COB封装的LED小间距将成为行业主流显示屏，散热性如何呢？

COB作为行业目前高端指挥调度中心及中大型会议室的显示载体，凭借高对比度、高色域的显示优势，加上防磕碰、防水、防潮、防尘、防蓝光、防腐蚀、防静电、防震等技术特点，深受电力、部队、政府所青睐，也将得到越来越多的行业关注及应用。那么基于这么多的优势，其散热怎么样呢？

作为从事行业十年的小编见解：众所周知所有电子产品功率越大发热量就越大，那么使用寿命就会越短。以目前行业主流的SMD封装P1.25小间距为例,其平均工作功耗达到550W/平方，而高端的COB封装P1.25小间距仅290W/平方，在散热上明显有近一倍的提升，行业也叫 “冰屏”，指的是屏幕表层没有发烫的感觉。这里可以根据技术刨析其工作的原理及结构上的优势：

（图一）

图一中以两大体系化封装技术为主线，左边一列是支架引脚单器件封装体系技术，其中有1号SMD技术、2号IMD(COBLIP或N in 1）技术、3号灯驱合封SMD技术；右边一列是去支架引脚化集成封装技术，其中有4号COBIP+正装LED芯片组合技术，5号COBIP+倒装LED芯片组合技术，6号CNCIP+倒装LED芯片+正装驱动IC芯片组合技术，7号COCIP+倒装LED芯片+正装驱动IC 芯片组合技术。

在正式对不同的封装技术进行散热效果评估前，我们先了解如下的一些基本概念。

LED显示像素的基本功能：

1.实现持续稳定的LED芯片可控点亮

2.实现良好热工作模型

点亮是电学功能，我们希望获得更高的光效、更好的光学一致性、更快的动态响应速度和持续长久的可靠性。对此会在其它文章中专题讨论。

良好的热工模型涉及到封装技术使用优良导热性材料、尽量短的热传导路径和尽可能少的接触热阻界面。本节重点对各种封装技术产生的热工模型进行量化对比评价。

像素微循环系统功能结构模型可以很好的反映出LED芯片的电学功能的实现和热工模型。

（图二）

从图二可知：SMD封装技术的LED显示面板的热源主要来自于两个部分：一个是SMD器件内的1个LED芯片组，另一个就是驱动IC封装器件。如果一个驱动IC封装器件控制S个LED芯片的话，那么均摊到每个像素产生的热源就是1个LED芯片组+1/S。

LED芯片组的热传导路径：10-8-7-11-4-3， 热量流经了6种材料，这6种材料产生的接触热阻界面10/8、8/7、7/11、11/4、4/3为5个，其中4个是芯片级，1个是器件级。

驱动IC封装器件热传导路径：14-13-12，热量流经了3种材料，这3种材料产生的接触热阻界面 14/13、13/12为2个，且都是器件级的。

像素总热工模型为9种材料参与热传导+7个接触热阻界面(4个芯片级+3个器件级）。

由于1颗驱动IC封装器件要控制S个LED芯片组，所以控制每个LED芯片组的电路长短不一，短的电路产生的热量小，长的电路产生的热量高，驱动IC封装器件热负载大，在器件引脚焊接区产生高温聚集区，有严重的热分布不均问题，容易导致临近的LED芯片组产生光衰和光斑现象。

（图三）

从图三可知：COBIP+倒装LED芯片组技术组合的LED显示面板的热源主要来自于两个部分：一个是像素内的1个LED芯片组，另一个就是驱动IC封装器件。如果一个驱动IC封装器件控制S个LED芯片的话，那么均摊到每个像素产生的热源就是1个LED芯片组+1/S。

LED芯片组的热传导路径：6-5-3， 热量流经了3种材料，这3种材料产生的接触热阻界面6/5、5/3为2个，都是芯片级的。

驱动IC封装器件热传导路径：9-8-7，热量流经了3种材料，这3种材料产生的接触热阻界面 19/8、8/7为2个，且都是器件级的。

像素总热工模型为6种材料参与热传导+4个接触热阻界面(2个芯片级+2个器件级）。

由于1颗驱动IC封装器件要控制S个LED芯片组，所以控制每个LED芯片组的电路长短不一，短的电路产生的热量小，长的电路产生的热量高，驱动IC封装器件热负载大，在器件引脚焊接区产生高温聚集区。与SMD和IMD封装技术一样，也有严重的热分布不均问题，容易导致临近的LED芯片组产生光衰和光斑现象。

至此我们已可用4号和5号技术的像素总热工模型对比1号和2号技术的像素总热工模型所得到的接近量化的新认知来回答客户。

4号和5号技术的像素总热工模型是一样的，优于1号和2号技术的像素总热工模型。

依据一：参与热传导的材料减少，减少程度为（9-6）/9=33%，缩短了热传导的路径，增强了散热能力。

依据二：显著减少了总接触热阻界面，减少程度（7-4）/7=43%，更有利于散热。

其中对芯片级接触热阻界面减少了（4-2）/4 = 50% ，对器件级接触热阻界面减少了  （3-2）/3 = 33%。

依据三:  4号和5号技术像素散热采用的是封装胶体内直接排热技术，邦定导线和PCB铜箔线路是封装胶体内直接连接的。而1号和2号技术是封装胶体外通过器件引脚与PCB铜箔间接连接的，所以是间接排热技术。

依据四：1号、2号、4号、5号技术的驱动IC封装器件的热传导路径和接触热阻界面的状态都是一样的，像素总热工模型优化效果的改变完全来自于封装技术的去支架引脚化，而并非来自于COB技术。因为2号、4号、5号技术都使用了COB封装工艺，但在有支架引脚和去支架引脚技术体系中，发生了明显不一样的效果，COB集成封装明显好于COB有限集成封装，即COBIP好于COBLIP。

小结：至此我们通过每种封装技术LED显示面板的像素总热工模型研究了热源、热传导路径和接触热阻界面的问题，得出以下认知：

1、SMD、IMD、COBIP封装技术LED显示面板的主要热源都是一样的，来自于LED芯片组和驱动IC封装器件。由于上述这三种封装面板技术都是扫描驱动技术，一颗驱动IC要驱动S个LED芯片组，所以存在驱动IC封装器件热负载大问题和驱动电路长短不一致导致的热分布不均问题，这样会在驱动IC封装器件周边产生局部的LED芯片组出现光衰和光斑现象。

2、通过上述3种封装技术显示面板的像素总热工模型对比得出：COBIP的散热技术好，其次是SMD技术，差的是IMD技术。

现在我们重新回到参与热传导材料的导热系数讨论，之前为了对比的简单化，我们做了两个体系技术使用了相同的导热系数材料。

但实际情况是SMD和IMD封装器件更多使用的是铁质焊接引脚、镀镍或镀银、用锡来焊接。由于价格竞争的原因，很少有厂家再使用镀银引脚，除非客户有特殊要求。这里列出SMD和IMD参与封装的散热材料有铜、锡、铁、镍、银，它们的导热系数如下：

铜：401，锡：64，铁：42-90，镍：90，银：429，而COBIP封装技术只使用铜和金材料来参与散热，它们的导热系数如下：铜：401，金：317。

所以从参与封装材料的导热系数对比分析同样可以得出：COBIP技术好于SMD和IMD技术。

结论：去支架引脚化集成封装显示面板技术的散热性能远好于支架引脚型单器件封装显示面板技术的散热性能。

下面继续讨论去支架引脚型集成封装技术的另外3种技术的像素总热工模型。

（图四）

从图四可知：CNCIP+倒装LED芯片组+正装驱动IC芯片技术组合的LED显示面板的热源主要来自于两个部分：一个是像素内的1个LED芯片组，另一个就是驱动IC裸晶芯片。该技术组合也是静态非扫描技术。

LED芯片组的热传导路径：5-9-3， 热量流经了3种材料，这3种材料产生的接触热阻界面5/9、9/3为2个，都是芯片级的。

驱动IC裸晶芯片热传导路径：6-7-3，热量流经了3种材料，这3种材料产生的接触热阻界面 6/7、7/3为2个，也都是芯片级的。

像素总热工模型为5种材料参与热传导+4个接触热阻界面(4个都是芯片级）。

由于1颗驱动IC裸晶芯片只控制1个LED芯片组，所以控制每个LED芯片组的电路长短是一致的，解决了SMD、IMD和COBIP都存在的热分布不均问题。但从驱动IC的角度考虑，使每个像素的热负载增加了S倍。

（图五）

从图五可知：COCIP+倒装LED芯片组+正装驱动IC芯片技术组合的LED显示面板的热源主要来自于两个部分：一个是像素内的1个LED芯片组，另一个就是驱动IC裸晶芯片。该技术组合也是静态非扫描技术。

LED芯片组和驱动IC裸晶芯片的热传导路径合成到一起：5-9-6-7-3， 热量流经了5种材料，这5种材料产生的接触热阻界面为5/9、9/6、6/7、7/3为4个，且都是芯片级的。

像素总热工模型为5种材料参与热传导 + 4个接触热阻界面(4个都是芯片级）。

由于1颗驱动IC裸晶芯片只控制1个LED芯片组，所以控制每个LED芯片组的电路长短是一致的，解决了SMD、IMD和COBIP都存在的热分布不均问题。但从驱动IC的角度考虑，使每个像素的热负载增加了S倍。

CNCIP和COCIP相比较COBIP技术来说，前者是全去支架引脚化技术，后者是半去支架引脚化技术，它们比COBIP技术的像素总热工模型又有了进一步的优化，所以它们的散热能力比COBIP技术更强。

依据一：参与热传导的材料环节再减少了（6-5）/6=17%，进一步缩短了热传导路径，增强了散热能力。

依据二：尽管没有减少接触热阻界面的数量，4=4，但将COBIP技术的两个器件级的接触热组界面转化为芯片级的接触热组界面，也是行业出现的全芯片级接触热阻界面，所有的导热散热活动都是在封装胶体内部完成的，进一步减少的热阻，更有利于散热。

除了产品原理上，从技术结构上也能够体现COB封装的技术优势：

1. 使用铝散热片，这是常见的散热方式，用铝散热片作为外壳的一部分，增加散热面积。

2. 空气流体动力学，利用箱体的形状产生对流空气，这是成本低的增强散热的方法。

3. 电源、HUB板线路合理的空间布局设计，来保证散热的合理性

所以根据以上分析，目前好的散热封装技术是COB技术，真正散热不好的封装技术是SMD，不好的散热技术是以COBLIP技术为代表的4in1、2in1、Nin1、IMD等封装技术。

而迈芯维是深圳市康普信息技术有限公司针对于COB封装的MIcro LED及Mini LED高端8K显示产品推出的主力品牌，基于原有研发、生产制造、项目实施的管理优势，目前公司大力推动海外及，向行业企业看齐，立志成为的LED超高清显示屏专家之一，引领全球COB新型显示技术，8K超高清LED显示应用践行者，行业COB小间距显示产品应用开拓者，中国农行品牌入围供应商。目前公司的显示项目案例已超900+，在指挥调度中心、智慧展厅、视频会议等场景得到广泛应用，并得到政府、金融、税务、部队、高校、能源等用户的高度好评。迈芯维将继续助力8K超高清显示发展，以基于 COB 先进技术的8K Micro LED超高清显示产品为方向，打造LED全系列产品和视音频综合管理的解决方案，为用户建设标新立异的项目，为客户创造大价值，为打造团队提供保障。

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