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MIP vs. Tela LED COB com pequena densidade de pixels: o que é melhor?

by | 1 de março de 2024 | Blogs | comentários 0

A tecnologia de encapsulamento de tela LED evoluiu através das fases tradicionais de LED, Micro-LED e Mini-LED. As técnicas de encapsulamento SMD, IMD COB, MiP e IMD surgiram durante essas fases, cada uma com características e aplicações distintas.

Encapsulamento de mini-LED:

SMD (visor montado em superfície)

Abrange todos os aplicativos acima de P0.9, mas pode ser danificado em telas menores. Isso leva a um nível de confiabilidade ligeiramente inferior.

COB (Chip a Bordo)

A embalagem COB pode omitir o processo de montagem em superfície do SMT, abrangendo P0.4 a P2. Oferece luz mais suave, mas encontra diferenças de cores baseadas em módulos.

IMD (dispositivos de módulo integrado)

A embalagem IMD combina características SMD e COB, que oferece uma faixa de P0.4 a 0.9. Também é altamente confiável e possui fortes habilidades anti-danos.

Técnicas de encapsulamento de micro-LED:

Integração de chip único:

Ele fornece alta resolução e brilho, mas tem dificuldade para obter uma colorização eficaz.

Síntese Óptica de Lente Micro-Array:

Possui estrutura complexa e é incapaz de atender aos requisitos de alto brilho e resolução.

Matriz MicroLED UV/B com conversão de cores RGB Quantum Dot:

Problemas de estabilidade podem ser encontrados com vários métodos (pulverização ou fotolitografia)

MiP (Micro LED no pacote):

A embalagem MIP usa Micro LEDs RGB para permitir testes, classificação e armazenamento abrangentes. Isso garante a consistência da exibição e reduz os custos de reparo posteriores.

O que é tecnologia de embalagem MIP?

display led de passo fino

A tecnologia de embalagem MIP (Micro LED In Package) é uma técnica de embalagem baseada em Micro LED. A combinação orgânica de Micro LED com dispositivos discretos é obtida empacotando separadamente um painel de exibição inteiro de grande área. O chip Micro LED é transferido para o substrato usando tecnologia de transferência de massa.

Após a embalagem, ele é cortado em pequenos chips únicos ou múltiplos e, em seguida, os pequenos chips são divididos e misturados e, em seguida, o processo de colocação dos chips e o processamento da tela são realizados. A superfície do corpo é coberta com filme para completar a produção do display LED.

As vantagens de usar a tecnologia MiP:

Bom efeito de exibição

Os dispositivos MIP são capazes de medir, classificar e misturar micropixels RGB, garantindo que o painel seja exibido de maneira altamente consistente.

Cobertura diversificada de produtos:

MiP cobre uma ampla gama de especificações de produtos (P0.9 a P3.0). Isso elimina a necessidade de encapsulamentos específicos para cada especificação. A adoção em massa de especificações estabelecidas reduz custos rapidamente.

Fabricação econômica:

Os testes de wafer, a transferência massiva, os equipamentos/processos uniformes e os requisitos de menor rendimento do MiP proporcionam benefícios de custo substanciais, especialmente ao aproveitar a eficiência de fabricação do Micro LED.

Integração flexível:

O MiP integra-se facilmente às linhas de produção COB ou SMD existentes. Isto reduz os investimentos posteriores e permite processos padrão em toda a indústria.

As vantagens dos módulos de display LED MIP

Alta proporção de preto

Proporção de preto superior a 99%

Design óptico especial

Ângulo de visão horizontal excessivamente grande (>=174 graus).

Forte compatibilidade

É compatível com equipamentos e máquinas existentes e pode ser usado para completar testes e classificação.

Forte aplicabilidade

Micro LEDs são mais fáceis de usar nos mercados finais

O que é tecnologia de embalagem COB?

Módulo LED SMD COB

Chip-on-board (COB) é uma técnica de embalagem que difere da tecnologia de montagem em superfície (SMD). O método envolve fixar os chips nus a uma PCB com adesivo condutor ou não condutor. Os fios de ligação são então anexados para conexões elétricas. O processo de produção é integrado desde a embalagem até o módulo/unidade de display LED em uma única instalação, agilizando as operações. Portanto, isso permite um tamanho de pixel menor, maior confiabilidade e economia.

A tecnologia de embalagem COB está se desenvolvendo em três direções principais:

Tecnologia de embalagem de chip único: Este método de embalagem é tradicional e tem menos obstáculos técnicos. Os fabricantes de telas LED compram COBs pré-embalados de fábricas de embalagens e os montam usando SMT em painéis de telas LED.

Tecnologia de embalagem COB de integração limitada: Alguns fabricantes procuram melhorar a eficiência da produção e reduzir as taxas de falhas de pixel sem aumentar a complexidade da embalagem. Os fabricantes de painéis LED compram módulos LED COB (incluindo suportes), com integração limitada, de fábricas de embalagens. Eles então montam os módulos de LED em painéis de LED usando processos SMT.

Tecnologia integrada de embalagem COB: Esta tecnologia de embalagem COB é altamente integrada e reduz ou elimina processos SMT. A integração do conjunto de LED ocorre durante o empacotamento, ignorando certas etapas do SMT.

Não elimina a embalagem, mas simplifica o processo. O processo SMD envolve uma série de etapas, incluindo a ligação da matriz e a ligação do fio. Outras etapas incluem estampagem, classificação de cores, gravação e colocação. O COB simplifica as etapas de colocação de IC, colagem de moldes, colagem de fios, testes e distribuição.

Os desafios enfrentados nas embalagens COB:

Visor LED COB DOIT VISION 04
Visor LED COB DOIT VISION 04

Rendimento da primeira passagem:

O processo de embalagem COB envolve a montagem de 1024 LEDs em uma grande placa de circuito. Se pelo menos um dos 1024 LEDs estiver com defeito, a integridade da placa estará comprometida. É difícil garantir que todos os 1024 LEDs estejam totalmente funcionais antes do encapsulamento.

Rendimento do Produto Final

Após o encapsulamento do LED, os componentes do driver IC passam por soldagem por refluxo. O desafio está em proteger os LEDs durante o processo de refluxo em alta temperatura (240 graus). O COB salva os LEDs de um processo de refluxo, mas os expõe a danos potenciais durante o segundo refluxo. Altas temperaturas podem causar quebra de fio e microdanos difíceis de detectar, mas podem levar a eventuais falhas.

Manutenção Geral

O reparo de LEDs COB requer manuseio especial. A manutenção de LEDs individuais pode ser difícil porque o calor gerado pela soldagem muitas vezes faz com que o LED afete a área ao seu redor, dificultando os reparos.

Esses desafios estão sendo enfrentados por empresas com soluções específicas. Medidas de proteção, como blindagem da superfície do LED e calibração ponto a ponto durante a manutenção, são usadas para garantir consistência.

As vantagens da embalagem COB

Ultrafino e fino: De acordo com as reais necessidades dos clientes, placas PCB com espessuras variando de 0.4 a 1.2 mm podem ser usadas para reduzir o peso para pelo menos 1/3 dos produtos tradicionais originais, o que pode reduzir significativamente os custos estruturais, de transporte e de engenharia para os clientes.

Resistência anticolisão e compressão: Visor LED COB os produtos encapsulam diretamente o chip LED na posição côncava da placa PCB e, em seguida, encapsulam e solidificam-no com cola de resina epóxi. A superfície do ponto de luz é elevada em uma superfície elevada, que é lisa e dura, resistente a impactos e ao desgaste.

Grande ângulo de visão: O pacote COB usa luminescência esférica bem rasa, o ângulo de visão é maior que 175 graus, próximo a 180 graus, e tem um melhor efeito de luz difusa óptica.

Forte capacidade de dissipação de calor: Os produtos COB encapsulam a lâmpada na placa PCB e transferem rapidamente o calor do pavio através da folha de cobre na placa PCB, e a espessura da folha de cobre na placa PCB tem requisitos de processo rigorosos, juntamente com o processo de ouro de imersão, dificilmente causará atenuação grave da luz. Portanto, a lâmpada raramente morre, prolongando muito a vida útil da lâmpada.

Resistente ao desgaste e fácil de limpar: A superfície dos pontos da lâmpada é elevada em uma superfície esférica, lisa e dura, resistente a impactos e ao desgaste; se houver pixels ruins, eles poderão ser reparados ponto por ponto; sem máscara, se houver poeira pode ser limpa com água ou pano.

Excelentes características para todos os climas: Adota tratamento de proteção tripla, com excelentes efeitos à prova d'água, umidade, corrosão, poeira, eletricidade estática, oxidação e ultravioleta; ele atende a todas as condições de trabalho climáticas e ainda pode ser usado normalmente em um ambiente com diferença de temperatura de menos 30 graus a acima de zero 80 graus.

Desenvolvimento de Embalagens COB e MIP

Muitas empresas estão atualmente desenvolvendo tecnologia SMD e COB. IMD e COB são usados ​​principalmente para tons abaixo de P1.0. Ambas as tecnologias são adequadas para especificações entre P0.4-P0.9. O MIP é semelhante aos pixels COB encapsulados individualmente: oferece confiabilidade de nível COB para integração e flexibilidade de LEDs individuais, mas requer menor confiabilidade ao transferir grandes quantidades. A tecnologia MIP ainda é uma boa escolha para aplicações convencionais como P1.2, P1.5 e P3.0.

COB é líder em encapsulamento de alta integração e alta densidade de pixels. Tem como alvo produtos de médio a alto padrão, vendendo principalmente abaixo de P1.6. Os displays LED P1.2 são mais predominantes. A relação custo-benefício do COB aumenta à medida que o tom diminui. O COB tem um custo de produção menor que o SMD para arremessos inferiores a P1.2.

A tecnologia COB é uma boa escolha para aplicações que requerem encapsulamento de alta densidade. Ele oferece economia de custos em arremessos menores e pode ser usado em diversas aplicações.

Relacionado:

COB vs. Telas LED SMD

Diferenciando entre embalagens COB e MIP:

Princípio:

COB: A embalagem COB de display LED envolve montagem de alta qualidade sem suportes. Os chips são fixados diretamente ao substrato com silicone ou cola condutora e depois colados com fio para conexões elétricas.

PIM: A embalagem MIP conecta eletrodos de chip de LED a eletrodos de substrato após a conclusão dos eletrodos.

Características:

COB: Uma escolha popular pela sua simplicidade, apelo estético e custo-benefício.

PIM: Reconhecida como uma solução de embalagem que alcança embalagens ultrafinas e alta eficiência de produção. Ele também fornece dissipação de calor superior. A tecnologia COB integra a tecnologia de display LED downstream com embalagens LED midstream, reduzindo os custos dos suportes e simplificando os processos de produção para alcançar maior eficiência.

A tecnologia MIP, por outro lado, é uma forma econômica e de alta qualidade de produzir Micro LEDs. Os produtos P1.2 produzidos por MIP têm o mesmo preço que COB ou SMD fabricados no mesmo campo. Porém, o MIP tem um custo menor na fabricação de pitches menores que o P1.2.

Os principais fabricantes de telas LED discutem as diferenças

Tecnologia Unilumin: 

Para Micro in package, apenas algumas empresas alcançaram a produção em massa. A vantagem do MiP está na miniaturização das embalagens e nas embalagens de menor tamanho, mantendo o brilho, a consistência da cor e outras características do produto. A MiP possui uma forte cadeia industrial que pode substituir produtos de forma integrada, sem alterar sua estrutura eletrônica e melhorar o desempenho.

Grupo Leyard

O MiP oferece muitas vantagens, incluindo mistura leve, uniformidade, baixo custo de reparos, dificuldade reduzida para testes pontuais e classificação e nenhum efeito Mura. O MiP também tem a vantagem exclusiva de ser compatível com Micro LEDs de produção em massa em tamanhos grandes e é aceito pelos fabricantes de telas LED.

Em termos de aplicações de telas LED para tamanhos menores e maiores, o MiP pode evitar gargalos no rendimento, consistência da cor da tinta, uniformidade, inspeção e reparo, custo, etc., tornando-o uma escolha ideal para a produção de telas Micro LED.

Além de suas vantagens técnicas, o MiP pode se igualar ao processo original dos displays LED em termos de processo e processo de fabricação, o que significa que o MiP tem maior compatibilidade em termos de processo de fabricação, tecnologia e outros aspectos.

Se olharmos para as tecnologias MiP e COB de uma perspectiva comparativa:

Em relação aos requisitos de tamanho do chip de LED, normalmente, o COB só pode encapsular chips de LED com tamanho bilateral superior a 100μm, enquanto o MiP pode encapsular chips de LED com tamanhos abaixo de 60um; no nível da exibição, o MiP pode ter a menor densidade de pixels, seguido pelo COB. De modo geral, o MiP é superior ao COB em termos de tamanho do chip LED, conexão elétrica, contraste, processo de montagem, reparabilidade, planicidade, compartimentos de luz mista, etc.

Ausência:

COB e MIP diferem em sua capacidade de fabricação e cenários de uso, bem como no desempenho da exibição.

Produção industrial: MIP (Mini LED no pacote) pode reutilizar equipamentos de produção SMD, o que reduz o investimento pesado em ativos; MIP, ou Micro LED in Package, também pode usar alguns dos equipamentos SMD. COB, (Chip on board) requer investimento em linha de produção própria.

Cenários de uso: COB e MIP (MicroLED no pacote) são usados ​​principalmente para telas LED de grande porte, como em salas de controle, grandes salas de reuniões, exposições e outras cenas internas. O tamanho do chip MIP está diminuindo. No futuro, os Micro LEDs serão usados ​​principalmente para pequenos displays de LED, incluindo dispositivos vestíveis, televisores Micro LED, displays de veículos e outros cenários.

Desempenho de exibição: COB LED exibe alto brilho e alto contraste, ao mesmo tempo que apresenta efeitos HDR. Ele também tem muitas vantagens sobre os produtos SMD, como a estabilidade da tela. O desempenho da tela do MIP é comparável ao COB e sua consistência de ângulo de visão amplo é superior. A estabilidade da tela é menos estável sem embalagem de integração de superfície do que COB.

Micro LED in Package (MIP) é atualmente a rota de produção mais popular e fácil de produzir em massa. Ele pode obter uma tela de resolução ultra-alta e realizar produtos de exibição abaixo de P0.4 mm. Requer maior precisão no esquema de condução, portanto, em ultrapequenos, o espaçamento da tela será melhor.

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Atualmente, o MiP está dividido em duas categorias no mercado: nível de pacote e nível de chips. Kinglight e Lijing são as empresas que representam o nível de pacote MiP, que ainda é uma continuação do SMT. Os MiPs de nível de chip são principalmente de marcas internacionais como Seoul Semiconductor e Samsung.

A principal diferença entre o nível de pacote COB e MIP é o processo de empacotamento SMT e COB. COB é líder absoluto em confiabilidade e estabilidade. O COB também não usa uma conexão de embalagem de copo de lâmpada e o chip pode ser conectado diretamente à placa PCB. Portanto, o custo do COB está na mesma escala do MIP em nível de pacote.

Mini LED é o principal campo de batalha para o nível de pacote MiP. Os produtos são usados ​​principalmente em displays comerciais, fotografia XP, áreas de consumo, etc. Não são adequados para aplicações profissionais, como médicas e governamentais. Seu espaçamento limita sua capacidade de entrada no mercado de Micro LED. O MiP em nível de pacote representa uma continuação e extensão dos recursos originais. Isso não significa que haverá um futuro incrivelmente brilhante.

A principal diferença no MiP em nível de chip é a disposição do chip RGB. O processo utilizado é a transferência de massa ou cristal sólido, semelhante à futura tecnologia do COB. A produção em lote não será possível num futuro próximo devido aos elevados custos e às capacidades de produção em massa não confiáveis. O mercado de Micro LED continuará paralelo ao COB enquanto a tecnologia da indústria, os custos de fabricação e os equipamentos de produção não forem unificados. A embalagem COB será a tecnologia principal do Mini LED e o único caminho para o Micro LED.

Conclusão:

O debate sobre se o COB ou o MiP são superiores nunca terminou. Em geral, os fabricantes de ecrãs LED tendem a concentrar-se na maturidade e na reutilização da tecnologia MiP, enquanto o crescimento do COB é o seu foco principal.

Alguns fabricantes de telas LED adotam uma posição clara, mas a maioria opta por seguir os dois caminhos em paralelo. Todos os fabricantes concordaram que a importância do MiP é inquestionável, que levará tempo para fazer avanços na redução de custos do COB e que a aplicação do Micro LED no mercado em larga escala ainda tem um longo caminho a percorrer.

Sobre o autor

Kris Liang

Kris Liang

Fundador/especialista em display LED

Kiris Liang é o fundador da Doitvision. Mais de 12 anos na indústria visual de LED. Paixão total por LED, designer de produto e vendedor-chefe. Procuro companheiro de equipe técnica/marketing/vendas.

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