SMD封裝有哪幾種類型？及與cob封裝有什么區(qū)別？

當(dāng)今LED大屏世界如同一部三國(guó)演義，刀光劍影，血雨腥風(fēng)，DIP、SMD、COB三種封裝模式分足鼎立，COB封裝在LED顯示屏應(yīng)用領(lǐng)域已漸趨成熟，尤其在戶外小間距領(lǐng)域以其獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)異軍突起，誰(shuí)強(qiáng)誰(shuí)弱，試問誰(shuí)能最終一統(tǒng)天下?

一、什么是COB封裝?

COB封裝，是英語(yǔ)Chip On Board的縮寫，直譯就是芯片放在板上。是一種區(qū)別于DIP和SMD封裝技術(shù)的新型封裝方式。如圖所示

在LED顯示技術(shù)領(lǐng)域，COB封裝工藝就是將LED裸晶芯片用導(dǎo)電膠或絕緣膠固定在PCB的燈位焊盤上，然后用超聲波焊接技術(shù)對(duì)LED芯片進(jìn)行導(dǎo)電功能引線焊合，最后用環(huán)氧樹脂膠對(duì)燈位進(jìn)行包封，保護(hù)好LED發(fā)光芯片。

二、COB封裝工藝與DIP和SMD封裝工藝的區(qū)別

DIP封裝，是dual inline-pin package的縮寫,俗稱插燈式顯示屏。是三種封裝模式中最先發(fā)展起來(lái)的。燈珠是由LED燈珠封裝廠家生產(chǎn)，再由LED模組和顯示屏廠家將其插入到LED的PCB燈板上，經(jīng)過波峰焊接制作出DIP的半戶外模組和戶外防水模組。

SMD封裝，是Surface Mounted Devices的縮寫，意為：表面貼裝器件，它是SMT(Surface Mount Technology中文:表面黏著技術(shù))元器件中的一種。三合一是LED顯示屏SMD技術(shù)的一種，是指將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(gè)膠體內(nèi)。

DIP和SMD封裝工藝在固晶焊線方面與COB封裝沒有區(qū)別，它最大的區(qū)別在于使用了紅色部分的支架。大家都知道，支架一般有四個(gè)焊腿，需要通過SMT焊接到PCB板上。因此COB封裝工藝相比DIP和SMD封裝工藝最大的不同之處在于單燈省去了一個(gè)支架，因此也就節(jié)省了燈珠面過回流焊機(jī)的表貼焊接處理工藝。

三、COB封裝工藝的優(yōu)點(diǎn) 1高可靠性

評(píng)價(jià)可靠性的重要指標(biāo)是死燈率：

LED顯示屏行業(yè)目前使用的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)是：萬(wàn)分之三

COB封裝工藝目前可以使該項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到：全彩屏：小于十萬(wàn)分之五

單、雙色屏：小于百萬(wàn)分之八

為什么COB封裝顯示屏具有如此高的可靠性，我們通過以下五個(gè)方面進(jìn)行分析：

A:單燈生產(chǎn)過程控制環(huán)節(jié)減少。

大家都知道，一個(gè)全彩燈珠需要五條焊線，如圖所示

從燈珠面的生產(chǎn)角度來(lái)看，COB封裝工藝僅需要在生產(chǎn)過程中控制好這五條焊線的質(zhì)量，而SMD封裝工藝除了這五條焊線的質(zhì)量要控制好，還需要控制好燈珠面過回流焊工藝時(shí)支架四個(gè)焊腳的焊接質(zhì)量，如圖所示：

根據(jù)可靠性原理，一個(gè)系統(tǒng)的控制環(huán)節(jié)越少，可靠性越高。COB和SMD的控制環(huán)節(jié)分別是5和9，所以COB的可靠性在這方面至少比SMD高出近一倍。

再看下圖：

以一平方米的LED顯示屏為單位

如果生產(chǎn)1平米的P10，COB封裝工藝就要省去4萬(wàn)個(gè)控制點(diǎn)。如果將點(diǎn)密度縮小一倍，也就是點(diǎn)密度達(dá)到P5級(jí)別，COB封裝工藝每平米就要省去16萬(wàn)個(gè)焊點(diǎn)。如果將點(diǎn)密度進(jìn)一步縮小到P2.0級(jí)別，COB封裝工藝每平米就要省去100萬(wàn)個(gè)焊點(diǎn)。如果點(diǎn)密度達(dá)到P1.0級(jí)別，COB封裝工藝將會(huì)省掉400萬(wàn)個(gè)焊點(diǎn)。相反SMD封裝如何保證這幾百萬(wàn)個(gè)焊點(diǎn)不出現(xiàn)假焊、連焊、虛焊，是一項(xiàng)令人十分頭疼的問題。

COB封裝工藝創(chuàng)造了革命性的一步，甩掉了支架表貼焊接這個(gè)環(huán)節(jié)。這也是保證COB封裝高可靠性因素中權(quán)重最高的一個(gè)因素。

B.COB封裝省去了燈珠面過回流焊工藝，不再造成傳統(tǒng)封裝工藝回流焊爐內(nèi)高溫對(duì)LED芯片和焊線失效。

眾所周知，回流焊爐內(nèi)一般會(huì)有240°的高溫。如果環(huán)氧樹脂膠TG點(diǎn)過低，或封裝過程有潮氣吸入，高溫會(huì)導(dǎo)致膠體非線性急劇膨脹，導(dǎo)致LED芯片焊線拉斷破壞失效。另外高溫會(huì)通過支架管腳將熱量快速傳導(dǎo)到芯片，造成芯片體龜裂碎化失效的可能性增加。而這種問題是最可怕的，一般在工廠老化測(cè)試時(shí)也不會(huì)出現(xiàn)問題，經(jīng)過運(yùn)輸?shù)娇蛻舳嗽偈褂靡欢螘r(shí)間問題就會(huì)逐步暴露出來(lái)。

C.散熱性好。COB封裝工藝是直接將LED裸芯片固定到焊盤上，所以散熱面積相對(duì)傳統(tǒng)封裝工藝要大，材料綜合熱傳導(dǎo)系數(shù)也高，散熱性好。

而傳統(tǒng)封裝是將LED裸芯片固定在支架內(nèi)的焊盤上，焊盤需要通過支架金屬管腳將熱量間接傳遞到PCB板上。

D.沉金PCB板工藝。COB封裝工藝線路板采用沉金工藝，沒有采用傳統(tǒng)封裝通常使用的PCB板噴錫工藝，所以在戶外應(yīng)用條件下，活在濕熱和鹽霧環(huán)境應(yīng)用條件下，PCB板線路抗氧化能力高。

E.戶外防護(hù)處理工藝無(wú)死角。COB封裝工藝燈面曲線圓滑呈半球面，燈面所有器件都由環(huán)氧樹脂膠包封，沒有任何的器件管腳裸露在外面。所以不管是應(yīng)用在室內(nèi)，還是戶外環(huán)境或是惡劣的潮濕鹽霧環(huán)境下，都不會(huì)有器件管腳氧化造成的燈珠失效擔(dān)心。

COB封裝在LED顯示屏應(yīng)用領(lǐng)域已漸趨成熟，尤其在戶外小間距領(lǐng)域以其獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)異軍突起。特別是在最近兩年，隨著生產(chǎn)技術(shù)以及生產(chǎn)工藝的改進(jìn)，COB封裝技術(shù)已經(jīng)取得了質(zhì)的突破，以前一些制約發(fā)展的因素，也在技術(shù)創(chuàng)新的過程中迎刃而解。

那么，COB封裝技術(shù)優(yōu)勢(shì)到底在哪里?它與傳統(tǒng)的SMD封裝又有哪些不同?未來(lái)它會(huì)取代SMD成為L(zhǎng)ED顯示屏的主流嗎?

一般來(lái)說(shuō)，某種封裝技術(shù)是否有生命力，是要從產(chǎn)業(yè)鏈的頭部(LED芯片)一直看到它尾部(客戶應(yīng)用端)。通過全面的分析來(lái)評(píng)估。其中，對(duì)某種封裝技術(shù)的最終評(píng)判權(quán)一定是來(lái)自客戶應(yīng)用端，而不是產(chǎn)業(yè)鏈上的某個(gè)環(huán)節(jié)。本文將通過COB與SMD兩種封裝形式進(jìn)行分析和比較，探討LED顯示領(lǐng)域最佳的封裝形式。

總體來(lái)說(shuō)，COB封裝和SMD封裝在LED芯片的選擇上是站在同一個(gè)起跑線上，之后選擇了不同的技術(shù)路線。

一、封裝環(huán)節(jié)分析評(píng)估

1. 技術(shù)不同

COB封裝是將LED芯片直接用導(dǎo)電膠和絕緣膠固定在PCB板燈珠燈位的焊盤上，然后進(jìn)行LED芯片導(dǎo)通性能的焊接，測(cè)試完好后，用環(huán)氧樹脂膠包封。

SMD封裝是將LED芯片用導(dǎo)電膠和絕緣膠固定在燈珠支架的焊盤上，然后采用和COB封裝相同的導(dǎo)通性能焊接，性能測(cè)試后，用環(huán)氧樹脂膠包封，再進(jìn)行分光、切割和打編帶，運(yùn)輸?shù)狡翉S等過程。

2. 優(yōu)劣勢(shì)比較

SMD封裝廠能造出高質(zhì)量的燈珠是勿容置疑的，只是生產(chǎn)工藝過多，成本會(huì)相對(duì)高些。還會(huì)增加從燈珠封裝廠到屏廠之間的運(yùn)輸、物料倉(cāng)儲(chǔ)和質(zhì)量管控成本。

而SMD認(rèn)為COB封裝技術(shù)過于復(fù)雜，產(chǎn)品的一次通過率沒有單燈的好控制，甚至是無(wú)法逾越的障礙。失效點(diǎn)無(wú)法維修，成品率低。

事實(shí)上，COB封裝以目前的設(shè)備技術(shù)和質(zhì)量管控水平，0.5K的集成化技術(shù)可以使一次通過率達(dá)到70%左右，1K的集成化技術(shù)可以達(dá)到50%左右、2K的集成化技術(shù)可以使該項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到30%左右。即使有沒有通過一次通過率檢測(cè)的模組，但整板不良點(diǎn)也就1-5點(diǎn)，超過5個(gè)不良點(diǎn)位以上的模組很少，封膠前經(jīng)過測(cè)試與返修是可以使成品合格率達(dá)到90%-95%左右。隨著技術(shù)的進(jìn)步和經(jīng)驗(yàn)的積累，這項(xiàng)指標(biāo)還會(huì)不斷提升。同時(shí)我們還擁有封膠后的壞點(diǎn)逐點(diǎn)修復(fù)技術(shù)。

3.技術(shù)分析評(píng)估

技術(shù)分析評(píng)估表

分析評(píng)估說(shuō)明：

技術(shù)實(shí)現(xiàn)難易程度：

SMD封裝：顯而易見，這種單燈珠單體化封裝技術(shù)已積累多年的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，各家都有絕活，也有規(guī)模，技術(shù)成熟，實(shí)現(xiàn)起來(lái)相對(duì)容易。

COB封裝：是一項(xiàng)多燈珠集成化的全新封裝技術(shù)，實(shí)踐過程中在生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)工藝裝備、測(cè)試檢測(cè)手段等很多的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)是在不斷的創(chuàng)新實(shí)踐中來(lái)積累和驗(yàn)證，技術(shù)門檻高難度大。目前面臨的最大困難就是如何提高產(chǎn)品的一次通過率。COB封裝所面臨的是一座技術(shù)高峰，但它并非不可逾越，只是實(shí)現(xiàn)起來(lái)相對(duì)困難。

出廠失效率控制水平：

COB和SMD封裝都可以控制得非常好，交給客戶時(shí)都能保證0失效率。

成本控制：

從理論上說(shuō)COB在這一環(huán)節(jié)的成本控制應(yīng)該略勝一籌，但是目前產(chǎn)能有限，尚未形成規(guī)?；?，所以暫時(shí)還是SMD占有優(yōu)勢(shì)。

可靠性隱患：

SMD封裝中使用的四角或六角支架為后續(xù)的生產(chǎn)環(huán)節(jié)帶來(lái)了技術(shù)困難和可靠性隱患。比如燈珠面過回流焊工藝需要解決數(shù)量龐大的支架管腳焊接良率問題。如果SMD要應(yīng)用到戶外，還要解決好支架管腳的戶外防護(hù)良率問題。

而COB技術(shù)正是由于省去了這個(gè)支架，在后續(xù)的生產(chǎn)環(huán)節(jié)中幾乎不會(huì)再有太大的技術(shù)困難和可靠性隱患。只面臨兩個(gè)技術(shù)丘陵：一個(gè)是如何保證IC驅(qū)動(dòng)芯片面過回流焊時(shí)燈珠面不出現(xiàn)失效點(diǎn)，另一個(gè)就是如何解決模組墨色一致性問題。