最好的導熱和熱均分布技術還真不是COB集成封裝，說出來會讓您大吃一驚!

　　2019年3月15日我在(zai)(zai)行家說(shuo)上發(fa)表了一篇題為《COB集成(cheng)顯(xian)(xian)示面板與傳(chuan)統LED顯(xian)(xian)示面板 優勢對比(bi)》的文章(zhang)，至(zhi)今已(yi)有12730個閱讀量(liang)，文中(zhong)談及(ji)的內容已(yi)可(ke)回(hui)答客戶對COB集成(cheng)封裝(zhuang)技(ji)術(shu)的某些質疑。本(ben)文只(zhi)專題討論(lun)客戶對COB集成(cheng)封裝(zhuang)LED顯(xian)(xian)示面板散熱(re)不好的質疑。COB集成(cheng)封裝(zhuang)(COBIP)技(ji)術(shu)在(zai)(zai)解決(jue)LED顯(xian)(xian)示面板導熱(re)問題上可(ke)以達(da)到什么水平?在(zai)(zai)解決(jue)LED顯(xian)(xian)示面板的導熱(re)和熱(re)均分布問題上，是否還(huan)有比(bi)它更好的技(ji)術(shu)?本(ben)文的討論(lun)范圍僅限(xian)于LED顯(xian)(xian)示領(ling)域(yu)。

　　一、COBIP技術顯著提升了LED顯示面板的導熱能力

　　在實際業(ye)務活(huo)動中(zhong)，客戶(hu)經常會說到(dao)COB散熱不如SMD好(hao)，問題真(zhen)的(de)是(shi)這樣嗎?這里所說的(de)COB, 指的(de)是(shi)COBIP還是(shi)COBLIP?

　　如果我(wo)們反問COB為(wei)什(shen)么(me)散熱不好(hao)，SMD為(wei)什(shen)么(me)就散熱好(hao)，恐怕沒人能拿得出像(xiang)樣的(de)論點和論據(ju)。那為(wei)什(shen)么(me)客戶會(hui)形成(cheng)這種印(yin)象(xiang)呢?主要原因還是(shi)行(xing)業傳(chuan)統(tong)技(ji)術對COB集成(cheng)封裝技(ji)術的(de)一種誤導化宣傳(chuan)產生了一定效果，個中動機也是(shi)可以理(li)解的(de)。

　　2016年開始的(de)(de)(de)產業問(wen)(wen)題(ti)研(yan)究(jiu)，我(wo)們針對LED顯(xian)示面板的(de)(de)(de)散熱(re)(re)(re)(re)和(he)熱(re)(re)(re)(re)均分(fen)布問(wen)(wen)題(ti)進行過(guo)認(ren)真(zhen)思考，我(wo)們認(ren)為(wei)散熱(re)(re)(re)(re)問(wen)(wen)題(ti)的(de)(de)(de)根本在于(yu)解決(jue)導(dao)熱(re)(re)(re)(re)問(wen)(wen)題(ti)，只要能(neng)把LED顯(xian)示面板的(de)(de)(de)內熱(re)(re)(re)(re)盡快導(dao)出來，散是(shi)有很多解決(jue)方案(an)的(de)(de)(de)。因(yin)此我(wo)們建立了LED顯(xian)示面板的(de)(de)(de)兩(liang)種(zhong)封裝(zhuang)體系化技(ji)術(shu)下(xia)的(de)(de)(de)各種(zhong)封裝(zhuang)技(ji)術(shu)的(de)(de)(de)像(xiang)素微循(xun)環系統功能(neng)結構(gou)模型，分(fen)別(bie)推(tui)導(dao)出它(ta)們各自的(de)(de)(de)像(xiang)素總(zong)熱(re)(re)(re)(re)工作模型，進而量(liang)化性地研(yan)究(jiu)它(ta)們的(de)(de)(de)導(dao)熱(re)(re)(re)(re)能(neng)力(li)，見圖(tu)一。

圖一

　　圖一(yi)(yi)中(zhong)以(yi)兩大體系(xi)化封(feng)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)為主線，左邊(bian)一(yi)(yi)列(lie)是(shi)支(zhi)架(jia)引(yin)腳(jiao)(jiao)型單器件封(feng)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)體系(xi)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)，其中(zhong)有1號(hao)(hao)SMD技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)、2號(hao)(hao)IMD(COBLIP或N in 1)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)、3號(hao)(hao)燈驅(qu)合封(feng)SMD技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)。右邊(bian)一(yi)(yi)列(lie)是(shi)去支(zhi)架(jia)引(yin)腳(jiao)(jiao)型集成封(feng)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)體系(xi)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)，其中(zhong)有4號(hao)(hao)COBIP+正裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)LED芯片(pian)(pian)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)組(zu)合，5號(hao)(hao)COBIP+倒裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)LED芯片(pian)(pian)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)組(zu)合，6號(hao)(hao)CNCIP+倒裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)LED芯片(pian)(pian)+正裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)驅(qu)動IC芯片(pian)(pian)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)組(zu)合，7號(hao)(hao)COCIP+倒裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)LED芯片(pian)(pian)+正裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)驅(qu)動IC 芯片(pian)(pian)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)組(zu)合。

　　COBIP技(ji)(ji)術(shu)(shu)是去(qu)支架(jia)(jia)引腳型集成封裝(zhuang)(zhuang)體系技(ji)(ji)術(shu)(shu)下的(de)第一(yi)代技(ji)(ji)術(shu)(shu)，它是一(yi)個半去(qu)支架(jia)(jia)引腳化的(de)集成封裝(zhuang)(zhuang)技(ji)(ji)術(shu)(shu)。上述的(de)4號(hao)和5號(hao)技(ji)(ji)術(shu)(shu)就是它的(de)兩個技(ji)(ji)術(shu)(shu)變型。

　　在正式對上述不(bu)同的(de)封裝技術進行導熱效果評估前，我們先來了解(jie)以下的(de)一些基本概念(nian)。

　　LED顯示像(xiang)(xiang)素的基本功能：首(shou)先實現(xian)(xian)持續穩定(ding)的LED芯片可(ke)控點(dian)亮(liang)，其次實現(xian)(xian)良好(hao)的像(xiang)(xiang)素熱工作模型(xing)。

　　點(dian)亮是電學功能，我(wo)們(men)希望獲得(de)更(geng)高的(de)光(guang)效、更(geng)好的(de)光(guang)學一致性(xing)、更(geng)快的(de)動(dong)態(tai)響應速度和(he)持續長(chang)久的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)。對(dui)此(ci)會在其它文章中專(zhuan)題討論。

　　良好的(de)像素(su)(su)熱(re)工作(zuo)模(mo)型就是(shi)能(neng)快速將像素(su)(su)內產生的(de)熱(re)負荷導(dao)(dao)出，它(ta)涉及到封裝(zhuang)技術使用哪些(xie)和(he)多少(shao)導(dao)(dao)熱(re)性材料、是(shi)否有盡量短的(de)熱(re)傳導(dao)(dao)路(lu)徑和(he)盡可能(neng)少(shao)的(de)接觸熱(re)阻界面。

　　像素微循環系(xi)統功能(neng)結(jie)構模型(xing)(xing)可(ke)以很好地反(fan)映出(chu)LED芯片(pian)的電學功能(neng)的實現和推導出(chu)我們所需(xu)要的像素熱(re)工作(zuo)模型(xing)(xing)。

　　材料的導熱系數：

　　在各封裝(zhuang)(zhuang)技(ji)術(shu)中，每(mei)個廠家使用的(de)封裝(zhuang)(zhuang)材料(liao)導熱系數是(shi)不一樣的(de)，見圖二所(suo)(suo)列。為對比簡單起見，我們先假(jia)設(she)所(suo)(suo)有(you)的(de)封裝(zhuang)(zhuang)廠家的(de)封裝(zhuang)(zhuang)技(ji)術(shu)所(suo)(suo)使用的(de)材料(liao)都是(shi)一樣的(de)，這樣我們只需先關注(zhu)熱傳導路徑的(de)長(chang)短(duan)和接觸熱阻界面(mian)的(de)多少的(de)比較。

圖二

　　接觸熱阻： 當熱(re)量流過兩個相接(jie)(jie)觸(chu)的固體的交(jiao)界(jie)面時，界(jie)面本身(shen)對熱(re)流呈現出明顯的熱(re)阻(zu)，稱(cheng)為接(jie)(jie)觸(chu)熱(re)阻(zu)。接(jie)(jie)觸(chu)熱(re)阻(zu)的大(da)小與接(jie)(jie)觸(chu)材(cai)料表面的精細度有關(guan)，精細度越高，接(jie)(jie)觸(chu)面積越大(da)，接(jie)(jie)觸(chu)面之間(jian)的間(jian)隙內空氣(qi)殘留(liu)越少，熱(re)阻(zu)值就越低。

　　芯片級接觸熱阻 ：在(zai)(zai)封裝膠體內部產生的接觸熱(re)阻。主要(yao)產生在(zai)(zai)邦(bang)定導線或芯片(pian)電極與各種材料(liao)的焊接表面。

　　器件級接觸熱阻 ：在封裝膠體外部產(chan)生(sheng)的(de)接觸熱阻。產(chan)生(sheng)在封裝器件的(de)支架(jia)引腳與顯(xian)示面(mian)板PCB上電路銅(tong)箔的(de)焊接表面(mian)。

　　一般來(lai)說單(dan)位面積上的器件級引腳焊(han)接(jie)的接(jie)觸熱(re)(re)組值要大于芯(xin)片(pian)級電極焊(han)接(jie)的接(jie)觸熱(re)(re)阻(zu)(zu)值。因為(wei)芯(xin)片(pian)級的電極焊(han)接(jie)接(jie)觸熱(re)(re)阻(zu)(zu)界(jie)面更(geng)加細膩，器件級引腳焊(han)接(jie)接(jie)觸熱(re)(re)阻(zu)(zu)界(jie)面會(hui)更(geng)粗糙。

　　下面就按(an)圖一中封(feng)裝技術(shu)編(bian)號的(de)順序找(zhao)出相對(dui)應的(de)封(feng)裝技術(shu)LED顯示面板(ban)像素總熱工作(zuo)模型：

　　1.1號SMD封裝技術像(xiang)素總熱工作模型(xing)

　　SMD封裝技術的(de)像素微循環系統功(gong)能結構模型如圖三所(suo)示(shi)：

圖三

　　從(cong)圖(tu)三可知(zhi)：SMD封(feng)(feng)裝技術的(de)LED顯示(shi)面板(ban)的(de)熱(re)源主要來自于兩個(ge)(ge)部分：一(yi)個(ge)(ge)是(shi)SMD器件(jian)內的(de)1個(ge)(ge)LED芯(xin)片(pian)組(zu)10，另一(yi)個(ge)(ge)就是(shi)驅動(dong)IC封(feng)(feng)裝器件(jian)14。如果一(yi)個(ge)(ge)驅動(dong)IC封(feng)(feng)裝器件(jian)控制(zhi)S個(ge)(ge)LED芯(xin)片(pian)組(zu)的(de)話，那么均攤到每個(ge)(ge)像素產(chan)生(sheng)的(de)熱(re)源就是(shi)1個(ge)(ge)LED芯(xin)片(pian)組(zu)+1/S。

　　LED芯(xin)片組10的熱傳導路徑：10-8-7-11-4-3， 熱量流經了6種(zhong)材料(liao)，這(zhe)6種(zhong)材料(liao)產生的接觸熱阻界面10/8、8/7、7/11、11/4、4/3為5個(ge)，其中4個(ge)是芯(xin)片級，1個(ge)是器件級。

　　驅動(dong)IC封(feng)裝器件14的熱(re)傳導路徑：14-13-12，熱(re)量流經了3種材(cai)(cai)料，這(zhe)3種材(cai)(cai)料產(chan)生的接觸熱(re)阻界面(mian) ;14/13、13/12為(wei)2個，且都是器件級的。

　　像素總熱工作模型為9種材料參與熱傳導+7個接觸熱阻界面(4個芯片級+3個器件級）。

　　由于1顆驅(qu)動IC封裝器件要控(kong)制S個(ge)LED芯片組，所以控(kong)制每(mei)個(ge)LED芯片組的(de)電(dian)路長(chang)短(duan)(duan)不(bu)一，短(duan)(duan)的(de)電(dian)路產生(sheng)的(de)熱(re)量少，長(chang)的(de)電(dian)路產生(sheng)的(de)熱(re)量多，驅(qu)動IC封裝器件熱(re)負載大，在器件引腳焊接區(qu)(qu)周邊(bian)(bian)產生(sheng)高溫聚(ju)集區(qu)(qu)，顯示面(mian)板會(hui)有(you)嚴重的(de)熱(re)分布不(bu)均問題(ti)，容易導致焊接區(qu)(qu)周邊(bian)(bian)的(de)LED芯片組光(guang)(guang)衰加(jia)快(kuai)，進而出現光(guang)(guang)斑現象。

　　2.2號IMD(COBLIP或N in 1)封裝技術像素總熱工作模型

　　IMD封裝(zhuang)技術(shu)的(de)像素(su)微循環系統(tong)功能結構模型如圖四(si)所示：

圖四

　　從圖四可知(zhi)：IMD封裝(zhuang)技(ji)術的(de)LED顯示面(mian)板的(de)熱源(yuan)主要來自于(yu)兩個(ge)(ge)部分：一(yi)(yi)個(ge)(ge)是(shi)IMD器件內的(de)N個(ge)(ge)LED芯片(pian)組(zu)10或15，另一(yi)(yi)個(ge)(ge)就是(shi)驅動IC封裝(zhuang)器件14。如果一(yi)(yi)個(ge)(ge)驅動IC封裝(zhuang)器件控(kong)制(zhi)S個(ge)(ge)LED芯片(pian)組(zu)的(de)話，那么均(jun)攤(tan)到每個(ge)(ge)像素(su)產生的(de)熱源(yuan)就是(shi)1個(ge)(ge)LED芯片(pian)組(zu)+1/S。

　　每個LED芯(xin)片組的熱傳(chuan)導路徑(jing)：10-8-7-11-4-3， 熱量(liang)流經(jing)了6種材料，這6種材料產生(sheng)的接觸熱阻界面10/8、8/7、7/11、11/4、4/3為5個，其中4個是(shi)芯(xin)片級(ji)，1個是(shi)器(qi)件級(ji)。

　　驅動(dong)IC封裝器件14的熱(re)傳導路徑：14-13-12，熱(re)量(liang)流經(jing)了3種材料，這3種材料產(chan)生(sheng)的接觸(chu)熱(re)阻(zu)界(jie)面 14/13、13/12為2個，且都是器件級的。

　　像素總熱工作模型為9種材料參與熱傳導+7個接觸熱阻界面(4個芯片級+3個器件級）。

　　由于1顆驅動IC封裝器件要(yao)控制(zhi)S個(ge)(ge)LED芯(xin)片(pian)組，所(suo)以控制(zhi)每個(ge)(ge)LED芯(xin)片(pian)組的(de)電路長短(duan)不一，短(duan)的(de)電路產生的(de)熱量少，長的(de)電路產生的(de)熱量多，驅動IC封裝器件熱負載大，會在(zai)器件引腳焊接區(qu)周邊產生高溫聚集區(qu)，顯(xian)示面板有嚴重(zhong)的(de)熱分(fen)布不均問題，容易導致(zhi)焊接區(qu)周邊的(de)LED芯(xin)片(pian)組光衰加快，進而出現光斑現象。

　　盡管IMD與SMD的(de)(de)像素(su)總熱(re)工模型是(shi)一(yi)樣的(de)(de)，但(dan)在(zai)IMD封裝(zhuang)器件內有N個(ge)LED芯片(pian)組，而一(yi)般(ban)IMD器件焊接引腳(jiao)(jiao)(jiao)數量(liang)均(jun)攤到每個(ge)像素(su)上會比(bi)(bi)SMD器件少(shao)一(yi)半(ban)(主流(liu)的(de)(de)IMD封裝(zhuang)器件一(yi)般(ban)是(shi)4像素(su)8引腳(jiao)(jiao)(jiao))。一(yi)方面(mian)封裝(zhuang)器件內熱(re)源增多，熱(re)負荷增大(da)，另一(yi)方面(mian)熱(re)排(pai)放(fang)需要的(de)(de)IMD器件焊接引腳(jiao)(jiao)(jiao)數量(liang)減少(shao)，熱(re)排(pai)放(fang)路(lu)徑上會產(chan)生嚴重的(de)(de)熱(re)阻塞，實際散(san)熱(re)效果比(bi)(bi)SMD差很(hen)多。在(zai)亮(liang)度和設計要求相同(tong)的(de)(de)情況下，IMD器件像素(su)光(guang)衰(shuai)減會比(bi)(bi)SMD更快。

　　IMD技術由于(yu)在支架(jia)結構內PCB板5上采用了COB有限集成封(feng)裝技術，即COBLIP(Chip On Board Limited Integrated Packaging)，客戶所(suo)說(shuo)的(de)COB散熱不如SMD指的(de)就應(ying)該是這種情況，而不是后面說(shuo)到的(de)COBIP情況。

　　3.3號(hao)燈驅合(he)封(feng)(feng)SMD封(feng)(feng)裝技(ji)術像素總熱(re)工作模(mo)型(xing)

　　燈驅合封SMD封裝技術的像素微循環系統(tong)功(gong)能結構模型如圖五所示：

圖五

　　從圖(tu)五可(ke)知：燈驅合封(feng)SMD封(feng)裝技術的LED顯示面板的熱(re)源來(lai)自于兩個部分：一個是燈驅合封(feng)SMD器件內的1個LED芯片(pian)(pian)組(zu)10和一個驅動IC裸晶芯片(pian)(pian)13。燈驅合封(feng)SMD是靜(jing)態的非掃描(miao)技術。

　　LED芯(xin)片組10的熱(re)(re)(re)傳導(dao)路(lu)徑：10-14-7-11-4-3， 熱(re)(re)(re)量流經了6種(zhong)材(cai)料(liao)(liao)，這6種(zhong)材(cai)料(liao)(liao)產生的接觸熱(re)(re)(re)阻界面10/14、14/7、7/11、11/4、4/3為5個(ge)，其中4個(ge)是芯(xin)片級(ji)，1個(ge)是器(qi)件級(ji)。

　　驅動IC裸晶芯(xin)片(pian)13的(de)熱傳導路徑：13-8-7-11-4-3，熱量流(liu)經了6種材(cai)料，這6種材(cai)料產生的(de)接觸熱阻界面 13/8、8/7、7/11、11/4、4/3為(wei)5個，其中4個是(shi)芯(xin)片(pian)級，1個是(shi)器件級。

　　像素總熱工作模型為8種材料參與熱傳導+9個接觸熱阻界面(8個芯片級+1個器件級）。

　　因為LED芯(xin)片(pian)組10和驅動IC裸晶芯(xin)片(pian)13都有相同的熱傳導材料7-11-4-3。

　　為什(shen)么在燈驅(qu)合封SMD像素的總熱(re)工作模型(xing)內(nei)的器件(jian)級接觸(chu)熱(re)阻界(jie)面(mian)只有(you)一個，是因為LED芯片組10和(he)驅(qu)動IC裸晶芯片13都是通過同(tong)樣的4/3器件(jian)級接觸(chu)界(jie)面(mian)散熱(re)的。

　　通過(guo)圖五我們(men)對比SMD和IMD發(fa)現，這三種(zhong)封(feng)裝技(ji)術的(de)(de)LED芯片組的(de)(de)熱傳導(dao)路徑長短都是一樣(yang)的(de)(de)，而驅動IC的(de)(de)熱傳導(dao)路徑發(fa)生(sheng)了以下變化：

　　首先驅動IC由SMD和IMD的(de)(de)器(qi)(qi)件(jian)級(ji)(ji)(ji)轉換為燈驅合封SMD的(de)(de)裸(luo)晶(jing)級(ji)(ji)(ji)，驅動IC封裝器(qi)(qi)件(jian)不再被布局到LED顯(xian)(xian)示面板點陣像(xiang)(xiang)素的(de)(de)背面上，而是以裸(luo)晶(jing)的(de)(de)形式被放置(zhi)到每(mei)一個顯(xian)(xian)示像(xiang)(xiang)素單(dan)元內，與LED芯片(pian)組(zu)一起(qi)進行同像(xiang)(xiang)素內平面布局。其(qi)次接(jie)(jie)觸熱(re)阻界(jie)面發生了變化(hua)，芯片(pian)級(ji)(ji)(ji)的(de)(de)接(jie)(jie)觸熱(re)阻界(jie)面增加了，器(qi)(qi)件(jian)級(ji)(ji)(ji)的(de)(de)接(jie)(jie)觸熱(re)阻界(jie)面減(jian)少了。

　　由于1顆驅(qu)動IC只控制1個LED芯片組，使驅(qu)動IC的熱(re)負荷降(jiang)低(di)，發(fa)熱(re)量(liang)也相應(ying)降(jiang)低(di)。而且控制每個LED芯片組的電(dian)路長短是一(yi)致的。相同要求條件(jian)(jian)(jian)下，燈驅(qu)合封(feng)SMD封(feng)裝(zhuang)器(qi)(qi)件(jian)(jian)(jian)內(nei)的熱(re)量(liang)不(bu)會比SMD器(qi)(qi)件(jian)(jian)(jian)高很(hen)多，同時解決(jue)了SMD和(he)IMD顯示(shi)面(mian)板(ban)的熱(re)量(liang)分(fen)布不(bu)均(jun)問題。

　　綜合(he)來說，在支(zhi)架(jia)引腳型單器(qi)件(jian)(jian)封(feng)(feng)裝體系技術框架(jia)內(nei)，燈驅合(he)封(feng)(feng)SMD的(de)(de)(de)像(xiang)素(su)總(zong)熱(re)工作(zuo)模型與SMD和IMD相比較理論上具(ju)有(you)(you)優勢，最重要的(de)(de)(de)是(shi)(shi)它(ta)開啟(qi)了(le)解決熱(re)均分布的(de)(de)(de)思(si)路(lu)。實際(ji)應用的(de)(de)(de)散(san)熱(re)效果目前缺少實案數據，很難做出(chu)評估。但(dan)有(you)(you)一點是(shi)(shi)肯定的(de)(de)(de)，限(xian)制了(le)它(ta)的(de)(de)(de)商業化大規(gui)模應用的(de)(de)(de)原因(yin)不是(shi)(shi)它(ta)的(de)(de)(de)像(xiang)素(su)總(zong)熱(re)工作(zuo)模型的(de)(de)(de)優劣，而是(shi)(shi)封(feng)(feng)裝器(qi)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)失效率太高原因(yin)導致的(de)(de)(de)，從(cong)生產廠家得(de)到的(de)(de)(de)器(qi)件(jian)(jian)失效率數據是(shi)(shi)3000/PPM。

　　到(dao)此支架引(yin)腳(jiao)型單器件(jian)封(feng)裝(zhuang)體系(xi)技(ji)(ji)術(shu)(shu)下(xia)(xia)的(de)SMD、IMD和燈驅合封(feng)SMD三種封(feng)裝(zhuang)技(ji)(ji)術(shu)(shu)的(de)像素總(zong)熱(re)工作(zuo)模型都(dou)已總(zong)結出來了，下(xia)(xia)面(mian)要繼續(xu)找(zhao)出去支架引(yin)腳(jiao)型集成封(feng)裝(zhuang)體系(xi)技(ji)(ji)術(shu)(shu)下(xia)(xia)的(de)各(ge)種封(feng)裝(zhuang)技(ji)(ji)術(shu)(shu)LED顯(xian)示(shi)面(mian)板(ban)的(de)像素總(zong)熱(re)工作(zuo)模型：

　　4.4號COBIP(Chip On Board Integrated Packaging)+ 正裝(zhuang)LED芯片組(zu)技術組(zu)合像素總熱工作模型

　　COBIP+正裝LED芯片組技(ji)術組合的(de)像素(su)微循環系統功能(neng)結構模型如圖六所示：

圖六

　　從(cong)圖(tu)六可知： COBIP+正(zheng)裝(zhuang)LED芯(xin)(xin)片組(zu)技(ji)術組(zu)合的(de)LED顯示面(mian)板的(de)熱源主(zhu)要來自于兩個(ge)(ge)(ge)部(bu)分：一個(ge)(ge)(ge)是(shi)像(xiang)素內(nei)的(de)1個(ge)(ge)(ge)LED芯(xin)(xin)片組(zu)6，另(ling)一個(ge)(ge)(ge)就(jiu)是(shi)驅動IC封裝(zhuang)器(qi)件(jian)(jian)9。如果一個(ge)(ge)(ge)驅動IC封裝(zhuang)器(qi)件(jian)(jian)控(kong)制S個(ge)(ge)(ge)LED芯(xin)(xin)片組(zu)的(de)話，那么均攤到每個(ge)(ge)(ge)像(xiang)素產生的(de)熱源就(jiu)是(shi)1個(ge)(ge)(ge)LED芯(xin)(xin)片組(zu)+1/S。

　　LED芯片(pian)(pian)組6的(de)(de)熱(re)(re)傳導(dao)路(lu)徑：6-5-3， 熱(re)(re)量流經了3種材料，這3種材料產生的(de)(de)接觸熱(re)(re)阻界(jie)面6/5、5/3為2個，都是芯片(pian)(pian)級的(de)(de)。

　　驅動IC封裝器(qi)件9的(de)熱傳(chuan)導路(lu)徑：9-8-7，熱量流經了3種(zhong)材料，這3種(zhong)材料產生的(de)接(jie)觸熱阻界面 9/8、8/7為(wei)2個，且(qie)都是器(qi)件級的(de)。

　　像素總熱工作模型為6種材料參與熱傳導+4個接觸熱阻界面(2個芯片級+2個器件級）。

　　由(you)于(yu)1顆(ke)驅(qu)動IC封裝器件(jian)(jian)要控制(zhi)S個(ge)LED芯(xin)片組，所以控制(zhi)每個(ge)LED芯(xin)片組的電路長短不(bu)一，短的電路產生(sheng)的熱量少，長的電路產生(sheng)的熱量多(duo)，驅(qu)動IC封裝器件(jian)(jian)熱負(fu)載大，在(zai)器件(jian)(jian)引(yin)腳(jiao)焊(han)接區周邊(bian)產生(sheng)高溫聚集區。與(yu)SMD和(he)IMD封裝技術一樣，顯示(shi)面(mian)板也有嚴重(zhong)的熱分布不(bu)均(jun)問題，容易導致驅(qu)動IC焊(han)接引(yin)腳(jiao)周邊(bian)的LED芯(xin)片組光(guang)衰(shuai)加快(kuai)，進(jin)而出現光(guang)斑現象。

　　5.5號COBIP+倒(dao)裝LED芯(xin)片組技術組合像(xiang)素總熱工作模型

　　COBIP+倒裝LED芯片組技術組合(he)的(de)像素微循環系統功能結構模型如圖七所示：

圖七

　　從圖七可(ke)知： COBIP+倒裝LED芯(xin)片組(zu)(zu)(zu)技術組(zu)(zu)(zu)合的LED顯(xian)示面板的熱源主(zhu)要來自于兩個(ge)(ge)部分：一(yi)個(ge)(ge)是像素內的1個(ge)(ge)LED芯(xin)片組(zu)(zu)(zu)6，另一(yi)個(ge)(ge)就(jiu)(jiu)是驅動IC封裝器件9。如果一(yi)個(ge)(ge)驅動IC封裝器件控制S個(ge)(ge)LED芯(xin)片組(zu)(zu)(zu)的話(hua)，那么(me)均攤(tan)到每個(ge)(ge)像素產(chan)生的熱源就(jiu)(jiu)是1個(ge)(ge)LED芯(xin)片組(zu)(zu)(zu)+1/S。

　　LED芯片組6的熱(re)傳導路徑：6-5-3， 熱(re)量流經了3種材(cai)料(liao)，這3種材(cai)料(liao)產生的接(jie)觸熱(re)阻界(jie)面6/5、5/3為2個(ge)，都是(shi)芯片級的。

 　　驅動IC封裝器件(jian)9的熱(re)(re)傳導路徑：9-8-7，熱(re)(re)量流(liu)經了3種(zhong)材料(liao)，這3種(zhong)材料(liao)產生的接觸熱(re)(re)阻界(jie)面 9/8、8/7為2個，且都是器件(jian)級的。

　　像素總熱工作模型為6種材料參與熱傳導+4個接觸熱阻界面(2個芯片級+2個器件級）。

　　由(you)于(yu)1顆驅動(dong)IC封(feng)裝(zhuang)(zhuang)器件要(yao)控制S個LED芯(xin)片組，所以控制每個LED芯(xin)片組的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)路長(chang)(chang)短(duan)(duan)不(bu)(bu)一，短(duan)(duan)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)路產(chan)(chan)生(sheng)的(de)(de)熱量少，長(chang)(chang)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)路產(chan)(chan)生(sheng)的(de)(de)熱量多，驅動(dong)IC封(feng)裝(zhuang)(zhuang)器件熱負(fu)載大，在器件引(yin)腳(jiao)焊(han)接區周(zhou)邊產(chan)(chan)生(sheng)高溫聚集區。與SMD和(he)IMD以及COBIP+正裝(zhuang)(zhuang)LED芯(xin)片組技術組合一樣，顯示面板也(ye)存在嚴重的(de)(de)熱分布不(bu)(bu)均問(wen)題(ti)，容易導致驅動(dong)IC焊(han)接引(yin)腳(jiao)周(zhou)邊的(de)(de)LED芯(xin)片組光衰(shuai)加快，進而出(chu)現(xian)(xian)光斑現(xian)(xian)象。

　　至此(ci)我們已可用4號(hao)(hao)(hao)和(he)5號(hao)(hao)(hao)技(ji)術(shu)的像素總(zong)(zong)熱工作(zuo)模(mo)型對比1號(hao)(hao)(hao)和(he)2號(hao)(hao)(hao)技(ji)術(shu)的像素總(zong)(zong)熱工作(zuo)模(mo)型所得到的接近量化的新認知結(jie)果來回答客戶，匯總(zong)(zong)數據見表一。

　　表一：

　　從表一中可以看到：4號和(he)5號技(ji)術的(de)像素總(zong)熱工(gong)作模型(xing)是一樣的(de)，優(you)于1號和(he)2號技(ji)術的(de)像素總(zong)熱工(gong)作模型(xing)。

　　理由1：參與熱傳(chuan)導(dao)(dao)的材料(liao)數(shu)量(liang)減(jian)少，減(jian)少程度為(9-6)/9=33%，因(yin)而熱傳(chuan)導(dao)(dao)路徑短(duan)，增(zeng)強了導(dao)(dao)熱能力。

　　理由2：顯著減少了(le)總接(jie)觸熱阻界面數量，減少程度(7-4)/7=43%，更有利于導熱。

　　其中芯片級接觸熱阻(zu)界(jie)面(mian)(mian)減(jian)少了(le)(4-2)/4 = 50% ，器件級接觸熱阻(zu)界(jie)面(mian)(mian)減(jian)少了(le) (3-2)/3 = 33%。

　　理由3: 4號(hao)和5號(hao)技(ji)(ji)術像素導熱(re)(re)采用的是封裝(zhuang)(zhuang)膠體(ti)內直(zhi)接排(pai)(pai)熱(re)(re)技(ji)(ji)術，LED芯(xin)片(pian)組熱(re)(re)源(yuan)與(yu)邦定(ding)導線(xian)和PCB銅(tong)箔線(xian)路之間是在封裝(zhuang)(zhuang)膠體(ti)內直(zhi)接連接的。而1號(hao)和2號(hao)技(ji)(ji)術的LED芯(xin)片(pian)組熱(re)(re)源(yuan)是通過封裝(zhuang)(zhuang)膠體(ti)外器件(jian)焊(han)接引腳與(yu)PCB銅(tong)箔間接連接的，所以是間接排(pai)(pai)熱(re)(re)技(ji)(ji)術。

　　理(li)由4：1號(hao)、2號(hao)、4號(hao)、5號(hao)技術(shu)的(de)驅動IC封(feng)(feng)裝器(qi)件的(de)熱傳導路徑和接觸熱阻界面(mian)的(de)狀態都是一(yi)樣的(de)，像素總熱工(gong)作模型優化(hua)效(xiao)果的(de)改變完全(quan)來自于(yu)(yu)封(feng)(feng)裝技術(shu)的(de)去支架引(yin)腳(jiao)(jiao)化(hua)努(nu)力，而并非來自于(yu)(yu)COB技術(shu)。因為2號(hao)、4號(hao)、5號(hao)技術(shu)都使用了COB封(feng)(feng)裝工(gong)藝，但在有支架引(yin)腳(jiao)(jiao)和去支架引(yin)腳(jiao)(jiao)技術(shu)體系(xi)中，發生了明(ming)顯不(bu)一(yi)樣的(de)效(xiao)果，COB集成封(feng)(feng)裝明(ming)顯好(hao)于(yu)(yu)COB有限集成封(feng)(feng)裝，即(ji)COBIP好(hao)于(yu)(yu)COBLIP(IMD或N in 1)。

　　至此(ci)我們通過上述每(mei)種封裝技術對應的LED顯示面板的像素總熱工作模型研究了熱源、熱傳導路徑和接觸熱阻界面對導熱和熱均分布的影響，得出以下(xia)認(ren)知。

　　第一：SMD、IMD、COBIP三種封裝技術LED顯示面板產生的熱源都是一樣的，主要來自于LED芯片組和驅動IC封裝器件。由于上述這三種封裝面板技術都是掃描驅動顯示技術，一顆驅動IC要驅動S個LED芯片組，所以存在驅動IC封裝器件熱負載大的問題和驅動電路長短不一致導致的熱分布不均問題，這樣會在驅動IC封裝器件周邊產生局部的LED芯片組光衰加快，導致對應的驅動IC部位的顯示像素出現光斑現象，引起LED顯示屏在使(shi)用一(yi)段時間后(hou)出現的光學不一(yi)致(zhi)性(xing)問題。

　　第二：通過(guo)上述(shu)三種(zhong)封(feng)裝技術顯示(shi)面板的(de)像素總熱工作(zuo)模型對比得出(chu)：

　　COBIP的(de)(de)導(dao)熱技術(shu)好于(yu)SMD，最差的(de)(de)就是(shi)IMD。再次(ci)強調IMD實際上(shang)(shang)也是(shi)COB封裝的(de)(de)一種形式，它歸屬于(yu)COB有限集成(cheng)封裝，即COBLIP技術(shu)，在封裝技術(shu)體系(xi)化(hua)分類(lei)上(shang)(shang)歸類(lei)于(yu)支架(jia)引腳(jiao)型單器件封裝體系(xi)技術(shu)，與(yu)COBIP技術(shu)有著本質上(shang)(shang)的(de)(de)區別。

　　現在我們重新回(hui)到參與熱(re)傳(chuan)導材(cai)料的導熱(re)系數(shu)討(tao)論，之前為了(le)對比的簡(jian)單化，我們做了(le)兩個體系技術(shu)下的封裝(zhuang)技術(shu)都使(shi)用了(le)相同的導熱(re)系數(shu)材(cai)料假設：

　　但實際情況是(shi)SMD和IMD封(feng)裝(zhuang)器(qi)件更多使用(yong)的是(shi)鐵質焊(han)接(jie)引腳、鍍鎳或鍍銀(yin)(yin)工藝處理、用(yong)錫來焊(han)接(jie)。由于過(guo)度的價格競爭原(yuan)因，鮮有廠家再使用(yong)銅質和鍍銀(yin)(yin)工藝引腳，除非客戶(hu)有特殊要求。這里列(lie)出(chu)SMD和IMD參與封(feng)裝(zhuang)的散(san)熱材料有銅、錫、鐵、鎳、銀(yin)(yin)，它們的導熱系數如下：

　　銅：401

　　錫：64

　　鐵(tie)：42-90

　　鎳：90

　　銀：429

　　而COBIP封裝技術使用有銅線(xian)、鋁線(xian)、金線(xian)和PCB線(xian)路(lu)沉金處理工藝來參與導熱，它們的(de)導熱系數如下：

　　銅：401

　　鋁(lv)：237

　　金：317

　　一般從封裝技術使用(yong)的(de)導熱材(cai)(cai)料(liao)和PCB板的(de)線(xian)路處理工藝材(cai)(cai)料(liao)導熱系數對比，同樣可以(yi)看出：

　　COBIP技術(shu)應好于(yu)SMD和IMD技術(shu)。

　　現(xian)階段(duan)由于COBIP技(ji)術在解決LED顯(xian)示面板(ban)的(de)(de)失效問題、導熱問題以及耐光衰(shuai)問題上所(suo)表現(xian)出的(de)(de)優異(yi)能(neng)力(li)，正在成(cheng)為(wei)行業(ye)頭部企業(ye)追捧的(de)(de)熱門技(ji)術。COBIP + LED倒(dao)裝芯片組技(ji)術組合會(hui)逐步成(cheng)為(wei)中(zhong)高端(duan)Mini LED顯(xian)示產品(pin)、中(zhong)高端(duan)LED戶(hu)外(wai)小間(jian)距顯(xian)示產品(pin)、中(zhong)高端(duan)LED戶(hu)外(wai)顯(xian)示產品(pin)的(de)(de)主(zhu)流技(ji)術，也正在被廣泛應用于LCD背光面板(ban)的(de)(de)制造工藝上。

　　盡管COBIP技術已極大地優(you)化了LED顯(xian)示(shi)面板的(de)導熱(re)性能，然而美(mei)中(zhong)不足之處是(shi)沒有(you)解決(jue)好LED顯(xian)示(shi)面板上的(de)熱(re)均(jun)分布(bu)問題(ti)，下面就(jiu)是(shi)本(ben)文題(ti)目所要介紹的(de)比COBIP更好的(de)CNCIP和COCIP技術。

　　二、CNCIP和COCIP技術是LED顯示面板最好的導熱和熱均分布技術

　　這(zhe)里的(de)(de)CNCIP和COCIP是去(qu)支(zhi)架引腳(jiao)型集成封(feng)裝(zhuang)(zhuang)體系技術(shu)(shu)下的(de)(de)第二(er)代技術(shu)(shu)，它是一個全去(qu)支(zhi)架引腳(jiao)化的(de)(de)集成封(feng)裝(zhuang)(zhuang)技術(shu)(shu)，即(ji)圖一中右邊列(lie)出的(de)(de)6號和7號技術(shu)(shu)。

　　下面就(jiu)來(lai)討(tao)論這(zhe)2種技術的像素總熱工作模型。

　　1.6號CNCIP(Chip Next to Chip Integrated Packaging)+ 倒裝LED芯片組+正(zheng)裝驅動IC芯片技術(shu)組合像素總(zong)熱工作模型

　　CNCIP+倒裝LED芯片組+正(zheng)裝驅動IC芯片技術(shu)組合的像素微循環系統功能結構模(mo)型如圖(tu)八所示(shi)：

圖八

　　從(cong)圖八可知(zhi)：CNCIP+倒裝LED芯(xin)片組(zu)+正裝驅(qu)動IC芯(xin)片技(ji)術(shu)組(zu)合的LED顯示(shi)面板的熱源來自于兩個部(bu)分：一個是像素(su)內的1個LED芯(xin)片組(zu)，另一個就(jiu)是驅(qu)動IC裸晶芯(xin)片。該技(ji)術(shu)組(zu)合也是靜(jing)態(tai)非掃描(miao)技(ji)術(shu)。

　　LED芯(xin)片組的(de)熱傳導路徑：5-9-3， 熱量流經了(le)3種材(cai)料(liao)，這3種材(cai)料(liao)產生的(de)接觸熱阻界面5/9、9/3為2個，都是芯(xin)片級的(de)。

　　驅動(dong)IC裸(luo)晶芯片熱傳(chuan)導路徑：6-7-3，熱量(liang)流經了3種材料(liao)，這3種材料(liao)產生的(de)(de)接觸(chu)熱阻界面 6/7、7/3為(wei)2個，也都(dou)是芯片級的(de)(de)。

　　像素總熱工作模型為5種材料參與熱傳導+4個接觸熱阻界面(4個都是芯片級）。

　　由于1顆驅動IC裸晶芯片(pian)只控制(zhi)1個(ge)(ge)LED芯片(pian)組(zu)，所(suo)以控制(zhi)每(mei)個(ge)(ge)LED芯片(pian)組(zu)的電(dian)路長短是一致的，每(mei)個(ge)(ge)像素的熱負載(zai)也(ye)都是一樣(yang)的，解決了SMD、IMD和(he)COBIP都存在的LED顯(xian)示面板熱分(fen)布不均問題。

　　2.7號COCIP(Chip On Chip Integrated Packaging)+ 倒裝LED芯(xin)(xin)片組(zu)+正裝驅動IC芯(xin)(xin)片技術組(zu)合像素總熱工(gong)作模型(xing)

　　COCIP+倒(dao)裝LED芯片(pian)(pian)組+正裝驅動IC芯片(pian)(pian)技術(shu)組合的像素微(wei)循(xun)環系統功能結構模型(xing)如圖(tu)九所示：

圖九

　　從圖九可知：COCIP+倒裝LED芯(xin)(xin)片(pian)(pian)組+正裝驅(qu)動IC芯(xin)(xin)片(pian)(pian)技術組合的LED顯示面板的熱源來自于兩(liang)個部(bu)分：一個是(shi)像(xiang)素內的1個LED芯(xin)(xin)片(pian)(pian)組，另一個就是(shi)驅(qu)動IC裸晶芯(xin)(xin)片(pian)(pian)。該技術組合也(ye)是(shi)靜態非(fei)掃描技術。

　　LED芯(xin)片組和驅動IC裸(luo)晶芯(xin)片的(de)熱(re)傳導路徑首次(ci)合成到一起(qi)：5-9-6-7-3， 熱(re)量流經了5種材(cai)料(liao)，這5種材(cai)料(liao)產生的(de)接觸熱(re)阻界面為5/9、9/6、6/7、7/3為4個，且都(dou)是芯(xin)片級(ji)的(de)。

　　像素總熱工作模型為5種材料參與熱傳導 + 4個接觸熱阻界面(4個都是芯片級）。

　　由(you)于1顆驅動IC裸晶芯片(pian)(pian)只控制(zhi)1個LED芯片(pian)(pian)組，所以控制(zhi)每個LED芯片(pian)(pian)組的電路長短是一致(zhi)的，每個像素的熱(re)負載也都是一樣的，同樣也解(jie)決了SMD、IMD和COBIP都存在的熱(re)分布(bu)不均問題。

　　同樣我們也可以把6號、7號技術(shu)的LED顯示面板像素總熱(re)工作模型與(yu)4號、5號技術(shu)進行對(dui)比，見表二。

　　表二：

　　從表二可以看到：CNCIP和COCIP相比較COBIP技術而言，已實現LED顯示面板的全去支架引腳化集成封裝技術，顯示面板后已完全沒有了驅動IC器件的(de)布局，而是與(yu)LED芯(xin)片組一起完(wan)成(cheng)了裸晶(jing)級的(de)像素(su)內(nei)集成(cheng)布局;COBIP僅(jin)(jin)僅(jin)(jin)實現了LED顯(xian)示(shi)(shi)(shi)面(mian)(mian)(mian)板的(de)半去支架引腳化封裝技術，顯(xian)示(shi)(shi)(shi)面(mian)(mian)(mian)板后可見驅動(dong)IC器(qi)件的(de)不規(gui)則布局。CNCIP和(he)COCIP比(bi)COBIP的(de)像素(su)總熱(re)工作(zuo)模型又(you)有了顯(xian)著優化，不僅(jin)(jin)進一步提升了LED顯(xian)示(shi)(shi)(shi)面(mian)(mian)(mian)板的(de)導熱(re)能力，而且還解決(jue)了LED顯(xian)示(shi)(shi)(shi)面(mian)(mian)(mian)板的(de)熱(re)均分布問題。

　　原因1：參與熱傳導的材(cai)料環節再減(jian)少了(le)(6-5)/6=17%，進(jin)一步縮短了(le)熱傳導路徑，增強了(le)散熱能力。

　　原(yuan)因2：盡管沒有(you)減少(shao)接觸(chu)熱(re)阻界(jie)(jie)面(mian)的(de)(de)數量，4=4，但將COBIP技術(shu)的(de)(de)兩個器件級的(de)(de)接觸(chu)熱(re)組界(jie)(jie)面(mian)轉(zhuan)化為芯片級的(de)(de)接觸(chu)熱(re)組界(jie)(jie)面(mian)，也(ye)是行(xing)業首次出現的(de)(de)全(quan)芯片級接觸(chu)熱(re)阻界(jie)(jie)面(mian)，所有(you)的(de)(de)導熱(re)活(huo)動都是在封裝膠體(ti)內部直排完成的(de)(de)，進一步(bu)減少(shao)的(de)(de)熱(re)阻值，更有(you)利于導熱(re)。

　　所以(yi)目前CNCIP和COCIP技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)不僅是最(zui)好的(de)(de)(de)LED顯示(shi)(shi)面板導(dao)熱(re)技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)，也是唯一可以(yi)解決LED顯示(shi)(shi)面板熱(re)均分布問(wen)題的(de)(de)(de)技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)。這一技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)將會(hui)成(cheng)為高(gao)端LED顯示(shi)(shi)面板的(de)(de)(de)應用(yong)技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)。