Мини-дисплей: упаковка COB или POB, что лучше?

По мере развития светодиодных технологий, мини-светодиодная подсветка (сокращенно Mini BLU) стала наиболее перспективной технологией для HD-дисплеев. Эта технология привлекает ведущих производителей светодиодов на этапах производства микросхем, упаковки компонентов и последующей цепочки производства дисплеев к выходу на рынок. Это также ускоряет коммерциализацию технологии Mini BLU.

Среди них упаковка светодиодов является ключевым звеном, определяющим производительность светодиодов, себестоимость продукции и даже крупномасштабное производство продукции Mini BLU. Технический путь лучшего упаковочного решения никогда не останавливался. Поэтому в настоящее время основное внимание уделяется конкуренции между POB и COB.

COB против POB Упаковочная технология

В традиционных решениях светодиодной подсветки SMD-упаковка флип-чипа доминировала в подходе инкапсуляции светодиодов. Поскольку отрасль вступает в эпоху миниатюризации светодиодов, с развитием технологии флип-чипа постепенно появились технологии флип-чипа SMD и COB. Конкуренция между двумя основными Mini LED усиливается.

Технология упаковки COB:

Технология COB подразумевает монтаж большого количества светодиодных чипов непосредственно на подложку (в основном на печатную плату или стеклянную подложку) путем склеивания кристаллов с последующей комплексной инкапсуляцией.

Технология COB использует высокоинтегрированную структуру упаковки панели на уровне пикселей на одной стороне подложки, в то время как компоненты драйвера IC размещаются на обратной стороне. Благодаря исключению необходимости в кронштейнах или паяных штырях, COB обеспечивает расстояние оптического смешивания (OD), приближающееся к нулю, что позволяет создавать сверхтонкие конструкции модулей подсветки.

Однако процесс COB требует высокой точности и сложности производства, требуя более современного оборудования по сравнению с традиционными рабочими процессами POB.

 Кроме того, интегрированная инкапсуляция усложняет переделку бракованной продукции.

Однако решения COB дороже, чем POB из-за некоторых факторов, таких как сложность процесса, распределение затрат на оборудование и т. д.

Технология POB:

POB (Package-on-Board), обычно называемое в отрасли решением «Звездное небо». Оно включает в себя сначала инкапсуляцию отдельных светодиодных чипов в дискретные шарики ламп, которые затем монтируются на подложку с помощью SMT. Это принципиально отличается от интегрированного подхода COB.

Ключевые отличия:

• COB: прямое соединение кристалла с подложкой, интегрированная инкапсуляция, минимальный внешний диаметр, более тонкие модули, более высокая стоимость.
• POB: Предварительно упакованные дискретные светодиоды, SMT-монтаж, более простой процесс, более низкая стоимость, но более толстая конструкция подсветки.

Схема структуры корпуса POB Flip-Chip SMD

В настоящее время решения подсветки POB можно разделить на типы Flip-Chip SMD и CSP на основе структуры корпуса. Технология POB Flip-Chip SMD предлагает зрелые процессы, относительно низкие затраты и сильную возможность массового производства.

Однако из-за ограничений по размеру корпуса обычно требуются большие значения OD (оптического расстояния), что приводит к более узкой области применения по сравнению с решениями COB.

Схема структуры пакета POB-CSP

CSP (Chip Scale Package) — это технология упаковки на уровне чипа. Объем после упаковки примерно в 1.2 раза превышает размер чипа. Таким образом, она обеспечивает сверхмалые значения OD, сопоставимые с решениями COB, при сохранении более низких затрат, чем COB.

 Тем не менее, чрезвычайно компактный размер светодиодов CSP приводит к таким проблемам, как чрезмерно узкое расстояние между электродными площадками и недостаточная площадь площадки, что может привести к утечке света, неравномерному смешиванию цветов или оптическим перекрестным помехам из-за недостаточного покрытия инкапсулирующей смолой.

Сравнение технологий COB и POB

В настоящее время два решения по упаковке для мини-светодиодных модулей подсветки — COB и POB — имеют определенные преимущества и ограничения, что приводит к их внедрению в различные продукты в зависимости от потребностей рынка.

Критерии сравнения COB POB

Критерии сравнения	COB	П.Я.
Промышленная цепь	Требуется перепланировка и интеграция	Зрелый
Инвестиции	Высокая (требуются вторичные инвестиции)	Низкий
Тип чипа	Производство квадратных пластин	Круглые пластины массового производства
Точность подложки	Высокие требования	Низкие требования
Переработка сложности	Высокий (сложный процесс)	Низкий (возможна ручная доработка)
Сценарии приложений	Сверхтонкая подсветка (например, планшеты, ноутбуки, игровые дисплеи)	Подсветка больших экранов (например, телевизоры среднего/низкого уровня, мониторы, автомобили)

Критический анализ

Цепочка отраслей:POB > COB

COB подразумевает соединение на уровне чипа, требуя более высоких технических стандартов для оборудования, материалов и процессов. Его зрелость цепочки поставок остается недостаточно развитой.

POB получает выгоду от зрелой цепочки поставок. Это позволяет производить продукцию в больших объемах без серьезных модернизаций существующих линий, что значительно снижает затраты.

Сырье:POB > COB

Для COB требуются квадратные пластины, для которых предусмотрены более строгие требования к материалам.

POB использует экономичные круглые пластины, производимые в больших масштабах, что позволяет изготавливать чипы меньшего размера и снижать затраты.

Выход продукции: Flip-Chip SMD > CSP > COB

Технология COB требует сверхвысокой точности и контроля качества, что приводит к снижению выхода годных модулей.

Для обеспечения проходных баллов необходимы дополнительные процессы:

•  SPI для проверки паяльной пасты
• AOI для визуального осмотра
• тестирование производительности, старение

С подложками печатных плат POB Flip-Chip SMD превосходит COB из-за более крупных контактных площадок, отработанных процессов и более слабых требований к точности подложки. Выход POB-CSP падает между Flip-Chip SMD и COB.

Гибкость переделки:POB > COB

Интегрированная инкапсуляция COB усложняет переделку неисправных узлов.

POB позволяет вручную заменять отдельные неисправные светодиоды, что обеспечивает низкую стоимость обслуживания.

Сценарии применения: COB > POB

COB достигает нулевого оптического расстояния (0OD) и сверхтонких конструкций. Идеально подходит для планшетов, ноутбуков и игровых мониторов. Меньшие панели также повышают производительность и экономическую эффективность.

POB ограничен размером корпуса. Он в основном используется в модулях большого OD для чувствительных к стоимости рынков, таких как телевизоры среднего/низкого уровня, мониторы и автомобильные дисплеи.

• COB: Компания отдает приоритет сверхтонким, высококачественным конструкциям, но сталкивается с проблемами стоимости, выхода годных изделий и необходимости доработки.
• POB: Он отличается экономической эффективностью, масштабируемостью и простотой, доминируя на рынках больших экранов, где толщина не так важна.

Какое решение для упаковки светодиодов предлагает оптимальный путь для массового производства?

Как было отмечено в сравнительном анализе выше, конкуренция между COB и POB в первую очередь зависит от компромисса между производительностью и стоимостью.

Возможность достижения оптимального баланса между низкой стоимостью реализации и высокой производительностью, что в конечном итоге определит потенциал развития обеих технологий.

Партнер Doitvision"Решение ACSP

Схема структуры пакета

Компания Doitvision Partners является ведущим производителем интегрированных устройств (IDM) высококачественных полупроводниковых источников света. Она обладает преимуществами интеграции по всей производственной цепочке, а также глубокими знаниями в области производства, упаковки и тестирования.

Для решения проблем, связанных с выбором пути упаковки для блока подсветки Mini BLU (Backlight Unit), компания The Partner итеративно совершенствовала решения на основе COB и традиционных POB, представив свою запатентованную технологию подсветки ACSP (Advanced Chip Scale Packaging). Этот прорыв объединяет преимущества обоих подходов, одновременно повышая производительность и экономическую эффективность.

Преимущества производительности

В Mini BLU используются фирменные конструкции перевернутого кристалла и технология ACSP, что позволяет добиться компактного размера корпуса, который всего в 1.1–1.2 раза превышает размеры кристалла.

Угол излучения света светодиодов увеличен со 140° до почти 180°, что позволяет использовать сверхтонкую конструкцию 0OD (нулевое оптическое расстояние) для плавного смешивания цветов.

Такая универсальность поддерживает приложения в сфере дополненной и виртуальной реальности, планшетов и ноутбуков, мониторов, телевизоров, автомобильных дисплеев и других сегментах полноразмерных дисплеев.

Кроме того, решение ACSP включает в себя уникальную технологию расширения электродов и процессы вторичной пайки оплавлением, эффективно решая проблемы выхода годных изделий, вызванные утечкой света и неравномерным смешиванием цветов, присущими традиционной упаковке CSP.

Оптимизация затрат

Благодаря вертикально интегрированной цепочке поставок, наш партнер внедряет комплексный контроль затрат на всех этапах: от проектирования микросхем и оптического моделирования до процессов упаковки и проектирования драйверов. Технология ACSP значительно повышает выход годной продукции, одновременно снижая производственные затраты.

Заключение

Мы представили разницу между технологиями упаковки COB и POB. Как ведущий производитель COB-светодиодных дисплеев, мы постоянно внедряем новые технологии вместе с нашими лучшими партнерами. Поэтому наши COB-светодиодные экраны не только отличаются высоким качеством, но и доступны по цене. Если вас заинтересовали наши COB-светодиодные дисплеи , пожалуйста, свяжитесь с нами.