COB封裝在LED顯示屏應用領域已漸趨成熟，尤其在戶外小間距領域以其獨特的技術優勢異軍突起。特別是在最近兩年，隨著生產技術以及生產工藝的改進，COB封裝技術已經取得了質的突破，以前一些制約發展的因素，也在技術創新的過程中迎刃而解。

那么，COB封裝技術優勢到底在哪里?它與傳統的SMD封裝又有哪些不同?未來它會取代SMD成為LED顯示屏的主流嗎?

一般來說，某種封裝技術是否有生命力，是要從產業鏈的頭部(LED芯片)一直看到它尾部(客戶應用端)。通過全面的分析來評估。其中，對某種封裝技術的最終評判權一定是來自客戶應用端，而不是產業鏈上的某個環節。本文將通過COB與SMD兩種封裝形式進行分析和比較，探討LED顯示領域最佳的封裝形式。

總體來說，COB封裝和SMD封裝在LED芯片的選擇上是站在同一個起跑線上，之后選擇了不同的技術路線。

一、封裝環節分析評估

1. 技術不同

COB封裝是將LED芯片直接用導電膠和絕緣膠固定在PCB板燈珠燈位的焊盤上，然后進行LED芯片導通性能的焊接，測試完好后，用環氧樹脂膠包封。

SMD封裝是將LED芯片用導電膠和絕緣膠固定在燈珠支架的焊盤上，然后采用和COB封裝相同的導通性能焊接，性能測試后，用環氧樹脂膠包封，再進行分光、切割和打編帶，運輸到屏廠等過程。

2. 優劣勢比較

SMD封裝廠能造出高質量的燈珠是勿容置疑的，只是生產工藝過多，成本會相對高些。還會增加從燈珠封裝廠到屏廠之間的運輸、物料倉儲和質量管控成本。

而SMD認為COB封裝技術過于復雜，產品的一次通過率沒有單燈的好控制，甚至是無法逾越的障礙。失效點無法維修，成品率低。

事實上，COB封裝以目前的設備技術和質量管控水平，0.5K的集成化技術可以使一次通過率達到70%左右，1K的集成化技術可以達到50%左右、2K的集成化技術可以使該項指標達到30%左右。即使有沒有通過一次通過率檢測的模組，但整板不良點也就1-5點，超過5個不良點位以上的模組很少，封膠前經過測試與返修是可以使成品合格率達到90%-95%左右。隨著技術的進步和經驗的積累，這項指標還會不斷提升。同時我們還擁有封膠后的壞點逐點修復技術。

3.技術分析評估

技術分析評估表

分析評估說明：

技術實現難易程度：

SMD封裝：顯而易見，這種單燈珠單體化封裝技術已積累多年的實戰經驗，各家都有絕活，也有規模，技術成熟，實現起來相對容易。

COB封裝：是一項多燈珠集成化的全新封裝技術，實踐過程中在生產設備、生產工藝裝備、測試檢測手段等很多的技術經驗是在不斷的創新實踐中來積累和驗證，技術門檻高難度大。目前面臨的最大困難就是如何提高產品的一次通過率。COB封裝所面臨的是一座技術高峰，但它并非不可逾越，只是實現起來相對困難。

出廠失效率控制水平：

COB和SMD封裝都可以控制得非常好，交給客戶時都能保證0失效率。

成本控制：

從理論上說COB在這一環節的成本控制應該略勝一籌，但是目前產能有限，尚未形成規模化，所以暫時還是SMD占有優勢。

可靠性隱患：

SMD封裝中使用的四角或六角支架為后續的生產環節帶來了技術困難和可靠性隱患。比如燈珠面過回流焊工藝需要解決數量龐大的支架管腳焊接良率問題。如果SMD要應用到戶外，還要解決好支架管腳的戶外防護良率問題。

而COB技術正是由于省去了這個支架，在后續的生產環節中幾乎不會再有太大的技術困難和可靠性隱患。只面臨兩個技術丘陵：一個是如何保證IC驅動芯片面過回流焊時燈珠面不出現失效點，另一個就是如何解決模組墨色一致性問題。

二、回流焊環節的分析評估

燈珠面過回流焊工藝

1. 技術區別

COB封裝由于沒有支架，所以不存在這項工藝。

SMD封裝是由顯示屏廠采購SMD封裝廠的燈珠, 然后貼片加工到PCB板上。

2. 幾點問題

A. 競爭問題

這個環節和封裝環節不同，封裝環節處于產業鏈的中游，企業數量屈指可數，還會有一定的利潤空間。而屏廠環節在SMD產業鏈中處于下游，企業眾多，技術門檻相對較低，競爭激烈、利潤薄、生存壓力大。在眾多的屏廠企業中通過融資上市的公司憑借資金實力、品牌優勢和國外市場渠道優勢占據主要地位，其它的中小企業如果沒有差異化的產品只能是大浪淘沙。企業參差不齊的發展水平必然導致產品質量的差異化程度擴大。在這樣的環境中企業會如何做，怎樣做?

要想在這個環節上做好，盡量減少產品可靠性下降的問題，采用的技術看似簡單，其實不然。以下三個因素值得大家關注?

PCB板的設計質量、材質、制作工藝、制程和倉儲的質量管控水平。

SMT設備的精度和SMT生產制程質量管控水平。

面對市場競爭，管理者的成本意識和質量意識。

我們認為，以降低原材料品質和犧牲產品質量的競爭是會給產業鏈帶來災難性的后果。

B. 產品成本問題

COB封裝沒有這道工序，在此環節上的成本永遠是零。

SMD封裝隨著產品點密度的增加，貼片技術難度增加，產品的成本也會增加。而且點密度越高，成本增加越多，呈非線性加快增長關系。

C. 可靠性問題

COB封裝沒有這道工序，在此環節上不存在可靠性降低問題。

SMD封裝由于每個支架一般存在4個焊腳，在此環節就一定存在可靠性降低問題。這是由可靠性理論所決定的。根據可靠性原理，一個產品的控制環節越少，可靠性越高。請看下表：

模組燈珠面回流焊工藝COB封裝和SMD封裝質量控制環節對比

從表中我們可以清楚地看到這樣一個事實，COB封裝隨著點間距的變小和點密度的增加，它的燈珠面的控制環節永遠是0，而SMD封裝隨著點間距的變小和點密度的增加，它的每平米的控制環節會隨相應的每平米點密度的增加成4倍數的增加。

D. 回流焊爐溫造成的燈珠失效問題

SMD燈珠器件在過回流焊時通常需要240度左右的溫度，無鉛焊接甚至要達到260度-280度的爐溫。燈珠器件在通過回流焊機時存在兩種失效可能。

一種失效是LED芯片在高溫作用下的龜裂碎化隱患：LED芯片如同人類，也存在正常和異常的個體差異，當弱、殘的個體通過高溫時，經受不住考驗，就會出現此種問題。如果過爐后立即失效，問題還不大，換掉就可以。致命的是過爐后有這種隱患還能點亮，也能通過老化測試，運輸震動以后，或到客戶端使用一段時間后失效。

另一種失效是LED芯片焊接導線的拉斷失效。

E. 應用過程的友好性問題

COB封裝燈珠是由環氧樹脂固封在PCB板上，環氧樹脂膠和PCB板的親合力極強，具有以下物理性能：

抗壓強度：8.4kg/mm2

剪切強度：4.2kg/mm2

抗沖擊強度：6.8kg*cm/cm2

硬度：Shore D 84

所以不怕靜電、不怕磕碰、不怕沖擊、可彎曲變形、耐磨、易清洗。所以和人的接觸友好性強，不嬌氣，耐用。

SMD封裝燈珠是通過支架的管腳焊接到PCB板上的，物理強度測試性能不高。嬌氣怕碰，怕觸摸引起的靜電失效，和人的接觸友好性不強。

3.分析評估

在這個環節上，COB封裝的優勢已顯現出來，不存在惡性競爭的環境，也不存在成本和可靠性問題的困擾。所以說COB易于實現小間距不僅僅指的是物理空間的概念，還有成本和可靠性的優勢。

而SMD封裝在這個環節上面臨如何提高支架管腳焊接良率技術的突破，需要花費大量的人力，物力和財力。而且隨著點密度變得越密，成本和可靠性問題變得越越來越突出。

三、墨色處理環節的分析評估

1.技術區別

COB封裝長期以來受到墨色一致性問題的困擾，目前已可以從技術上解決這個問題。

SMD封裝是采用面罩工藝來解決墨色問題。

2.分析評估

兩種封裝在解決墨色問題時成本大體相當，也都不會有產品可靠性降低的影響。

四、戶外防護處理環節的分析評估

1.技術區別

COB封裝的LED燈芯已用環氧樹脂膠包封，不存在裸露的焊腳，戶外防護要解決的問題僅僅就是PCB板的防護處理和防水結構設計，技術非常簡單。

A. PCB板保護

有二種防護等級。

一般的戶外應用等級(如租賃和固裝)：三防漆處理工藝。

高低溫、潮濕、鹽霧環境應用等級：納米鍍膜+抗UV+三防漆處理工藝。

B. 防水結構設計

COB模組經過雙面戶外防護處理后，正反面都不怕水。為了使箱體內的電源、驅動卡和驅動IC能工作在一個良好的環境中和能工作更長的時間，在模組結構設計上采用了戶外防護的全密封設計，COB模組驅動IC面有硅膠密封圈密封，密封圈下還有散熱鋁板，鋁板嵌入固定在塑件套件內，套件和箱體之間還有一層硅膠密封圈，保證了模組和箱體內都不會有水進入。

SMD封裝是需要將SMD器件的支架貼片管腳進行灌膠保護，尤其到P4以上的密度，技術難度相當大。

2.面臨問題

A. 競爭問題

COB 封裝由于還未形成大規模產能，目前在P8-P10級別，尚未形成成本優勢，目前只是在體育場館和租賃市場需要不怕碰撞的戶外顯示屏和高低溫、潮濕、鹽霧應用環境等細分特殊應用市場具有應用優勢。在P5-P6級別成本已與SMD相當。在P4-P3甚至更密級別純戶外應用上成本將占有絕對優勢。一但未來形成產能，COB封裝將在所有點密度級別上具有價格優勢， 目前尚不存在COB同行之間的競爭。

SMD面臨同行之間的競爭如同前述，所以支架質量至關重要， 為節約成本而降低支架高度，反而會使灌膠技術難度增加，灌膠良率降低，不僅不能節省成本，反而會使可靠性降低和灌膠加工成本增加。

B. 產品成本問題

COB封裝這道工序成本基本是按每平米的戶外處理費用計算，與點密度的增加關系不大。

SMD封裝戶外防護處理成本隨著產品點密度的增加和灌膠技術難度增加而增加。而且點密度越密，成本增加越多，呈非線性加快增長關系。

C. 可靠性問題

COB封裝燈面已有環氧樹脂膠包封，在這道工序不存在裸露的芯片和管腳需要處理，只需把PCB板戶外防護處理好，基本上不存在可靠性降低的問題。

SMD封裝燈面每個支架存在4個焊腳，需要灌膠包封處理，所以存在一個支架管腳的灌膠包封良率指標。如同回流焊環節，在此環節一樣存在由支架管腳引起的可靠性降低問題。根據可靠性原理，一個產品的控制環節越少，可靠性越高。請看下表：

模組燈珠面戶外防護工藝COB封裝和SMD封裝質量控制環節對比

從表中我們可以清楚地看到這樣一個事實，COB封裝隨著點間距的變小和點密度的增加，它的燈珠面的控制環節依然是0，而SMD封裝隨著點間距的變小和點密度的增加，它的控制環節會繼續隨相應的點密度的增加成4倍增加。累積控制環節指的是SMD的回流焊工藝控制環節和灌膠工藝控制環節的累加。從表中數據可以看到，該數值隨點密度的增加成8倍的增加。在過度競爭的環境中，戶外SMD燈珠支架管腳的高度不斷降低，更增加了這種技術的實施難度。如何在這么微小高度的空間內把膠灌好，把所有的管腳覆蓋好，把模組的水平度掌控好，的確是一項超高難度級別的技術。

D. 戶外防護處理問題

COB封裝的燈珠表面是半球面曲線，燈面所有器件都由環氧樹脂膠包封，沒有任何的器件管腳裸露在外面，而且曲線過度圓滑，無棱角。如采用噴鍍技術，不管是靜電吸附原理還是真空氣相沉積原理都可以做到處理無死角。所以不論是應用在室內，還是戶外環境亦或是惡劣的高低溫、潮濕、鹽霧環境下，都不會有器件管腳氧化造成的燈珠失效擔心。COB封裝PCB板一定是沉金工藝的，保證了器件在整個制程過程中不易氧化，從而保證了在PCB板正反兩面噴鍍處理時無器件管腳的氧化隱患。

SMD封裝燈珠會有很多凸起的四方體，棱角分明。燈珠面裸露出來的支架管腳需要經過戶外防護處理來保護。如果室內燈珠想改良用到半戶外，尤其是潮濕和鹽霧環境下，必須要做噴鍍處理。如果PCB板采用的是噴錫制造工藝，在制程過程中器件管腳極易產生氧化隱患，再做噴鍍，效果也不理想。燈珠腹部下方的陰影區存在噴鍍死角。

3. 分析評估

在這個環節上，COB封裝的優勢再次顯現，不存在可靠性降低的問題，目前戶外技術已突破到P3.0級別。

SMD封裝在這個環節上繼續面臨如何提高支架管腳戶外防護灌膠良率技術問題。針對戶外小間距，技術難度更大，需要花費大量的人力，物力和財力來突破這項技術。而且隨著點密度變得越高，成本和可靠性問題變得突出。

五、終端客戶對可靠性體驗環節

兩種封裝經過不同的技術路線最終來到了終端客戶面前，他們的體驗才是最有發言權的。理論分析是需要通過他們的實際應用來評價的。

隨著COB 封裝顯示屏實際案例的不斷增加，以及特殊應用領域的不斷擴大，市場一定會對這兩種封裝技術做出分析和選擇。這種選擇的力量來自市場，來自產業鏈的最末端。

在此我們僅給出COB戶外產品在終端客戶端使用一年后的可靠性數據(山寨版的COB產品除外)：

全彩屏點失效率：小于十萬分之五

單雙色屏點失效率：小于百萬分之八

結束語：

綜上對各個環節的詳細對比分析，用下面兩張圖對兩種技術風格在LED顯示行業產業鏈的情況做一個總結。

COB封裝技術：

從封裝開始，一直到顯示屏制造完成，COB封裝技術是整合了LED顯示屏產業鏈的中下游環節，所有的生產都是在一個工廠內完成。這種生產組織形式簡單、流程緊湊、生產效率更高、更加有利于全自動化生產布局。這種組織形式也更有利于產品全過程的質量管控。這種組織形式還是一個有機的整體，在產品研發階段就要考慮各個生產環節可能遇到的問題，綜合評估制定技術實施方案。這種組織形式還可以更好地為終端客戶承擔品質責任。

從整個生產過程中技術實施的難易程度和對產品可靠性的影響角度來分析，從下圖中可以看到，白色的橫坐標表示產業鏈上的主要工藝環節，在白色橫坐標的工藝環節節點上的白色柱狀線表示技術難度。圖中上方的紅色線段表示從封裝環節到客戶端應用環節產品的可靠性變化曲線。藍色線段代表產業鏈不同環節上的技術難度曲線。

從圖中可以看出，COB封裝在LED顯示領域這種多燈珠集成化的封裝技術道路上只面臨一座技術高峰，它出現在燈珠的封裝環節。而且這種技術并非不可逾越，但也不是誰都能爬得過去的，是一種綜合技術的體現，需要無數次的失敗和經驗教訓總結，需要多年的技術積累和沉淀，需要堅定、踏實、不怕困難勇于創新的工匠精神。一旦越過這項技術高峰，如同鯉魚跳龍門， 山后的路將是一馬平川,在整個生產環節上再也沒有太大的技術難點。從紅色的產品可靠性曲線可以看到，COB封裝一旦將燈珠封好，后續的生產環節對其可靠性幾乎影響不大，在客戶端應用一年以后，可靠性指標和封裝時相差無幾。

SMD封裝技術：

在SMD顯示屏產業鏈中的封裝企業和顯示屏企業是兩類獨立的企業，產業利潤是由這兩類企業來分享的。蛋糕雖大，但企業多，競爭激烈，利潤薄。這種生產組織形式復雜，會浪費掉一部分產業利潤和效率，產品質量管控難度相對大。由于封裝環節和顯示屏廠環節互相獨立，針對生產過程中的技術難關很難有效配合，協同攻關。終端客戶使用產品一旦出現質量問題，涉及的環節多，追責難度大。

從整個生產過程中技術實施的難易程度和對產品可靠性的影響角度來分析，下圖中曲線顏色和意義同前圖。圖中可以看出SMD顯示屏封裝產業鏈上存在雙駝峰式的技術高峰, 這兩個技術難點都出現在屏廠環節，而封裝環節由于技術成熟穩定，技術難度相對來說不大。所以SMD顯示屏的技術難度疊加在一起一定會超過COB封裝技術的難度。

競爭環境的惡化和利潤分配的不平衡影響到從封裝廠開始的產品可靠性紅線的走向，雖然每個廠的紅線有高有低，但它們在到達客戶端應用時向下的趨勢是毋容置疑的，是由可靠性理論決定的。這就是客戶應用端對產品可靠性的感覺和封裝廠的出廠標準不一致的真實原因。所以說SMD的產品可靠性主要是由屏廠環節決定的。

未來在顯示屏領域，哪種封裝方式更具有生命力，相信最終用戶會做出正確選擇。為客戶提供高性價比的顯示屏產品是COB封裝努力的方向，COB封裝在產品可靠性和價格平民化方面將會為行業的發展做出重要貢獻。