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COB技术解析:小间距LED新一代标准

2017/2/20 16:27:49来源:投影时代 【字体:

导 读:2016年小间距LED行业再次获得大丰收。从LED显示全行业成长性看,小间距LED电视已经拿下几乎9成增量。在小间距LED显示产品高速增长的同时,小间距LED显示技术也在不断进步。这一年COB封装产品成为新宠,并大有成为未来王者的趋势。
关 键 词:COB 小间距LED

  2016年小间距LED行业再次获得大丰收。从LED显示全行业成长性看,小间距LED电视已经拿下几乎9成增量。在小间距LED显示产品高速增长的同时,小间距LED显示技术也在不断进步。这一年COB封装产品成为新宠,并大有成为未来王者的趋势。
 
  COB技术解析:小间距LED新一代标准
  威创小间距LED产品
 
  COB来了,小间距LED电视进入新阶段
 
  什么是COB(Chip On Board)小间距显示技术呢?即直接将LED发光晶元封装在PCB电路板上,并以CELL单元组合成显示器的技术方式。目前,威创、索尼等行业巨头对该技术给予了大力支持。
 
  国内高端大屏显示领导品牌威创认为,小间距LED显示的发展可以分为两个阶段:第一个阶段是解决堪用、能用的问题,核心技术突破体现在像素间距缩小到2毫米以下,P1.5和P1.2产品大规模量产;小间距LED显示发展的第二个阶段则主要是提供更高的产品可靠性和视觉体验效果,其中COB封装是最关键的技术方向之一。
 
  2016年春,威创正式推出P1.5标准的COB封装产品。该产品获得了中国电子视像行业协会AVF“2016年中国音视频产业技术创新奖”,并得到行业内客户的大力认可。业内专家认为,随着2016年COB封装小间距LED电视产品初建功勋,2017年该类型产品或逐渐进入“供给侧爆发成长期”。
 
  化繁为简,COB封装小间距LED何以如此神奇
 
  对于小间距LED屏的应用,死灯是最大的问题。以P1.6产品为例,每平米超过39万颗灯珠、近160万跟引线。这些部件整体构成了一个非常复杂的工艺系统难题:即这么复杂的系统,都要采用一种称为“回流焊”的工艺实现连接。而回流焊过程本身意味着“人为高温”(240度,远超过LED显示屏的正常工作温度)。
 
  在高温操作过程中,由于LED灯珠的SMD贴片封装中的不同材料,例如铜支架、环氧树脂材料、晶体的热膨胀系数不同,灯珠自身难免发生热应力变化。这成为了小间距LED屏坏灯、死灯的核心“罪魁祸首”。
 
  而采用COB封装技术,在晶片裂片之后的封装过程中,LED晶体一次性成为最小的CELL显示单元,不在需要后期二次“表贴”焊接。这种工程流程,通过减少一次高精细度和高温环境操作,最大程度保障了LED晶体的电器和半导体结构稳定性,可以使得显示屏的坏灯率下降一个数量级以上。
 
  或者说,COB封装的特点就是,LED封装之后,不再需要传统“表贴”过程。由于省略了一步高温高精度工艺,从而带来了整个工程系统可靠性的增强。这是COB封装被小间距LED行业看好的核心原因。
 
  整体封装,COB技术好处多多
 
  从小间距LED屏的坏灯和稳定性角度看,除了回流焊的“高温”破坏过程外,还有以下几个方面需要高度重视:
 
  第一, 显示单元的碰撞过程。SMD表贴产品的灯珠并非与PCB板无缝连接,这使得碰撞过程容易造成应力在单颗灯珠上集中。而大屏系统的运输、安装等,难免有震动和碰撞。这造成了小间距LED显示屏坏灯率的“工程性”增加。COB封装技术,则通过环氧树脂、晶片、PCB板的高度一体化粘结成型,可以有效保护晶片和晶片电器连接部位的稳定性。
 
  第二, 系统工作过程中的温度均匀性。越是间距更小的SMD封装小间距产品,就越是要采用高功率小颗粒LED晶体。同时,灯珠与显示板之间的缝隙则导致晶片工作过程中热传导能力障碍。COB封装由于采用更为集成化的整体工艺,使得在晶体选择上可以选用功率面积密度更低、晶体颗粒更大一些的晶片,进而降低核心发光点工作强度。同时,COB封装实现了环氧树脂全包裹下的全固体无缝隙散热,使得工作状态中LED晶体的热集中度下降,有利于延长产品寿命、提升系统稳定性。
 
  第三, 整体封装工艺,COB做到“密封五防”。即,COB可以很好的做到晶体、晶体电器连接部位的“防水、防潮、防尘、防静电、防氧化”。对比SMD封装,在工艺上,尤其是出现震动和碰撞后,电器连接的长期化学和电学稳定性损伤时有发生——这是长期应用中,持续坏灯的罪魁祸首之一。
 
  所以,整体看,COB封装是比较SMD产品更为能够提供“高可靠性”的工艺过程。
 
  从视觉效果出发,COB改变不是一点点
 
  LED显示系统的好处是什么?高亮、色彩绚丽。但是,在以单颗灯珠为基件的系统中,像素颗粒化、可视角度、画面柔和性也是其显示效果的缺陷。
 
  传统的LED显示系统多用于室外显示、远距离观看显示,其对可视角度和视觉舒适性的需求并不明显。但是,随着小间距LED应用的普及,室内显示屏系统、近距离观看系统的大量出现,如何提升LED显示屏的观看舒适性成为了一大行业性难题。
 
  对比SMD封装,COB技术下的小间距LED产品,天然的是“非颗粒显示”,画质的均匀性、色彩曲线、可视角度效果都有不同程度的提高。在采用PCB cell板内置逐点调教技术后,COB在晶体和单元效果均匀性上也获得了巨大进步。这些变化结合在一起,使得COB封装成为实现小间距LED电视“视觉舒适性”和“体验效果提升”的最好技术路线。
 
  威创对此的描述是,COB“实现了LED显示单元从‘点’光源向‘面’光源的转换,画面更均匀、无光斑,结合先进的表面涂层技术,COB小间距LED产品图像显示更柔和,有效降低光强辐射,消除摩尔纹和炫光,减轻对观看者视网膜的伤害,利于近距离和长时间观看”。
 
  鼎定下一代小间距LED电视新标准,COB在路上
 
  虽然COB显示技术已经成为小间距LED行业的明日之星,但是这并不意味着COB技术已经完美无缺。
 
  事实上,因为COB技术是一次性CELL封装技术,彻底取消了回流焊为核心的表贴过程,这本身意味着“封装过程”复杂性的增加。包括单位CELL内的晶体数量,从SMD的红绿蓝三颗,变成了数千颗甚至更多,这种复杂性的提升,使得COB封装在CELL阶段的稳定性控制、可靠性测试等更为复杂。
 
  同时,COB封装技术本身起步较晚,且长期被用于高端高亮光源和订制化光源市场,在小间距LED屏显示领域工艺技术和材料技术积累不及SMD技术。这导致在极小间距产品上、在综合成本上,COB还较传统SMD技术有所劣势。预测认为,2017年COB技术的关键就在于在P1.5、P1.2和P1.0产品上做出更多的技术突破和成本突破。
 
  不过,依赖于COB技术自身的显示性能优势,COB产品已经取得了很不错的市场反响。例如在广电演播室领域,由于COB技术自身的抗摩尔纹特性,使得摄像系统人员异常喜欢这一新技术。在指挥调度中心市场,COB的高度稳定性、维护维修便捷性和观看舒适性,也得到了很高的客户认可。在租赁行业,COB更能防止碰撞和震动损伤的特点,使得租赁市场非常看好这一产品的推广,P1.9的COB产品,已经成为租赁行业的新宠。
 
  总之,技术创新永远在路上,小间距LED显示解决了能用问题之后,如何“好用”已经成为行业竞争焦点——这将是COB最大的机会所在。
 
 
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