Como a tecnologia de processo MIP alcança avanços em telas de LED ultra-HD de passo fino?

Com o rápido desenvolvimento do mercado de telas LED para ambientes internos, a tecnologia de telas LED ultra-HD de pequeno passo surgiu como uma solução de destaque nos últimos anos. Elas podem ser amplamente utilizadas em complexos comerciais, sistemas de vigilância, centros de comando, instituições educacionais, instalações de energia/transmissão e salas de conferência.

Pixel pitch incluindo P2.5, P1.8, P1.5 e até P1.2 se tornaram comuns e amplamente utilizados, enquanto a demanda do mercado continua a crescer de forma constante por distâncias de visualização mais curtas e resoluções mais altas.

Além disso, espera-se que a tecnologia LED expanda sua aplicação para displays diversificados, como:

• sistemas de televisão
•  eletrônica automotiva
•  equipamento médico
• Eletrodomésticos 3C

Embalagem SMD para tamanho menor

A tecnologia de exibição de LED colorida emprega chips de LED tricolores – vermelho (R), verde (G) e azul (B) – que geram saída luminosa e reprodução de cores ricas por meio de conexões de circuitos acionados eletricamente.

À medida que os espaçamentos dos pixels continuam diminuindo e as densidades dos pixels aumentam, avanços significativos foram feitos nos processos de encapsulamento de chips.

Os displays LED P2.5 tradicionais utilizavam pacotes de LED SMD 2121 (2.1 mm × 2.1 mm), enquanto a era da tecnologia de passo fino adotou pacotes menores 1010 (1.0 mm × 1.0 mm) para displays LED P1.2.

Essa miniaturização permite o design racional de telas de LED para ambientes internos. Atualmente, o consenso da indústria reconhece uma tendência irreversível para resoluções mais altas e distâncias entre pixels reduzidas.

Nesse contexto, telas de LED P0.9, P0.7, P0.4 e até mesmo abaixo de P0.1 estão gradualmente formando uma nova fronteira para aplicações diversificadas. Esses avanços tecnológicos não apenas impulsionarão ainda mais a inovação na tecnologia de telas, mas também proporcionarão experiências visuais aprimoradas.

O nascimento da tecnologia COB

À medida que os requisitos de densidade de pixels aumentam em áreas de exibição menores, o tamanho dos emissores de LED precisa ser reduzido proporcionalmente, acompanhando o passo de pixel mais fino. Em resposta a essa tendência, a tecnologia COB (Chip on Board) surgiu como uma solução adequada. Aproveitando componentes flip-chip e uma arquitetura de cátodo comum, o COB trouxe avanços significativos para telas de LED a partir da faixa de passo P1.0.

Ao contrário dos processos SMD tradicionais, que dependem da colagem de fios, o COB elimina completamente essa etapa, resultando em melhores taxas de rendimento e custos de fabricação reduzidos. Em vez disso, todo o módulo é encapsulado com uma película protetora que substitui a embalagem convencional para montagem em superfície. Este revestimento não só oferece resistência à água, poeira e impacto, como também utiliza um design de base preta multicamadas para evitar vazamento de luz, melhorando ainda mais a confiabilidade do dispositivo e o desempenho do display.

No entanto, a transição para a faixa de micro-pitch (abaixo de P1.0) apresenta novos desafios. Projetos convencionais de PCB HDI — com larguras de linha, espaçamento, espessura de cobre e contagem de camadas específicos — têm dificuldade para atender às demandas de circuitos de micro-pitch. Para lidar com isso, são empregadas técnicas MSAP (Processo Semiaditivo Modificado). Essas técnicas incluem transferência de imagem, revestimento de cobre e gravação instantânea, que permitem estruturas de circuito verticais que melhoram o rendimento geral da produção. No entanto, cada linha de circuito em um projeto de micro-pitch deve atender a rigorosos padrões de qualidade, tornando o processo de fabricação mais complexo e menos tolerante.

O COB requer PCBs de ultra-alta densidade, o que inerentemente aumenta os custos de fabricação. Além disso, processos de backend, como a colagem de matrizes, enfrentam taxas de rendimento decrescentes e menor eficiência de produção em massa. Ao utilizar máquinas de colagem de matrizes para montar chips, tamanhos maiores de pads (W) e gaps (GAP) mais amplos aumentam significativamente a taxa de sucesso da colagem direta. No entanto, à medida que os tamanhos dos chips continuam a diminuir e os requisitos de passo se tornam mais rigorosos, a colagem tradicional com fios de ouro verticais torna-se obsoleta. Os projetos de flip-chip estão evoluindo para dimensões menores, resultando em pads e gaps ainda menores.

A incompatibilidade na expansão térmica entre o chip e o substrato da placa de circuito impresso, pequenos deslocamentos durante a colagem da matriz e desalinhamentos no posicionamento das pastilhas reduzem ainda mais o rendimento da colagem. Em cenários de passo ultrafino, onde micro-pads densamente compactados dominam a superfície, qualquer pequeno desvio pode resultar em uma produtividade significativamente menor, custos de produção mais altos e ciclos de fabricação mais longos.

Avanço da tecnologia MIP

Para enfrentar os desafios técnicos e de custo associados aos displays de LED de micro-pitch, a tecnologia MIP introduz uma arquitetura inovadora de encapsulamento em nível de chip. Essa abordagem utiliza projetos de circuitos semicondutores multicamadas para ampliar as almofadas dos eletrodos e aumentar o espaçamento entre elas, melhorando significativamente as taxas de rendimento da ligação da matriz.

Para chips de Micro LED com menos de 50 mícrons de tamanho (com 1 mil equivalente a 25.4 μm), o MIP oferece um avanço ao flexibilizar a restrição de projeto do PCB de largura e espaçamento de linha abaixo de 50 μm para cerca de 100 μm. Isso permite que pequenas placas no chip se conectem com sucesso a placas maiores, além de ampliar as folgas das placas para reduzir o risco de curto-circuito.

É importante ressaltar que o MIP permite a compatibilidade com os materiais e processos de fabricação de PCB HDI existentes, eliminando a dependência de PCBs baseados em MSAP, mais complexos e caros. Os fabricantes podem manter suas linhas de produção e equipamentos atuais, garantindo rendimento estável, eficiência consistente do processo e maior escalabilidade. Isso aumenta significativamente a viabilidade da produção em massa de displays de Micro LED.

Além da compatibilidade com PCBs, a tecnologia MIP também é aplicável a substratos de vidro, o que ajuda a reduzir os custos do material de base. Ela também permite o uso de chips totalmente azuis combinados com conversão de pontos quânticos em silício para obter emissão RGB em cores. Isso expande o escopo de aplicação do MIP para telas de próxima geração que utilizam chips ultrapequenos, como 0202 e 0101. Como resultado, espera-se que o MIP desempenhe um papel fundamental no desenvolvimento de novos e emergentes mercados do oceano azul.

Esquema do projeto de espaçamento e ponte de almofada ampliada do MIP.  

Do ponto de vista do processo, o MIP utiliza uma técnica de encapsulamento no estilo semicondutor, projetada especificamente para LEDs flip-chip ultrapequenos. Ela permite que os eletrodos do chip original sejam estendidos através das camadas do circuito, aumentando assim o espaçamento entre as almofadas e simplificando o processo de colagem.

Esses chips ainda podem ser montados usando die bonders e PCBs HDI existentes, completando um módulo de display LED de micropasso completo. Se forem identificadas juntas de solda defeituosas durante o pós-processamento ou teste, apenas a unidade defeituosa precisa ser substituída. Isso melhora o rendimento do produto e reduz os custos de manutenção e a complexidade da produção.

Extensão do eletrodo e otimização do espaçamento das almofadas do MIP.

Na produção de displays de LED de micro-pitch, o processo de fabricação MIP representa uma iteração avançada da tecnologia COB tradicional.

Durante os estágios iniciais e intermediários da fabricação do chip, o MIP incorpora processos semicondutores adicionais — como fotolitografia, revestimento de camada isolante, metalização de eletrodos e gravação de circuitos — para expandir as áreas dos eletrodos e otimizar os layouts dos circuitos, aumentando assim o rendimento da produção em massa.

As etapas intermediárias e finais envolvem corte, teste, classificação e transferência direta em fita azul. Essa abordagem modular permite a adaptação flexível dos processos de back-end para atender aos diversos requisitos do produto, utilizando equipamentos de colagem de matrizes, tecnologias de transferência de massa e moldagem por encapsulamento existentes.

O resultado é um fluxo de trabalho de produção simplificado e de alta eficiência que não apenas melhora a qualidade do produto, as taxas de rendimento e a produtividade, mas também permite uma integração perfeita aos processos existentes.

A versatilidade do MIP abre ainda mais oportunidades para aplicações industriais mais amplas.  

Fluxo do processo de fabricação MIP vs. COB.  

À medida que a tecnologia LED transita de displays de passo pequeno para micro, os LEDs SMD tradicionais — com seus fios expostos e baixa resistência ambiental — são cada vez mais inadequados para aplicações internas. As tendências futuras se concentrarão em passos ultrafinos abaixo de P0.9, incluindo:  

• – P0.7 para TVs de resolução 2K padrão
• – P0.3 para sistemas de resolução 4K
• – Visores LED 8K
• – Dispositivos vestíveis (smartwatches, óculos AR/VR) e painéis automotivos.  

Essas aplicações representam vastos mercados inexplorados. Para telas LED de micro-pitch e ultra-alta densidade para ambientes internos, os fatores críticos de sucesso incluem qualidade superior da tela (zero pixels mortos), proteção ambiental robusta e gerenciamento térmico otimizado.

As inovações de design da MIP atendem a essas demandas, posicionando-a como uma tecnologia fundamental para telas miniaturizadas de ultra-alta definição de última geração em setores emergentes.  

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Doitvision: Pioneirismo no futuro dos displays de micropitch

A Doitvision é pioneira na tecnologia de exibição de micro-pitch, buscando incansavelmente resolução física de ultra-alta definição 8K+.

Ao transcender os padrões atuais de fontes de vídeo e as limitações de transmissão, a Doitvision visa proporcionar experiências visuais incomparáveis. Esse compromisso impulsiona a criação de telas impecáveis ​​e de alta qualidade.  

Com sede em Shenzhen, a Doitvision opera sua própria unidade de fabricação, especializada em P&D interno e design de produtos de ponta.

Em colaboração estreita com fabricantes de chips upstream e fornecedores de módulos/embalagens midstream, a empresa fornece displays de LED personalizados para aplicações comerciais.

Por meio de modelos de vendas diversificados, incluindo parcerias baseadas em projetos, engenharia e canais, a Doitvision está remodelando o setor de telas de LED.  

Como fornecedora de displays de LED de alto desempenho , a Doitvision mantém-se na vanguarda dos avanços em três áreas principais:

• – Dimensões e resolução padronizadas  
• -Eficiência energética e taxas de falhas reduzidas
• – Instalação/manutenção simplificada

A Doitvision lançou um monitor micro-pitch 55K de 2 polegadas utilizando tecnologia MIP, consolidando ainda mais sua liderança em soluções visuais ultrafinas.

Conclusão:

Apresentamos a tecnologia do processo MIP em detalhes. Como um fabricante experiente de displays LED de micro-pitch, oferecemos uma variedade de soluções de displays HD de alta qualidade. Se precisar, entre em contato conosco a qualquer momento.