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Alors que la technologie d'affichage LED évolue continuellement vers un pas de pixel ultra-fin et une haute fiabilité,COB (puce à bord)est devenu la solution d'emballage de base pour les écrans à petit pas et les mini-écrans LED. Basé sur l'orientation des électrodes de puce et les modes d'interconnexion électrique, le packaging COB est divisé en deux voies techniques principales :COB à montage frontal et COB à puce rabattable. Les deux diffèrent fondamentalement par la structure de la puce, les performances de dissipation thermique, l'effet d'affichage et les processus de production. Cet article compare systématiquement les principales différences entre les deux technologies d'emballage et décompose le processus complet de production de masse du Mini COB à puce retournée conformément aux normes de l'industrie.

1. Présentation de la technologie d'emballage COB

Le principe de base du packaging COB consiste à monter directement des puces LED nues sur un substrat PCB, suivi d'une encapsulation globale pour protéger les puces et optimiser les performances optiques. Comparé à l'emballage traditionnel de perles de lampe CMS discrètes, le COB élimine le processus d'emballage indépendant pour les perles de lampe individuelles, permettant une densité de pixels plus élevée, une meilleure résistance structurelle globale et une résistance environnementale supérieure des modules.

Selon le placement des électrodes de puce et les formes d'interconnexion électrique, le COB est divisé en voies techniques à montage frontal et à puce retournée, qui forment ensemble le système d'emballage principal pour les écrans d'affichage LED actuels.

2. Différences techniques fondamentales entre le COB à montage frontal et le COB à puce rabattable

2.1 Principe structurel : liaison de fils ou brasage direct par bosses de soudure

La distinction la plus essentielle réside dans le schéma de connexion électrique entre les puces LED et le substrat PCB :

• COB à montage frontal :Une structure d'emballage conventionnelle. La surface électroluminescente de la puce LED est tournée vers le haut. Les électrodes positives et négatives de la puce sont connectées électriquement aux plots PCB via une liaison par fil d'or ou de cuivre. Le courant circule des électrodes avant de la puce vers le substrat via des fils métalliques. Pour faire simple : la puce est tournée vers le haut, avec des fils d'or servant de ponts conducteurs.
• COB à puce retournée :La puce est placée à l’envers avec sa surface électroluminescente tournée vers le bas. Des bosses métalliques sont préfabriquées du côté électrode de la puce, qui sont directement fondues et soudées à la pâte à souder sur les plots du PCB, éliminant ainsi complètement les fils métalliques. Le courant circule verticalement à travers les bosses, créant ainsi une conception de puce inversée avec des bosses directement connectées au substrat.

Cette différence structurelle fondamentale conduit à des écarts de performances importants entre les deux produits en termes de dissipation thermique, de fiabilité et de performances d'affichage.

2.2 Performances de dissipation thermique : différence évidente dans la résistance thermique

La capacité de dissipation thermique détermine directement la luminosité maximale, le taux de dégradation de la lumière et la durée de vie des écrans LED. Les deux types de COB adoptent des chemins de conduction thermique complètement différents :

• COB à montage frontal :La chaleur générée par la puce doit traverser le substrat de la puce et l'adhésif fixé à la puce avant d'être transférée au PCB. Les fils métalliques présentent une faible conductivité thermique, provoquant une accumulation de chaleur à proximité des électrodes et entraînant une résistance thermique globale élevée.
• COB à puce retournée :Les électrodes des puces sont étroitement fixées aux plots du PCB via des bosses métalliques, raccourcissant considérablement le chemin de conduction thermique. Sa résistance thermique globale est inférieure de plus de 30 % à celle du COB à montage frontal. Une dissipation thermique améliorée permet aux puces de fonctionner sous un courant de commande plus élevé et de fournir une luminosité plus élevée, accompagnée d'une légère dégradation de la lumière à long terme et d'une durée de vie prolongée.

2.3 Fiabilité et adaptabilité du pas de pixel

(1) Fiabilité du produit

Les fils métalliques constituent le point faible critique du COB à montage frontal. Les cycles thermiques à long terme et les vibrations externes provoquent facilement des ruptures de fils ou des joints de soudure à froid, qui sont les principaux déclencheurs de pannes de lampes mortes sur les écrans d'affichage.

Le COB à puce retournée abandonne complètement les structures filaires. Les puces sont liées au substrat avec une résistance mécanique plus élevée, offrant une résistance aux chocs et une tolérance aux cycles de température exceptionnelles. Il élimine fondamentalement les pannes induites par la rupture des fils de liaison.

(2) Adaptabilité au pas de pixel ultra-fin

Le COB à montage frontal nécessite un espace réservé pour les opérations de liaison filaire. Lorsque le pas de pixel diminue en dessous de P0,9, les difficultés de production et le taux de défauts augmentent fortement.

Le COB à puce retournée ne nécessite aucun espace réservé pour la liaison des fils, ce qui permet une disposition dense des puces. Il constitue le support technique de base pour les écrans d'affichage haut de gamme avec des pas de pixels de P0,7 et inférieurs.

2.4 Efficacité des émissions lumineuses et performances d’affichage

• COB à montage frontal :La lumière est émise directement depuis l'avant de la puce, mais les fils métalliques bloquent une partie du trajet lumineux et réduisent la zone lumineuse effective. L'angle d'émission de lumière des puces individuelles est concentré et l'uniformité de la couleur noire de l'écran ainsi que l'effet de mélange de lumière dépendent fortement du réglage du processus d'encapsulation.
• COB à puce retournée :La lumière sort du côté du substrat de la puce et devient plus uniforme après réflexion diffuse par le substrat. Sans occlusion de fil, le rapport lumineux effectif est plus élevé. Combiné à la technologie de revêtement de surface, il permet d'obtenir une cohérence supérieure des couleurs noires et un contraste d'écran supérieur, présentant des images délicates et transparentes.

2.5 Processus de production et coût global

• COB à montage frontal :Système de processus mature et bien pris en charge avec de faibles seuils d'investissement pour les équipements de collage et les lignes de production. Il présente des avantages évidents en termes de coût par rapport aux écrans d'affichage conventionnels à petit pas de milieu et bas de gamme.
• COB à puce retournée :Elle impose des normes strictes en matière de précision d'alignement des attaches de puces, d'impression de pâte à souder et de contrôle de la courbe de température du four de refusion, ce qui nécessite un investissement initial plus élevé dans l'achat d'équipements et la R&D de processus. Néanmoins, il dispose d'une grande marge d'amélioration du rendement de la production de masse et de coûts de retouche après-vente inférieurs, offrant ainsi un rapport coût-performance global supérieur pour les scénarios commerciaux haut de gamme à pas ultra-fin.