從玻殼封裝到環(huán)氧樹脂封裝再到四腳食人魚、貼片式SMD封裝、芯片集成式COB封裝等，隨著大功率LED在半導體照明應用的不斷深入，其封裝形態(tài)已發(fā)生了多次變化。從去年各大論壇的情況來看，集成式COB封裝成為業(yè)界熱議的焦點，其成為主流封裝形式的呼聲漸高，而關于其優(yōu)勢與發(fā)展趨勢的話題也得到充分的探討。
集成式COB封裝的優(yōu)勢
其實集成式COB封裝曾風靡一時，后又歸于沉寂，但從2011年來看，集成式COB封裝又再次“受寵”，對此，有業(yè)內專家表示，COB封裝曾風靡一時，是因為當時人們更多地從結構與應用的簡便性及成本優(yōu)勢上考慮，但當在技術成熟度、制造工藝、材料供給、產品性能和可靠性等方面出現(xiàn)了暫時逾越不了的門檻時，便又歸于沉寂。2011年以來，COB光源封裝的技術有了較大的改良，制造工藝趨于工業(yè)化的成熟，材料供給有了較好的保障，光源產品的性能和可靠性得到了顯著的提高，其再次受到重視很正常。
“COB封裝能把一兩個大的芯片，分成十幾個小芯片，可以做得比較小，水平散熱效率比較高。垂直面角度來看，COB封裝在有限的體積下可以達到比較好的效率，所以其在水平式和垂直式的散熱都有比較好的表現(xiàn)?！眱|光電子工業(yè)股份有限公司光源開發(fā)部經理趙自在接受采訪時說。另外，集成式COB封裝在散熱性、亮度與品質、顯色性以及應用等方面均比較有優(yōu)勢。比如COB模塊化封裝形式在結構上可以起到減少結合層和降低整體熱阻的效果;多枚芯片支持，有助于亮度提升;合理的芯片配置，可提升光學效果;而在應用方面，封裝步驟包括材料準備、焊接、組裝、成型四個主要步驟，從模組到裝配只需要120秒等。
成本優(yōu)勢也是集成式COB封裝為人看重之處，有業(yè)內人士指出，與傳統(tǒng)LED的SMD貼片式封裝以及大功率封裝相比，COB封裝可將多顆芯片直接封裝在金屬基印刷電路板MCPCB，通過基板直接散熱，可以減少支架的制造工藝及其成本等。“COB封裝通過將芯片直接鍵合或焊接到熱沉上，形成電路連接。只進行一次封裝，可以簡化二次配光等，具有成本優(yōu)勢，比一般LED封裝成本降低約30%”。但也有業(yè)內專家表示，目前集成COB封裝本身的成本與器件光源比，還不一定有明顯優(yōu)勢，但照明應用綜合成本低;不同技術解決方案的COB光源在性能和可靠性上的表現(xiàn)各有千秋，與器件光源相比，大部分優(yōu)勢不明顯，但有些解決方案的產品已經顯現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢(如在光效上有20%左右的提升)。
仍有系列問題需要解決
發(fā)展至今，集成式COB封裝在基板技術、封裝技術、檢測技術、芯片技術等方面都取得了很多進步，但目前集成式COB封裝仍有一些問題待解決，比如生產效率偏低，生產直通良品率偏低、光源光色度一致性控制有難度，COB封裝光源還存在著標準化問題，封裝廠商與照明成品工廠標準無法對接等。目前集成式COB封裝存在光效偏低、散熱性能和良品率有待提高的問題。一方面，COB光效偏低。集成封裝光效偏低，一般比獨立封裝低20%～30%;一次光學透鏡的多次折射造成的出光損失和熱能增加缺陷待改善;目前集成式COB封裝光源大多使用鋁基板作為材料，鋁基板COB熱阻大，可靠性不高，容易出現(xiàn)光衰、死燈現(xiàn)象嚴重。另一方面，COB封裝散熱性也還有待提升，COB光源累加熱集中度較高，光源熱量若不能及時導出，將導致光源壽命縮短。另外，良品率尚有提升空間，比如工藝環(huán)境差和操作水平低對整體封裝失控率影響大，固晶焊線水平也有待提高。對于這些問題的解決，有業(yè)內人士認為，可以通過提高封裝支架、基板的反光效率，增加凹槽結構層以及采用多杯集成式COB封裝技術來提升光效。同時可廣泛使用陶瓷基板以及基板采用介電層散熱功能MCPCB來改進散熱，通過采用更高精度與穩(wěn)定度的設備以及改善COB封裝工廠的硬件環(huán)境設施來解決良率。不過，也有業(yè)內人士表示，陶瓷基板雖然是COB的理想材料之一，但是成本較高，尤其是在功率較小時，難于被客戶接受。
另外，MCOB(多杯集成式COB封裝)也是當前一個熱點，MCOB直接將芯片放在多個光學杯里進行封裝，提高光通量，還可以方便實現(xiàn)LED面發(fā)光的封裝，增加單個光源的功率，最大限度避免眩光和斑馬紋，提高每瓦光效。業(yè)內專家表示，MCOB在基板和焊接技術做了一些改良，比如采用鍍有高反射膜的純金屬基板，改用鋁線做芯片電極連接。該COB光源在光效提升上優(yōu)勢明顯，散熱上也有一定的優(yōu)勢。不過，由于金屬基板是良導體，在照明應用上給安規(guī)要求的實現(xiàn)帶來了一定的難度。另外，金屬基板的成本預期下降幅度有限，給大量的通用照明應用帶來一定的制約，能否成為主流趨勢，還得看近期有沒有更好的技術突破和方案的出現(xiàn)。
當前國內外均有企業(yè)涉及集成式COB封裝，對于國內外技術的差異，業(yè)內人士表示，國內和國外的集成式COB光源封裝的模式不盡一樣，國內以金屬基板封裝為主，國外主要以陶瓷基板封裝為主，技術路線不同，所用的關鍵材料檔次不一樣，技術水平和產品的性能、價格等方面沒有絕對的可比性。一般而言，國外的企業(yè)在產品標準化、應用規(guī)范和技術支持方面有優(yōu)勢，而國內在這些方面還處于無序發(fā)展的狀態(tài)。
是否成主流，還需市場說了算
在技術進步的基礎上，集成式COB封裝成為未來發(fā)展趨勢的呼聲很高。日本及國內很多企業(yè)都開始采用COB封裝模式，“SMD技術從最早以前的手機背光就開始應用了，而COB封裝比較偏向于客制化，照明市場更多的需要根據(jù)客戶的需求做定型規(guī)格的產品，這就要求封裝廠能做到在一個比較小的面積、高的密度下實現(xiàn)很好的封裝。照明市場的啟動為封裝形式從SMD向COB的轉換提供了一個很好的機會。不只億光，很多企業(yè)都準備把大部分的SMD轉移到COB封裝”，趙自說。
對于COB封裝的市場，也有業(yè)內專家指出，集成式COB封裝的市場需求正在逐步形成階段，目前還處于部分先行企業(yè)投石問路和摸石過河的狀況。應用領域應該可以覆蓋大部分的LED照明應用，但大規(guī)模的應用還需等到相關標準和規(guī)范形成之后。取代傳統(tǒng)照明產品的規(guī)格需產業(yè)鏈上中下游協(xié)調一致之后才能明了，最終還必須由市場說了算。
“未來競爭的關鍵在于標準化和性價比的提高。對于企業(yè)來說，應充分了解市場需求;解決尚未成熟的技術，形成相對固定的工藝技術方案;解決好基礎材料、關鍵設備問題，提高生產效率和產品良率，著力降低成本;從整個行業(yè)的角度來看，需要引導產業(yè)鏈上中下游協(xié)調一致，盡快形成相關規(guī)范和標準”，對于未來集成式COB封裝的發(fā)展，有業(yè)內專家如是建議。
Sophy
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