日前,在市場情緒緊繃的氛圍之下,我國經濟發展面臨的困難加重,挑戰加多。用電荒、用錢荒、用人荒、高成本、低利潤,中小企業生存環境出現惡化, “倒閉潮”來襲的恐慌顯現在行業人士的臉上。
LED企業也概莫能外,作為朝陽產業的LED,市場還未開始,殺價割喉戰迭起,各項經營成本上漲,LED企業尤其是LED封裝企業的毛利水平下滑。尋求低成本的生產工藝、轉嫁傳統封裝成本壓力,已成為LED封裝企業角逐的焦點。而成本低、散熱性好的COB LED封裝逐漸回溫、漸入LED企業視野。
對比:COB封裝,降低成本之選?
從LED封裝發展階段來看,LED有分立和集成兩種封裝形式。LED分立器件屬于傳統封裝形式,廣泛應用于各個相關的領域,經過近四十年的發展,已形成一系列的主流產品形式。LED的COB模塊屬于個性化封裝形式,主要為一些個性化案例的應用產品而設計和生產。
與傳統LED SMD貼片式封裝以及大功率封裝相比,COB封裝可將多顆芯片直接封裝在金屬基印刷電路板MCPCB,通過基板直接散熱,不僅能減少支架的制造工藝及其成本,還具有減少熱阻的散熱優勢。
COB(Chip On Board)暨板上芯片,工藝過程首先是在基底表面用導熱環氧樹脂(一般用摻銀顆粒的環氧樹脂)覆蓋硅片安放點,然后將硅片直接安放在基底表面,熱處理至硅片牢固地固定在基底為止,隨后再用絲焊的方法在硅片和基底之間直接建立電氣連接。
從成本和應用角度來看,COB成為未來燈具化設計的主流方向。COB封裝的LED模塊在底板上安裝了多枚LED芯片,使用多枚芯片不僅能夠提高亮度,還有助于實現LED芯片的合理配置,降低單個LED芯片的輸入電流量以確保高效率。而且這種面光源能在很大程度上擴大封裝的散熱面積,使熱量更容易傳導至外殼。
半導體照明燈具要進入通用照明領域,生產成本是第一大制約因素。要降低半導體照明燈具的成本,必須首先考慮如何降低LED的封裝成本。傳統的LED燈具做法是:LED光源分立器件→MCPCB光源模組→LED燈具,主要是基于沒有適用的核心光源組件而采取的做法,不但耗工費時,而且成本較高。實際上,如果走“COB光源模塊→LED燈具”的路線,不但可以省工省時,而且可以節省器件封裝的成本。
在成本上,與傳統COB光源模塊在照明應用中可以節省器件封裝成本、光引擎模組制作成本和二次配光成本。在相同功能的照明燈具系統中,總體可以降低30%左右的成本,這對于半導體照明的應用推廣有著十分重大的意義。在性能上,通過合理地設計和模造微透鏡,COB光源模塊可以有效地避免分立光源器件組合存在的點光、眩光等弊端,還可以通過加入適當的紅色芯片組合,在不降低光源效率和壽命的前提下,有效地提高光源的顯色性(目前已經可以做到90以上)。
在應用上,COB光源模塊可以使照明燈具廠的安裝生產更簡單和方便。在生產上,現有的工藝技術和設備完全可以支持高良品率的COB光源模塊的大規模制造。隨著LED照明市場的拓展,燈具需求量在快速增長,我們完全可以根據不同燈具應用的需求,逐步形成系列COB光源模塊主流產品,以便大規模生產。
然而,在技術上,COB封裝仍存在光衰、壽命短、可靠性差等不足之處,需解決。
企業:開始量產陶瓷COB封裝
據調查,目前COB封裝的企業數量在逐漸增多,部分企業已能達到量產,在技術方面也加大投入。
7月,由廣東天下行光電自主研發的新型LED COB封裝光源模塊,經過幾年的研發與測試,實現自動化量產。產品性能穩定,制作工藝成熟,并預計今年九月份正式掛牌投產,六大系列百余款產品將推向市場。
臺灣億光電子也于日前推出了全新COB LED組件產品。億光電子強調,此組件將提供LED節能燈泡更佳的發光光源,相比現在用于LED燈泡上的低、中及高功率LED封裝組件,COB預計將成為LED節能燈泡光源新主流。除此之外,浙江億米光電科技有限公司也從去年10月開始量產COB封裝產品,年產量達到了百萬以上。
據記者了解,從去年開始,很多日本廠商也已經開始轉向COB封裝模式,COB光源技術有了較大提升。
在COB基板材料上,從早期的銅基板到鋁基板,再到當前部分企業所采用的陶瓷基板,COB光源的可靠性也逐步提高。今年3月,日本西鐵城推出一款多芯片型產品,以COB技術,將復數個藍色LED芯片收納在封裝內,達到了較高的散熱性能,將COB技術再次推向市場。此外,日本另一大廠夏普的陶瓷板COB也已經實現量產,是亞洲少數幾個能量產陶瓷COB光源的企業之一。
由于陶瓷基板能夠很好解決COB的可靠性問題,但是其材料成本相對較高,具有一定技術難度。記者了解到,目前國內能量產陶瓷COB光源的企業數量在不斷增加,產品應用領域也逐漸擴大。其中日明光電的陶瓷COB封裝已能量產,深圳晶藍德從去年開始由傳統的鋁基板也逐步轉為使用陶瓷,去年僅COB光源銷售額就達到2000萬元。此外還有藍田偉光、光寶等國內一批企業也已經將觸角延伸到COB光源。
市場:觀望多過應用
目前應用企業對COB集成封裝的需求很少,由于上一輪的投入失敗,使很多照明應用企業不敢使用這一封裝。雖然COB集成封裝具有成本優勢,但從整體上來看,市場上能量產COB光源的封裝企業不多,而且大多使用鋁基板作為材料,由于其熱阻較大,可靠性不高,容易出現光衰和死燈現象。不過,陶瓷基板雖然是COB的理想材料之一,但是由于成本高,在功率小于2W時成本較高,難于被客戶接受。
據行業人士向記者透露,“市場上對于COB光源還處于觀望態度,需求不高。”
小芯片使用較多,大芯片的COB封裝還存在熱阻和光效等諸多問題,“再加上,目前COB光源還存在著標準化問題,封裝廠商與照明成品工廠標準無法對接,所以這也造成了市場上對COB光源需求甚少的尷尬局面”,為了增強市場需求,有不少企業實行COB封裝與應用一體化,解決產品標準不一致的問題。
但福建萬邦光電科技有限公司董事長何文銘則樂觀地表示:“目前COB封裝的球泡燈已經占據LED燈泡的40%左右的市場,日本及國內很多企業都開始走COB封裝模式,它是未來發展的必然趨勢”
前景:“兩三年內不能成主流”
據記者了解,目前COB封裝的球泡燈已經占據了LED燈泡40%左右的市場,日本及國內很多企業都開始走COB封裝模式。業內人士預測,COB封裝將成為未來發展的必然趨勢。
雖然COB封裝的呼聲很大,回溫跡象明顯,但前景似乎也并未明朗。“在兩三年內,COB封裝技術還是不能成為主流”浙江億米光電科技有限公司研發部的鄒軍博士告訴記者。他補充道,由于目前國內大部分企業還是采用傳統的封裝方式,在技術和成本各種條件的制約,外來技術傳入及普及還需要時間,COB封裝技術還不能很快占據大勢,但不可否認的是,COB封裝技術是目前一個強勁的發展方向。
一個尷尬的境地在于,目前應用企業對COB集成封裝的需求很少。由于上一輪的投入失敗,導致很多照明應用企業不敢輕易使用這一封裝方式。據了解,COB封裝技術的瓶頸在于如何提高光源的可靠性,及其環境的試用度,然而,目前市場上能量產COB光源的封裝企業不多,而且大多使用鋁基板作為材料。鋁基板COB由于其熱阻較大,可靠性不高,容易出現光衰和死燈的現象。陶瓷基雖然是COB的理想材料之一,但是由于成本高,在功率小于2W時成本較高,難于被客戶接受。
“與傳統LED封裝技術相比,COB面板光源光線很柔和,具有非常大的市場,是未來的一個發展方向”,日明科技董事長王銳勛表示。
“市場上對于COB光源還處于觀望態度,需求不高。小芯片使用較多,大芯片的COB封裝還存在熱阻和光效等諸多問題”,臺灣某封裝技術工程師表示。對此,網絡上網友也各執一詞,大部分對COB封裝存在疑惑,不清楚其“是否適合大批量生產”.
除此之外,對COB光源標準化問題,也都還未確定,封裝廠商與照明成品工廠標準難以對接,“這造成了COB光源需求甚少的尷尬局面,COB封裝也難以發展開來。”某技術工程師向新世紀LED記者透露。
但是目前包括臺灣廠商在內,能做成高可靠性COB光源的企業鳳毛麟角。因此,為了增強市場需求,有不少企業實行COB封裝與應用一體化,解決產品標準不一致的問題。
對于COB封裝能否成為主流,深圳晶藍德副總經理唐良法認為,COB光源除了散熱性能好,造價成本低,還能進行個性化設計,是未來封裝發展的主導方向之一。但也有網友比較中立并認為,“誰也沒有主導性的領先地位,因為各自都是不同的工藝長期并存,當然COB封裝是一個很好的趨勢,優缺點并存。