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淺談SMD與COB技術(shù)在LED顯示領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)

來(lái)源:數(shù)字音視工程網(wǎng)        編輯:鐘詩(shī)倩    2018-08-24 13:45:36     加入收藏

近年來(lái),隨著市場(chǎng)和應(yīng)用場(chǎng)景的不斷演進(jìn)發(fā)展,室內(nèi)拼接顯示領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展不斷。小間距LED迅速進(jìn)入室內(nèi)拼接顯示領(lǐng)域,并持續(xù)高速成長(zhǎng),獲得越來(lái)越多用戶的認(rèn)可,應(yīng)用場(chǎng)景不斷擴(kuò)展,市場(chǎng)表現(xiàn)持續(xù)上升,已與DLP背投拼接技術(shù)、LCD液晶技術(shù)形成“三足鼎立”之勢(shì)。

  近年來(lái),隨著市場(chǎng)和應(yīng)用場(chǎng)景的不斷演進(jìn)發(fā)展,室內(nèi)拼接顯示領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展不斷。憑借無(wú)拼縫、高亮度、色彩豐富、寬視角、無(wú)噪聲、低功耗、易維護(hù)安裝等獨(dú)特技術(shù)優(yōu)勢(shì),小間距LED迅速進(jìn)入室內(nèi)拼接顯示領(lǐng)域,并持續(xù)高速成長(zhǎng),獲得越來(lái)越多用戶的認(rèn)可,應(yīng)用場(chǎng)景不斷擴(kuò)展,市場(chǎng)表現(xiàn)持續(xù)上升,已與DLP背投拼接技術(shù)、LCD液晶技術(shù)形成“三足鼎立”之勢(shì)。

  一、小間距LED顯示屏的技術(shù)現(xiàn)狀

  歷經(jīng)多年發(fā)展,LED顯示屏 行業(yè)趨向規(guī)范化、集中化方向發(fā)展,并且在技術(shù)革新、競(jìng)爭(zhēng)激烈、市場(chǎng)需求變化及政策帶動(dòng)下,近些年LED顯示屏的發(fā)展出現(xiàn)了新的特點(diǎn)??傮w而言,產(chǎn)品技術(shù)含量普遍更高,針對(duì)市場(chǎng)不同的需求而生產(chǎn)的細(xì)分產(chǎn)品茁壯成長(zhǎng)。此外,在政策及經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步發(fā)展的帶領(lǐng)下,更多新的市場(chǎng)等待著LED屏企去開發(fā)。

  LED顯示屏器件封裝的發(fā)展經(jīng)歷了20世紀(jì)80年代的點(diǎn)陣模塊封裝,20世紀(jì)90年代后出現(xiàn)的直插式封裝,亞表貼、表貼封裝,以及2011年以后出現(xiàn)的比較熱門的小間距器件封裝。從簡(jiǎn)單的組裝到現(xiàn)在對(duì)于生產(chǎn)工藝的管控,LED顯示封裝經(jīng)歷了一個(gè)個(gè)技術(shù)革新的階段。

  目前,SMD表貼封裝技術(shù)在點(diǎn)間距、工藝水平、生產(chǎn)技術(shù)和兼容穩(wěn)定性等方面已經(jīng)發(fā)展成熟,不斷為小間距LED顯示應(yīng)用攻城拔寨,留下眾多應(yīng)用案例,經(jīng)受住了市場(chǎng)的考驗(yàn),得到了市場(chǎng)的充分認(rèn)可。與此同時(shí),COB技術(shù)開始在小間距LED顯示領(lǐng)域發(fā)力,其獨(dú)特的產(chǎn)品特性優(yōu)勢(shì)不斷吸引市場(chǎng)的注意,小間距LED顯示領(lǐng)域形成了“以SMD表貼封裝為主、COB封裝技術(shù)快速發(fā)展”的新局面。

  SMD封裝技術(shù)優(yōu)劣及其發(fā)展

  表貼三合一(SMD)LED于2002年興起,并逐漸占據(jù)LED顯示屏器件的市場(chǎng)份額,從引腳式封裝轉(zhuǎn)向SMD。表貼封裝是將單個(gè)或多個(gè)LED芯片粘焊在帶有塑膠“杯形”外框的金屬支架上(支架外引腳分別連接LED芯片的P、N極),再往塑膠外框內(nèi)灌封液態(tài)封裝膠,然后高溫烘烤成型,最后切割分離成單個(gè)表貼封裝器件。由于可以采用表面貼裝技術(shù)(SMT),自動(dòng)化程度較高。與引腳式封裝技術(shù)相比,SMD LED的亮度、一致性、可靠性、視角、外觀等方面表現(xiàn)都良好。

  SMD封裝的技術(shù)優(yōu)勢(shì):

  1、技術(shù)成熟、相關(guān)生產(chǎn)設(shè)備工藝完備,供應(yīng)體系健全。

  2、應(yīng)用廣泛、顯示控制兼容配套成熟、穩(wěn)定性高。

  3、燈珠一次通過率高,品質(zhì)穩(wěn)定,質(zhì)量高。

  正是憑借技術(shù)成熟穩(wěn)定、散熱效果好、維修方便、無(wú)縫拼接、低亮高灰等優(yōu)點(diǎn),SMD封裝LED顯示屏產(chǎn)品迅速獲得了市場(chǎng)的認(rèn)可,一路高歌猛進(jìn),在LED應(yīng)用市場(chǎng)占據(jù)了較大份額。如今以利亞德、Voury卓華、洲明、聯(lián)建為代表的LED顯示屏在指揮室、控制室、會(huì)議室等應(yīng)用場(chǎng)合獲得了廣泛應(yīng)用,在政府應(yīng)急指揮、智能指揮控制、公安交警指揮、通用會(huì)議決策、能源調(diào)度中心、軍隊(duì)武警指揮等領(lǐng)域均完成了一系列備受矚目的重大項(xiàng)目,使得SMD封裝LED顯示屏的影響力不斷擴(kuò)大。

  SMD封裝的局限性:

  在點(diǎn)間距1.0mm以上的應(yīng)用領(lǐng)域,SMD封裝技術(shù)的成熟和穩(wěn)定的產(chǎn)品表現(xiàn)已經(jīng)得到市場(chǎng)的廣泛認(rèn)同。目前業(yè)內(nèi)普遍追求的是高對(duì)比度、高分辨率,SMD LED器件封裝正朝著小尺寸發(fā)展(如SMD0808、SMD0606、SMD0505)以滿足高分辨率LED顯示屏市場(chǎng)需要,但SMD器件尺寸具有一定的局限性。當(dāng)封裝尺寸往SMD0808更小尺寸封裝發(fā)展時(shí),封裝的工藝難度急劇增大,良率下降,導(dǎo)致成本增加。這主要是受限于固晶、焊線、劃片(沖切)、焊線的設(shè)備精度等因素。另外,在終端應(yīng)用的成本也會(huì)增加,主要體現(xiàn)在貼裝設(shè)備的精度、貼裝效率等。

  COB封裝技術(shù)優(yōu)劣及其發(fā)展

  COB封裝顯示模塊示意圖

  對(duì)于COB顯示模塊,采用集成封裝的方式,省去單顆LED器件封裝后再貼片的工藝。板上封裝(Chip on Board)是一種將多顆LED芯片直接安裝在散熱PCB基板上來(lái)直接導(dǎo)熱的結(jié)構(gòu)。COB封裝集合了上游芯片技術(shù),中游封裝技術(shù)及下游顯示技術(shù),因此COB封裝需要上、中、下游企業(yè)的緊密合作才能推動(dòng)COB LED顯示屏大規(guī)模應(yīng)用。如上圖所示,為一種COB集成封裝LED顯示模塊,正面為LED燈模組構(gòu)成像素點(diǎn),底部為IC驅(qū)動(dòng)元件,最后將一個(gè)個(gè)COB顯示模塊拼接成設(shè)計(jì)大小的LED顯示屏。

  COB的理論優(yōu)勢(shì):

  1、設(shè)計(jì)研發(fā):沒有了單個(gè)燈體的直徑,理論上可以做到更加微小;

  2、技術(shù)工藝:減少支架成本和簡(jiǎn)化制造工藝,降低芯片熱阻,實(shí)現(xiàn)高密度封裝;

  3、工程安裝:從應(yīng)用端看,COB LED顯示模塊可以為顯示屏應(yīng)用方的廠家提供更加簡(jiǎn)便、快捷的安裝效率。

  4、產(chǎn)品特性上:

  超輕?。嚎筛鶕?jù)客戶的實(shí)際需求,采用厚度從0.4-1.2mm厚度的PCB板,使重量最少降低到原來(lái)傳統(tǒng)產(chǎn)品的1/3,可為客戶顯著降低結(jié)構(gòu)、運(yùn)輸和工程成本。

  防撞抗壓:COB產(chǎn)品是直接將LED芯片封裝在PCB板的凹形燈位內(nèi),然后用環(huán)氧樹脂膠封裝固化,燈點(diǎn)表面凸起成球面,光滑而堅(jiān)硬,耐撞耐磨。

  大視角:視角大于175度,接近180度,而且具有更優(yōu)秀的光學(xué)漫散色渾光效果。

  散熱能力強(qiáng):COB產(chǎn)品是把燈封裝在PCB板上,通過PCB板上的銅箔快速將燈芯的熱量傳出,而且PCB板的銅箔厚度都有嚴(yán)格的工藝要求,加上沉金工藝,幾乎不會(huì)造成嚴(yán)重的光衰減。所以很少死燈,大大延長(zhǎng)了LED顯示屏的壽命。

  耐磨、易清潔:表面光滑而堅(jiān)硬,耐撞耐磨;沒有面罩,有灰塵用水或布即可清潔。

  全天候優(yōu)良特性:采用三重防護(hù)處理,防水、潮、腐、塵、靜電、氧化、紫外效果突出;滿足全天候工作條件,零下30度到零上80度的溫差環(huán)境仍可正常使用。

  正是這些原因,COB封裝技術(shù)在顯示領(lǐng)域被推向了前臺(tái)。以希達(dá)電子、Voury卓華、奧蕾達(dá)為代表的LED廠商相繼推出了自己的COB封裝顯示產(chǎn)品,可以針對(duì)不同的客戶和市場(chǎng)需求,提供有針對(duì)性的定制化產(chǎn)品解決方案。

  當(dāng)前COB的技術(shù)難題:

  目前COB在行業(yè)積累和工藝細(xì)節(jié)有待提升,也面對(duì)一些技術(shù)難題。

  1、封裝的一次通過率不高、對(duì)比度低、維護(hù)成本高等;

  2、其顯色均勻性遠(yuǎn)不如采用分光分色的SMD器件貼片后的顯示屏。

  3、現(xiàn)有的COB封裝,仍舊采用正裝芯片,需要固晶、焊線工藝,因此焊線環(huán)節(jié)問題較多且其工藝難度與焊盤面積成反比。

  4、制造成本:由于不良率高,造成制造成本遠(yuǎn)超SMD小間距。

  基于以上原因,雖然當(dāng)前COB技術(shù)在顯示領(lǐng)域取得了一定的突破,但并不意味著SMD技術(shù)的徹底退出沒落,在點(diǎn)間距1.0mm以上領(lǐng)域,SMD封裝技術(shù)憑借其成熟和穩(wěn)定的產(chǎn)品表現(xiàn)、廣泛的市場(chǎng)實(shí)踐和完善的安裝維護(hù)保障體系依舊是主導(dǎo)角色,也是用戶和市場(chǎng)最適合的選型方向。隨著COB產(chǎn)品技術(shù)的逐步完善和市場(chǎng)需求的進(jìn)一步演變,點(diǎn)間距0.5mm~1.0mm這個(gè)區(qū)間上,COB封裝技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用才會(huì)體現(xiàn)出其技術(shù)優(yōu)勢(shì)和價(jià)值,借用行業(yè)人士一句話來(lái)說(shuō):“COB封裝就是為1.0mm及以下點(diǎn)間距量身打造的”。伴隨著以希達(dá)電子、Voury卓華為代表的先進(jìn)制造商的不懈努力,我們期待COB技術(shù)早日進(jìn)入1.0mm以下點(diǎn)間距領(lǐng)域,解決面臨的技術(shù)難題,徹底煥發(fā)出COB產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)。

  四、結(jié)語(yǔ)

  隨著小間距LED顯示在室內(nèi)拼接領(lǐng)域不斷的攻城略地,小間距LED顯示也在不斷演進(jìn),形成了“以SMD表貼封裝為主、COB封裝技術(shù)快速發(fā)展”的局面。

  在1.0mm以上點(diǎn)間距的應(yīng)用領(lǐng)域,SMD封裝憑借其成熟和穩(wěn)定的產(chǎn)品表現(xiàn)、廣泛的市場(chǎng)實(shí)踐和完善的安裝維護(hù)保障體系依舊是市場(chǎng)的主角,而COB封裝技術(shù)由于其面臨的封裝通過率不高、對(duì)比度低、維護(hù)成本高等因素造成的產(chǎn)品成本高、維護(hù)困難、性能不穩(wěn)定,SMD封裝依舊是用戶和市場(chǎng)最適合的選型方向。

  未來(lái)的市場(chǎng),在1.0mm以上的點(diǎn)間距應(yīng)用區(qū)間,SMD封裝技術(shù)仍然會(huì)是主導(dǎo)者,同時(shí)該區(qū)間范圍內(nèi)COB封裝技術(shù)在租賃屏和半戶外屏有一定的應(yīng)用空間。COB技術(shù)將是0.5mm-1.0mm的微間距LED顯示屏的主導(dǎo)技術(shù),MicroLED將統(tǒng)治0.5mm以下的微小間距LED顯示屏市場(chǎng)。

  SMD封裝技術(shù)和COB封裝技術(shù)是LED顯示屏的兩種不同的技術(shù)路線,在不同的細(xì)分市場(chǎng)各有優(yōu)劣;而從整個(gè)大屏拼接市場(chǎng)的角度來(lái)看,隨著終端用戶對(duì)應(yīng)用場(chǎng)景要求的不斷演進(jìn),數(shù)據(jù)可視化、互動(dòng)決策、智能指揮控制、多系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)等應(yīng)用場(chǎng)景不斷深入結(jié)合,成熟穩(wěn)定、技術(shù)先進(jìn)的一體化綜合顯控解決方案對(duì)于用戶越發(fā)迫切,Voury卓華正在這條道路上奮力前行!

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