新型的集成式封裝方式——COB（板上芯片）封裝，直接將LED裸芯片封裝到模組基板上，然后停止整體模封。這種COB封裝的全彩LED模組具有制造工藝流程少、封裝本錢較低、封裝集成度高、顯現(xiàn)屏的牢靠性好和顯現(xiàn)效果平均細(xì)膩等特性，有望成為將來高密度led顯現(xiàn)屏模組的一種重要的封裝方式。

    1COB封裝模組構(gòu)造

    遭到外表貼裝封裝方式的LED顯現(xiàn)模組單個(gè)像素封裝尺寸的限制，要想進(jìn)一步減小LED外表貼裝器件的尺寸曾經(jīng)變得十分艱難。由電子產(chǎn)品牢靠性理論可知，眾多分立元件組裝在一同的牢靠性遠(yuǎn)低于集成元件，因此要想進(jìn)步小間距l(xiāng)ed顯現(xiàn)屏模組的牢靠性，必需進(jìn)步LED封裝的集成度。自創(chuàng)大范圍集成電路封裝中的COB技術(shù)，能夠大大進(jìn)步LED顯現(xiàn)模組的像素密度。COB封裝可完成高密度的LED顯現(xiàn)陣列，它將顯現(xiàn)的最小單位上升為COB顯現(xiàn)模組。COB顯現(xiàn)模組的封裝載體是顯現(xiàn)模組的線路基板，直接將紅綠藍(lán)三色LED裸芯片封裝在顯現(xiàn)模組線路基板上，完成LED的電氣銜接和機(jī)械固定，并提供LED工作時(shí)的散熱通路和光學(xué)通路。這種經(jīng)過COB工藝封裝后得到的不再是單一的LED發(fā)光器件，而是具有顯現(xiàn)功用的顯現(xiàn)部件，這便是集成化的COB顯現(xiàn)模組。

    在COB基板的每一個(gè)像素點(diǎn)位置封裝了紅綠藍(lán)三色裸芯片，三色芯片共陽極銜接，這種方式能夠適用于現(xiàn)有的LED顯現(xiàn)屏的掃描驅(qū)動(dòng)辦法。

    這種COB封裝的RGB顯現(xiàn)模組將傳統(tǒng)的外表貼裝LED燈珠的封裝和模組基板的組裝兩個(gè)工藝過程合二為一，在完成LED封裝的同時(shí)也完成了基板的封裝，使得本來復(fù)雜的工藝流程得到大幅度簡化，所用的原資料也大幅度減少，消費(fèi)本錢大幅度降低。

    由于將整個(gè)模組上的LED芯片和驅(qū)動(dòng)芯片都集成在一同，LED芯片能夠得到很好的機(jī)械維護(hù)，牢靠性大大進(jìn)步，能夠完成小于2.0mm的像素間距。由于封裝工藝過程簡單，更合適于批量消費(fèi)。LED芯片直接封裝到模組基板上，散熱途徑變短，散熱效果變好，從基本上處理了現(xiàn)有的LED顯現(xiàn)屏容易死燈的問題。

    2COB模組的封裝工藝

    為研討COB封裝工藝應(yīng)用于LED顯現(xiàn)模組制造的可行性，我們設(shè)計(jì)了像素點(diǎn)間距為2.0mm的COB封裝顯現(xiàn)模組，完成了COB顯現(xiàn)模組榜樣的制造。由于LED顯現(xiàn)模組的COB封裝是將紅綠藍(lán)LED裸芯片直接封裝到基板上，因而，該基板不只提供LED裸芯片的裝置固定和電氣銜接，還要保證能夠?qū)⒍鄠€(gè)LED顯現(xiàn)屏模組拼在一同構(gòu)成一個(gè)完好的LED顯現(xiàn)屏。這就請求每一個(gè)像素的點(diǎn)間距是分歧的，即COB封裝中的固晶、焊線和模封等工藝及基板設(shè)計(jì)均要保證各像素的分歧性。

    2.1LED裸晶與封裝基板布線

    選用如圖3所示的紅綠藍(lán)LED裸芯片，其中紅光芯片為反電極垂直構(gòu)造，芯片的下外表為陽極，陰極在芯片上外表；藍(lán)光芯片和綠光芯片均為藍(lán)寶石襯底的程度構(gòu)造，陽極和陰極均在芯片上外表。為順應(yīng)LED顯現(xiàn)屏的掃描驅(qū)動(dòng)，將組成一個(gè)像素的紅綠藍(lán)三顆LED芯片的陽極經(jīng)過焊線銜接在一同。這種共陽極的銜接計(jì)劃可使基板上有更寬的空間用于布線。

    設(shè)計(jì)的LED顯現(xiàn)屏COB模組基板焊線圖如圖4所示，組成一個(gè)顯現(xiàn)像素的紅綠藍(lán)三顆芯片均固晶到一個(gè)大焊盤上，保證足夠大小的固晶空間，同時(shí)大面積的銅焊盤使得COB模組基板的散熱性能進(jìn)步，減少死燈，加強(qiáng)牢靠性。

    紅綠藍(lán)三顆LED芯片的陰極經(jīng)過焊線焊接到線性散布的三個(gè)陰極焊盤上，藍(lán)光和綠光芯片的陽極焊接到用于固晶的陽極大焊盤上，每個(gè)顯現(xiàn)像素需求綁定5根連線，焊線方向分歧，焊線長度相同，在適宜精度的自動(dòng)焊線設(shè)備的保證下，很容易取得高良率的COB模組。

    2.2封裝工藝流程

    首先將紅綠藍(lán)三色芯片粘貼在基板上，然后應(yīng)用引線鍵和技術(shù)停止LED芯片和基板的電氣銜接，之后應(yīng)用半透明黑色塑封料對LED芯片停止塑封，起機(jī)械維護(hù)作用，在光學(xué)上則能夠起到避免相鄰像素間串光，進(jìn)步比照度的作用。

    3COB模組的測試

    圖5為經(jīng)過上述工藝封裝好的COB模組，由圖5可見經(jīng)過整板塑封后的LED顯現(xiàn)屏模組分歧性十分好。

    COB封裝過程中的固晶、焊線和模封是最關(guān)鍵的三個(gè)步驟。固晶不良會(huì)影響后續(xù)的焊線操作。如圖6所示，由于固晶的焊盤設(shè)計(jì)不合理，招致LED芯片下外表未完整掩蓋銀膠，使得在焊線時(shí)受力不平均，形成焊線的良率降落。理想的固晶結(jié)果是LED芯片下外表的四邊都能壓在銀膠上，即所謂的四面包膠。固晶和焊線焊盤共同決議焊線的方式，不合理的基板設(shè)計(jì)也會(huì)增加焊線的難度，從而降低焊線良率。因此要進(jìn)步LED顯現(xiàn)屏模組的COB封裝廢品率和牢靠性，一方面要保證所用LED芯片的光電性能盡量相差較小，能夠選用經(jīng)過火選和測試的同一批次的LED芯片；另一方面，基板的設(shè)計(jì)要合理，在減小像素點(diǎn)間距的同時(shí)還要保證足夠的固晶空間，焊線方向盡量分歧且焊線間隔應(yīng)適宜。

    經(jīng)過固晶、焊線并經(jīng)電性能測試無誤之后，就要停止LED芯片的塑封。針對LED顯現(xiàn)屏模組的特性，能夠采用整板塑封的辦法。整板塑封的優(yōu)點(diǎn)是塑封分歧性較好，具有更好的顯現(xiàn)效果，并且整板塑封牢靠性高。將待塑封的模組基板放入與之對應(yīng)的模具中，倒入液態(tài)塑封膠，蓋上蓋板，恒溫固化，將模組基板從模具中取出完成塑封。模封能夠很好地控制塑封厚度戰(zhàn)爭整度，操作簡單，本錢較低，是比擬理想的整板塑封辦法。

    關(guān)于LED顯現(xiàn)屏的COB封裝，只是改動(dòng)了像素單元的封裝方式，驅(qū)動(dòng)控制方式并未改動(dòng)。針對COB封裝方式的P2.0LED顯現(xiàn)屏模組，設(shè)計(jì)了如圖7所示的驅(qū)動(dòng)電路。采用1/32動(dòng)態(tài)掃描驅(qū)動(dòng)方式，模組的分辨率為32×32，總共包含32×32×3顆LED芯片用于顯現(xiàn)。整個(gè)掃描驅(qū)動(dòng)電路能夠劃分為四個(gè)模塊：外部I/O模塊、行掃描模塊、列驅(qū)動(dòng)模塊和LED陣列模塊。外部I/O模塊用于接納外部的控制信號和顯現(xiàn)數(shù)據(jù)信號，并分別傳送給行掃描模塊和列驅(qū)動(dòng)模塊，行掃描模塊依據(jù)要顯現(xiàn)的行信號，給對應(yīng)行的LED陽極停止供電，列驅(qū)動(dòng)模塊將串行的列顯現(xiàn)數(shù)據(jù)并行傳輸?shù)酱@現(xiàn)LED的陰極，LED陣列模塊接納行掃描模塊和列驅(qū)動(dòng)模塊的信息停止顯現(xiàn)。

    COB封裝顯現(xiàn)模組的驅(qū)動(dòng)原理和現(xiàn)有SMD封裝模塊是相同的。只需檢測COB封裝模組的32×32×3顆芯片可以正常發(fā)光，就可斷定COB顯現(xiàn)模組可以正常運(yùn)用。最便當(dāng)?shù)臋z測辦法是分別檢測紅綠藍(lán)三色顯現(xiàn)效果。從圖8能夠看出，COB顯現(xiàn)模組顏色分歧性較好，亮度高，顯現(xiàn)陣列尺寸精度高。

    4總結(jié)

    COB顯現(xiàn)模組具有工藝過程簡單、制形成本低廉、顯現(xiàn)效果優(yōu)秀、牢靠性高和運(yùn)用壽命長等諸多優(yōu)點(diǎn)，是高端小間距l(xiāng)ed顯現(xiàn)屏最佳的選擇。

    在停止LED顯現(xiàn)屏COB封裝之前，必需對所用的LED晶圓停止認(rèn)真的測試和挑選，確保各色LED亮度和色度平均度滿足需求。在基板的設(shè)計(jì)時(shí)，要給固晶和焊線的焊盤提供足夠大小的空間，確保固晶時(shí)可以到達(dá)四面包膠，構(gòu)成結(jié)實(shí)的粘接。焊線方向和焊線的間隔盡量設(shè)計(jì)為相同，減小焊線操作的難度，同時(shí)優(yōu)化焊線的相關(guān)工藝參數(shù)，使得焊線良率滿足需求。在停止整板模封時(shí)，不只要保證每個(gè)模組都能很好地停止塑封維護(hù)，還要保證每個(gè)模組塑封的厚度分歧。