SMD和COB是目前市場(chǎng)上主要的應(yīng)用光源。但隨著LED功率化、模組化、低成本、高可靠性的不斷發(fā)展,對(duì)封裝技術(shù)的要求將越來越苛刻,尤其是封裝材料和封裝工藝。封裝技術(shù)比較復(fù)雜,需要綜合考慮光學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、結(jié)構(gòu)等方面的因素,同時(shí)低熱阻、穩(wěn)定好的封裝材料和新穎優(yōu)異的封裝結(jié)構(gòu)仍是LED封裝技術(shù)的關(guān)鍵。然而,COB由于光源有熱阻低,光通量密度高,眩光少,發(fā)光均勻等特性,于近年來得到越來越多的重視,在室內(nèi)外照明燈具中得到了廣泛的應(yīng)用,如筒燈。
行業(yè)市場(chǎng)對(duì)COB越來越多的重視,讓業(yè)內(nèi)分為不同的站隊(duì),有的認(rèn)為認(rèn)為COB會(huì)成為日后光源主流,有的認(rèn)為SMD和COB事平分秋色,各有所需,只是個(gè)別制造方面區(qū)別于SMD,但不存在是否取替之論。
于此,筆者將對(duì)SMD和COB主要從生產(chǎn)制造效率優(yōu)勢(shì)、低熱阻優(yōu)勢(shì)、光品質(zhì)優(yōu)勢(shì)、應(yīng)用優(yōu)勢(shì)、成本優(yōu)勢(shì)五大方面進(jìn)行對(duì)比。
SMD和COB的產(chǎn)品各自優(yōu)勢(shì)
SMD光源具有發(fā)光角度大,可達(dá)120—160度,組裝密度高、電子產(chǎn)品體積小、重量輕,貼片元件的體積和重量只有傳統(tǒng)插裝元件的1/10左右,一般采用SMT之后,電子產(chǎn)品體積縮小40%—60%,重量減輕60%—80%。另外,可靠性高、抗振能力強(qiáng)。焊點(diǎn)缺陷率低;高頻特性好,減少了電磁和射頻干擾;還易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,提高生產(chǎn)效率,降低成本達(dá)30%—50%,節(jié)省材料、能源、設(shè)備、人力、時(shí)間等。
而COB封裝技術(shù)即板上芯片封裝,是裸芯片貼裝技術(shù)之一,LED芯片交接貼裝在印刷線路板上,芯片與基板的電氣連接用引線縫合方法實(shí)現(xiàn),并用樹脂覆蓋以確保可靠性。COB光源模組屬于高功率集成光源,電路可以根據(jù)客戶要求隨意設(shè)計(jì),散熱更合理,可以有效地避免分立光源器件組合存在的點(diǎn)光、眩光等弊端。眩光少,還可以通過加入適當(dāng)?shù)募t色芯片組合,在不明顯降低光源效率和壽命的前提下,有效地提高光源的顯色性。視角大且易調(diào)整,減小出光折射損失。出光更均勻及安裝簡(jiǎn)單方便。
優(yōu)勢(shì)對(duì)比
1.生產(chǎn)制造效率優(yōu)勢(shì)
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(diǎn)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(fèi)用大概占物料成本的15%,COB封裝人工和制造費(fèi)用大概占物料成本的10%。從此數(shù)據(jù)來看,明顯地采用COB封裝,人工和制造費(fèi)用可節(jié)省5%。
2.低熱阻優(yōu)勢(shì)
傳統(tǒng)SMD封裝應(yīng)用的系統(tǒng)熱阻為:芯片—固晶膠—焊點(diǎn)—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。從結(jié)構(gòu)上,COB比SMD簡(jiǎn)化了生產(chǎn)結(jié)構(gòu),而系統(tǒng)熱阻要遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)SMD封裝的系統(tǒng)熱阻,也大幅度提高了LED的壽命。
3.光品質(zhì)優(yōu)勢(shì)
傳統(tǒng)SMD封裝通過貼片的形式將多個(gè)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(diǎn)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。
4.成本優(yōu)勢(shì)
傳統(tǒng)SMD封裝需要增加支架、錫膏成本,增加貼片和回流焊工藝成本,而COB封裝技術(shù)是在PCB板上直接進(jìn)行芯片封裝,少去了SMD封裝技術(shù)使用的芯片支架等物料和制作流程,在相同功能的照明燈具系統(tǒng)中,實(shí)際測(cè)算可以降低30%左右的光源成本。使用COB光源較之使用傳統(tǒng)SMD封裝光源有五大優(yōu)勢(shì),在光源生產(chǎn)效率、熱阻、光品質(zhì)、應(yīng)用、成本上均有較大優(yōu)勢(shì),綜合成本可降低25%左右,而且使用器件簡(jiǎn)單方便,工藝流程簡(jiǎn)單。
SMD封裝陸續(xù)向COB轉(zhuǎn)型
綜合以上優(yōu)勢(shì)對(duì)比,可見使用COB光源較之使用傳統(tǒng)SMD封裝光源有五大優(yōu)勢(shì),在光源生產(chǎn)效率、熱阻、光品質(zhì)、應(yīng)用、成本上均有較大優(yōu)勢(shì),綜合成本可降低25%左右,而且使用器件簡(jiǎn)單方便,工藝流程簡(jiǎn)單。
首先,對(duì)比兩者的生產(chǎn)流程可以看出,COB光源在應(yīng)用端省去了貼片和回流焊的流程,大幅度降低了應(yīng)用端生產(chǎn)和制造流程,同時(shí)可省去相應(yīng)的設(shè)備,生產(chǎn)制造設(shè)備投入成本更低,生產(chǎn)效率更高。其次,從成本和應(yīng)用的角度看,隨著LED在照明領(lǐng)域越來越廣泛,集成式COB封裝越來越多地適用于新一代LED照明結(jié)構(gòu),發(fā)展COB封裝也是解決現(xiàn)有SMD封裝結(jié)構(gòu)中熱阻高,成本高等問題的主要途徑。另外,COB封裝數(shù)量將以其優(yōu)異的性能在LED封裝占比逐漸增加,特別是產(chǎn)值規(guī)模占比提升更為明顯,進(jìn)一步推動(dòng)LED照明的普及。
COB封裝技術(shù)在成本、性能、光品質(zhì)等方面的顯著優(yōu)勢(shì),已經(jīng)奠定了COB封裝的技術(shù)和市場(chǎng)地位。且一些SMD封裝廠商目前已經(jīng)陸續(xù)在從傳統(tǒng)的SMD封裝技術(shù)上往COB封裝轉(zhuǎn)型。當(dāng)然受其封裝密閉性的影響,目前COB封裝主要是COB面光源,主要應(yīng)用市場(chǎng)在室內(nèi)外燈具,如射燈、筒燈、天花燈等室內(nèi)應(yīng)用場(chǎng)合;路燈、工礦燈、汽車燈等室外應(yīng)用場(chǎng)合。
SMD較COB應(yīng)用領(lǐng)域更廣泛
據(jù)有關(guān)研究中心數(shù)據(jù)顯示,2013年LED封裝行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到403億元,較2012年的320億元增長(zhǎng)了25.94%。其中SMD產(chǎn)量占總產(chǎn)量的51.9%,成為主流的封裝形式;而COB占比為7.7%。但隨著性價(jià)比的提升,COB封裝在LED射燈、LED筒燈等商照領(lǐng)域日益被市場(chǎng)廣泛接受,COB封裝需求得到進(jìn)一步增加,全年COB市場(chǎng)占比也將進(jìn)一步提高。預(yù)計(jì)2014年我國LED封裝行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到534億元,而COB市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)50億。
眾所周知,近年來COB主要應(yīng)用在在商照上,在配合反光杯或透鏡的形式下,已經(jīng)成為目前定向照明主流解決方案,如珠寶照明、服裝照明等。此外,材料、制造設(shè)備的改進(jìn)與COB的發(fā)展相輔相成,更是進(jìn)一步加速了COB性價(jià)比的提升,顯現(xiàn)出其在商業(yè)照明領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)。但COB也存在應(yīng)用的局限性,其在戶外泛光燈、倉庫,路燈的使用率不高。盡管如此,仍不阻擋COB在當(dāng)下市場(chǎng)上的“青云直上”趨勢(shì),從逛展會(huì)、逛門市、看廣告、挑產(chǎn)品等渠道,可獲知其在光源市場(chǎng)的“受寵”程度。
因此,就有行業(yè)人士提出疑問:COB市場(chǎng)日益興起,是否會(huì)對(duì)SMD市場(chǎng)及企業(yè)造成威脅,造成擠壓?
SMD2835仍為市場(chǎng)主流
深圳市晶臺(tái)股份有限公司技術(shù)總監(jiān)邵鵬睿博士表示,首先COB不可能危及貼片市場(chǎng),兩種產(chǎn)品都有各自的產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域。COB由于自身的光形特點(diǎn),其在商業(yè)照明領(lǐng)域尤其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。而貼片發(fā)展到現(xiàn)在,從形態(tài)上講,雖然現(xiàn)在出現(xiàn)了3030、2016、1616、1010等新形態(tài),其中2835仍為市場(chǎng)主流,只是在光電性能上不斷深度優(yōu)化。深圳同一方光電中山辦事處銷售總監(jiān)楊飛也認(rèn)為,COB對(duì)SMD不會(huì)造成擠壓,更不會(huì)取替。因?yàn)镾MD在應(yīng)用領(lǐng)域上目前來說還是比COB廣泛些,而COB目前只是暫時(shí)應(yīng)用于商業(yè)照明居多。據(jù)其透露,同一方光電,目前已生產(chǎn)出3W、5W、7W、10WCOB面光源,及3030、28351W大功率貼片。據(jù)了解,同一方光電產(chǎn)出的3030、28351W大功率貼片其光效均大于110LM每W,顯指大于80產(chǎn)品,廣泛應(yīng)用于球泡燈、射燈、天花燈等。
對(duì)傳統(tǒng)封裝造成沖擊?“口徑不一”
廣東省半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)聯(lián)合創(chuàng)新中心主任助理、廣東省新興產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略發(fā)展研究院戰(zhàn)略研究部部長(zhǎng)李文玉博士則認(rèn)為,COB的興起會(huì)對(duì)傳統(tǒng)的封裝造成一定程度的沖擊和較大的影響。他解釋道,SMD會(huì)越來越少,趨勢(shì)總在一些中低端產(chǎn)品上,比如直插式的LED產(chǎn)品。而COB光源就是LED芯片直接貼在高反光率的鏡面金屬基板上的高光效集成面光源技術(shù),此技術(shù)剔除了支架概念,無電鍍、無回流焊、無貼片工序,因此工序減少近三分之一,成本也節(jié)約了三分之一。無疑這種封裝方式會(huì)對(duì)傳統(tǒng)封裝造成沖擊,但COB不是唯一的技術(shù)解決方案,下一步CSP(芯片級(jí)封裝)技術(shù)離產(chǎn)業(yè)化也越來越近了,成本會(huì)進(jìn)一步降低,效率會(huì)更高。對(duì)于李文玉所提到的CSP技術(shù)于近兩年在業(yè)內(nèi)“瘋傳”,有業(yè)內(nèi)專家和企業(yè)認(rèn)為其是革封裝命之嫌。研究機(jī)構(gòu)認(rèn)為,“免封裝”也是一種封裝,只不過這是一種嶄新的、先進(jìn)的工藝。于是,有不少行業(yè)人士擔(dān)憂道:現(xiàn)在COB、CSP出來了,傳統(tǒng)封裝企業(yè)的日子更不好過了。李文玉認(rèn)為,這兩者會(huì)對(duì)傳統(tǒng)封裝市場(chǎng)和企業(yè)帶來嚴(yán)重的沖擊。與之相反地,邵鵬睿個(gè)人認(rèn)為,COB和CSP不會(huì)沖擊貼片封裝市場(chǎng),依目前行業(yè)發(fā)展來看,CSP的客戶直接應(yīng)用還是有局限的,都是在高端產(chǎn)品上,且現(xiàn)在國內(nèi)應(yīng)用的案例寥寥可數(shù)。
解決法:技術(shù)升級(jí)、兼并重組、規(guī)模效率
無論是“時(shí)代興”的COB還是“半路殺出一個(gè)程咬金”的CSP,有傳統(tǒng)封裝企業(yè)老總表示,這將會(huì)迫使傳統(tǒng)封裝企業(yè)不得不轉(zhuǎn)型升級(jí),也將進(jìn)行淘汰法則,封裝行業(yè)的小企業(yè)越來越難做,大企業(yè)則將繼續(xù)推進(jìn)重組;行業(yè)完成洗牌后,最終會(huì)留下規(guī)模企業(yè),“大者恒大、強(qiáng)者恒強(qiáng)”的局面會(huì)更加明顯。
對(duì)此,李文玉認(rèn)為,傳統(tǒng)的封裝要想生存,就必須得進(jìn)行技術(shù)升級(jí),行而業(yè)內(nèi)要進(jìn)行兼并重組,因?yàn)槲磥砀幼⒅匾?guī)模和效率,小的封裝企業(yè)生存空間進(jìn)一步被壓縮。
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