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LED显示屏DIP、SMD、COB三种封装的优劣与发展趋势

作者:奥雷达来源:中国建材网 浏览次数: 日期:2015-08-22

 

LED显示屏器件的发展主要分为四个阶段,首先是上世纪八十年代末出现的点阵模组,主要用于证券、银行等图文显示;后来出现了直插管,在大型户外显示屏、广场、体育馆应用较为普遍,产品以346、546为代表;随后出现了直插系列,如265;2000年到2005年时出现了贴片,代表器件有3528等;到近几年,LED显示屏封装器件进一步小型化,在小间距封装领域,出现了“以表贴封装为主COB封装快速兴起”的新局面,表贴封装代表器件有1010等。

 在LED显示屏的生产流程中,封装是相当重要的一环,封装的作用是将外引线连接到LED芯片的电极上,同时保护好LED芯片,并且起到提高发光效率的作用。LED应用产品的可靠性是与封装技术水平密切相关的,好的封装可以让LED具备更好的发光效率和散热环境,进而提升LED的寿命。

如今,市场上LED显示屏封装有DIP、SMD、COB三种方式。这三种封装模式谁强谁弱,谁能赢得人心,最终一统天下?看官莫急,且看我下面来妈妈分析。
一.DIP 显示屏
DIP封装,是dual inline-pin package的缩写, 俗称插灯式显示屏。是三种封装模式中最先发展起来的。灯珠是由LED灯珠封装厂家生产,再由LED模组和显示屏厂家将其插入到LED的PCB灯板上,经过波峰焊接制作出DIP的半户外模组和户外防水模组。初期是将红绿蓝三种颜色的灯插在PCB上组成一个RGB的像素点,后期已经可以将RGB三种芯片封装在一颗灯珠内,即三合一户外显示屏,相对来说提高了生产效率和制作成本。但无论单灯RGB还是三合一RGB都存在点间距受制于灯珠的直径,目前只能做到P6,很难做到更高密度的户外显示屏。防护性能好,但视角不好精确固定,一般在100-110之间,所以适合做室外的大间距显示屏。
DIP显示屏目前看来,生产组织比较复杂,不易实行机械化生产,生产效率底下。显示屏的质量受制于灯珠封装厂的灯珠质量,每批次不好掌控,所以质量不好稳控。另外DIP生产厂家众多,没有很高的技术和设备门槛,竞争激烈,很多厂家使用劣等的原材料和PCB板,降低成本来争取市场份额,质量低,几乎没有完善的售后保证。
DIP 产品从外观上来看相对粗糙,视角只有100-110度,质量不高,能耗高,不环保,价格低廉,目前市场份额较低。

二. SMD 显示屏
SMD封装是目前LED室内显示屏的主流产品。是Surface Mounted Devices的缩写,意为:表面贴装器件,它是SMT(Surface Mount Technology 中文:表面黏著技术)元器件中的一种。 “在电子线路板生产的初级阶段,过孔装配完全由人工来完成。首批自动化机器推出后,它们可放置一些简单的引脚元件,但是复杂的元件仍需要手工放置方可进行波峰焊。 表面贴装元件在大约二十年前推出,并就此开创了一个新纪元。从无源元件到有源元件和集成电路,最终都变成了表面贴装器件(SMD)并可通过拾放设备进行装配。在很长一段时间内人们都认为所有的引脚元件最终都可采用SMD封装。SMD技术在LED显示屏中运用广泛。
三合一是LED显示屏SMD技术的一种,是指将RGB三种不同颜色的LED晶片封装的SMT灯按照一定的间距封装在同一个胶体内.采用三合一SMD技术的全彩LED显示屏整屏视角相对DIP较大,且表面可以做光漫反射处理,得出的效果没有颗粒状,匀色性好。从颜色上来讲,三合一全彩分光分色较三拼一容易,且颜色饱和度高。三合一是用整个面来发光,所以三合一整体上的颜色更为均匀。三合一整体平整度方面更加容易控制。一直是高清LED显示屏所采用的标准技术。
发展初期,因为制造工艺复杂,维修困难,导致成本非常高昂,一般用于高端的LED显示产品。最近几年由于三合一技术的快速发展和生产工艺的不断改进,大量使用自动设备,SMD发展飞速,成本降低了很多,而且已开始向户外显示屏市场渗透,但亮度和户外防水、防潮、防尘、防静电、抗氧化一直是其难以逾越的鸿沟。

三.COB显示屏
COB封装,是Chip on board的缩写,是一种区别于DIP和SMD封装技术的新型封装方式,奥蕾达称其为板贴式封装器件。在PCB板上抠一个凹形的孔将RGB三种不同颜色的LED晶片贴封装在板上。
板贴式封装使全彩LED显示屏整屏具有防碰撞、放潮、防尘等性能,而且视角范围达到160°,发光效果好,稳定性高。
和以往的点阵模块、DIP和SMD相比,COB显示屏有以下的显著优势
1. 超轻薄:可根据客户的实际需求,采用厚度从0.4-1.2mm厚度的PCB板,使重量最少降低到原来传统产品的1/3, 可为客户显著降低结构、运输和工程成本。
2. 防撞抗压:COB产品是直接将LED芯片直接封装在PCB板的凹形灯位内,然后用环氧树脂胶封装固化,表面光滑而坚硬,耐撞耐磨。即使出现坏点,COB产品可以逐点维修,维修也非常简单。
3. 大视角:传统LED显示屏,首先LED芯片在灯杯的底部,与杯口之间形成一定落差,其次封装好的灯在贴片过程中位置的精度误差,再次锁面罩的不平整等三方面原因,造成可视角度降低和可视角度的不均匀性。DIP的视角在100-110°,SMD的视角在120-140°,而COB封装采用的是浅井球面发光,视角大于160°,而且具有比SMD更优秀的光学漫散色浑光效果。
4. 散热能力强:SMD和DIP产品主要通过胶体、灯腿或焊盘散热,散热面积小,热量会比较集中于芯片,长时间会造成严重的光衰减现象,甚至死灯现象,降低了显示屏的使用寿命和质量。而COB产品是把灯封装的PCB板上,通过PCB板上的铜箔快速将灯芯的热量传出,加上沉金工艺,PCB板的价格是SMD和DIP相同规格的2倍。这就是为什么我们的COB产品摸起来要热一些的原因,摸到很热,说明热量很容易散发出来,几乎不会造成严重的光衰减。所以很少死灯,大大延长了LED显示屏的寿命。
5. 六防优势:COB显示屏具有防油污、防潮、防尘、防静电、防氧化、防紫外的优势。传统LED显示屏的灯脚焊盘裸露,遇水或受潮时容易出现灯脚焊盘之间短路;使用的面罩凸凹不平,沾上灰尘时很难清理干净;采用的合金线和铁支架容易被氧化;裸露的灯脚焊盘很容易受到静电影响,出现死灯现象。而COB是把芯片用环氧树脂保护起来,没有裸露的灯脚,能起到防水、防尘、防静电等功能。当遇水时,用布一擦就好。户外的模组,根本就不怕水,对屏体无任何影响。在使用一段时间后,屏体的灰尘可用抹布直接擦拭,灰尘直接从光滑的表面清理干净。
6. 生产工艺精简:COB技术显示屏之所以更稳定,是因为在加工工艺上不存在回流焊贴灯,即使有后期的回流焊贴IC工序,二极管芯片已用环氧树脂胶封装固化保护好了,就避免了焊机内高温焊锡时造成的灯珠支架和环氧树脂间出现缝隙的问题,所以我们的COB产品在出厂后不易出现死灯现象。而传统LED显示屏的加工工艺比较繁多,尤其是在经过回流焊的过程中,高温状态下SMD灯珠支架和环氧树脂的膨胀系数不一样,极易造成支架和环氧树脂封装壳脱落,出现缝隙,在后期的使用中逐渐出现死灯现象,导致不良率较高。
7. 节能高亮:COB产品采用大芯片的发光二极管,能有效的提高亮度,并且散热均匀,亮度衰减系数较小,长时间使用后还能保证较好的一致性。而在发出同等亮度的前提下,COB热量更小,更加节能。目前SMD竞争激烈,普遍采用小芯片的LED表贴灯,正常使用时灯的负荷较高,亮度也上不来,亮度衰减系数较大,使用一段时间后,一致性会明显变差。
奥蕾达的COB小间距显示屏采用国际先进的组点校正技术,极高刷新率,画面稳定无波纹无黑屏,视频画面细腻流畅,图像边缘清晰;高灰低亮,在低亮度下显示屏灰度表现依然完美,所显示的画面层次感和鲜艳度高于传统显示屏。目前产品已经量产,并在全国各地成功点亮,显示效果都深得客户好评。

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