探討COB封裝的測(cè)試解決方案

近年來(lái)，以COB（Chip On Board）方式封裝的LED器件以其特有的優(yōu)勢(shì)發(fā)展迅速。這種集成封裝工藝已經(jīng)拓展出包括MCOB、MLCOB、COF、COMMB等多種形式，無(wú)論是光效還是散熱等性能指標(biāo)都得到了很大提升，已經(jīng)大量應(yīng)用于各種LED照明器件，成為L(zhǎng)ED封裝的主流形式之一。

　　COB器件的光色電參數(shù)測(cè)試由于其功率大、單個(gè)價(jià)格貴、外形種類(lèi)多，給其實(shí)驗(yàn)室測(cè)試和產(chǎn)線測(cè)試帶來(lái)一些特別的要求。筆者在此交流一些體會(huì)，以供交流。

　　關(guān)于COB實(shí)驗(yàn)室測(cè)試的方案

　　由于COB的功率大，使測(cè)試過(guò)程中通電后結(jié)溫變化很快，不同的測(cè)試方法和條件對(duì)于測(cè)試的結(jié)果影響很大。測(cè)試時(shí)間長(zhǎng)短，測(cè)試夾具的散熱性等都直接影響測(cè)試結(jié)果。相同測(cè)試條件下，結(jié)溫變化對(duì)LED光通量、色溫、光效等重要指標(biāo)的改變幅度可以達(dá)到8%以上。所以結(jié)溫問(wèn)題是COB測(cè)試過(guò)程必須考慮的問(wèn)題?，F(xiàn)在多數(shù)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試采用了散熱器達(dá)到熱平衡后開(kāi)始測(cè)試的方案。該方案使用簡(jiǎn)單方便，缺點(diǎn)是比較耗時(shí)，同類(lèi)產(chǎn)品測(cè)試時(shí)，如果器件的熱阻有大的偏差時(shí)會(huì)導(dǎo)致測(cè)試誤差。星譜公司提供的可以選擇測(cè)試方案是，測(cè)試設(shè)定結(jié)溫條件下的光色電參數(shù)。這個(gè)方案的優(yōu)點(diǎn)是無(wú)需特定的控溫夾具，測(cè)試速度快，測(cè)試同批次樣本一致性好，測(cè)試的重復(fù)性好。缺點(diǎn)是需要專(zhuān)門(mén)的設(shè)備（如星譜光電的SSP8810-S系列產(chǎn)品）。

　　外形種類(lèi)多對(duì)測(cè)試夾具的配置增加也給測(cè)試帶來(lái)不便，不同的夾具會(huì)帶來(lái)光色參數(shù)測(cè)試的偏差。解決方案一般就是對(duì)每個(gè)夾具作校準(zhǔn)修正。

　　關(guān)于COB產(chǎn)線測(cè)試的方案

　　以下問(wèn)題給COB的產(chǎn)線測(cè)試帶來(lái)不便。其一，目前COB產(chǎn)品外形等各種規(guī)格尚無(wú)統(tǒng)一規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，以各廠家根據(jù)自己需要設(shè)的為多數(shù)，所以現(xiàn)在市場(chǎng)上COB種類(lèi)繁多，而單個(gè)品種的產(chǎn)量難成大規(guī)模。這對(duì)全自動(dòng)COB的測(cè)試分選設(shè)備開(kāi)發(fā)帶來(lái)不利。其二，COB單顆成本比較高，按照訂單要求生產(chǎn)的過(guò)程需要很高的良品率，所以生產(chǎn)過(guò)程中補(bǔ)粉的環(huán)節(jié)稱(chēng)為必要，而且因?yàn)镃OB的規(guī)格品種多，測(cè)試環(huán)節(jié)需要提供個(gè)性化的服務(wù)。其三，采用將COB安裝在散熱器上，當(dāng)溫度達(dá)到平衡后進(jìn)行測(cè)試的方法需要的時(shí)間太長(zhǎng)，不能滿足產(chǎn)線測(cè)試生產(chǎn)要求。

　　目前，COB的產(chǎn)線測(cè)試方法有很多種，一般是個(gè)性化設(shè)計(jì)合適的夾具工裝，滿足不同規(guī)格的COB的測(cè)試裝料要求，測(cè)試方法多采用瞬態(tài)測(cè)試、固定延時(shí)測(cè)試等方式，但這些測(cè)試方式的結(jié)果有時(shí)差別比較大，會(huì)出現(xiàn)達(dá)不到直接進(jìn)行比對(duì)的要求的情況。產(chǎn)線測(cè)試設(shè)備不僅要求準(zhǔn)確測(cè)試COB的相關(guān)性能指標(biāo)還要達(dá)到一定的工藝和時(shí)效要求，需要與生產(chǎn)企業(yè)現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝流程完美銜接。

　　由于不同測(cè)試方式造成COB測(cè)試結(jié)果偏差的根本原因，是測(cè)試時(shí)的結(jié)溫不同。部分企業(yè)也根據(jù)自己的理解設(shè)計(jì)了不同的測(cè)試方式，如飛利浦公司曾經(jīng)委托星譜光電定制的COB及其模組產(chǎn)線測(cè)試設(shè)備，就考慮結(jié)溫因素。提出了在特定基板溫度下對(duì)COB進(jìn)行光、色、熱、電進(jìn)行綜合測(cè)試的要求。這種測(cè)試方法的優(yōu)點(diǎn)十分明顯，測(cè)試時(shí)結(jié)溫接近實(shí)際使用時(shí)的結(jié)溫，使測(cè)試的結(jié)果和實(shí)際使用狀態(tài)更加接近。　　對(duì)于LED應(yīng)用產(chǎn)品的生產(chǎn)廠家，非常關(guān)心在環(huán)境溫度條件正常下點(diǎn)亮后，LED器件的結(jié)溫?cái)?shù)據(jù)。因?yàn)樗梢詾樵摦a(chǎn)品的可靠性和壽命評(píng)估提供直觀的依據(jù)，也能為產(chǎn)品在熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性評(píng)估方面提供依據(jù)。因加速老化測(cè)試方面統(tǒng)一公認(rèn)的方法和標(biāo)準(zhǔn)還在研究階段，而產(chǎn)品在正常工作情況下的結(jié)溫，可以反映產(chǎn)品是否安全工作，這也是壽命評(píng)估的主要依據(jù)之一。在COB的結(jié)溫測(cè)試方面，國(guó)際上普遍使用的電壓法，已經(jīng)用于COB的結(jié)溫測(cè)量，將COB看成一個(gè)PN結(jié)，應(yīng)用電壓法測(cè)試其綜合的結(jié)溫，取得了比較好的效果。

　　隨著COB的市場(chǎng)需求不斷增大、規(guī)格統(tǒng)一規(guī)范，COB檢測(cè)分選設(shè)備設(shè)計(jì)理念將會(huì)改變，全自動(dòng)的設(shè)備也會(huì)成為主流以滿足其生產(chǎn)需要。

　　針對(duì)目前COB市場(chǎng)規(guī)格多樣化、參數(shù)多樣化和單個(gè)規(guī)格產(chǎn)量小的情況，與之配套的檢測(cè)設(shè)備就必須提供工裝定制的服務(wù)，星譜光電在這方面提供了優(yōu)良的模塊化的設(shè)計(jì)的解決方案，使一臺(tái)設(shè)備可以方便使用于各種規(guī)格的COB測(cè)試、分選和補(bǔ)粉，滿足COB生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)需要，也降低了設(shè)備實(shí)際成本。同時(shí)在熱性能測(cè)試的SSP8810-S系列設(shè)備和SSP3190-JCH的排測(cè)補(bǔ)粉設(shè)備中都預(yù)留了高壓芯片的測(cè)試設(shè)計(jì)空間，屆時(shí)可以滿足各種需要。

　　目前，星譜光電針對(duì)COB熱特性測(cè)試和產(chǎn)線測(cè)試的各種需要，已經(jīng)陸續(xù)推出了SSP8810-SLED光、色、電、熱綜合測(cè)試系統(tǒng)、SSP3190-JCH型COB排測(cè)補(bǔ)粉機(jī)、3112-JC型COB產(chǎn)線測(cè)試系統(tǒng)。其中，公司最新開(kāi)發(fā)的3112-HP型COB燈具產(chǎn)線綜合性能測(cè)試系統(tǒng)已經(jīng)成功通過(guò)飛利浦照明測(cè)試驗(yàn)收，公司也成為飛利浦照明的指定合格供應(yīng)商。同時(shí)，每小時(shí)產(chǎn)能3k以上的SSP3190-IPCOB自動(dòng)分光機(jī)目前已經(jīng)上市。

　　SSP3190-JCH型COB排測(cè)補(bǔ)粉機(jī)；

　　SSP8810-SLED光色電熱綜合測(cè)試系統(tǒng)。

　　為了保證測(cè)試結(jié)溫測(cè)試的精度，星譜光電的這款測(cè)試系統(tǒng)除巧妙設(shè)計(jì)外選用了高端的進(jìn)口芯片，并配置了3112光色測(cè)試系統(tǒng)，使系統(tǒng)能夠同時(shí)檢測(cè)各種LED以及燈具的光、熱、電、色各項(xiàng)特性參數(shù)及其相互關(guān)系。

　　其連續(xù)測(cè)試不同結(jié)溫下的光色特性變化功能，可以連續(xù)表述LED和LED燈具的光通量、光效、波長(zhǎng)、色溫、顯色指數(shù)、色坐標(biāo)等參數(shù)隨結(jié)溫的變化關(guān)系。具有這項(xiàng)功能設(shè)計(jì)的設(shè)備，目前國(guó)內(nèi)外尚無(wú)同類(lèi)產(chǎn)品。