SMD, GOB, COB và MIP: So sánh kỹ thuật về công nghệ đóng gói màn hình LED

Khi các ứng dụng màn hình LED mở rộng sang các khoảng cách pixel hẹp hơn (phụ{0}}P1.5) và môi trường triển khai khắc nghiệt hơn, phương pháp dùng để đóng gói và bảo vệ khuôn LED sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến độ bền cơ học, khả năng tản nhiệt, tính nhất quán quang học và chi phí vòng đời vận hành. Mặc dù việc đóng gói Thiết bị gắn trên bề mặt (SMD) vẫn là tiêu chuẩn của ngành, nhưng các phương pháp tiếp cận mới hơn như Keo dán-trên-Board (GOB), Chip-trên-Board (COB) và Micro-LED trong gói (MIP) đã đưa ra những đánh đổi-quan trọng mà các nhà thiết kế hệ thống phải đánh giá.

1. Thiết bị gắn trên bề mặt (SMD)

Trong bao bì SMD thông thường, các chip RGB riêng lẻ được đóng gói trong các gói nhựa/gốm riêng biệt có chân chì hàn, sau đó được gắn lên bảng mạch in (PCB) bằng công nghệ gắn trên bề mặt tiêu chuẩn (SMT).

• Hồ sơ quang học & cơ khí:​SMD cung cấp tính nhất quán quang học hoàn thiện với góc nhìn có thể dự đoán được và tính sẵn có hàng loạt. Tuy nhiên, khi độ cao điểm ảnh giảm xuống dưới 1,5 mm, các miếng hàn sẽ co lại đáng kể, làm giảm độ bền cắt cơ học.
• Các chế độ lỗi:​Các mối hàn hở dễ bị tác động cơ học (đặc biệt là trong các thiết lập cho thuê) và sự xâm nhập của hơi ẩm.
• Khả năng phục vụ:​Các pixel hoặc mô-đun bị lỗi riêng lẻ có thể được thay thế hoặc làm lại bằng các công cụ khử mối hàn tiêu chuẩn.

2. Dán keo-lên-board (GOB)

GOB là sự cải tiến của SMD hơn là một kiến ​​trúc đóng gói riêng biệt. Sau khi các mô-đun SMD tiêu chuẩn được hàn và hiệu chỉnh, một loại nhựa epoxy hoặc chất kết dính polyurethane trong suốt về mặt quang học sẽ được phủ lên mặt mô-đun, bao phủ hoàn toàn các điốt.

• Ưu điểm chính:​GOB tạo ra lớp rào chắn bề mặt phía trước cấp IP65 chống ẩm, bụi, tĩnh điện và tác động vật lý trong quá trình vận chuyển thường xuyên.
• Cân nhắc kỹ thuật:​Lớp nhựa làm thay đổi chiết suất trên bề mặt mô-đun, có thể gây ra phản xạ vi mô hoặc thay đổi độ tương phản nhỏ nếu lớp hoàn thiện bề mặt bóng. Hơn nữa, hệ số giãn nở nhiệt (CTE) giữa nhựa, PCB và vỏ bọc SMD phải được kết hợp cẩn thận để tránh sự phân tách dưới ứng suất nhiệt theo chu kỳ.
• Khả năng phục vụ:​Việc xử lý lại một pixel bị lỗi thông qua lớp nhựa đã được xử lý là một thách thức và thường đòi hỏi phải có công cụ chuyên dụng của nhà máy.

3. Chip-trên-Bo mạch (COB)

COB loại bỏ vỏ gói riêng lẻ và khung dây/chì. Các chip lật -hoặc khuôn liên kết dây-của đèn LED trần được đặt trực tiếp lên đế và được bao bọc thành toàn bộ khu vực mô-đun bằng nhựa epoxy.

• Lợi ích về nhiệt và độ tin cậy:​Bằng cách gắn khuôn trực tiếp lên PCB, COB làm giảm đáng kể khả năng chịu nhiệt của mối nối-với-bảng mạch. Nếu không có các mối hàn lộ ra, tỷ lệ lỗi pixel (PPM) giảm đáng kể và bề mặt đạt được khả năng chống va đập và xâm nhập liền mạch.
• Đặc điểm quang học:​Màn hình COB mang lại khả năng chiếu sáng góc rộng-đồng đều và độ tương phản màu đen-đến-ánh sáng cao. Tuy nhiên, việc duy trì tính đồng nhất về màu sắc và độ sáng ở cấp độ{4}}hàng loạt trên các ma trận lớn đòi hỏi phải hiệu chỉnh quang học và-phân nhóm cấp độ mô-đun chính xác.
• Khả năng phục vụ:​Việc sửa chữa các khuôn riêng lẻ tại hiện trường thực tế là không thể; việc bảo trì được thực hiện ở cấp độ trao đổi mô-đun hoàn chỉnh.

4. Đèn LED-vi mô trong gói (MIP)

MIP đại diện cho một kiến ​​trúc kết hợp mới nổi được thiết kế chủ yếu cho màn hình Micro-LED và màn hình có độ phân giải-siêu mịn{2}}. Các chip lật RGB-quy mô vi mô trước tiên được đóng gói sẵn-vào các sóng mang rời rạc thu nhỏ (thường có kích thước nhỏ hơn 0202 hoặc 0404 hệ mét) và sau đó được chuyển lên PCB màn hình tiêu chuẩn.

• Hiệu suất sản xuất & quang học:​MIP tách rời-việc sắp xếp và phân loại cấp độ chip khỏi cụm bảng điều khiển cuối cùng. Điốt được kiểm tra và hiệu chỉnh trước khi lắp SMT, giúp giảm đáng kể chi phí làm lại thường gặp trong quá trình lắp ráp COB-trực tiếp.
• Khả năng tồn tại dưới 1.0mm:​Nó kết hợp khả năng tương thích-sản xuất hàng loạt của dây chuyền SMT với khả năng cường độ-siêu nhỏ và tỷ lệ tương phản của cấu trúc Micro{2}}LED.

Ma trận so sánh công nghệ

Nguyên tắc lựa chọn

Việc chọn công nghệ đóng gói phù hợp đòi hỏi phải cân bằng các điều kiện triển khai vật lý với các yêu cầu về độ cao pixel:

• Ứng dụng cho thuê & di động:​GOB cung cấp khả năng chống va đập thực tế cho các bức tường cho thuê P1.9–P2.6 mà không yêu cầu thay đổi toàn bộ kiến ​​trúc.
• Đã sửa lỗi Trung tâm chỉ huy cấp cao-:​COB vượt trội trong các môi trường-thấp (P0.9–P1.2), trong đó độ tin cậy liên tục 24/7, khả năng chống bụi và khả năng xem bề mặt mịn là rất quan trọng.
• Tích hợp cao độ cực-mịn:​MIP đóng vai trò như một lộ trình có thể mở rộng cho các dự án chuyển sang lắp đặt đèn LED phụ-P0.9 Micro-trong đó ưu tiên năng suất sản xuất và độ chính xác của việc tạo màu.