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海隆兴讲解:COB 灯珠CSP 、NCSP 、CNSP 完整概念、结构差异与优劣势

发布时间:

2026-07-30 09:44


lED 行业眼中炒的火热的是 “免封装” 概念,免封装并不是真正省去封装,只是把封装工序前置到芯片制程,诞生无支架、无金线的 CSP。裸 CSP 防护性不足,于是出现搭载超薄基板的 NCSP;面向大功率彩色光源,升级氮化铝基板方案 CNSP。NCSP - 基板 = CSP,三者属于同一条技术脉络的迭代方案,配合 COB 封装,覆盖从平价照明、Mini 背光到高端影视补光全场景。今天海隆兴光电在这里来讲一讲,他们三者之间关系

什么是COB灯珠

COB — Chip On Board 板上芯片 ,多颗 LED 裸芯片(正装 / 倒装)直接固晶在铝基板 / 陶瓷基板,整片灌封荧光胶,形成单一集成发光面 LES

CSP — Chip Scale Package 芯片级封装


 

定义:封装体外形尺寸 ≤ 芯片面积 120%(行业通用 “芯片级” 标准),无支架、无金线(倒装芯片);荧光胶直接包覆芯片,底部焊盘直接 SMT 焊接 PCB。

 三无特征:无支架、无引线、无独立基板,芯片底部焊盘直接接触 PCB。

理想 CSP:封装大小几乎等于裸芯片本身。

NCSP — Near Chip Scale Package 近芯片级封装

 


 

定义近芯片级封装,CSP 衍生改良方案;芯片底部带有一块超薄微型绝缘基板(BT / 小型陶瓷),封装尺寸略大于原生 CSP

介于【CSP】和【传统 SMD】中间形态;Mini LED 背光、高端影视 RGB 光源大量使用。

CNSP — Chip-level ALN Substrate Package


 

全称释义(影视 COB 厂商通用定义)氮化铝 AlN 基板芯片级封装,可以理解为带超薄氮化铝高导热基板的增强型 NCSP

核心特征:芯片搭载超薄 AlN 氮化铝微型基板;热电分离

定位:大功率、高功率密度影视 RGBW、五色 COB 光源专属方案;很多厂家直接把 CNSP 晶粒阵列做成 COB 集成光源。

通俗层级排序(分立晶粒):CSP(无基板)< NCSP(超薄 BT 基板)< CNSP(超薄 AlN 氮化铝基板)

COB(传统板上集成)

 优势

发光面连续,无颗粒感,光色均匀,混光简单;

工艺成熟、供应链完善,性价比高;

可以轻松做大功率,单颗几十~几百瓦;

光学设计简单,射灯、平板灯通用。

劣势

芯片热量需要多层介质传导,热阻高于 CSP/CNSP;

局部芯片失效容易互相干扰,无法单独维修单颗芯片

RGB 多色 COB 不同芯片距离近,串色、色温漂移风险更高;

👉适用:普通商业照明、单色温影视灯、平价补光灯、无主灯射灯。



 

CSP(标准芯片级封装)

✅ 优势

  1. 热阻最低

:无中间基板,芯片热量直传 PCB;

尺寸极小,高密度排布,点光源特性优秀,光学控光能力强;

无金线,抗震动、抗静电更好,可靠性高;

封装物料最少,理论极限成本最低。

❌ 劣势

底部无基板隔离,PCB 布线设计难度高,绝缘要求严格;

机械强度弱,生产、贴片易磕碰破损;

荧光胶直接贴焊盘,高温长期工作荧光层稳定性偏弱;

👉 适用:Mini 背光、车灯、小型高精度投影光源、小功率高密度模组。


 

3. NCSP(近芯片级封装)

✅ 优势(CSP 改良版,折中方案)

自带超薄 BT 基板,电气绝缘更好,PCB 设计门槛降低;

机械强度优于裸 CSP,生产良率更高;

五面发光,出光角度大,混光距离短,适合超薄背光;

散热略弱于纯 CSP,但远优于传统 SMD 与普通 COB;❌ 劣势多一层基板,热阻>原生 CSP;成本高于 CSP;

👉 适用:Mini LED 电视背光、中端 RGB 影视灯、高端显示屏。

 


 

4. CNSP(氮化铝基板芯片封装,厂商定制方案)

✅ 核心优势(影视大功率 RGB COB 主流)

  1. AlN 氮化铝基板导热能力远超 BT 基板 NCSP

,功率密度可以做到>100W/cm²;

  1. 热电分离结构

,电极与散热通路分离,大电流下电压稳定、抑制色漂;

基板平整,荧光膜均匀,RGBW 多色晶粒阵列混色一致性极强;

长期高温工作光衰低(影视灯实测 2000h 光衰 5%~10%,普通 COB 约 15%);

晶粒独立,单颗失效不会牵连整片光源。❌ 劣势氮化铝材料成本高,整套光源价格显著高于常规 COB、NCSP;

适用:高端影视摄影补光灯、大功率 RGBCW 五色舞台 COB、高要求动态色彩照明。

 


 

四、关键横向对比总结(采购选型重点

  1. 散热能力排序

CSP > CNSP > NCSP > 传统金线 COB

  1. 机械可靠性 & 生产良率

CNSP > NCSP > COB > CSP

  1. 光色均匀性(多色 RGB)

CNSP 阵列 COB > NCSP 阵列 COB > 普通 RGB COB

  1. 成本从低到高

普通 COB < CSP < NCSP < CNSP 集成 COB


 

五、选型简单建议


 

平价单色照明、基础直播补光 → 普通 COB


 

电视 Mini 背光、超薄显示模组 → NCSP

车灯、小型精密投影、极限轻薄模组 → CSP

专业影视 RGBW、大功率彩色补光灯、对色彩稳定性、低光衰要求高 → CNSP 晶粒阵列 COB


 

 

 

cob封装

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2024.02.28

封装LED灯珠时使用的金线纯度含金量在99.99%以上,用这种材质的金再经拉丝工序生产而成,这种金里面除了含有99.99%的金元素外,还含有1%以下的其它微量元素。LED灯珠封装核心之一的部件是金线,金线是连接发光晶片与焊接点的桥梁,对LED灯珠的使用寿命起着决定性的因素。那么究竟如何鉴别金线的纯度呢? 鉴别LED金线可以用ICP纯度检测法、力学性能检测法、EDS成分检测法来判定LED金线的纯度   使用ICP纯度检测法可以鉴定金线纯度等级,确定添加的合金元素。   1、看LED灯珠金线的外观,首先看金线表面应无超过线径5%的刻痕、凹坑、划伤、裂纹、凸起、打折和其他降低器件使用寿命的缺陷。金线在拉制过程,丝材表面出现的表面缺陷,会导致电流密度加大,使损伤部位易被烧毁,同时抗机械应力的能力降低,造成内引线损伤处断裂。其次看金线表面应无油污、锈蚀、尘埃及其他粘附物,这些会降低金线与LED灯珠芯片之间、金线与支架之间的键合强度。   2、LED灯珠专用金线与不合格金线之间是有直径偏差的,1克金,可以拉制出长度26.37m、直径50μm(2 mil)的金线,也可以拉制长度105.49m、直径25μm(1 mil)的金线。打金线长度都是固定的,如果来料金线的直径为原来的一半,那么对打的金线所测电阻为正常的四分之一。而这对于金线供应商来说金线直径越细,成本越低,在售价不变的情况下,利润就会越高。   而对于使用金线的LED灯珠客户来说,采购直径上偷工减料的金线,会存在金线电阻升高,熔断电流降低的风险,会大大降低LED灯珠光源的寿命。1.0mil的金线寿命,必然比1.2mil的金线要短,但是封装厂的简单检测是测试不出来,必须用精密仪器才能检测出金线的直径。   3、LED灯珠专用金线是由金纯度为99.99%以上的材质拉丝而成,通过设计合理的合金组分,使金丝具有拉力和键合强度足够高、成球性好、振动断裂率低的优点。键合金丝大部分应为纯度99.99%以上的高纯合金丝,微量元素(Ag/Cu/Si/Ca/Mg等微量元素)总量保持在0.01以下,以保持金的特性。   使用力学性能检测,即对金线进行拉断负荷加载和延伸率的检测   能承受树脂封装时所产生的冲击的良好金线必须具有规定的拉断负荷和延伸率。同时,金线的破断力和延伸率对引线键合的质量起关键作用,具有高的破断率和延伸率的键合丝更利于键合。   太软的金丝会导致:①拱丝下垂;②球形不稳定;③球颈部容易收缩;④金线易断裂。   太硬的金丝会导致:①将芯片电极或外延打出坑洞;②金球颈部断裂;③形成合金困难;④拱丝弧线控制困难。   使用化学成分检验——EDS成分检测法   鉴定来料种类:金线、银线、金包银合金线、铜线、铝线。金线具有电导率大、导热性好、耐腐蚀、韧性好、化学稳定性极好等优点,但金线的价格昂贵,封装成本也过高。

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2024.02.28

LED灯珠主要由支架、银胶、晶片、金线、环氧树脂五种物料所组成。    LED灯珠支架  1.支架的作用:导电和支撑 2.支架的组成:支架由支架素材经过电镀而形成,由里到外是素材、铜、镍、铜、银这五层所组成。 3.支架的种类:带杯支架做聚光型,平头支架做大角度散光型。  LED灯珠银胶  1.银胶的作用:固定晶片和导电。 2.银胶的主要成份:银粉占75-80% 、EPOXY(环氧树脂)占10-15% 、添加剂占5-10% 。 3.银胶的使用:冷藏,使用前需解冻并充分搅拌均匀,因银胶放置长时间后,银粉会沉淀,如不搅拌均匀将会影响银胶的使用性能。  LED灯珠晶片  1.晶片的作用:晶片是 LED Lamp 的主要组成物料,是发光的半导体材料。 2.晶片的组成:晶片是采用磷化镓(GaP)  、 镓铝砷(GaAlAs)或砷化镓(GaAs)、氮化镓(GaN)等材料组成,其内部结构具有单向导电性。 3.晶片的结构:焊单线正极性(P/N结构)晶片,双线晶片。晶片的尺寸单位:mil,晶片的焊垫一般为金垫或铝垫。其焊垫形状有圆形、方形、十字形等。 4.晶片的发光颜色:晶片的发光颜色取决于波长,常见可见光的分类大致为:暗红色(700nm)、深红色(640-660nm)、红色(615-635nm)、琥珀色(600-610nm)、黄色(580-595nm)、黄绿色(565-575nm)、纯绿色(500-540nm)、蓝色(450-480nm)、紫色(380-430nm) 。 白光和粉红光是一种光的混合效果。最常见的是由蓝光+黄色荧光粉和蓝光+红色荧光粉混合而成。 5.晶片的主要技术参数:     a.晶片的伏安特性图;     b.正向电压(VF):施加在晶片两端,使晶片正向导通的电压。此电压与晶片本身和测试电流存在相应的关系。VF过大,会使晶片被击穿。     c.正向电流(IF):晶片在施加一定电压后,所产生的正向导通电流。IF的大小,与正向电压的大小有关。晶片的工作电流在10-20mA左右。     d.反向电压(VR):施加在晶片上的反向电压。       e.反向电流(IR):是指晶片在施加反向电压后,所产生的一个漏电流。此电流越小越好。因为电流大了容易造成晶片被反向击穿。     f.亮度(IV):指光源的明亮程度。单位换算:1cd=1000mcd        g.波长:反映晶片的发光颜色。不同波长的晶片其发光颜色不同。单位:nm  LED灯珠金线  1.金线的作用:连接晶片PAD(焊垫)与支架,并使其能够导通。 金线的纯度为99.99%Au;延伸率为2-6%,金线的尺寸有:0.9mil、1.0mil、1.1mil等。  LED灯珠环氧树脂  1.环氧树脂的作用:保护Lamp的内部结构,可稍微改变Lamp的发光颜色、亮度及角度;使Lamp成形。 2.封装树脂包括:A胶(主剂)、B胶(硬化剂)、DP(扩散剂) 、CP(着色剂)四部份组成。其主要成分为环氧树脂(Epoxy Resin)、酸酐类(酸无水物 Anhydride)、高光扩散性填料(Light diffusion) 及热安定性染料(dye)。

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