Micro LED: MiP e COB são alternativas concorrentes?

Nos últimos anos, a tecnologia Micro LED tem sido considerada a rainha dos displays do futuro, com seu excelente desempenho e potenciais vantagens de baixo custo. No entanto, para levar a tecnologia Micro LED do laboratório para o mercado e alcançar aplicação em larga escala, ela enfrenta uma série de desafios técnicos.

Nesse contexto, a tecnologia de encapsulamento MIP surgiu e gradualmente se tornou uma força-chave na promoção da popularização dos produtos Micro LED. Alguns especialistas do setor destacaram: "Aumentar a promoção do encapsulamento MIP é o caminho realista atual para o advento e a popularização em larga escala dos produtos Micro LED!"

A Doitvision irá orientá-lo sobre a importância prática, as vantagens técnicas e a relação entre as embalagens MiP e COB.

O que é MiP? Por que é tão crucial?

MiP, cujo nome completo é Micro LED in Package, é um método de encapsulamento projetado especificamente para Micro LED. Sua ideia central é: primeiro encapsular o chip de micro LED em uma unidade de pixel independente e, em seguida, realizar a integração ou montagem subsequente.

O tamanho do chip Micro LED é muito pequeno, geralmente inferior a 50 mícrons, e alguns chegam a ser inferiores a 10 mícrons. Se esse chip extremamente pequeno for usado diretamente em telas de LED, enfrentará uma série de problemas técnicos, como conexão de circuito difícil, baixo rendimento e baixa manutenção.

A MiP usa “pré-embalagem” para transformar esses chips de nível micrométrico em um pacote padrão com uma estrutura estável e fácil operação, simplificando muito o processo de fabricação subsequente.

É como se, inicialmente, você quisesse colocar tijolos diretamente sobre o prédio, cada tijolo é extremamente pequeno e difícil de operar. A abordagem MiP consiste em primeiro combinar esses "pequenos tijolos" em "painéis pré-fabricados" e, em seguida, uni-los cuidadosamente em uma parede inteira.

Como a tecnologia MiP resolve o problema de pouso do Micro LED?

Avanço na preparação de microchips Micro LED

A preparação de microchips de micro LEDs é a principal dificuldade para a comercialização de suas aplicações. Manter efeitos quânticos elétricos extremamente altos em escalas menores é uma tecnologia fundamental, mas em termos da granularidade de resolução exigida em telas de LED, telas de TV em cores e no setor automotivo, os materiais e tecnologias de processo existentes podem basicamente atender às necessidades de aplicações em larga escala.

Tomemos como exemplo o chip 0202MIP. Como produto de última geração, ele foi incluído no cronograma de produção em massa. Até o final de 2024, mais telas de vídeo LED baseadas no chip 0202MIP serão lançadas. Isso demonstra que, em termos de preparação de microchip, a tecnologia MIP está gradualmente impulsionando o Micro LED para aplicações práticas.

Icorrespondência integrada de microchip e circuito de substrato Operacional

O tamanho dos microchips Micro LED é muito pequeno, enquanto o circuito de placa PCB tradicional tem deficiências no desempenho de conexão de alta precisão, dificultando o atendimento aos requisitos de correspondência de integração dos microchips Micro LED e circuitos de substrato.

O empacotamento MIP processa os pontos de conexão de microchips fan-out por meio do pré-empacotamento, transformando chips de nível micro (menos de 50 mícrons) em estruturas de nível mini (mais de 150 mícrons), melhorando significativamente a conectividade.

Mesmo após usar novos materiais de substrato de vidro para resolver o problema da largura extrema da linha da placa PCB, a conexão fan-out MIP combinada com a vantagem de tamanho maior ainda é propícia para melhorar significativamente a eficiência de integração em substratos de vidro.

Redução significativa na dificuldade de integração em massa

Os displays de micro LED enfrentam maiores dificuldades na integração em massa. O menor tamanho do chip e a maior densidade de PPI do display aumentam a dificuldade de transferência em massa, tanto em termos de qualidade quanto de quantidade. O processo de encapsulamento MIP trouxe pelo menos duas melhorias para esse problema.

Por um lado, o MIP integrado ao encapsulamento RGB pode ser classificado e rejeitado para fins de consistência. Portanto, não há necessidade de se preocupar com o desperdício de pixels bons causado pela rejeição de pixels ruins.

Para o processo de empacotamento MIP, o rendimento de transferência de massa necessário é menor, e um rendimento de 5 9s ou até mesmo 4 9s é suficiente; enquanto a integração direta de CÉLULA de chip em larga escala requer um rendimento de mais de 6 9s (que pode ser combinado com tecnologia de reparo).

Por outro lado, após a embalagem MIP, as contas de lâmpada de tamanho maior têm mais opções de soluções técnicas para integração de painéis terminais e maior maturidade técnica. Ao mesmo tempo, devido à proteção da camada de embalagem MIP, a possibilidade de falha do dispositivo é menor e a manutenibilidade é melhor.

MIP e COB: Da competição aos “diferentes caminhos para o mesmo destino”

Limitações da cognição inicial do mercado

O mercado inicial considerava o MIP e o COB como uma relação competitiva, ou mesmo uma relação substituta, o que era muito unilateral. A importância do MIP e do COB foi reduzida, ignorando o inevitável "mesmo destino". De fato, o MIP e o COB têm seu próprio valor na cadeia da indústria de Micro LED.

Colaboração entre embalagens MIP,SMD e integração COB

Os dispositivos após o encapsulamento MIP podem ser utilizados na tecnologia de "montagem direta em superfície", que pode ser mais compatível com a maior capacidade de produção de terminais na cadeia industrial. Isso possibilita a aplicação de Micro LEDs em pitches acima de P2.0. No entanto, a tecnologia SMD tradicional não consegue lidar eficientemente com a integração em larga escala de dispositivos independentes com densidade de pixels tão pequena quanto 0202.

No entanto, o encapsulamento MIP pode contar com o suporte do COB. Os produtos terminais integrados com a tecnologia MIP + montagem em superfície podem adotar design de vedação e injeção para melhorar a resistência, a estabilidade e a confiabilidade.

Para embalagens MIP ultrapequenas, como especificações 0202, o processo de integração mais adequado ainda é a integração COB, ou seja, integração secundária em nível de chip de dispositivos 0202MIP e fabricação de terminais usando tecnologia de transferência em massa e processo padrão COB.

A conexão intrínseca entre a embalagem MIP e a embalagem COB

O encapsulamento MIP em si pode ser considerado a menor estrutura de encapsulamento COB (uma CÉLULA COB com apenas um pixel e três microchips RGB). À medida que a estabilidade do processo de encapsulamento melhora, a fim de aprimorar a eficiência da integração downstream, N em um único processo de encapsulamento MIP podem ser desenvolvidos em produtos com escalas de resolução padronizadas (encapsulamento COB pequeno que pode conter 4 ou 12 pixels).

Se o processo de transferência de massa continuar a amadurecer, a escala dessa embalagem poderá ser maior e se transformar diretamente em um display COB direto de Micro LED. Todos esses desenvolvimentos demonstram que existe uma conexão inerente e uma tendência de evolução entre MIP e COB na estrutura da embalagem.

Penetração mútua do layout empresarial

Empresas de embalagens COB estão entrando no mercado de embalagens MIP de forma abrangente. Os fornecedores de dispositivos de embalagem MIP incluem não apenas empresas de embalagens tradicionais, mas também empresas de terminais de telas LED do tipo COB.

As embalagens COB e MIP são muito semelhantes em termos de processo e dificuldades técnicas, de modo que o progresso e o acúmulo da rota COB na última década podem desempenhar um papel importante na era MIP. Portanto, a consistência e a sinergia entre MIP e COB são muito maiores do que a competitividade.

Progresso da atualização da tecnologia de embalagem MIP: atualização e sincronização da produção em massa

Combinação com SMD tecnologia e soluções inovadoras

A tecnologia de encapsulamento MIP e SMD é atualmente o modo de aplicação mais comum, mas a tecnologia MIP também está em constante inovação. Por exemplo, o produto XT-CMB0202-T da Xinying Optoelectronics pode ser perfeitamente compatível com a tecnologia de encapsulamento COB, e a solução MCOB = MiP + COB se tornará um importante caminho técnico para o MIP no mercado de ponta abaixo de P1.0 no futuro.

Desenvolvimento da tecnologia “true core”

A tecnologia MIP está desenvolvendo a tecnologia "true core". Essa tecnologia permite que a embalagem MIP alcance um efeito comparável à embalagem COB flip-chip. Ela apresenta desempenho significativamente aprimorado em termos de uniformidade de luz, capacidade de mistura de cores e precisão de amplo ângulo de visão. A longo prazo, é mais adequada para requisitos de aplicação, como indicadores de espaçamento abaixo de P0.5.

Avanços contínuos no tamanho dos dispositivos e chips

Em termos de dispositivos, o 0202 é considerado um produto-alvo essencial, e um único dispositivo pode se adaptar e atender aos principais requisitos de aplicações de espaçamento de ponta, como P0.3 a P1.2.

Novos avanços no 0101 podem alcançar aplicações mais básicas em produtos de exibição de médio porte, incluindo monitores de PC acima de 20 polegadas e telas de carros.

Em chips de Micro LED, o MIP também está "avançando continuamente em escala menor". Atualmente, o 0202 corresponde principalmente a chips RGB de 12 mil (ou seja, 2550 mícrons), e o tamanho do encapsulamento é de 250 x 250 µm. No futuro, como alcançar uma utilização mais eficiente do material em um tamanho menor é uma importante direção de desenvolvimento, pois o tamanho das partículas de Micro LED é reduzido pela metade e o wafer unitário pode, teoricamente, produzir 4 vezes mais pixels.

Expansão de materiais de substrato

Além do encapsulamento MIP de placas de circuito impresso (PCB), empresas do setor também estão estudando produtos de encapsulamento MIP baseados em substratos de vidro. Substratos de vidro são mais adequados para processos em massa e chips de LED menores. Espera-se que eles tragam novas oportunidades para o desenvolvimento de Micro LED.

Perspectivas futuras da tecnologia MIP

O progresso contínuo da própria tecnologia MIP, bem como mais reconhecimento e consenso a montante e a jusante da cadeia da indústria, maior compreensão técnica e mais imaginação para o futuro são os pré-requisitos para o grande desenvolvimento da tecnologia MIP em 2024.

A Unilumin Technology planeja expandir sua capacidade de produção de MIP para 6,000 mil unidades por mês. Outros fornecedores renomados, como a Doitvision, estão seguindo de perto. O setor prevê que, de 2024 em diante, a demanda por telas Micro LED baseadas na tecnologia MIP apresentará um crescimento exponencial.

Desenvolvimento tecnológico

Da perspectiva do desenvolvimento tecnológico, a tecnologia de embalagem MIP, como a montante do COB, desempenha um papel insubstituível na promoção da tecnologia Micro LED do laboratório para o mercado.

Ele não apenas resolve os problemas do Micro LED na preparação do microchip, na correspondência da integração do circuito do substrato e do microchip e na integração massiva, mas também alcança “caminhos diferentes para o mesmo destino” com a tecnologia de encapsulamento COB, formando uma boa situação de desenvolvimento coordenado.

Com a inovação e atualização contínuas da tecnologia, a tecnologia de encapsulamento MIP será aplicada em mais campos, estabelecendo uma base sólida para a popularização em larga escala do Micro LED.

Aplicação no mercado

Do ponto de vista da aplicação no mercado, o crescimento explosivo da demanda por Micro LED impulsionará o desenvolvimento de toda a cadeia industrial. Empresas de fabricação de chips, materiais de embalagem e outras áreas abrirão novas oportunidades de desenvolvimento. Empresas de embalagem intermediárias e fabricantes de displays de LED terminais a jusante também se beneficiarão da promoção da tecnologia MIP.

Ao mesmo tempo, a expansão da aplicação da tecnologia MIP em campos emergentes, como displays montados em veículos e monitores de PC, ampliará ainda mais a participação de mercado do Micro LED.

No entanto, também devemos estar cientes de que a tecnologia MIP ainda enfrenta alguns desafios em seu desenvolvimento.

Por exemplo, em termos de encapsulamento de chips e integração de tamanhos menores, é necessário melhorar ainda mais o rendimento e reduzir custos; na aplicação da tecnologia de encapsulamento MIP de substrato de vidro, alguns problemas de processo e material precisam ser resolvidos.

No geral, a tecnologia de encapsulamento MIP apontou a direção para o desenvolvimento do Micro LED. Com o avanço contínuo da tecnologia, espera-se que o Micro LED ocupe uma posição dominante no futuro campo de displays. A tecnologia de encapsulamento MIP também desempenhará um papel fundamental nesse processo.

Conclusão:

Em resumo, a tecnologia de embalagem MIP não é apenas a chave para a solução dos problemas de aterrissagem, mas também a tecnologia de embalagem COB. Ambas trabalham e se desenvolvem em conjunto. Impulsionada por atualizações tecnológicas e pela demanda do mercado, a tecnologia de embalagem MIP abrirá uma perspectiva de desenvolvimento mais ampla e trará novas mudanças e oportunidades.