LED后院起火，COB來了

蘆偉

正當(dāng)小間距LED高歌猛進，與DLP拼墻與液晶拼接廝殺的不可開交時，其后院忽然起火了，一個名叫COB的家伙開始行動。

威創(chuàng)、韋僑順、奧蕾達、長春希達等一批企業(yè)紛紛以新一代COB小間距LED為名，對現(xiàn)有小間距LED進行阻擊。威創(chuàng)認為：“COB小間距LED”的登臺亮相給用戶帶來了耳目一新的感覺，突破了以往多在間距“越來越小”上的比拼。對于整個LED行業(yè)而言，今后將不再僅僅以不同間距來劃分LED產(chǎn)品，不同的封裝技術(shù)也成為了區(qū)分、選擇LED產(chǎn)品的另一關(guān)鍵因素。

什么是COB

COB，是英語Chip On Board的縮寫，即電路板上封裝RGB芯片，是一種區(qū)別于現(xiàn)有普遍使用的三合一SMD封裝技術(shù)的新型封裝方式。它是基于固晶的平面技術(shù)加精確的點膠技術(shù)而研制出來的一種全彩LED新工藝。在COB產(chǎn)品工藝過程中，是將PCB板先貼片IC，然后在基底表面固定安放晶片，隨后用絲焊的方法在晶片和基底之間建立起電氣連接，并在檢測合格后點膠固封，成為一塊LED全彩模組。

COB有什么優(yōu)勢先不說，接下來我們先看看與之對比的SMD是什么。

什么是SMD

SMD封裝，是Surface Mounted Devices的縮寫，意為表面貼裝器件。采用SMD（表貼技術(shù)）封裝的LED產(chǎn)品，可將RGB三種不同顏色的LED晶片封裝的SMT燈按照一定的間距封裝在同一個膠體內(nèi)。制作流程通常是由上游燈珠廠商將燈杯、支架、晶元、引線、環(huán)氧樹脂等材料封裝成不同規(guī)格的燈珠。下游顯示屏廠商用高速貼片機，以高溫回流焊將燈珠焊在電路板上，制成不同間距的顯示單元。

SMD的不足

SMD小間距LED具有顏色鮮艷、飽和度高、亮度高、沒有拼縫、可無限拼接等眾多優(yōu)勢，且產(chǎn)業(yè)鏈完整，因此目前應(yīng)用廣泛，占據(jù)了小間距LED應(yīng)用市場的主要份額。不過由于SMD封裝工藝無法回避的一些缺陷，也逐漸顯示出不足。

首先是死燈現(xiàn)象也就是壞點。SMD小間距LED在生產(chǎn)過程中，需要將燈珠以高溫回流焊的方式焊在電路板上，而在高溫回流焊中由于燈珠中支架、基板、環(huán)氧樹脂等材料的膨脹系數(shù)不同，極易造成支架和環(huán)氧樹脂封裝殼脫落，出現(xiàn)縫隙，在后期的使用中易出現(xiàn)死燈現(xiàn)象；同時采用SMD封裝技術(shù)，LED的燈腳焊盤裸露外部易被氧化，造成水汽入侵LED內(nèi)部芯片，在水氧作用下長期運行造成燈芯內(nèi)部發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，出現(xiàn)死燈；此外裸露的燈腳焊盤也容易受到靜電的影響，造成死燈。當(dāng)然廠商在出廠時會將壞點率控制在標(biāo)準(zhǔn)值內(nèi)，但隨著使用時間的推移，壞點會不斷增加。雖然壞點可以更換，但還是會給客戶帶來麻煩，同時增加了廠商的服務(wù)成本，而且如果是不同生產(chǎn)批次的燈芯，亮度色彩也會有所差異，造成更換后畫面的非一致性問題。

其次，散熱性。傳統(tǒng)表貼LED產(chǎn)品晶片固定在碗杯里，不跟PCB板直接接觸，主要通過膠體和四個焊盤散熱，散熱面積小，熱量會比較集中于芯片，長時間會造成嚴重的光衰減現(xiàn)象，甚至死燈現(xiàn)象，降低了顯示屏的使用壽命和質(zhì)量。

再次，穩(wěn)定性。SMD表貼產(chǎn)品的燈珠并非與PCB板無縫連接，這使得碰撞過程容易造成壓力在單顆燈珠上集中。而大屏系統(tǒng)的運輸、安裝等，難免有震動和碰撞，造成小間距LED顯示屏壞燈的幾率增加。

第四，視角及觀看舒適度。與COB相比，SMD小間距LED視角有一定限制，僅在120-140度之間。這首先是因為LED芯片在燈杯的底部，與杯口之間形成一定落差；其次封裝好的燈在貼片過程中位置的精度誤差；再次鎖面罩的不平整，造成了可視角度降低和可視角度的不均勻性。其次SMD小間距LED屏的頻繁刷新，人眼周期性接受光信號刺激，長時間觀看以及近距離觀看會感到不適。

COB的優(yōu)勢

相比SMD封裝這些不足，COB技術(shù)則有著良好的表現(xiàn)，主要體現(xiàn)在：

一，穩(wěn)定性好。由于COB封裝技術(shù)在加工工藝上不存在回流焊貼燈，就避免了焊機內(nèi)高溫焊錫時造成的燈珠支架和環(huán)氧樹脂間出現(xiàn)縫隙的問題，所以COB產(chǎn)品出廠后不易出現(xiàn)死燈現(xiàn)象。另外COB封裝由于采用更為集成化的整體工藝，使得在晶體選擇上可以選用功率面積密度更低、晶體顆粒更大一些的晶片，進而降低核心發(fā)光點工作強度。同時，COB封裝實現(xiàn)了環(huán)氧樹脂全包裹下的全固體無縫隙散熱，使得工作狀態(tài)中LED晶體的熱集中度下降，有利于延長產(chǎn)品壽命、提升系統(tǒng)穩(wěn)定性。

二，耐用性強。COB封裝技術(shù)，無裸露燈腳，表面平滑無縫隙，具有防潮、防靜電、防磕碰、防塵等功能，正面防護等級達到IP54，避免了SMD封裝的小間距LED因潮濕、靜電、灰塵、磕碰等環(huán)境或人為因素造成死燈、壞燈的問題。燈點表面凸起成球面，光滑而堅硬，耐撞耐磨。出現(xiàn)壞點，可以逐點維修，由于沒有面罩，表面平整光滑，用水或布即可清潔表面污跡。

三，可彎曲。COB封裝沒有支架焊接，LED芯片由環(huán)氧樹脂膠密封在燈位內(nèi)，所以是可以任意彎曲的，彎曲能力隨模組尺寸的大小和PCB板的厚度而決定。而SMD彎曲則可能會造成芯片管腳的脫焊，且成本要高于COB。

四，觀看更舒適。由于COB封裝采用的是淺井球面發(fā)光，因此視角更廣，大于175度，接近180度，而且具有比SMD更優(yōu)秀的光學(xué)漫散色渾光效果。此外發(fā)光均勻，近似“面光源”，可有效消除摩爾紋。其啞光涂層技術(shù)，也是顯著提高對比度，降低炫光及刺目感，不易產(chǎn)生視覺疲勞。

競爭格局

COB如此多的優(yōu)勢，讓不少企業(yè)為之而動。如深圳韋僑順光電有限公司自2010年就開始嘗試將半導(dǎo)體COB封裝技術(shù)引入到LED顯示領(lǐng)域，經(jīng)過近七年在封裝技術(shù)和生產(chǎn)工藝上的探索，現(xiàn)在已經(jīng)可以為市場提供涵蓋單雙色、全彩、室內(nèi)、半戶外和戶外寬范圍的LED顯示屏產(chǎn)品以及多場景應(yīng)用解決方案，并且在COB生產(chǎn)工藝改良方面獲得了詳實的試驗數(shù)據(jù)和實案驗證數(shù)據(jù)。深圳市奧蕾達COB小間距產(chǎn)品的月產(chǎn)量已經(jīng)達到了數(shù)千平米，訂單不僅來自國內(nèi)，在海外也頻頻開花結(jié)果。長春希達成功研發(fā)的LED集成三合一（COB）室內(nèi)小間距產(chǎn)品，在與傳統(tǒng)小間距LED顯示屏比較中，多方面性能超出。

2016年春，威創(chuàng)也正式推出COB封裝產(chǎn)品，并已成功應(yīng)用在公安、能源、電力指揮調(diào)度中心、電視臺演播廳等應(yīng)用場景。威創(chuàng)認為，小間距LED顯示的發(fā)展可以分為兩個階段：第一個階段是解決堪用、能用的問題，核心技術(shù)突破體現(xiàn)在像素間距縮小到2毫米以下，P1.5和P1.2產(chǎn)品大規(guī)模量產(chǎn)；第二個階段則主要是提供更高的產(chǎn)品可靠性和視覺體驗效果，其中COB封裝是最關(guān)鍵的技術(shù)方向之一。

與以上這些廠商的積極態(tài)度不同，傳統(tǒng)LED廠商對COB似乎并不是特別熱衷。利亞德、洲明、聯(lián)建光電等目前都無COB產(chǎn)品問世。聯(lián)建光電表示，COB目前來講是一種新的嘗試，未來企業(yè)可以從COB尋找新的亮點，滿足用戶的差異化需求，聯(lián)建光電會持續(xù)關(guān)注COB技術(shù)的發(fā)展動向。國星光電認為，短期而言，COB封裝暫時不會成為主流，但隨著技術(shù)的進步，它的發(fā)展?jié)摿θ灾档闷诖?，國星也會持續(xù)關(guān)注COB封裝領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展趨勢。

“有關(guān)注不投入”，傳統(tǒng)LED廠商這是搞得哪一出？國星光電似乎透露出來一些端倪，其工作人員表示：雖然COB封裝具備一定的優(yōu)勢，但同時它的劣勢也不少。例如，對比度方面，COB封裝形式較單顆器件貼片成模組的方式，外觀一致性不高；產(chǎn)品在不使用的情況下，屏表面墨色不一致，影響外觀；同時，由于生產(chǎn)方式與單顆器件不同，生產(chǎn)過程及成品的一次通過率低。聯(lián)建光電則認為，COB目前還沒有進入到最成熟的狀態(tài)，市場需要去培育，提高用戶的認知。另一LED廠商高管表示：COB目前還存在一些挑戰(zhàn)：首先是在技術(shù)方面，COB封裝屏面墨色不好掌控，就是在燈不點亮的時候，表面墨色不一致的問題，此會影響產(chǎn)品整體的美觀性；其次在市場方面，COB封裝規(guī)模還比較小，整體市場還沒有打開，跟傳統(tǒng)技術(shù)拼價格不具優(yōu)勢。如果這些問題不解決，就很難得到客戶的認可。

關(guān)于技術(shù)方面的不足，我認為隨著COB工藝技術(shù)的發(fā)展基本都可以得到解決。如針對墨色不均這個問題，威創(chuàng)方面已經(jīng)取得了突破，并申請了專利。威創(chuàng)通過結(jié)合自身DLP屏幕的特殊覆膜工藝，可消除線路板顏色差異，從而實現(xiàn)提供提高對比度和整體均勻性，由此解決墨色一致性問題。韋僑順這方面也獲得了進展，新推出的P3、P1.87產(chǎn)品已經(jīng)消除了墨色問題，確保了COB小間距LED產(chǎn)品整墻顯示效果。

成本價格方面，現(xiàn)在看確實是一個劣勢。LED行業(yè)打價格戰(zhàn)是出名的，競爭十分激烈。就當(dāng)前COB工藝的LED顯示屏來講，雖然技術(shù)上取消了回流焊為核心的表貼過程，但也增加了封裝工藝的難度，使得COB封裝在CELL階段的穩(wěn)定性控制、可靠性測試等更為復(fù)雜。

另外COB封裝較之表貼封裝技術(shù)起步較晚，且先前的COB封裝主要應(yīng)用于照明領(lǐng)域，雖后起優(yōu)勢明顯，然而在小間距LED屏顯示領(lǐng)域工藝技術(shù)和材料技術(shù)積累不及表貼技術(shù)，這導(dǎo)致在綜合成本上，COB封裝還較傳統(tǒng)SMD表貼技術(shù)有劣勢。COB封裝的高額成本一方面阻礙了COB顯示企業(yè)的發(fā)展，同時也影響著COB封裝顯示屏的市場占有量。不過最近有不錯的消息傳來，據(jù)有關(guān)COB廠商透露，今年在P1.5、P1.2和P1.0產(chǎn)品上會有技術(shù)突破和成本突破。

事實上，傳統(tǒng)LED廠商對COB不積極，還有一個不好說出口的原因：那就是COB是直接以裸芯在PCB板上完成封裝，這讓LED屏企可以不需要中端的專業(yè)封裝企業(yè)，而直接與上游芯片廠商對接，這改變了傳統(tǒng)LED產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)。因此不僅受到生存威脅的專業(yè)封裝企業(yè)持抵制態(tài)度，對于習(xí)慣了與封裝廠商打交道的傳統(tǒng)LED廠商也很不爽，特別是在小間距產(chǎn)品上領(lǐng)先的LED廠商。對于他們來說，采用COB，就意味著其長期積累的SMD工藝經(jīng)驗和基礎(chǔ)投資將變得沒有價值，甚至變成負資產(chǎn)，需要重頭再來。

現(xiàn)在力挺COB的企業(yè)，基本都是對于那些在LED顯示上積累較淺、沒有SMD貼片工藝經(jīng)驗，或想進入LED領(lǐng)域的廠商。利用COB技術(shù)他們可以形成差異化競爭，有效的規(guī)避傳統(tǒng)LED廠商在SMD上積累的優(yōu)勢，況且COB也確實擁有很多SMD所不及的優(yōu)勢。

結(jié)語

當(dāng)前，盡管SMD封裝仍占據(jù)著市場主流，然而COB依賴自身的優(yōu)勢，已經(jīng)取得了很不錯的市場效果。威創(chuàng)方面表示：在廣電演播室領(lǐng)域，由于COB技術(shù)自身的抗摩爾紋特性，使得攝像系統(tǒng)人員非常喜歡這一新技術(shù)；在指揮調(diào)度中心市場，COB的高度穩(wěn)定性、維護維修便捷性和觀看舒適性，也得到了客戶的認可；在租賃行業(yè)，COB更能防止碰撞和震動損傷的特點，使得租賃市場非?？春眠@一產(chǎn)品的推廣。

相信隨著COB技術(shù)的進一步完善，小間距LED顯示市場必將日漸分化。但無論COB和SMD最終誰能勝出，對于用戶來說都是好事，因為畢竟提供了更多新的選擇，而且競爭者的增多就意味著廠商提供的產(chǎn)品必須更具性價比，何樂而不為呢！