Каким образом технология MIP-процесса позволяет добиться прорыва в производстве светодиодных дисплеев сверхвысокой четкости с малым шагом пикселя?

С быстрым развитием рынка светодиодных дисплеев для помещений технология светодиодных дисплеев с малым шагом пикселей ultra-HD стала выдающимся решением в последние годы. Вы можете найти широкое применение в коммерческих комплексах, системах видеонаблюдения, командных центрах, образовательных учреждениях, энергетических/вещательных объектах и ​​конференц-залах.

Шаг пикселя, включая P2.5, P1.8, P1.5 и даже P1.2, получил широкое распространение и широко используется, в то время как рыночный спрос на более короткие расстояния просмотра и более высокие разрешения продолжает неуклонно расти.

Кроме того, ожидается, что светодиодная технология расширит свое применение в разнообразных дисплеях, таких как:

• телевизионные системы
•  автомобильная электроника
•  медицинское оборудование
• 3C бытовая техника

Корпус SMD в сторону меньших размеров

Технология полноцветного светодиодного дисплея использует трехцветные светодиодные чипы — красный (R), зеленый (G) и синий (B), — которые генерируют яркий световой поток и насыщенную цветопередачу с помощью электрических схемных соединений.

Поскольку шаг пикселей продолжает уменьшаться, а плотность пикселей увеличивается, в процессах корпусирования чипов были достигнуты значительные успехи.

Традиционные светодиодные дисплеи P2.5 использовали 2121 (2.1 мм × 2.1 мм) корпусов светодиодов SMD, в то время как в эпоху технологий с малым шагом выводов для светодиодных дисплеев P1010 использовались корпуса размером 1.0 (1.0 мм × 1.2 мм).

Эта миниатюризация позволяет рационально проектировать светодиодные дисплеи для помещений. В настоящее время отраслевой консенсус признает необратимую тенденцию к более высоким разрешениям и уменьшению шага пикселей.

На этом фоне светодиодные дисплеи P0.9, P0.7, P0.4 и даже суб-P0.1 постепенно формируют новый рубеж для разнообразных приложений. Эти технологические достижения не только будут способствовать дальнейшим инновациям в технологии отображения, но и обеспечат улучшенные визуальные впечатления.

Рождение технологии COB

Поскольку требования к плотности пикселей на меньших площадях отображения растут, размер светодиодных излучателей должен быть пропорционально уменьшен в соответствии с более мелкими шагами пикселей. В ответ на эту тенденцию технология COB (Chip on Board) появилась как подходящее решение. Используя компоненты перевернутого кристалла и общую архитектуру катода, COB внесла значительные улучшения в светодиодные дисплеи, начиная с диапазона шага P1.0.

В отличие от традиционных процессов SMD, которые полагаются на соединение проводов, COB полностью исключает этот шаг, что приводит к повышению производительности и снижению производственных затрат. Вместо этого весь модуль инкапсулируется защитной пленкой, которая заменяет обычную упаковку для поверхностного монтажа. Это покрытие не только обеспечивает водо-, пыле- и ударопрочность, но также использует многослойную черную базовую конструкцию для предотвращения утечки света, что еще больше повышает надежность устройства и производительность дисплея.

Однако переход в диапазон микрошага (ниже P1.0) создает новые проблемы. Традиционные конструкции печатных плат HDI, характеризующиеся определенной шириной линий, интервалом, толщиной меди и количеством слоев, с трудом удовлетворяют требованиям схем с микрошагом. Для решения этой проблемы используются методы MSAP (модифицированный полуаддитивный процесс). К ним относятся перенос изображения, медное покрытие и флэш-травление, которые позволяют создавать вертикальные структуры схем, повышающие общий выход продукции. Тем не менее, каждая линия схемы в конструкции с микрошагом должна соответствовать строгим стандартам качества, что делает процесс производства более сложным и менее щадящим.

COB требует сверхплотных печатных плат, что по своей сути увеличивает затраты на изготовление. Кроме того, внутренние процессы, такие как склеивание кристаллов, сталкиваются со снижением производительности и снижением эффективности массового производства. При использовании склеивающих устройств для монтажа кристаллов большие размеры контактных площадок (W) и более широкие зазоры (GAP) значительно повышают вероятность успеха прямого склеивания. Однако, поскольку размеры кристаллов продолжают уменьшаться, а требования к шагу ужесточаются, традиционное склеивание проводов с помощью вертикально расположенных золотых проводов становится устаревшим. Конструкции перевернутых кристаллов развиваются в сторону меньших размеров, что приводит к еще меньшим контактным площадкам и зазорам.

Несоответствие теплового расширения между чипом и подложкой печатной платы, небольшие смещения во время соединения кристалла и несоосность в позиционировании контактных площадок еще больше снижают выход соединения. В сценариях с ультратонким шагом, где плотно упакованные микроплощадки доминируют на поверхности, любое небольшое отклонение может привести к значительному снижению производительности, увеличению производственных затрат и удлинению производственных циклов.

Прорыв в технологии MIP

Для решения технических и финансовых проблем, связанных с микрошаговыми светодиодными дисплеями, технология MIP представляет инновационную архитектуру упаковки на уровне чипа. Этот подход использует многослойные полупроводниковые схемы для увеличения электродных площадок и увеличения расстояния между ними, что значительно повышает производительность соединения кристаллов.

Для микросветодиодных чипов размером менее 50 микрон (1 мил эквивалентен 25.4 мкм) технология MIP обеспечивает прорыв, смягчая ограничения конструкции печатной платы с ширины линий и зазоров менее 50 мкм до примерно 100 мкм. Это позволяет небольшим площадкам на чипе успешно соединяться с более крупными, а также расширять зазоры между площадками для снижения риска короткого замыкания.

Важно, что MIP обеспечивает совместимость с существующими материалами и процессами изготовления HDI PCB, устраняя зависимость от более сложных и дорогостоящих PCB на основе MSAP. Производители могут поддерживать свои текущие производственные линии и оборудование, обеспечивая стабильный выход, постоянную эффективность процесса и улучшенную масштабируемость. Это значительно повышает осуществимость массового производства дисплеев Micro LED.

Помимо совместимости с печатными платами, технология MIP также применима к стеклянным подложкам, что помогает снизить затраты на базовые материалы. Она также позволяет использовать полностью синие чипы в сочетании с преобразованием квантовых точек на кремнии для достижения полноцветного излучения RGB. Это расширяет область применения MIP до дисплеев следующего поколения, использующих сверхмалые чипы, такие как 0202 и 0101. В результате ожидается, что MIP будет играть ключевую роль в развитии новых и развивающихся рынков голубого океана.

Схема увеличенной конструкции перемычек и зазоров между контактными площадками MIP.  

С точки зрения процесса, MIP использует технологию инкапсуляции в стиле полупроводника, специально разработанную для сверхмалых светодиодов с перевернутым кристаллом. Она позволяет продлить исходные электроды чипа через слои схемы, тем самым увеличивая расстояние между контактными площадками и упрощая процесс соединения.

Эти чипы по-прежнему можно монтировать с использованием существующих устройств для соединения кристаллов и HDI-печатных плат, завершая полноценный светодиодный дисплейный модуль с микрошагом выводов. Если во время постобработки или тестирования будут обнаружены дефектные паяные соединения, необходимо заменить только неисправный блок. Это повышает выход продукции, одновременно снижая затраты на техническое обслуживание и сложность производства.

Оптимизация удлинения электродов и расстояния между контактными площадками MIP.

При производстве светодиодных дисплеев с микрошагом технологический процесс MIP представляет собой усовершенствованную версию традиционной технологии COB.

На начальных и средних этапах изготовления микросхем технология MIP включает в себя дополнительные полупроводниковые процессы, такие как фотолитография, нанесение изоляционного слоя, металлизация электродов и травление схем, для расширения площади электродов и оптимизации компоновки схем, тем самым повышая выход продукции массового производства.

Средние и поздние этапы включают в себя нарезку, тестирование, сортировку и прямую передачу на синюю ленту. Этот модульный подход позволяет гибко адаптировать внутренние процессы для удовлетворения разнообразных требований к продукту, используя существующее оборудование для соединения кристаллов, технологии массопереноса и инкапсуляционное формование.

Результатом является оптимизированный, высокоэффективный производственный процесс, который не только повышает качество продукции, выход продукции и производительность, но и обеспечивает беспрепятственную интеграцию в существующие процессы.

Универсальность MIP открывает новые возможности для более широкого промышленного применения.  

Последовательность производственных процессов MIP и COB.  

Поскольку светодиодная технология переходит от дисплеев с малым шагом к дисплеям с микрошагом, традиционные светодиоды SMD с их открытыми выводами и слабой устойчивостью к воздействию окружающей среды становятся все более неподходящими для применения в помещениях. Будущие тенденции будут сосредоточены на сверхтонких шагах ниже P0.9, включая:  

• – P0.7 для стандартных телевизоров с разрешением 2K
• – P0.3 для систем с разрешением 4K
• – Светодиодные дисплеи 8K
• – Носимые устройства (умные часы, очки дополненной и виртуальной реальности) и автомобильные панели.  

Эти приложения представляют собой огромные неиспользованные рынки. Для светодиодных дисплеев с микрошагом и сверхвысокой плотностью размещения в помещениях критическими факторами успеха являются превосходное качество отображения (ноль мертвых пикселей), надежная защита от воздействия окружающей среды и оптимизированное управление температурой.

Конструктивные инновации MIP отвечают этим требованиям, позиционируя ее как краеугольную технологию для миниатюрных дисплеев сверхвысокой четкости следующего поколения в развивающихся отраслях.  

Связанный:

МИП против. Светодиодный дисплей COB с малым шагом пикселя: что лучше?

Доитвижн: Пионер будущего дисплеев с микрошагом

Компания Doitvision — новатор в области технологий дисплеев с микрошагом, неустанно стремящаяся к сверхвысокому физическому разрешению 8K+.

Преодолевая текущие стандарты видеоисточников и ограничения передачи, Doitvision стремится предоставить непревзойденные визуальные впечатления. Это обязательство стимулирует создание безупречных, высококачественных экранов.  

Компания Doitvision со штаб-квартирой в Шэньчжэне имеет собственное производственное предприятие, специализирующееся на внутренних исследованиях и разработках, а также на разработке передовой продукции.

Тесно сотрудничая с производителями микросхем начального уровня и поставщиками корпусов/модулей среднего уровня, компания поставляет индивидуальные светодиодные дисплеи для коммерческих приложений.

Благодаря диверсифицированным моделям продаж, включая проектное, инженерное и партнерское сотрудничество с каналами сбыта, Doitvision меняет индустрию светодиодных дисплеев.  

Компания Doitvision, являясь поставщиком высокопроизводительных светодиодных дисплеев , постоянно совершенствуется в трех ключевых областях:

• – Стандартизированные размеры и разрешение  
• -Энергоэффективность и снижение частоты отказов
• – Упрощенная установка/обслуживание

Компания Doitvision выпустила 55-дюймовый дисплей с разрешением 2K и микрошагом пикселов, использующий технологию MIP, что еще больше укрепило ее лидерство в области сверхточных визуальных решений.

Вывод:

Мы подробно представили технологию процесса MIP. Как зрелый производитель светодиодных дисплеев с микрошагом, мы предлагаем множество прекрасных решений для дисплеев HD. Если вам нужно, вы можете связаться с нами в любое время.