术上就会落伍,其实这种思维是很危险的。我们真心希望后进者会有更高层次的技术创新,我们坚决反对核心技术上的抄袭行为,也会在适当的时候采用必要的手段维护自己的权利。同时我们希望行业协会和行业的正能量对COB的发展做出规划,要鼓励原创,促进和支持基础课题研发的投入,使COB技术处于一种良性发展的土壤中。

  我们一直在说COB集成封装威力无比,也许大家目前还不能深刻的体会到,随着时间的推移和技术的不断成熟,产业化的规模会越来越大,就在不远的将来某个时间节点上,COB集成封装显示面板的爆发会瞬间到来。

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