Mini Display: Embalagem COB vs. POB, qual é melhor?

Com a maturidade da tecnologia LED, a retroiluminação Mini LED (abreviada como Mini BLU) tornou-se a tecnologia de tela mais promissora para displays de alta definição. Essa tecnologia atraiu os principais fabricantes de LED dos setores de chips, embalagens e produção de displays, impulsionando sua entrada no mercado e acelerando a comercialização do Mini BLU.

Entre eles, a embalagem de LED é o elo-chave que determina o desempenho do LED, o custo de rendimento e até mesmo a produção em larga escala de produtos Mini BLU. A rota técnica da melhor solução de embalagem nunca parou. Então, o foco atual está na competição entre POB e COB.

COB vs POB Tecnologia de Embalagem

Em soluções tradicionais de LED de backlight, o encapsulamento flip-chip SMD dominou a abordagem de encapsulamento de LED. À medida que a indústria entra na era da miniaturização de LED, com a maturação da tecnologia flip-chip, as tecnologias de encapsulamento flip-chip SMD e COB surgiram gradualmente. A competição entre os dois principais Mini LED está se intensificando.

Tecnologia de embalagem COB:

O COB envolve a montagem de um grande número de chips de LED diretamente em um substrato (principalmente PCB ou substratos de vidro) por meio de colagem de matriz, seguido de encapsulamento integrado.

A tecnologia COB adota uma estrutura de empacotamento de painel de nível de pixel altamente integrada em um lado do substrato, enquanto os componentes do driver IC são dispostos no lado reverso. Devido à eliminação da necessidade de suportes ou pinos de solda, o COB permite uma distância de mistura óptica (OD) próxima de zero, permitindo designs de módulos de retroiluminação ultrafinos.

No entanto, o processo COB exige alta precisão e fabricação complexa, exigindo equipamentos avançados em comparação aos fluxos de trabalho POB tradicionais.

 Além disso, o encapsulamento integrado complica o retrabalho de produtos defeituosos.

No entanto, as soluções COB são mais caras que as POB devido a alguns fatores, como complexidade do processo e alocação de custos de equipamento, etc.

Tecnologia POB:

POB (Package-on-Board), comumente chamado de solução “Starry Sky” na indústria. Ele envolve encapsular chips de LED individuais em contas de lâmpadas discretas primeiro, que são então montadas no substrato via SMT. Isso difere fundamentalmente da abordagem integrada do COB.

Principais distinções:

• COB: ligação direta do chip ao substrato, encapsulamento integrado, OD minimizado, módulos mais finos, custo mais alto.
• POB: LEDs discretos pré-embalados, montagem SMT, processo mais simples, menor custo, mas design de luz de fundo mais espesso.

Esquema da estrutura do pacote SMD Flip-Chip POB

Atualmente, as soluções de backlight POB podem ser categorizadas em tipos flip-chip SMD e CSP com base na estrutura do pacote. A tecnologia flip-chip SMD POB oferece processos maduros, custos relativamente baixos e forte viabilidade de produção em massa.

Entretanto, devido às limitações no tamanho do pacote, geralmente são necessários valores maiores de OD (Distância Óptica), resultando em uma aplicação mais restrita em comparação às soluções COB.

Esquema da estrutura do pacote POB-CSP

CSP (Chip Scale Package) é uma tecnologia de empacotamento em nível de chip. O volume pós-empacotamento é aproximadamente 1.2 vezes o tamanho do chip. Então, ele permite valores OD ultrapequenos comparáveis ​​a soluções COB, mantendo custos mais baixos do que COB.

 No entanto, o tamanho extremamente compacto dos LEDs CSP traz desafios como espaçamento excessivamente estreito entre as almofadas dos eletrodos e área insuficiente das almofadas, o que pode causar vazamento de luz, mistura irregular de cores ou diafonia óptica devido à cobertura inadequada da resina de encapsulamento.

Comparação entre tecnologias COB e POB

Atualmente, as duas soluções de embalagem para unidades de retroiluminação Mini LED. COB e POB têm vantagens e limitações distintas, levando à sua adoção em diferentes produtos com base nas demandas do mercado.

Critérios de comparação COB POB

Critérios de Comparação	COB	Local de nascimento
Cadeia da indústria	Requer remodelação e integração	Maduro
Proposta	Alto (requer investimentos secundários)	Baixo
Tipo de chip	Produção de wafers quadrados	Bolachas redondas produzidas em massa
Precisão do substrato	Requisitos elevados	Requisitos baixos
Dificuldade de retrabalho	Alto (processo complexo)	Baixo (possível retrabalho manual)
Cenários de Aplicativos	Retroiluminação ultrafina (por exemplo, tablets, laptops, monitores de jogos)	Luz de fundo de tela grande (por exemplo, TVs de nível médio/baixo, monitores, automotivos)

Análise crítica

Cadeia industrial: POB > COB

O COB envolve colagem em nível de chip, exigindo padrões técnicos mais elevados para equipamentos, materiais e processos. A maturidade da sua cadeia de suprimentos ainda é pouco desenvolvida.

A POB se beneficia de uma cadeia de suprimentos madura, o que permite a produção em massa sem grandes atualizações nas linhas existentes, reduzindo significativamente os custos.

Matérias-primas: POB > COB

O COB requer wafers quadrados, que têm especificações de material mais rigorosas.

O POB usa wafers redondos econômicos produzidos em escala, suportando tamanhos de chip menores e custos mais baixos.

Rendimento de produção: Flip-Chip SMD > CSP > COB

O COB exige altíssima precisão e controle de qualidade, resultando em menores rendimentos dos módulos.

para garantir taxas de aprovação, são necessários processos adicionais:

•  SPI para inspeção de pasta de solda
• AOI para inspeção visual
• testes de desempenho, envelhecimento

Com substratos de PCB, o SMD flip-chip POB supera o COB devido a pads de solda maiores, processos maduros e requisitos de precisão de substrato mais frouxos. Os rendimentos do POB-CSP ficam entre o SMD flip-chip e o COB.

Flexibilidade de retrabalho: POB > COB

O encapsulamento integrado do COB complica o retrabalho de unidades defeituosas.

O POB permite a substituição manual de LEDs individuais com defeito, possibilitando manutenção de baixo custo.

Cenários de aplicação: COB > POB

O COB atinge distância óptica zero (0OD) e possui designs ultrafinos. É ideal para tablets, laptops e monitores gamer. Painéis menores também melhoram a produtividade e a eficiência de custos.

O POB é limitado pelo tamanho do pacote. Ele é usado principalmente em módulos OD grandes para mercados sensíveis a custos, como TVs de nível médio/baixo, monitores e displays automotivos.

• COB: Ela prioriza designs ultrafinos e de alta qualidade, mas enfrenta desafios em termos de custo, rendimento e retrabalho.
• POB: Ele se destaca em eficiência de custos, escalabilidade e simplicidade, dominando mercados de telas grandes onde a espessura é menos crítica.

Qual solução de embalagem de LED oferece o caminho ideal para produção em massa?

Conforme destacado na análise comparativa acima, a competição entre COB e POB depende principalmente da compensação entre desempenho e custo.

A capacidade de atingir um equilíbrio ideal entre implementação de baixo custo e produção de alto desempenho, o que definirá, em última análise, o potencial de desenvolvimento de ambas as tecnologias.

Parceiro Doitvision,Solução ACSP

Esquema da estrutura do pacote

A Doitvision Partners é uma IDM (Fabricante Integrado de Dispositivos) líder em fontes de luz semicondutoras de alta qualidade. Possui vantagens de integração em toda a cadeia industrial, com vasta experiência em processos de fabricação, embalagem e teste.

Para solucionar os desafios na seleção do caminho de encapsulamento para a Mini BLU (Unidade de Retroiluminação), a parceira inovou iterativamente nas soluções COB e POB tradicionais, introduzindo sua tecnologia proprietária de retroiluminação ACSP (Advanced Chip Scale Packaging). Essa inovação combina os pontos fortes de ambas as abordagens, aprimorando ainda mais o desempenho e a relação custo-benefício.

Vantagens de desempenho

O Mini BLU adota designs flip-chip internos e a tecnologia ACSP, alcançando um tamanho de pacote compacto de apenas 1.1-1.2 vezes as dimensões do chip.

O ângulo de emissão de luz dos LEDs é estendido de 140° para quase 180°, permitindo um design 0OD (distância óptica zero) ultrafino para mistura de cores perfeita.

Essa versatilidade oferece suporte a aplicações em RA/RV, tablets/laptops, monitores, TVs, displays automotivos e outros segmentos de displays de tamanho normal.

Além disso, a solução ACSP incorpora tecnologia exclusiva de expansão de eletrodo e processos de soldagem por refluxo secundário, resolvendo efetivamente problemas de rendimento causados ​​por vazamento de luz e mistura irregular de cores inerentes à embalagem CSP convencional.

Otimização de Custos

Aproveitando sua cadeia de suprimentos verticalmente integrada, nosso parceiro implementa o controle de custos de ponta a ponta, abrangendo o projeto do chip, a simulação óptica, os processos de embalagem e o projeto do driver. A tecnologia ACSP melhora significativamente o rendimento da produção, ao mesmo tempo que reduz ainda mais os custos de fabricação.

Conclusão

Apresentamos a diferença entre as tecnologias de encapsulamento COB e POB. Como um dos principais fabricantes de displays de LED COB, estamos sempre inovando em tecnologia com nossos excelentes parceiros. Portanto, nossos displays de LED COB não são apenas de alta qualidade, mas também acessíveis. Se você estiver interessado em nossos displays de LED COB , entre em contato conosco.