LED 顯示屏微間距化已經(jīng)成為顯示行業(yè)發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)。傳統(tǒng)小間距在不斷地往下探索，當(dāng)間距下探到P0.X的時(shí)候，占據(jù)主流地位的SMD封裝在往更小間距探索發(fā)揮的作用受到越來越多的限制。為了解決更小間距的問題，行業(yè)內(nèi)出現(xiàn)了「四合一」、「N 合一」以 及 COB 技術(shù)等替代方案。

    COB封裝技術(shù)是無支架集成封裝體系技術(shù)的第1代創(chuàng)體系技術(shù)，而SMD封裝技術(shù)擬屬于有支架單器件封裝體系技術(shù)的第二代技術(shù)，這兩種技術(shù)在解決LED顯示面板的像素失效能力上差異巨大，也是COB封裝技術(shù)最終能夠替代SMD封裝技術(shù)最真實(shí)的原動(dòng)力所在。

    幾百家LED企業(yè)的激烈競(jìng)爭中，小間距產(chǎn)品之間的差異化愈加顯得重要。小間距的競(jìng)爭首先體現(xiàn)在技術(shù)層面，SMD、IMD、COB封裝（正裝倒裝）等技術(shù)手段升級(jí)，Mini LED、Micro LED的創(chuàng)新發(fā)展，都將會(huì)提升LED產(chǎn)品的品質(zhì)和應(yīng)用范圍。2020年已超過10多家行業(yè)巨頭和上市公司加入COB封裝技術(shù)產(chǎn)業(yè)，聚焦投入超過百億元的產(chǎn)業(yè)資本涉足COB小間距顯示和Mini LED顯示領(lǐng)域，那么究竟是什么原因推動(dòng)了COB封裝產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展呢？

COB封裝技術(shù)

    COB：是Chip On Board的縮寫。意思是：板上芯片封裝技術(shù)；即將芯片用導(dǎo)電或非導(dǎo)電膠粘附在互連基板上，然后進(jìn)行引線鍵合實(shí)現(xiàn)其電氣連接的半導(dǎo)體封裝工藝。簡單來說，就是把發(fā)光芯片直接貼裝在PCB板上，不需要支架和焊腳。與傳統(tǒng)的SMD做法相比，COB封裝省略LED芯片制作成燈珠和回流焊兩大流程。芯片直接裝配到PCB基本上，沒有了封裝器件尺寸的限制，可以實(shí)現(xiàn)更小的點(diǎn)距排列，當(dāng)前Micro LED都采用COB技術(shù)。

    COB技術(shù)的工藝制程比起其他封裝技術(shù)步驟簡化了很多，相對(duì)簡單，如下圖：

    COB封裝技術(shù)的LED屏特點(diǎn)：

    1、超級(jí)“穩(wěn)定性” ：幾乎無故障、無死點(diǎn)。

    2、不“刺眼” ：采用面光源而不是“刺眼”的點(diǎn)光源等環(huán)保技術(shù)。亮度柔和，保護(hù)人眼。

    3、不“嬌性”：不怕磕碰，可以用水擦，防護(hù)等級(jí)IP66。

    4、無“拼縫”：可以“私人定制”不同尺度的精密顯示屏。

    5、使用“壽命長” ：24小時(shí)365天連續(xù)使用8年以上（理論10年）。

    6、“是未來”：將取代DLP、LCD、等離子、投影、電影屏幕、SMD LED顯示屏等顯示產(chǎn)品。

SMD封裝技術(shù)

    SMD：它是Surface Mounted Devices的縮寫，意為：表面貼裝器件，它是SMT(Surface Mount Technology）元器件中的一種。目前室內(nèi)全彩LED屏主要采用的是表貼三合一SMD，是指將RGB三種不同顏色的LED晶片封裝的SMT燈按照一定的間距封裝在同一個(gè)膠體內(nèi)形成顯示模組的封裝技術(shù)。

    主要工藝流程是將LED發(fā)光芯片封裝于支架內(nèi)形成燈珠（SMD表貼件），燈珠通過焊錫再貼于PCB板。再將表貼件及PCB板放入高溫烤箱內(nèi)進(jìn)行燒結(jié)凝固（回流焊），然后通過壓焊技術(shù)對(duì)LED進(jìn)行引線焊接，最后用環(huán)氧樹脂對(duì)支架進(jìn)行點(diǎn)膠封裝，最終形成顯示模組，模組再拼接成單元。

    SMD工藝的核心材料：

    支架：導(dǎo)電，支撐和散熱，多為支架素材經(jīng)過電鍍而形成，由里到外是素材、銅、鎳、銅、銀這五層所組成。

    LED芯片：晶片是LED Lamp的主要組成物料，是發(fā)光的半導(dǎo)體材料。

    導(dǎo)電線：連接晶片PAD（焊墊）與支架，并使其能夠?qū)ā?/p>

環(huán)氧樹脂：保護(hù)燈珠的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，可稍微改變燈珠的發(fā)光顏色，亮度及角度。

百萬級(jí) vs 萬級(jí)

    這里提到的百萬級(jí)和萬級(jí)，指的都是封裝技術(shù)在解決LED顯示面板的像素失效能力上的界定指標(biāo)。研究表明：

    1. COB封裝就是百萬級(jí)的技術(shù)，它的像素失控率指標(biāo)可以控制在1-9/PPM內(nèi)，意思是100萬個(gè)顯示像素，會(huì)在1-9個(gè)像素失效點(diǎn)范圍內(nèi)。SMD封裝技術(shù)是萬級(jí)技術(shù)，它的像素失控率指標(biāo)>100/PPM, 意思是好的狀態(tài)也只能達(dá)到1萬個(gè)像素就有1個(gè)失效點(diǎn)。30多年的行業(yè)實(shí)踐表明，支架封裝技術(shù)是沒有能力突破萬級(jí)的，一般會(huì)在1-9/10000這個(gè)范圍內(nèi)。

    2. 支架封裝技術(shù)像素失效分為內(nèi)失效和外失效，內(nèi)失效和外失效的數(shù)量比大概是1：9，也就是說SMD封裝技術(shù)產(chǎn)生的像素失效主要是由外失效引起的，外失效產(chǎn)生的原因就是封裝器件使用了支架和引腳。

    3. LED顯示行業(yè)需要要反思，我們是不是要向LCD液晶顯示面板標(biāo)準(zhǔn)看齊，為客戶提供百萬級(jí)的顯示面板產(chǎn)品，而不是萬級(jí)的產(chǎn)品。試想百萬級(jí)和萬級(jí)兩個(gè)選擇告訴終端客戶，即使萬級(jí)產(chǎn)品價(jià)格再便宜，客戶一定會(huì)選擇百萬級(jí)，因?yàn)檫@個(gè)差距不是一星半點(diǎn)，而是兩個(gè)數(shù)量級(jí)別的差距。這個(gè)差距就會(huì)體現(xiàn)在客戶能否接受售后維護(hù)成本高和低階的顯示效果上。而目前能夠提供百萬級(jí)產(chǎn)品唯1的技術(shù)就是以COB集成封裝為代表的無支架集成封裝體系技術(shù), 即COBIP (Chip On Board Integrated Packaging）技術(shù)。

正裝芯片與倒裝芯片

    在決定了選擇封裝技術(shù)的大方向后，也就是選擇了COBIP封裝技術(shù)后, LED顯示面板產(chǎn)品才有可能具備了百萬級(jí)標(biāo)簽，正裝芯片還是倒裝芯片？

    研究表明：

    1. 封裝技術(shù)比芯片技術(shù)更重要

    從控制像素失控能力角度看問題，我們?cè)谛袠I(yè)多個(gè)平臺(tái)上提出這樣一種觀點(diǎn)，即封裝技術(shù)比芯片技術(shù)更重要。為什么這么說能？因?yàn)長ED的芯片有個(gè)走什么封裝技術(shù)路線的問題，不管是倒裝芯片還是正裝芯片，如果選擇了支架封裝技術(shù)路線，就跳不出萬級(jí)能力的圈，倒裝芯片的優(yōu)勢(shì)就發(fā)揮不出來。相反如果選擇了無支架集成封裝技術(shù)路線，控制面板級(jí)的像素失控能力起步就已是百萬級(jí)?；谶@個(gè)原因，我們一直在說，LED芯片技術(shù)只能體現(xiàn)行業(yè)技術(shù)發(fā)展的高度，但它不能左右行業(yè)的發(fā)展方向，行業(yè)的發(fā)展方向從來都是由封裝技術(shù)所主導(dǎo)的。如果大家認(rèn)同百萬級(jí)的努力目標(biāo)，結(jié)論就是封裝技術(shù)比芯片技術(shù)更重要，也就是選擇方向比體現(xiàn)高度更重要。

    2. COBIP封裝技術(shù)與倒裝芯片技術(shù)的作用

    COBIP技術(shù)由于是無支架集成封裝體系技術(shù)，它解決了SMD支架封裝技術(shù)由支架引腳引發(fā)的所有的像素外失效問題，也就是說COBIP技術(shù)解決了傳統(tǒng)的SMD技術(shù)的總像素失效90%左右的問題，所以能力達(dá)到百萬級(jí)是很容易理解的。

    而倒裝芯片的作用是用來解決剩下的10%作用的內(nèi)失效問題，可以把剩下的10%的內(nèi)失效問題再減少一半。

    所以倒裝芯片+COBIP技術(shù)組合可以將SMD封裝技術(shù)產(chǎn)生的總失效減少95%左右，這種技術(shù)組合產(chǎn)生的LED顯示面板的失效僅僅是SMD技術(shù)的5%左右。也就是說，倒裝芯片+COBIP技術(shù)組合是LED顯示行業(yè)目前最前沿的技術(shù)，這種技術(shù)不僅僅應(yīng)用于小間距顯示和MINI LED技術(shù)上，而是在所有LED顯示面板應(yīng)用上都具有強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)。

    3. 倒裝芯片的其它優(yōu)勢(shì)

    除了上述的作用外，倒裝芯片還具有高光效、高亮度的優(yōu)勢(shì)，亮度比正裝芯片高出2倍左右。這樣可以在不需要太高的亮度時(shí)，提供更節(jié)能省電的產(chǎn)品解決方案，也可提供多年的亮度衰減補(bǔ)償儲(chǔ)備，這是SMD封裝技術(shù)無法做到的。如果SMD封裝技術(shù)無法提供亮度補(bǔ)償，最終由于設(shè)備亮度不夠而導(dǎo)致重新更換設(shè)備。

COB封裝產(chǎn)品的差異化優(yōu)勢(shì)

    長遠(yuǎn)來看，COB封裝產(chǎn)品除了上述的百萬級(jí)優(yōu)勢(shì)，它還具有可靠性高、體積小、防潮、防撞、防護(hù)等級(jí)高、無眩光、引腳不裸露、超輕薄、可彎曲、近180度大視角、燈珠具有超強(qiáng)的抗磕碰能力等優(yōu)點(diǎn)，而且色域廣，可視角度大，點(diǎn)間距下限最低，不怕潮濕、鹽霧、化腐環(huán)境。然而，作為一種新技術(shù)應(yīng)用在小間距LED行業(yè)，COB也有成本相對(duì)較高、一致性不足與維護(hù)不方便等缺點(diǎn)，這恰恰是制約COB技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵。

    越往微間距方向發(fā)展，SMD受物理極限和工藝等影響，目前遇到三大可靠性和穩(wěn)定性問題：1.封裝氣密性、防護(hù)性差，因此死燈、毛毛蟲等可靠性問題較多；2.  燈珠焊盤焊接面積小，搬運(yùn)、安裝、使用中的磕碰極易損壞燈珠；3.  燈珠焊盤裸露，干燥環(huán)境下人體觸碰屏幕產(chǎn)生的靜電極易擊穿燈珠。

    據(jù)了解，在會(huì)議一體機(jī)領(lǐng)域，COB相對(duì)傳統(tǒng)SMD封裝技術(shù)的LED最突出的優(yōu)勢(shì)就是“可手寫”，能夠更好實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互功能，這一功能能夠大幅提升客戶的開會(huì)體驗(yàn)。另外，SMD由于技術(shù)缺陷，在1.0mm點(diǎn)間距以下很難量產(chǎn)，未來隨著消費(fèi)升級(jí)，1.0mm以下的微間距產(chǎn)品更有望成為市場(chǎng)主流，屆時(shí)，COB產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)會(huì)更加明顯。

封裝體系技術(shù)分類已入團(tuán)標(biāo)

    在今年的《Mini LED商用顯示屏通用技術(shù)規(guī)范》中，在“4顯示屏分類”的關(guān)于封裝技術(shù)的分類中出現(xiàn)了“支架型有限集成燈驅(qū)分離技術(shù)與無支架型集成封裝燈驅(qū)合一技術(shù)”的提法，雖然沒有直接提到COB封裝，但是把高于COB封裝的體系技術(shù)進(jìn)行了分類，就是分出了支架單器件封裝和無支架集成封裝體系技術(shù)，這是LED顯示行業(yè)具有劃時(shí)代意義的大事，對(duì)行業(yè)的發(fā)展是否具有影響深遠(yuǎn)，拭目以待。

迭代與革命

    倒裝芯片+COB封裝能漸熱起來，超百億的產(chǎn)業(yè)資本逐鹿其中，Made in China正在實(shí)現(xiàn)從低端向高端制造的蛻變，COB封裝背后的無支架集成封裝創(chuàng)新體系技術(shù)正是適應(yīng)了這樣一種市場(chǎng)希望，它才是推動(dòng)這場(chǎng)技術(shù)迭代的真正動(dòng)因。首先在COB小間距、Mini LED中的倒裝COB示范效應(yīng)的帶動(dòng)下，將會(huì)在全行業(yè)產(chǎn)生強(qiáng)悍的標(biāo)桿效應(yīng)，進(jìn)而讓COBIP技術(shù)下沉進(jìn)入更多和更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，比如車載移動(dòng)傳媒廣告應(yīng)用、玻璃幕墻顯示應(yīng)用等，最終實(shí)現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈的革命。

    目前在車載移動(dòng)后窗透明傳媒廣告解決方案上使用了最先進(jìn)的倒裝芯片+COBIP技術(shù)。

    隨著 COB 技術(shù)型小間距 LED 顯示產(chǎn)品供給能力提升，市場(chǎng)認(rèn)知度和接受度也不斷提高。作為小間距 LED 產(chǎn)品的技術(shù)路線之一，COB 技術(shù)的出現(xiàn)，加劇行業(yè)內(nèi)部競(jìng) 爭，有益于整個(gè)產(chǎn)業(yè)保持健康的發(fā)展趨勢(shì)，并為未來的市場(chǎng)提供充足的技術(shù)儲(chǔ)備。同時(shí)，COB技術(shù)作為小間距 LED行業(yè)「后進(jìn)」品牌的差異化武器，將著力于改善產(chǎn)品的視覺舒適性，進(jìn)一步提升小間距產(chǎn)品取代其他大屏拼接屏的競(jìng)爭力。

    LED小間距顯示是一個(gè)高成長的市場(chǎng)， 當(dāng)前COB技術(shù)在LED小間距領(lǐng)域?qū)偌夹g(shù)領(lǐng)先、競(jìng)爭較小，是行業(yè)藍(lán)海;大尺寸商業(yè)顯示方面，COB可以為商業(yè)顯示帶來更大的價(jià)值;超高清方面，基于倒裝COB的Micro led在向著更高分辨率突破。COB顯示技術(shù)是目前P2至P0.5 LED小間距的先進(jìn)技術(shù)。

    COB微顯示產(chǎn)品顯示效果出眾，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出普通傳統(tǒng)LED給商品帶來的呈現(xiàn)效果。除了各大行業(yè)機(jī)構(gòu)分析，從行業(yè)展會(huì)也可以看到，0.6-0.9間距LED產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)入高度成熟期，同時(shí)這些產(chǎn)品大多是基于COB技術(shù)?？傮w而言，COB小間距的間距越來越小，基于COB技術(shù)的顯示市場(chǎng)需求旺盛，規(guī)模效益也在持續(xù)釋放。不難發(fā)現(xiàn)，COB技術(shù)小間距進(jìn)入了高速發(fā)展時(shí)期，不論是在點(diǎn)間距的突破，還是市場(chǎng)應(yīng)用。從行業(yè)來分析，后疫情時(shí)代，LED顯示應(yīng)用將有所提升，遠(yuǎn)程醫(yī)療、大交通、遠(yuǎn)程會(huì)議系統(tǒng) 等細(xì)分應(yīng)用領(lǐng)域市場(chǎng)。

    同時(shí)，基于COB顯示技術(shù)的LED小間距將在三年內(nèi)成為高清顯示的主流，并逐步滲透至商業(yè)顯示和民用顯示，獲得更大市場(chǎng)空間(超過500億)。業(yè)內(nèi)人士預(yù)測(cè)，2021年起，COB市場(chǎng)年增長率將超過50%，2023年，COB將成為百億級(jí)市場(chǎng)。