Seit der Einführung von LED-BildschirmDer Prozess schreitet weiter voran, die Pixeldichte wird immer höher, was nicht von den Fortschritten in der Verpackungstechnologie getrennt werden kann.
Die Flip-Chip-COB-Technologie ist in der LED-Displayindustrie eine fortschrittlichere Verpackungstechnologie. Wie sieht ihr Prozessablauf aus? Welche Vorteile bietet sie? Dieser Artikel soll es Ihnen erklären.
Was ist Flip-Chip-COB-Technologie?
Bei der Entwicklung ausgereifterer LED-Verpackungstechnologien wurde der LED-Chip in der Regel mit der Vorderseite nach oben auf dem Substrat montiert. Anschließend wurde zwischen dem LED-Chip und der Halterung durch Schweißen von Metallleitungen die elektrische Verbindung hergestellt.
Die Flip-Chip-COB-Technologie stellt eine Verbesserung der herkömmlichen LED-Verpackungstechnologie dar, bei der der LED-Chip verkehrt herum direkt auf dem Substrat montiert wird, sodass die Kontakte des LED-Chips direkten Kontakt mit dem Substrat haben.
Diese Art der Montage des LED-Chips spart die Kabelverbindung zwischen der LED-Chip-Elektrode und der Halterung, reduziert den Stromverbrauch und den Wärmeverlust und die Struktur ist viel einfacher, was eine kompaktere Anordnung der Installation ermöglicht, d. h. einen kleineren Pixelabstand und eine höhere Pixeldichte.
Prozessablauf der Flip-Chip-COB-Technologie
Qualitätsprüfung und Reinigung von Wafern
Bevor wir mit der Flip-Chip-COB-Technologie fortfahren, müssen wir eine Qualitätskontrolle der Wafer durchführen, um sicherzustellen, dass die Wafer von guter Qualität sind und die Abmessungen den Anforderungen entsprechen.
Nach dem Aussortieren der geeigneten Wafer werden diese gereinigt, um sicherzustellen, dass die Waferoberfläche frei von Schmutz und Ölflecken ist.
Abscheidung der unteren Metallschicht
Die untere Metallschicht wird durch Magnetronsputtern auf dem Wafer abgeschieden, und es ist üblicher, Metalle wie Titan und Kupfer als Keimschicht zu verwenden.
Fotolackbeschichtung
Das Isoliermaterial Polyimid wird auf die Oberfläche des Wafers aufgetragen, wo die Abscheidung der Metallschicht abgeschlossen ist. Anschließend wird der Wafer nacheinander belichtet und entwickelt, um die Öffnungspositionen der Bumps zu erzeugen.
Zweite Fotolithografie
Um dann im nächsten Schritt den zu beschichtenden Bereich zu öffnen, müssen wir den Fotolack fotolithografieren, um die Öffnung zu erzeugen.
Galvanisieren
Zur Bildung des Bumps wird auf die offene Fläche eine Zinn-Silber-Legierung galvanisiert.
Entfernen des Fotolacks
Sobald die Beschichtung abgeschlossen ist, wird der Fotolack entfernt, wodurch die zu Beginn abgeschiedene Metallkeimschicht freigelegt wird.
UBM Etch
Nur die durch Galvanisieren gebildete Metallkeimschicht unter dem Bump bleibt erhalten, der Rest der Metallschicht wird entfernt.
Reflow
Die Zinn-Silber-Legierungsschichten werden geschmolzen und durch den Reflow-Prozess wieder aufgeschmolzen, wodurch eine glatte Lötkugelform entsteht.
Chipmontage
Richten Sie die LED-Chip-Bumps auf dem Substrat aus und verbinden Sie den LED-Chip durch den Reflow-Prozess oder den Hot-Press-Bonding-Prozess mit dem Substrat.
Bodenfüllung
Nachdem die Verbindung zwischen Chip und Substrat abgeschlossen ist, füllt Tropfenfarbe den verbleibenden Spalt zwischen LED-Chip und Substrat, um die Verbindungsstärke zwischen LED-Chip und Substrat zu erhöhen.
Aushärtung
Nach Abschluss der oben genannten Schritte ist das Flip-Chip-COB-Technologiepaket grundsätzlich fertiggestellt, es muss jedoch noch eine endgültige Aushärtung durchgeführt werden.
Die gekapselten LED-Chip- und Substratkomponenten werden zum Aushärten der Füllgrundierung in den Aushärteofen gelegt, um die Zuverlässigkeit der Verbindung aller Komponenten zu verbessern.
Qualitätsprüfung
Nach Abschluss aller Verpackungsschritte der Flip-Chip-COB-Technologie müssen wir die Komponenten nach der Qualitätskontrolle auch verkapseln, um sicherzustellen, dass in den nächsten Produktionsschritt keine fehlerhaften Produkte gelangen.
Vorteile der Flip-Chip-COB-Technologie
Reduzierter Wärmeverlust
Solange Strom durch das Metall fließt, entsteht, unabhängig davon, wie gut oder schlecht das Metall ist, während des Erregungsprozesses durch den Widerstand Widerstandswärme, wodurch ein Teil der elektrischen Energie in Wärmeenergieverlust umgewandelt wird.
LED-Module Bei Geräten mit Flip-Chip-COB-Technologie müssen weniger Metallleitungen verschweißt und weniger Wärmeenergie umgewandelt werden.
Höhere Effizienz
Das Flip-Chip-COB-Design der LED-Komponentenstruktur ist einfacher, die Stromübertragungsrate ist schneller und der Wärmeverlust im Prozess wird reduziert, der Verlust elektrischer Energie ist geringer, d. h. die Umwandlungsrate elektrischer Energie ist höher, die Effizienz der LED ist höher.
Laut Statistik weisen LED-Module mit Flip-Chip-COB-Technologie etwa 45% weniger Leistungsverlust auf als gewöhnliche LED-Module.
Höhere Zuverlässigkeit
Da die Flip-Chip-COB-Technologie die Struktur von LED-Modulen vereinfacht, die Anzahl vieler elektronischer Komponenten reduziert und keine Bleilötungen erforderlich sind, die zu Ausfällen führen können, ist die Gesamtstabilität und Zuverlässigkeit von LED-Modulen, die mit der Flip-Chip-COB-Technologie hergestellt werden, stärker, robuster und langlebiger.
Bessere Lichtqualität
Höhere Nutzung elektrischer Energie, stärkere Lichtleistung, die Flip-Chip-COB-Technologie kann eine höhere Helligkeit erzielen als herkömmliche Verpackungstechnologien, und aufgrund der zuverlässigeren Eigenschaften des mit der Flip-Chip-COB-Technologie hergestellten LED-Moduls weist das LED-Display dieser Verpackungstechnologie eine ausgezeichnete Farbgleichmäßigkeit und Farbkonsistenz auf.
Kompaktes Design
Durch die Reduzierung der Anzahl von Anschlüssen und Metallleitungen erzeugt die Flip-Chip-COB-Technologie eine einfachere LED-Modulstruktur, was bedeutet, dass die Chips kompakter montiert werden können und so LED-Displays mit kleinerem Pixelabstand realisiert werden können.
Evolutionsgeschichte der Flip-Chip-COB-Technologie
Zu Beginn des 21. Jahrhunderts begann die DIP-Technologie auf dem Markt eingesetzt zu werden, und damals war es meist einfarbig oder zweifarbige LED-Anzeigen Sie wurden zur Anzeige bestimmter Textinformationen verwendet und kamen in Bahnhöfen und Ladeneingängen zum Einsatz. Die Pixelabstände der LED-Anzeigen mit DIP-Technologie waren groß, die Auflösung des Bildschirms als Videowiedergabemonitor niedrig und die Bildqualität nicht klar genug, sodass sie nur für die Betrachtung aus mittlerer bis großer Entfernung geeignet waren.
Es folgte die Ankunft der SMD-Technologie, deren Entwicklung einige Jahre später stattfand und die sich aufgrund ihrer niedrigen Kosten, ihrer hohen Leistung und hohen Bildqualität schnell auf dem Markt etablierte. Auch LED-Anzeigen mit anfänglich niedriger Auflösung entwickelten sich allmählich zu hochauflösenden Bildern und dynamischen Videoanzeigen. Die SMD-Technologie schreitet immer weiter voran, der Pixelabstand wird immer kleiner und das Bild auf LED-Bildschirmen wird immer klarer und feiner.
Im Jahr 2016 kam die COB-Technologie auf den Markt. Mit ihr lässt sich ein kleinerer Pixelabstand als mit der SMD-Technologie realisieren, und die Prozesskosten liegen in einem für den Markt erschwinglichen Bereich. Daher wurde sie nach ihrer Markteinführung schnell vom Markt angenommen und in großem Maßstab produziert.
Im Jahr 2017 kam die Flip-Chip-COB-Technologie auf den Markt, die die Leistung und Qualität von LEDs auf Basis der COB-Technologie verbessert. Aufgrund von Kosten- und Prozessproblemen wurde sie jedoch nicht in großen Mengen produziert und konnte erst in den letzten zwei Jahren ihren Marktanteil deutlich ausbauen.
Unterschied zwischen COB-Technologie und Flip-Chip-COB-Technologie
Installation
Bei der COB-Technologie wird der LED-Chip mit der Vorderseite nach oben auf dem Substrat installiert. Nach der Installation des Chips müssen Sie Metallleitungen verwenden, um den LED-Chip und das Substrat zu verbinden.
Bei der Flip-Chip-COB-Technologie wird der LED-Chip verkehrt herum auf dem Substrat installiert. Nach der Installation des Chips ist es nicht mehr erforderlich, den LED-Chip mit Metallleitungen mit dem Substrat zu verbinden.
Wärmemanagement
Die COB-Technologie verfügt über mehr Drahtverbindungsstrukturen und eine stärkere Umwandlung von Wärmeenergie. Aufgrund struktureller Eigenschaften ist der LED-Chip der COB-Technologie weiter vom Kühlkörper entfernt und die Wärmeableitung ist langsamer.
Die Flip-Chip-COB-Technologie reduziert die Anzahl der Anschlussleitungen, die Wärmeenergieumwandlung ist geringer, die Chipschichtstruktur liegt näher am Substrat und die Wärmeableitung erfolgt schneller.
Fertigungskomplexität
Die COB-Technologie wird auf dem LED-Markt schon seit langem eingesetzt. Sie verfügt über ein ausgereiftes Verfahren, einen einfachen Herstellungsprozess, ist kostengünstig und nimmt derzeit einen großen Marktanteil ein.
Der Herstellungsprozess der Flip-Chip-COB-Technologie ist komplexer. Obwohl die Gesamtleistung des LED-Moduls mit Flip-Chip-COB-Technologie besser ist als die des fertigen Produkts mit COB-Technologie, sind die Herstellungskosten der Chip-COB-Technologie höher.
Pixeldichte
Mit der COB-Technologie lassen sich LED-Module mit kleinem Abstand von etwa 1 mm realisieren, LED-Module mit winzigem Abstand von weniger als 0,4 mm lassen sich mit der COB-Technologie jedoch nicht realisieren.
Die mit der Flip-Chip-COB-Technologie hergestellte Verbindungsstruktur des LED-Modulchips und des Substrats ist einfacher und die Chipanordnung kann enger erfolgen. Auf der Grundlage der COB-Technologie kann mit der Flip-Chip-COB-Technologie ein kleinerer Pixelabstand und eine höhere Pixeldichte realisiert werden.
Abschluss
Auf der Grundlage der traditionellen COB-Technologie ermöglicht die Flip-Chip-COB-Technologie LED-Verpackungstechnologie um ein höheres Maß an technologischen Durchbrüchen zu erzielen. Die Flip-Chip-COB-Technologie ermöglicht es LED-Modulen, den Stromverbrauch zu senken, die Stabilität zu erhöhen und eine höhere Pixeldichte zu erzielen.
Obwohl die Kosten derzeit höher sind als bei der COB-Technologie, werden sich die Produktionskosten der Flip-Chip-COB-Technologie mit zunehmender Technologie- und Prozessreife allmählich dem Basisniveau annähern.
Es besteht kein Zweifel an der zukünftigen Marktnachfrage nach Flip-Chip-COB-Technologie.
