LED顯示屏行業(yè)繼直插（Lamp）工藝形式之后，已經(jīng)廣泛過渡到表貼（SMD）工藝，隨著表貼（SMD）形式大行其道，大有取代直插之際時，COB封裝卻又騰空出世，大有與表貼（SMD）封裝一較長短的意味。其實拿COB與表貼來作比較，本來就有點“關(guān)公戰(zhàn)秦瓊”，牛頭不對馬嘴——小間距LED屏的“表貼”工藝與COB之間其實并不是“直接競爭”的關(guān)系。COB是一種封裝技術(shù)，表貼則是一種大量微小器件結(jié)構(gòu)布局和電氣連接技術(shù)。他們處于電子產(chǎn)業(yè) ，尤其是LED產(chǎn)業(yè)的不同階段�；蛘哒f，表貼是LED屏制造商的核心工藝，而COB等封裝技術(shù)則是終端制造商的上游企業(yè)“LED封裝產(chǎn)業(yè)”的“工作”。兩者本無須直接比較孰優(yōu)孰劣，但架不住當(dāng)前LED小間距大火，為實現(xiàn)LED小間距顯示屏最好的解決方案，大家都在八仙過海，各顯神通。

    在小間距制造工藝的比拼中，眾多小間距廠商只能被動的在過回流焊表貼工藝等環(huán)節(jié)殫精竭慮，閃轉(zhuǎn)騰挪。然而隨著間距持續(xù)往下發(fā)展，單位面積內(nèi)所需貼片的LED燈珠成幾何級倍增，這對表貼工藝提出了越來越高的要求。受小間距的間距越小，這種密集貼裝工藝難度越大的影響，小間距LED顯示屏在持續(xù)減小間距的同時，死燈率過高的難題一直未能得到有效地解決。以索尼為代表的部分廠商開始了從源頭探索嘗試去解決這一問題，即從芯片的設(shè)計與封裝階段就考慮密集排列的方案。

 

    索尼推出的CLEDIS技術(shù)其實就是基于Micro LED的顯示技術(shù)，Micro LED技術(shù)，即LED微縮化和矩陣化技術(shù)。像素可定址、單獨驅(qū)動點亮，可看成是戶外LED顯示屏的微縮版，將像素點距離從毫米級降低至微米級，結(jié)構(gòu)是微型化LED陣列，也就是將LED結(jié)構(gòu)設(shè)計進行薄膜化、微小化與陣列化，使其體積約為目前主流 LED 大小的 1%。

而Micro LED display，則是底層用正常的CMOS集成電路制造工藝制成LED顯示驅(qū)動電路，然后再用MOCVD機在集成電路上制作LED陣列，從而實現(xiàn)了微型顯示屏，也就是所說的LED顯示屏的縮小版。

 

         2012年索尼展出的55英寸Crystal LED Display

索尼早在2012年度，基本上與國內(nèi)小間距廠商同期推出的CLEDIS技術(shù)，當(dāng)時主要應(yīng)用在55英寸的Crystal?LED?Display產(chǎn)品上，主打市場則主要定位于消費級市場。由于市場接受度和開發(fā)投入反差巨大，索尼一度要終止投入。而在2016年索尼小間距LED技術(shù)改頭換面以“CLEDIS”技術(shù)形式重出江湖，并且其定位市場已經(jīng)與國內(nèi)小間距以商業(yè)應(yīng)用為主的市場高度重合。索尼CLEDIS顯示技術(shù)由于兼?zhèn)涑�高亮度、無縫拼接和顯示尺寸幾乎沒有界限等特征，在戶外顯示行業(yè)帶來了足夠震撼的視覺效果，卻不必?fù)?dān)心環(huán)境光線的影響，并能夠很好的滿足高端顯示應(yīng)用的需求。索尼表示CLEDIS的主要市場將會是取代一定尺寸范圍的現(xiàn)有小間距LED顯示屏 ……

                                索尼CLEDIS顯示屏

    索尼將數(shù)十萬顆LED芯片通過倒裝芯片技術(shù)(Flip　chip)封裝成一個CLEDIS模組，每個CLEDIS模組大約403 mmx 453mm，并且可無縫拼接起來，形成更大的顯示單元。以403mm×453mm、像素數(shù)為縱360×橫320像素的顯示模組“ZRD-1”為例，其對比度為100萬比1，視角基本上可達到180度，sRGB色域約為140％。亮度最大約為1000cd/m2。而且，達到最大亮度時，耗電量約為200W。對比度高是因為以紅色（R）、綠色（G）、藍(lán)色（B）LED為1個像素的光源尺寸非常小，僅為0.003mm2。索尼將這種LED稱為“Ultrafine LED”。

    因為縮小了光源尺寸，所以將黑色在整個屏幕中所占的比例提高到了99％以上，從而提高了對比度。而小間距LED顯示屏使用的是在表面貼裝型SMD封裝中安裝了RGB各色LED芯片的LED，黑色比例僅為“約30-40％”。不僅是黑色比例高，而且由于LED具備大范圍配光性能等，因此視角也很廣。

由于繼承了無機LED的高效率、高亮度、高可靠度及反應(yīng)時間快等特點，其更具節(jié)能、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、輕薄等優(yōu)點。因其畫質(zhì)精細(xì)，顯示效果佳，對現(xiàn)有表貼封裝的小間距LED顯示屏形成巨大挑戰(zhàn)和沖擊。

    索尼CLEDIS技術(shù)與傳統(tǒng)小間距封裝最大不同，在于應(yīng)用了新的倒裝芯片技術(shù)(Flip　chip)。索尼是將倒裝的裸芯片直接封裝在PCB板上，而當(dāng)下國內(nèi)小間距封裝主要的作法是將已經(jīng)封裝成型的LED燈珠再次貼裝到PCB板上。二者之間不僅僅是多了幾道貼裝工序的問題，還在于芯片封裝技術(shù)的不同。在封裝密度和處理速度上Flip chip已達到頂峰，特別是它可以采用類似SMT技術(shù)的手段來加工，故是芯片封裝技術(shù)及高密度安裝的最終方向。上世紀(jì)90年代，該技術(shù)已在多種行業(yè)的電子產(chǎn)品中加以推廣，特別是用于便攜式的通信設(shè)備中。裸芯片技術(shù)是當(dāng)今最先進的微電子封裝技術(shù)。隨著電子產(chǎn)品體積的進一步縮小，裸芯片的應(yīng)用將會越來越廣泛。由于無須封裝支架與金屬打線，與傳統(tǒng)SMD LED相比可顯著降低封裝成本。

    制約索尼CLEDIS技術(shù)最大難點在于量產(chǎn)，而量產(chǎn)最須解決的問題為全彩化、良品率、發(fā)光波長一致性問題。由于需要更高速度的巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)(Mass Transfer)，即把一顆顆LED裸芯如何搬運到基板上，單色LED陣列通過倒裝結(jié)構(gòu)封裝和驅(qū)動IC貼合就可以實現(xiàn)，但RGB陣列需要分次轉(zhuǎn)貼紅、藍(lán)、綠三色的LED芯片，需要嵌入幾十萬顆LED芯片，對于LED芯片光效、波長的一致性、良品率要求更高，同時分bin的成本支出也是阻礙量產(chǎn)的技術(shù)瓶頸，業(yè)界估計其量產(chǎn)至少還需要五年時間。?但索尼早在2016年卻已宣布，即將在2017年開始商用化量產(chǎn)。索尼更是今年在日本市場公布了整套CLEDIS 220英寸4K設(shè)備的售價為1.2億日元，折合人民幣約747萬元。其220英寸4K的1.2億日元售價只是標(biāo)準(zhǔn)報價。根據(jù)不同的尺寸需求，價格也會不同。并在今年的1月到3月這段時間正式出貨。從索尼的定價來看，CLEDIS暫時還無法發(fā)揮出其成本優(yōu)勢來，未來在商用化市場之路將面臨傳統(tǒng)小間距顯示屏的強烈挑戰(zhàn)。

 

 

    與索尼倒裝芯片(Flip chip)封裝一樣，COB封裝同樣采用的裸芯直接封裝的形式。COB即chip -on- board，該技術(shù)將LED裸芯片用導(dǎo)電或非導(dǎo)電銀膠粘附在PCB基板上，然后進行引線鍵合實現(xiàn)其電氣連接。

COB封裝相對于傳統(tǒng)SMD LED封裝來說，主要在生產(chǎn)制造效率、低熱阻、光品質(zhì)、應(yīng)用、成本等方面具有一定的優(yōu)勢。COB封裝在生產(chǎn)流程上和傳統(tǒng)SMD生產(chǎn)流程基本相同，在固晶，焊線流程上和SMD封裝效率基本相當(dāng)，但是在點膠，分離，分光，包裝上，COB封裝的效率，要比SMD類產(chǎn)品高出很多，傳統(tǒng)SMD封裝人工和制造費用大概占物料成本的15%，COB封裝人工和制造費用大概占物料成本的10%，采用COB封裝，人工和制造費用可節(jié)省5%。

    傳統(tǒng)SMD封裝應(yīng)用的系統(tǒng)熱阻為：芯片-固晶膠-焊點-錫膏-銅箔-絕緣層-鋁材。COB封裝的系統(tǒng)熱阻為：芯片-固晶膠-鋁材。COB封裝的系統(tǒng)熱阻要遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)SMD封裝的系統(tǒng)熱阻，因此可大幅度提高LED的壽命。

     傳統(tǒng)SMD封裝通過貼片的形式將多個分立的器件貼在PCB板上形成LED應(yīng)用的光源組件，此種做法存在點光，眩光以及重影的問題。而COB封裝由于是集成式封裝，是面光源，視角大且易調(diào)整，減少出光折射的損失�；�于COB光源具有熱阻低，光通量密度高，眩光少，發(fā)光均勻等特性，近年來在LED照明行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。既然COB技術(shù)有這么多優(yōu)點，卻為何在LED顯示屏行業(yè)卻一直磕磕絆絆呢？

    在國內(nèi)LED顯示屏行業(yè)，應(yīng)用COB技術(shù)的企業(yè)目前就韋僑順、長春希達、威創(chuàng)、奧蕾達等聊聊數(shù)家。其中韋僑順宣稱，其是最早將這一封裝技術(shù)引入到LED顯示屏制造領(lǐng)域的廠家，并在2010年正式申報了“COB封裝+燈驅(qū)合一”的相關(guān)專利。經(jīng)過近七年的探索發(fā)展，韋僑順為市場提供涵蓋單雙色、全彩、室內(nèi)、半戶外和戶外寬范圍的LED顯示屏產(chǎn)品以及多場景應(yīng)用解決方案，并且在COB生產(chǎn)工藝改良方面獲得了詳實的試驗數(shù)據(jù)和實案驗證數(shù)據(jù)。長春希達也成功研發(fā)了LED集成三合一（COB）室內(nèi)小間距產(chǎn)品，在與傳統(tǒng)小間距LED顯示屏比較中，其各方面性能也絲毫不遜色。

     針對市場上關(guān)于“COB產(chǎn)品不可維修，批量生產(chǎn)過程中會碰到很多問題，不如SMD好封裝”等置疑，韋僑順光電總經(jīng)理梁青認(rèn)為，比較一項技術(shù)的優(yōu)劣，要從產(chǎn)業(yè)鏈的源頭一直延伸到末端，而不能只看某個技術(shù)的環(huán)節(jié)，一切要以終端的應(yīng)用來全面地分析與評估。

COB封裝與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(shù)路線。SMD封裝是一種單燈封裝的方式，相對保證單個燈珠的質(zhì)量來說有優(yōu)勢，只是生產(chǎn)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(zhì)量管控成本。

      COB封裝則是一項多芯片集成化的封裝技術(shù)，將LED芯片直接用導(dǎo)電膠和絕緣膠固定在PCB板燈珠燈位的焊盤上，比起單燈封裝，其效率和成本并且在可靠性方面有明顯優(yōu)勢。但部分觀點認(rèn)為，COB封裝技術(shù)過于復(fù)雜，產(chǎn)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。其失效點無法維修，成品率低。對此，梁青回應(yīng)稱：COB封裝以目前的設(shè)備技術(shù)和質(zhì)量管控水平，0.5K的集成化技術(shù)可以使一次通過率達到70%左右，1K的集成化技術(shù)可以達到50%左右、2K的集成化技術(shù)可以使該項指標(biāo)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(jīng)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(shù)的進步和經(jīng)驗的積累，這項指標(biāo)還會不斷提升。并且還可以采用壞點逐點修復(fù)技術(shù)對封膠后有問題的燈珠進行修復(fù)。

     在實現(xiàn)其小間距LED顯示屏制造方面，傳統(tǒng)SMD封裝隨著產(chǎn)品點密度的增加，貼片技術(shù)難度增加，產(chǎn)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(guān)系。特別是在過回流焊環(huán)節(jié)，SMD封裝中使用的四角或六角支架在燈珠面過回流焊工藝需要解決數(shù)量龐大的支架管腳焊接良率問題。如果SMD要應(yīng)用到戶外，還要解決好支架管腳的戶外防護良率問題。采用SMD封裝技術(shù)的小間距LED極容易在使用過程中產(chǎn)生死燈、壞燈現(xiàn)象。這首先是因為SMD小間距LED在生產(chǎn)過程中，需要將燈珠以高溫回流焊（240－270攝氏度）的方式焊在電路板上，而在高溫回流焊中由于燈珠中支架、基板、環(huán)氧樹脂等材料的膨脹系數(shù)不同，極易產(chǎn)生縫隙，造成燈珠在出廠時已處于“亞健康”狀態(tài)。其次，采用SMD封裝技術(shù)，LED的燈腳焊盤裸露外部易被氧化，造成水汽入侵LED內(nèi)部芯片，在水氧作用下長期運行造成燈芯內(nèi)部發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，出現(xiàn)死燈、“毛毛蟲”現(xiàn)象。此外，靜電對LED燈珠的傷害也不容忽略。小間距SMD產(chǎn)品靜電敏感，裸露的燈腳焊盤很容易受到靜電的影響，造成死燈。廠商在“回流焊”階段的“品控”能力直接決定了其小間距LED屏產(chǎn)品的壽命、成本、良品率，以及最重要的產(chǎn)品參數(shù)“點間距”的水平。在某種意義上，小間距LED屏企業(yè)的“制造能力”，就是“回流焊工藝”的應(yīng)用能力。

      模組燈珠面回流焊工藝COB封裝和SMD封裝質(zhì)量控制環(huán)節(jié)對比

     COB因為直接在PCB板上實行裸芯封裝，省去了支架和打線等工藝，因此無需面對如何過回流焊的技術(shù)難題。而COB封裝技術(shù)的小間距LED產(chǎn)品 具有產(chǎn)品密封性能好、對應(yīng)用環(huán)境敏感度低、畫面像素點柔和，觀感好、整體壞點率低、采用更換CELL的方式進行壞點維護時的可維護性高、極高像素密度下的工藝流程簡單，精細(xì)技術(shù)工藝步驟集中等應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)特點。只需要著力解決如何保證驅(qū)動IC芯片面過回流焊時燈珠面不出現(xiàn)失效點，再者就是如何解決模組墨色一致性問題。

     然而，作為一種新技術(shù)，COB也有在小間距LED行業(yè)積累不足，工藝細(xì)節(jié)有待提升、市場主要產(chǎn)品暫時處于成本劣勢等缺點。其中其失效點難以維修和墨色不均等問題恰恰是制約COB技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵。在現(xiàn)如今LED顯示屏行業(yè)這個“看臉”的時代，COB技術(shù)的小間距顯示屏無論是與索尼的CLEDIS，還是傳統(tǒng)SMD小間距LED顯示屏比，在一致性和對比度方面都存在巨大的差距。“顏值不高”讓許多終端應(yīng)用客戶對COB技術(shù)難言好感，這也是眾多屏廠對COB技術(shù)一直存在觀望的原因之一。

其次，推進COB技術(shù)在LED顯示屏行業(yè)應(yīng)用的過程，其實就是一個“去封裝”化的過程。由于COB封裝是直接以裸芯在PCB板上完成封裝，這讓屏企可以不需要中端的專業(yè)封裝企業(yè)，而直接與上游芯片廠商對接。這對當(dāng)前的LED顯示屏行業(yè)的生態(tài)環(huán)境來說，不啻于一場革命。而其間的技術(shù)門檻則讓眾多顯示屏生產(chǎn)廠商望而生畏，對于習(xí)慣了與封裝廠商打交道的眾多屏企，特別是在小間距產(chǎn)品上領(lǐng)先的企業(yè)，長期積累的“表貼”工藝經(jīng)驗和基礎(chǔ)投資將成為“負(fù)資產(chǎn)”，而需要重頭再來。再者COB產(chǎn)品中這種“上游封裝”代替“下游焊接”的工程變化，將直接導(dǎo)致小間距LED行業(yè)“核心技術(shù)分布”與“市場價值基礎(chǔ)”的變動。這也是行業(yè)內(nèi)不同企業(yè)對COB產(chǎn)品態(tài)度迥異的根源所在。

就全球市場而言，小間距LED顯示現(xiàn)在還處于“發(fā)展初期階段”：即市場應(yīng)用水平有限、與競爭技術(shù)產(chǎn)品比較市場占比較低。哪怕是在國內(nèi)市場，小間距LED屏也在“初次普及”高峰階段：即市場成績斐然，增幅巨大、市場占比持續(xù)上升，但是存量市場有限，未來發(fā)展空間巨大。

     這是小間距LED行業(yè)的基本“行情”。如果用一個字來概括，這個行情的核心特點則是一個“新”字。即，新技術(shù)、新產(chǎn)品、新企業(yè)。但是，現(xiàn)在，就是這個以“新”當(dāng)頭的產(chǎn)業(yè)，卻面臨COB與貼片兩種技術(shù)工藝的“巨大替代”可能。

     對于小間距LED屏市場份額領(lǐng)先的品牌而言，這種技術(shù)路線上的“半路殺出一個程咬金”，就像“新房換新房”。前期在貼片產(chǎn)品上的投資，剛剛進入“穩(wěn)定回報期”，就面臨更新?lián)Q代。這其實等于“最大程度抵消今天市場優(yōu)勢品牌的先發(fā)優(yōu)勢”。這種行業(yè)變化，對市場優(yōu)勢品牌，尤其是對小間距LED這樣一個剛剛興起的行業(yè)，必然形成“難以選擇”的戰(zhàn)略矛盾。

     另一方面，小間距LED屏市場不是一個完全成熟的行業(yè)。整個產(chǎn)業(yè)處于高速發(fā)展階段，新入行企業(yè)比較多。從國際上看，行業(yè)應(yīng)用水平比較低，國際巨頭，例如索尼、三菱都處于“后發(fā)狀態(tài)”，而采用差異化的技術(shù)，構(gòu)建高端市場口碑，以COB為切入點無疑是這些品牌一個比較好的策略選擇。

同時，小間距LED屏與液晶大屏、DLP大屏之間的技術(shù)競爭、市場競爭，也使得這些行業(yè)的廠商“必須”進入小間距LED行業(yè)。對于這些在LED顯示上積累較淺、沒有貼片工藝經(jīng)驗，且市場后發(fā)、產(chǎn)品端輕資產(chǎn)化的企業(yè)而言，COB技術(shù)具有很大的吸引力和優(yōu)勢。

    即便是對于國內(nèi)的LED顯示企業(yè)，有些在小間距領(lǐng)域的起步也是比較晚的。這些企業(yè)抓住小間距LED行業(yè)成長機會的手段無非兩個：成本優(yōu)勢，或者擁有技術(shù)獨到性。選擇COB技術(shù)路線，本身則可以形成和行業(yè)領(lǐng)先者的產(chǎn)品差異化，并彌補“后進入者”的時間劣勢。

也正是因為以上四種廠商，在小間距LED產(chǎn)品

    符合以上兩個條件之一的LED行業(yè)參與廠商都更容易選擇COB技術(shù)路線。例如威創(chuàng)、索尼、希達、恩倍思等。同理，完全不符合以上兩個條件的小間距LED屏參與企業(yè)，目前對COB持觀望態(tài)度：這些企業(yè)多數(shù)是現(xiàn)有貼片式小間距LED屏的“既得利益者”，他們有足夠的理由反對COB快速普及，也有足夠的市場影響力在COB技術(shù)上采取“強者后發(fā)”的姿態(tài)。

 

    在小間距LED封裝形式的比拼上，我們可以將傳統(tǒng)的SMD封裝視為第一代的封裝，COB看作為第二代封裝技術(shù)，以索尼為代表的CLEDIS為代表的Micro LED技術(shù)則代表著小間距最新的發(fā)展方向。至于說誰能在競爭中勝出，則取決于技術(shù)的先進性以及市場的接受程度。當(dāng)前，SMD封裝無疑占據(jù)著市場主流，但未來隨著COB以及Micro LED技術(shù)的成長，小間距LED顯示市場將日漸分化，是東風(fēng)（SMD）壓倒西風(fēng)（COB、Micro LED），還是西風(fēng)壓倒東風(fēng)，我們將拭目以待。