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一年一度的廣州國際LED展已經完美落幕,為期四天的廣州展上,行業內各大LED參展商各出奇招,可謂精彩紛呈。而有一家企業企業成為本次展會唯一一家COB小間距產品的參展商——長春希達,展示了成熟的集成三合一(COB)產品展示,高對比度、高防護性、高系統拓展性等優點,讓COB小間距產品越來越受到關注,大有引領未來LED顯示屏技術發展之大勢。
COB小間距顯示技術的神秘面紗
COB(Chip On Board)小間距顯示技術,即直接將LED發光晶元封裝在PCB電路板上,并以CELL單元組合成顯示器的技術方式。
裝技術是LED顯示屏的靈魂和生命,追求完美的性能始終是行業內不懈的追求,集成封裝技術無疑是各界關注的焦點。集成封裝在LED顯示屏領域是一種新的封裝模式,當前也將其歸類于未來發展方向的免封裝模式或省封裝模式,即chip on board—板上芯片封裝,就是將LED裸芯片用導電或非導電膠粘附在PCB上,然后引線鍵合實現其電氣連接。這種封裝模式整合了中下游企業,從LED的芯片封裝到LED顯示單元模組或顯示屏的生產都在一個工廠內完成。該項技術擁有SMD無法比擬的幾大特點:首先COB產品的可靠性遠遠高于表貼產品,采用超聲波常溫焊接,無二次焊接,無高溫沖擊及靜電損傷;其次COB產品隨著點間距越小它的成本越低,越接近平民化,這是兩個非常重要的特點,它們足以支撐COB產品走向更美好的未來。
以簡便化“高溫”為神奇
LED顯示屏的最關鍵部件是LED燈珠,LED燈珠作為LED顯示屏成本最高、用量最大的元器件,對于LED顯示屏的品質影響起著主導作用。第一,LED是全彩屏整機中使用數量最多的關鍵器件,每平方米會使用幾千至幾萬只LED; 第二,LED是決定整屏光學顯示性能的主體,直接影響觀眾對顯示屏的評價; 第三,LED在顯示屏整體成本中所占比例最大,從30%至70%不等。
小間距LED顯示屏由于點間距更小,在同等面積下所需要的燈珠是普通的LED顯示屏的3——4倍,以P1.6小間距產品為例,每平米超過39萬顆燈珠、近160萬跟引線。這些部件整體構成了一個非常復雜的工藝系統難題:而這么復雜的系統,都要采用一種稱為“回流焊”的工藝實現連接。回流焊過程本身意味著“人為高溫”(240度,遠超過LED顯示屏的正常工作溫度)而難以避免在高溫操作過程中,由于LED燈珠的SMD貼片封裝中的不同材料發生熱應力變化。這成為了小間距LED屏壞燈、死燈的核心“罪魁禍首”。
而相關來說,COB封裝技術能在晶片裂片之后的封裝過程中,LED晶體一次性成為最小的CELL顯示單元,不再需要二次“表貼”焊接,減少了一次高精細度和高溫環境操作,就可以有效的把控了人為高溫,使顯示屏的壞燈率下降一個數量級以上,最大程度保障了LED晶體的電器和半導體結構穩定性。

COB技術的十八般武藝
一次性的一步到位降低壞燈率是COB技術的看家本領,可是COB并不是只有這一項技能,可謂十八般武藝樣樣精通,突出的優勢非一般的明顯。
從顯示單元的碰撞過程進行對比,SMD表貼產品的燈珠并非與PCB板無縫連接,這使得碰撞過程容易造成應力在單顆燈珠上集中。而大屏系統的運輸、安裝等,難免有震動和碰撞,會造成了小間距LED顯示屏壞燈率的“工程性”增加。而COB封裝技術,則通過環氧樹脂、晶片、PCB板的高度一體化粘結成型,可以有效保護晶片和晶片電器連接部位的穩定性,運輸過程也能很好避免碰撞震動而造成的壞燈率。
從系統工作過程中的溫度均勻性進行對比,越是間距更小的SMD封裝小間距產品,就越是要采用高功率小顆粒LED晶體。同時,燈珠與顯示板之間的縫隙則導致晶片工作過程中熱傳導能力障礙。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,進而降低核心發光點工作強度。同時,COB封裝實現了環氧樹脂全包裹下的全固體無縫隙散熱,使得工作狀態中LED晶體的熱集中度下降,有利于延長產品壽命、提升系統穩定性。
全新的顯示或許就從這開始
顯示器市場一直以來都孳孳不息地在探索中前進著,無論身處的境地是好是壞,它都在努力地做到寵辱不驚,淡然的面對所有的褒獎和批評。近年來的顯示器行業,有無數的應用技術不斷被挖掘并且投身到顯示器中去發揚光大。LED顯示屏盡管有著小間距的強大發力而與液晶、投影并駕齊驅,但是OLED、量子點等新技術不斷的沖擊,這也使得LED顯示在高亮、色彩絢麗的優勢上謀求新的突破,也趨勢LED顯示由室外向室內延伸、逐步深入到各細分市場中。
傳統的LED顯示系統多用于室外顯示、遠距離觀看顯示,其對可視角度和視覺舒適性的需求并不明顯。但是,隨著小間距LED應用的普及,室內顯示屏系統、近距離觀看系統的大量出現,如何提升LED顯示屏的觀看舒適性成為了一大行業性難題。
對比SMD封裝,COB技術下的小間距LED產品,天然的是“非顆粒顯示”,畫質的均勻性、色彩曲線、可視角度效果都有不同程度的提高。在采用PCB cell板內置逐點調教技術后,COB在晶體和單元效果均勻性上也獲得了巨大進步。這些變化結合在一起,使得COB封裝成為實現小間距LED電視“視覺舒適性”和“體驗效果提升”的最好技術路線。

小間距LED在智慧之城的發展新機遇
隨著信息技術的不斷發展,信息化應用水平也在不斷提升,智慧城市的理念應運而生,并日漸成為城市發展的新動向,得到了政策及產業層面的大力支持。建設智慧城市,不僅是實現城市可持續發展的必需,也是響應信息技術發展的需要,更是提升我國綜合競爭力的戰略選擇。
智慧城市建設包含城市生活的方方面面,例如交通、安防、能源、醫療、教育等等,因此也將為信息化技術的運用帶來更加誘人的應用前景,其中,小間距LED顯示屏技術的運用被諸多業內人士看好。
近年來在室內高端應用領域表現不俗的COB小間距LED顯示屏,以其無拼縫、色彩佳、運用靈活、節能環保等優勢逐漸在以指揮控制中心為代表的傳統大屏項目領域嶄露頭角,并在演播室、氣象局、會議室、展廳等領域涉足。
智慧城市的建設,目標是要實現更加智能、高效的城市管理方式,這其中,對城市各系統實時狀況的及時掌握成為諸多行業部門的必備手段,以大屏幕監控系統為核心的指揮中心、調度室的重要性自不必說。不少采用COB技術的LED顯示屏已成功應用在其它領域,并獲得良好的應用效果。如奧蕾達COB LED顯示屏已應用于北京科技館、香港數碼港項目等等。
目前,我國的智慧城市試點已達290個,隨著有中國特色新型城市化建設的推進,“智慧”理念將進一步向城市生活的方方面面滲透,將為承載著信息高效溝通核心任務的顯示技術創造更多商機,隨著技術的升級和價格的不斷降低,小間距LED屏也將享受到更多智慧城市建設的紅利。這也將成為COB小間距LED顯示屏的“用武之地”。
新標準 COB行走ing
得益于COB顯示技術的全彩顏色一致性好、視覺角度大、低熱阻、防水防潮、防紫外線等優勢,小間距LED的顯示效果愈發高清優質,行業也紛紛看好COB未來成為替代傳統SMD技術成為小間距的核心。
一種新技術新工藝的出現,從來不會順風順水,要在研發以及生產過程中不斷測試,不斷嘗試。相對于傳統SMD技術而言,COB可謂市場的新新一員,雖然COB顯示技術已經成為小間距LED行業的明日之星,但是這并不意味著COB技術已經完美無缺。
COB封裝方式由于其特性,COB封裝是要確保在同一個板上所有燈珠經過測試后沒有死燈才鞥呢進行封膠,而不是像SMD如果封壞了一顆燈,只需對損壞部分精心替換。如何保證整板燈珠完全完好,一次通過率是非常大的挑戰,否則因一顆壞燈而使整個版都廢置,這反而會造成成本的增加。
COB產品是先封燈,封完燈之后,IC驅動器件要進行過回流焊工藝處理,如何保證燈面在過回流焊處理的時候,爐內240度的高溫不對燈造成損害。這又是一大挑戰,和SMD相比,COB節省了燈面過回流焊的處理,但是器件面和SMD一樣,都需要過回流焊處理的,也就是說SMD要過兩次回流焊,不同的是,SMD過回流焊的時候,爐內的溫度會對燈面造成兩種損傷,一種是焊線,溫度過高,就會急劇性快速膨脹,會造成燈絲拉斷,第二個是爐內熱量通過支架的4 個管腳迅速傳遞到燈芯上,燈芯上可能會造成細小的碎化損傷,這種損傷很致命,檢測往往很難發現,但是晶體的這種細小的損傷細微的裂縫,經過一段時間的使用,這種弊端就會凸顯出來,繼而導致燈失效。而COB就是要保證在燈面過回流焊的時候,爐內高溫不對其造成損害,保證良品率,這也是非常重要的層面。
同時,COB封裝技術本身起步較晚,且長期被用于高端高亮光源和訂制化光源市場,在小間距LED屏顯示領域工藝技術和材料技術積累不及SMD技術。這導致在極小間距產品上、在綜合成本上,COB還較傳統SMD技術有所劣勢。有行業研究機構預測認為,2017年COB技術的關鍵就在于在P1.5、P1.2和P1.0產品等上做出更多的技術突破和成本突破。

技術創新永遠在路上,COB已經成功應用于小間距LED顯示屏中,亦逐步展現突破傳統的優勢所在,既然已是可用、能用的現狀,那么COB顯示技術未來最大的機遇以及發展應該是用好、用優、好用的細致化,開創全新的顯示時代。