传统LED封装成本高 COB光源优势凸显

2020-01-08 00:00

2011/7/5 作者: 来源:OFweek半导体照明网 浏览量: 网友评论:0条

COB光源曾风靡一时,其优越的散热性能及其低成本制造受到诸多封装企业的追捧。然而当大家纷纷转向这一无支架的封装技术后,其光效、寿命等可靠性问题却无法得到保障,很快,COB封装又归于沉寂。

  目前LED封装环节所占成本较高,LED器件整体成本的降低,除了材料之外,还需要选择一种低成本高效率的的封装结构。因此,如何改变现有封装结构,实现合理的低封装成本,成为当前业界提高LED照明市场渗透率的最有效和最直接途经。COB光源生产成本相对较低,散热功能明显,并且具有高封装密度和高出光密度的特性,其能否成为封装主流一直是业界所专注的焦点。

  据调查,目前COB光源市场又逐渐“回温”,部分COB光源厂商又陆续推出了新的相关产品。

  技术突围 COB光源逐渐回温

“与传统LED封装技术相比,COB面板光源光线很柔和,具有非常大的市场,是未来的一个发展方向”,日明科技董事长王锐勋表示。

  据调查,目前市场上做COB封装的企业数量在逐渐增多,部分企业已能达到量产。

  从去年开始,日本厂商的COB光源技术有了较大提升,很多企业已经开始转向COB封装模式,COB基板材料也有了改进,也早期的铜基板,发展到铝基板,再到目前部分企业所采用的陶瓷基板,逐渐提高了COB光源的可靠性。

  今年3月,日本西铁城推出一款多芯片型产品,以COB技术,将复数个蓝色LED芯片收纳在封装内,达到了较高的散热性能,将COB技术再次推向市场。此外,日本另一大厂夏普的陶瓷板COB也已经实现量产,是亚洲少数几个能量产陶瓷COB光源的企业之一。

  反观国内,虽然COB光源经历过上一轮的发展阵痛,但还是有不少企业继续研发,并取得一定技术成果。封装上市公司鸿利光电董事长李国平表示,鸿利光电目前已采用陶瓷基板、铝基板等多种材料研制COB光源,并早已实现量产,光效也得到较大提升,产品可靠性良好。

“陶瓷基板能够很好解决COB的可靠性问题,但是其材料成本相对较高,具有一定技术难度”,王锐勋表示。据高工LED记者了解,目前国内能量产陶瓷COB光源的企业数量在不断增加,产品应用领域也逐渐扩大。其中日明光电的陶瓷COB封装已能量产,深圳晶蓝德从去年开始由传统的铝基板也逐步转为使用陶瓷,去年仅COB光源销售额就达到2000万元。此外还有蓝田伟光、光宝等国内一批企业也已经将触角延伸到COB光源。

“目前COB封装的球泡灯已经占据LED灯泡的40%左右的市场,日本及国内很多企业都开始走COB封装模式,它是未来发展的必然趋势”,福建万邦光电科技有限公司董事长何文铭强调。

  此外,COB光源不仅是材料及其可靠性得到了改进,其光学技术也得到了进一步提升。COB光源虽然具有较好的散热功能,但是基板底下的铜箔,只能很好的通电,却不能做很好的光学处理,因此目前也有企业提出MCOB技术。MCOB出光效率比COB光源要高,有望成为市场主流。

MCOB技术,即多杯集成式COB封装技术,是LED集群封装技术英文Muilti Chips On Board的缩写,COB技术是在基板上把N个芯片集成在一起进行封装,然而基板底下是铜箔,不能很好的进行光学处理,而MCOB直接将芯片放在多个光学杯里进行封装,提高光通量,还可以方便实现LED面发光的封装,增加单个光源的功率,最大限度避免眩光和斑马纹,提高每瓦光效。

 成本降低COB封装优势凸显

  近年来,高功率LED封装的需求逐渐走向薄型化与低成本化,而COB光源以其低成本、应用便利性与设计多样化等优势为市场所看好。

根据高工LED产业研究所调研报告显示,2010年日本LED灯泡市场的快速扩张成为全球LED照明的典型范例。目前日本LED球泡灯市场主要转为以COB多晶封装为主,传统大功率芯片及模块则大多用于MR16等指向性LED灯源。

“与传统LED SMD贴片式封装以及大功率封装相比,COB封装可将多颗芯片直接封装在金属基印刷电路板MCPCB,通过基板直接散热,不仅能减少支架的制造工艺及其成本,还具有减少热阻的散热优势”,南通恺誉照明科技有限公司董事长谢建表示。除了减少支架的使用,COB同时还可以省略一些工艺,而保持产品品质不变。谢建进一步指出,“目前有企业直接用筒灯的灯杯做为散热板,不用加散热器,SMD封装在进行贴片的时候,需要回流焊,其高温对芯片造成重大伤害。然而COB封装不需要回流焊,因此,也不需要购买贴片机和焊接等设备,不仅降低了应用企业的门槛,同时也降低了成本。”

COB封装的节省成本是多方面的。以25W的LED为例,传统高功率25W的LED光源,须采用25颗1W的LED芯片封装成25颗LED组件,而COB封装是将25颗1W的LED芯片封装在单一芯片中,因此需要的二次光学透镜将从25片缩减为1片,有助于缩小光源面积、缩减材料、系统成本,进而可简化光源系二次光学设计并节省组装人力成本。

  成本的降低使COB光源的市场价格相对于SMD贴片和大功率集成封装也较低,“由于多颗芯片共用一个基板,使得多瓦数的灯珠节约了成本,市场价格也便宜很多”,谢建表示。

可靠性堪忧COB封装能否成为主流?

  目前应用企业对COB集成封装的需求很少,由于上一轮的投入失败,使很多照明应用企业不敢使用这一封装。“COB光源除了散热性能好,造价成本低,还能进行个性化设计,是未来封装发展的主导方向之一”,深圳晶蓝德副总经理唐良法表示。

  然而,目前市场上能量产COB光源的封装企业不多,而且大多使用铝基板作为材料。“COB封装技术的瓶颈在于如何提高光源的可靠性,及其环境的试用度”,李国平谈到。目前市场上使用较多的铝基板COB,由于其热阻较大,可靠性不高,容易出现光衰和死灯现象。

  然而,陶瓷基虽然是COB的理想材料之一,但是由于成本高,在功率小于2W时成本较高,难于被客户接受。

“市场上对于COB光源还处于观望态度,需求不高。小芯片使用较多,大芯片的COB封装还存在热阻和光效等诸多问题”,台湾某封装技术工程师表示。由于COB在降低一次光学透镜的多次折射而造成的出光损失,因此在出光效率和热能增加方面仍待改善,基板的制作良率也有待提升。

“目前COB光源还存在着标准化问题,封装厂商与照明成品工厂标准无法对接,所以这也造成了市场上对COB光源需求甚少的尴尬局面”,曾在科锐工作多年的某技术工程师对记者表示,为了增强市场需求,有不少企业实行COB封装与应用一体化,解决产品标准不一致的问题。

  据了解,COB光源主要取决于共晶技术、支架的材料以及倒装芯片技术,但是目前包括台湾厂商在内,能做成高可靠性COB光源的企业凤毛麟角。

LED模组分为COB光源和垂直光源等多种结构形式,科锐、欧司朗、飞利浦等国际大厂走的是垂直光源模组道路,并且在白光RGB上已经实现了突破。