聚焦COB封裝 集成式COB成焦點(diǎn)

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(dǎo)體照明應(yīng)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(diǎn)，其成為主流封裝形式的呼聲漸高，而關(guān)于其優(yōu)勢(shì)與發(fā)展趨勢(shì)的話題也得到充分的探討。

集成式COB封裝的優(yōu)勢(shì)

其實(shí)集成式COB封裝曾風(fēng)靡一時(shí)，后又歸于沉寂，但從2011年來看，集成式COB封裝又再次“受寵”，對(duì)此，有業(yè)內(nèi)專家表示，COB封裝曾風(fēng)靡一時(shí)，是因?yàn)楫?dāng)時(shí)人們更多地從結(jié)構(gòu)與應(yīng)用的簡(jiǎn)便性及成本優(yōu)勢(shì)上考慮，但當(dāng)在技術(shù)成熟度、制造工藝、材料供給、產(chǎn)品性能和可靠性等方面出現(xiàn)了暫時(shí)逾越不了的門檻時(shí)，便又歸于沉寂。2011年以來，COB光源封裝的技術(shù)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(chǎn)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(gè)大的芯片，分成十幾個(gè)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(dá)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(jīng)理趙自在接受采訪時(shí)說。另外，集成式COB封裝在散熱性、亮度與品質(zhì)、顯色性以及應(yīng)用等方面均比較有優(yōu)勢(shì)。比如COB模塊化封裝形式在結(jié)構(gòu)上可以起到減少結(jié)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(xué)效果;而在應(yīng)用方面，封裝步驟包括材料準(zhǔn)備、焊接、組裝、成型四個(gè)主要步驟，從模組到裝配只需要120秒等。

成本優(yōu)勢(shì)也是集成式COB封裝為人看重之處，有業(yè)內(nèi)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(jìn)行一次封裝，可以簡(jiǎn)化二次配光等，具有成本優(yōu)勢(shì)，比一般LED封裝成本降低約30%”。但也有業(yè)內(nèi)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(shì)，但照明應(yīng)用綜合成本低;不同技術(shù)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(shì)不明顯，但有些解決方案的產(chǎn)品已經(jīng)顯現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢(shì)(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(shù)、封裝技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)、芯片技術(shù)等方面都取得了很多進(jìn)步，但目前集成式COB封裝仍有一些問題待解決，比如生產(chǎn)效率偏低，生產(chǎn)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(biāo)準(zhǔn)化問題，封裝廠商與照明成品工廠標(biāo)準(zhǔn)無法對(duì)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(dú)立封裝低20%～30%;一次光學(xué)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(yán)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(shí)導(dǎo)出，將導(dǎo)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(duì)整體封裝失控率影響大，固晶焊線水平也有待提高。對(duì)于這些問題的解決，有業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，可以通過提高封裝支架、基板的反光效率，增加凹槽結(jié)構(gòu)層以及采用多杯集成式COB封裝技術(shù)來提升光效。同時(shí)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(jìn)散熱，通過采用更高精度與穩(wěn)定度的設(shè)備以及改善COB封裝工廠的硬件環(huán)境設(shè)施來解決良率。不過，也有業(yè)內(nèi)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(shí)，難于被客戶接受。

另外，MCOB(多杯集成式COB封裝)也是當(dāng)前一個(gè)熱點(diǎn)，MCOB直接將芯片放在多個(gè)光學(xué)杯里進(jìn)行封裝，提高光通量，還可以方便實(shí)現(xiàn)LED面發(fā)光的封裝，增加單個(gè)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(nèi)專家表示，MCOB在基板和焊接技術(shù)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(shì)明顯，散熱上也有一定的優(yōu)勢(shì)。不過，由于金屬基板是良導(dǎo)體，在照明應(yīng)用上給安規(guī)要求的實(shí)現(xiàn)帶來了一定的難度。另外，金屬基板的成本預(yù)期下降幅度有限，給大量的通用照明應(yīng)用帶來一定的制約，能否成為主流趨勢(shì)，還得看近期有沒有更好的技術(shù)突破和方案的出現(xiàn)。

當(dāng)前國內(nèi)外均有企業(yè)涉及集成式COB封裝，對(duì)于國內(nèi)外技術(shù)的差異，業(yè)內(nèi)人士表示，國內(nèi)和國外的集成式COB光源封裝的模式不盡一樣，國內(nèi)以金屬基板封裝為主，國外主要以陶瓷基板封裝為主，技術(shù)路線不同，所用的關(guān)鍵材料檔次不一樣，技術(shù)水平和產(chǎn)品的性能、價(jià)格等方面沒有絕對(duì)的可比性。一般而言，國外的企業(yè)在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化、應(yīng)用規(guī)范和技術(shù)支持方面有優(yōu)勢(shì)，而國內(nèi)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(chǎng)說了算

在技術(shù)進(jìn)步的基礎(chǔ)上，集成式COB封裝成為未來發(fā)展趨勢(shì)的呼聲很高。日本及國內(nèi)很多企業(yè)都開始采用COB封裝模式，“SMD技術(shù)從最早以前的手機(jī)背光就開始應(yīng)用了，而COB封裝比較偏向于客制化，照明市場(chǎng)更多的需要根據(jù)客戶的需求做定型規(guī)格的產(chǎn)品，這就要求封裝廠能做到在一個(gè)比較小的面積、高的密度下實(shí)現(xiàn)很好的封裝。照明市場(chǎng)的啟動(dòng)為封裝形式從SMD向COB的轉(zhuǎn)換提供了一個(gè)很好的機(jī)會(huì)。不只億光，很多企業(yè)都準(zhǔn)備把大部分的SMD轉(zhuǎn)移到COB封裝”，趙自說。

對(duì)于COB封裝的市場(chǎng)，也有業(yè)內(nèi)專家指出，集成式COB封裝的市場(chǎng)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(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)該可以覆蓋大部分的LED照明應(yīng)用，但大規(guī)模的應(yīng)用還需等到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范形成之后。取代傳統(tǒng)照明產(chǎn)品的規(guī)格需產(chǎn)業(yè)鏈上中下游協(xié)調(diào)一致之后才能明了，最終還必須由市場(chǎng)說了算。

“未來競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵在于標(biāo)準(zhǔn)化和性價(jià)比的提高。對(duì)于企業(yè)來說，應(yīng)充分了解市場(chǎng)需求;解決尚未成熟的技術(shù)，形成相對(duì)固定的工藝技術(shù)方案;解決好基礎(chǔ)材料、關(guān)鍵設(shè)備問題，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品良率，著力降低成本;從整個(gè)行業(yè)的角度來看，需要引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)鏈上中下游協(xié)調(diào)一致，盡快形成相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)”，對(duì)于未來集成式COB封裝的發(fā)展，有業(yè)內(nèi)專家如是建議。

Sophy