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COB技术:开创全新的小间距显示时代
编辑:宝月 [ 2017-3-16 16:07:09 ] 文章来源:LED大屏网
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一年一度的广州国际LED展已经完美落幕,为期四天的广州展上,行业内各大LED参展商各出奇招,可谓精彩纷呈。而有一家企业企业成为本次展会唯一一家COB小间距产品的参展商——长春希达,展示了成熟的集成三合一(COB)产品展示,高对比度、高防护性、高系统拓展性等优点,让COB小间距产品越来越受到关注,大有引领未来LED显示屏技术发展之大势。

COB小间距显示技术的神秘面纱

COB(Chip On Board)小间距显示技术即直接将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。

装技术是LED显示屏的灵魂和生命,追求完美的性能始终是行业内不懈的追求,集成封装技术无疑是各界关注的焦点。集成封装在LED显示屏领域是一种新的封装模式,当前也将其归类于未来发展方向的免封装模式或省封装模式,即chip on board—板上芯片封装,就是将LED裸芯片用导电或非导电胶粘附在PCB上,然后引线键合实现其电气连接。这种封装模式整合了中下游企业,从LED的芯片封装到LED显示单元模组或显示屏的生产都在一个工厂内完成。该项技术拥有SMD无法比拟的几大特点:首先COB产品的可靠性远远高于表贴产品,采用超声波常温焊接,无二次焊接,无高温冲击及静电损伤;其次COB产品随着点间距越小它的成本越低,越接近平民化,这是两个非常重要的特点,它们足以支撑COB产品走向更美好的未来。

以简便化“高温”为神奇  

LED显示屏的最关键部件是LED灯珠,LED灯珠作为LED显示屏成本最高、用量最大的元器件,对于LED显示屏的品质影响起着主导作用。第一,LED全彩屏整机中使用数量最多的关键器件,每平方米会使用几千至几万只LED; 第二,LED是决定整屏光学显示性能的主体,直接影响观众对显示屏的评价; 第三,LED在显示屏整体成本中所占比例最大,从30%70%不等。

小间距LED显示屏由于点间距更小,在同等面积下所需要的灯珠是普通的LED显示屏的3——4倍,P1.6小间距产品为例,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: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。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)而难以避免在高温操作过程中,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”。

而相关来说,COB封装技术能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,不需要二次“表贴”焊接,减少一次高精细度和高温环境操作,就可以有效的把控了人为高温,使显示屏的坏灯率下降一个数量级以上最大程度保障了LED晶体的电器和半导体结构稳定性。

COB技术的十八般武艺

一次性的一步到位降低坏灯率是COB技术的看家本领,可是COB并不是只有这一项技能,可谓十八般武艺样样精通,突出的优势非一般的明显。

从显示单元的碰撞过程进行对比,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运输过程也能很好避免碰撞震动而造成的坏灯率

系统工作过程中的温度均匀性进行对比,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。

全新的显示或许就从这开始

显示器市场一直以来都孳孳不息地在探索中前进着,无论身处的境地是好是坏,它都在努力地做到宠辱不惊,淡然的面对所有的褒奖和批评。近年来的显示器行业,有无数的应用技术不断被挖掘并且投身到显示器中去发扬光大。LED显示屏尽管有着小间距的强大发力而与液晶、投影并驾齐驱,但是OLED、量子点等新技术不断的冲击,这也使得LED显示在高亮、色彩绚丽的优势上谋求新的突破,也趋势LED显示由室外向室内延伸、逐步深入到各细分市场中。

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。

小间距LED智慧之城的发展新机遇

随着信息技术的不断发展,信息化应用水平也在不断提升,智慧城市的理念应运而生,并日渐成为城市发展的新动向,得到了政策及产业层面的大力支持。建设智慧城市,不仅是实现城市可持续发展的必需,也是响应信息技术发展的需要,更是提升我国综合竞争力的战略选择。

智慧城市建设包含城市生活的方方面面,例如交通、安防、能源、医疗、教育等等,因此也将为信息化技术的运用带来更加诱人的应用前景,其中,小间距LED显示屏技术的运用被诸多业内人士看好。

近年来在室内高端应用领域表现不俗的COB小间距LED显示屏,以其无拼缝、色彩佳、运用灵活、节能环保等优势逐渐在以指挥控制中心为代表的传统大屏项目领域崭露头角,并在演播室、气象局、会议室、展厅等领域涉足。

智慧城市的建设,目标是要实现更加智能、高效的城市管理方式,这其中,对城市各系统实时状况的及时掌握成为诸多行业部门的必备手段,以大屏幕监控系统为核心的指挥中心、调度室的重要性自不必说。不少采用COB技术的LED显示屏已成功应用在其它领域,并获得良好的应用效果。如奥蕾达COB LED显示屏已应用于北京科技馆、香港数码港项目等等

目前,我国的智慧城市试点已达290个,随着有中国特色新型城市化建设的推进,“智慧”理念将进一步向城市生活的方方面面渗透,将为承载着信息高效沟通核心任务的显示技术创造更多商机,随着技术的升级和价格的不断降低,小间距LED屏也将享受到更多智慧城市建设的红利。这也将成为COB小间距LED显示屏的“用武之地”。

新标准  COB行走ing

得益于COB显示技术的全彩颜色一致性好、视觉角度大、低热阻、防水防潮、防紫外线等优势,小间距LED的显示效果愈发高清优质,行业也纷纷看好COB未来成为替代传统SMD技术成为小间距的核心。

一种新技术新工艺的出现,从来不会顺风顺水,要在研发以及生产过程中不断测试,不断尝试。相对于传统SMD技术而言,COB可谓市场的新新一员,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。

 COB封装方式由于其特性,COB封装是要确保在同一个板上所有灯珠经过测试后没有死灯才鞥呢进行封胶,而不是像SMD如果封坏了一颗灯,只需对损坏部分精心替换。如何保证整板灯完全完好,一次通过率是非常大的挑战,否则因一颗坏灯而使整个版都废置,这反而会造成成本的增加

COB产品是先封灯,封完灯之后,IC驱动器件要进行过回流焊工艺处理,如何保证灯面在过回流焊处理的时候,炉内240度的高温不对灯造成损害。这又是一大挑战,和SMD相比,COB节省了灯面过回流焊的处理,但是器件面和SMD一样,都需要过回流焊处理的,也就是说SMD要过两次回流焊,不同的是,SMD过回流焊的时候,炉内的温度会对灯面造成两种损伤,一种是焊线,温度过高,就会急剧性快速膨胀,会造成灯丝拉断,第二个是炉内热量通过支架的4 个管脚迅速传递到灯芯上,灯芯上可能会造成细小的碎化损伤,这种损伤很致命,检测往往很难发现,但是晶体的这种细小的损伤细微的裂缝,经过一段时间的使用,这种弊端就会凸显出来,继而导致灯失效。而COB就是要保证在灯面过回流焊的时候,炉内高温不对其造成损害,保证良品率,这也是非常重要的层面。

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。有行业研究机构预测认为,2017COB技术的关键就在于在P1.5P1.2P1.0产品上做出更多的技术突破和成本突破。

技术创新永远在路上,COB已经成功应用于小间距LED显示屏中,亦逐步展现突破传统的优势所在,既然已是可用、能用的现状,那么COB显示技术未来最大的机遇以及发展应该是用好、用优、好用的细致化,开创全新的显示时代

 

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