探讨COB封装的测试解决方案

近年来，以COB（Chip On Board）方式封装的LED器件以其特有的优势发展迅速。这种集成封装工艺已经拓展出包括MCOB、MLCOB、COF、COMMB等多种形式，无论是光效还是散热等性能指标都得到了很大提升，已经大量应用于各种LED照明器件，成为LED封装的主流形式之一。

　　COB器件的光色电参数测试由于其功率大、单个价格贵、外形种类多，给其实验室测试和产线测试带来一些特别的要求。笔者在此交流一些体会，以供交流。

　　关于COB实验室测试的方案

　　由于COB的功率大，使测试过程中通电后结温变化很快，不同的测试方法和条件对于测试的结果影响很大。测试时间长短，测试夹具的散热性等都直接影响测试结果。相同测试条件下，结温变化对LED光通量、色温、光效等重要指标的改变幅度可以达到8%以上。所以结温问题是COB测试过程必须考虑的问题。现在多数实验室测试采用了散热器达到热平衡后开始测试的方案。该方案使用简单方便，缺点是比较耗时，同类产品测试时，如果器件的热阻有大的偏差时会导致测试误差。星谱公司提供的可以选择测试方案是，测试设定结温条件下的光色电参数。这个方案的优点是无需特定的控温夹具，测试速度快，测试同批次样本一致性好，测试的重复性好。缺点是需要专门的设备（如星谱光电的SSP8810-S系列产品）。

　　外形种类多对测试夹具的配置增加也给测试带来不便，不同的夹具会带来光色参数测试的偏差。解决方案一般就是对每个夹具作校准修正。

　　关于COB产线测试的方案

　　以下问题给COB的产线测试带来不便。其一，目前COB产品外形等各种规格尚无统一规范和标准，以各厂家根据自己需要设的为多数，所以现在市场上COB种类繁多，而单个品种的产量难成大规模。这对全自动COB的测试分选设备开发带来不利。其二，COB单颗成本比较高，按照订单要求生产的过程需要很高的良品率，所以生产过程中补粉的环节称为必要，而且因为COB的规格品种多，测试环节需要提供个性化的服务。其三，采用将COB安装在散热器上，当温度达到平衡后进行测试的方法需要的时间太长，不能满足产线测试生产要求。

　　目前，COB的产线测试方法有很多种，一般是个性化设计合适的夹具工装，满足不同规格的COB的测试装料要求，测试方法多采用瞬态测试、固定延时测试等方式，但这些测试方式的结果有时差别比较大，会出现达不到直接进行比对的要求的情况。产线测试设备不仅要求准确测试COB的相关性能指标还要达到一定的工艺和时效要求，需要与生产企业现有的生产工艺流程完美衔接。

　　由于不同测试方式造成COB测试结果偏差的根本原因，是测试时的结温不同。部分企业也根据自己的理解设计了不同的测试方式，如飞利浦公司曾经委托星谱光电定制的COB及其模组产线测试设备，就考虑结温因素。提出了在特定基板温度下对COB进行光、色、热、电进行综合测试的要求。这种测试方法的优点十分明显，测试时结温接近实际使用时的结温，使测试的结果和实际使用状态更加接近。　　对于LED应用产品的生产厂家，非常关心在环境温度条件正常下点亮后，LED器件的结温数据。因为它可以为该产品的可靠性和寿命评估提供直观的依据，也能为产品在热结构设计的合理性评估方面提供依据。因加速老化测试方面统一公认的方法和标准还在研究阶段，而产品在正常工作情况下的结温，可以反映产品是否安全工作，这也是寿命评估的主要依据之一。在COB的结温测试方面，国际上普遍使用的电压法，已经用于COB的结温测量，将COB看成一个PN结，应用电压法测试其综合的结温，取得了比较好的效果。

　　随着COB的市场需求不断增大、规格统一规范，COB检测分选设备设计理念将会改变，全自动的设备也会成为主流以满足其生产需要。

　　针对目前COB市场规格多样化、参数多样化和单个规格产量小的情况，与之配套的检测设备就必须提供工装定制的服务，星谱光电在这方面提供了优良的模块化的设计的解决方案，使一台设备可以方便使用于各种规格的COB测试、分选和补粉，满足COB生产企业的生产需要，也降低了设备实际成本。同时在热性能测试的SSP8810-S系列设备和SSP3190-JCH的排测补粉设备中都预留了高压芯片的测试设计空间，届时可以满足各种需要。

　　目前，星谱光电针对COB热特性测试和产线测试的各种需要，已经陆续推出了SSP8810-SLED光、色、电、热综合测试系统、SSP3190-JCH型COB排测补粉机、3112-JC型COB产线测试系统。其中，公司最新开发的3112-HP型COB灯具产线综合性能测试系统已经成功通过飞利浦照明测试验收，公司也成为飞利浦照明的指定合格供应商。同时，每小时产能3k以上的SSP3190-IPCOB自动分光机目前已经上市。

　　SSP3190-JCH型COB排测补粉机；

　　SSP8810-SLED光色电热综合测试系统。

　　为了保证测试结温测试的精度，星谱光电的这款测试系统除巧妙设计外选用了高端的进口芯片，并配置了3112光色测试系统，使系统能够同时检测各种LED以及灯具的光、热、电、色各项特性参数及其相互关系。

　　其连续测试不同结温下的光色特性变化功能，可以连续表述LED和LED灯具的光通量、光效、波长、色温、显色指数、色坐标等参数随结温的变化关系。具有这项功能设计的设备，目前国内外尚无同类产品。

　　SSP3112-HP集成封装（COB）LED产线综合测试系统：这是一款能在特定TC温度下对COB及COB成品模组进行光、色、热、电综合测试的设备，在业内尚属首创，已经通过了飞利浦照明的测试验收。这种测试方法的优点很明显：测试时的结温接近真实应用时的结温，而且测试的结果和实际使用状态更加接近，客观上考虑了结温的因素。这款产品还可根据客户的产品特性，提供电阻检测，小电流死灯检测等多项功能，既能用于大批量的来料检验，也可用于成品模组的质量检测。还有SSP3190-IPCOB自动分光机等。