Le prestazioni di un display a LED non possono essere separate dalla tecnologia del suo packaging.
Scegliendo un'adeguata tecnologia di confezionamento LED, è possibile migliorare notevolmente la luminosità, la resa cromatica e il consumo energetico dello schermo LED.
Oggi, attraverso questo articolo, cercheremo di capire in cosa consiste in definitiva la tecnologia del packaging LED.
Il concetto di tecnologia di confezionamento LED
La tecnologia di confezionamento LED si riferisce a una serie di operazioni nella fase di produzione, al chip LED, agli elettrodi e ai componenti ottici come i componenti incapsulati in materiali di imballaggio protettivi, alla composizione del dispositivo LED completo, ma comprende anche la connessione elettrica, la dissipazione del calore e la funzione ottica.
Grazie alla tecnologia di confezionamento LED, il tasso di conversione ottica delle sfere LED sarà più elevato e il dispositivo sarà più stabile e affidabile.
Fasi fondamentali della tecnologia di confezionamento LED
Rilegatura a chip
Pulizia e ispezione dei wafer
Prima di avviare la tecnologia di confezionamento dei LED, dobbiamo ispezionare tutti i chip LED per accertarci che siano conformi alle dimensioni dei disegni, alle dimensioni degli elettrodi e che i modelli degli elettrodi dei chip LED siano intatti e non mancanti.
Dopo aver selezionato i chip LED che soddisfano i requisiti del processo, pulirli in modo che sulla loro superficie non vi siano tracce di olio o polvere.
Posizionamento e incollaggio dei wafer
Dopo aver eseguito la pulizia, utilizzare la macchina per il fissaggio dei wafer per posizionare con precisione il chip LED nella posizione originariamente progettata, applicare uno strato di adesivo conduttivo e fissare il chip LED sul substrato.
Questo processo di posizionamento dei chip LED in posizioni di elevata precisione richiede l'uso di una macchina di fissaggio wafer ad alta precisione; una volta che la posizione e l'angolazione del chip LED posizionato subiscono una deviazione, ciò influirà sull'effetto di emissione luminosa del display LED e sull'efficienza di emissione luminosa.
Saldatura con filo metallico
Selezione del filo metallico e processo di saldatura
Solitamente scegliamo un filo metallico con un'ossidazione più lenta e una purezza più elevata come filo di collegamento per collegare gli elettrodi sulla superficie del LED con la staffa.
Per questo tipo di filo di collegamento utilizzeremo rame, argento, oro e altri metalli più stabili, tra cui il filo di rame è il più conveniente, ha la più ampia gamma di applicazioni, la stabilità del filo d'oro è migliore, ma il prezzo è elevato e quindi è meno utilizzato.
Il processo di saldatura generalmente utilizza la tecnologia di saldatura termica a ultrasuoni, che sfrutta calore, pressione e onde ultrasoniche per saldare insieme il filo metallico, i chip LED e le staffe.
Controllo qualità della saldatura
Dopo aver completato la saldatura, il punto di saldatura deve essere ispezionato per assicurarsi che non vi siano perdite di saldatura; in caso contrario, ripristinare la saldatura; in caso contrario, è necessario riparare anche perdite di stagno, scorie di saldatura e altri eventuali difetti.
Stampaggio a incapsulamento
Progettazione e produzione di stampi
In base ai requisiti di progettazione del dispositivo LED, viene progettato uno stampo ragionevole, dopodiché verrà realizzato lo stampo.
Iniezione/riempimento di materiali di incapsulamento
I materiali di incapsulamento dei LED hanno un impatto notevole sulle prestazioni e sulla durata dei moduli LED. I materiali di incapsulamento più comuni sono plastica, metallo e vetro.
L'incapsulamento in plastica è il materiale di incapsulamento più comune, è economico, ha una buona trasmissione della luce ed è applicabile a tutti i tipi di occasioni; l'incapsulamento in metallo di solito utilizza alluminio, rame e altri metalli, la dissipazione del calore è buona e non danneggia il chip LED per surriscaldamento; l'incapsulamento in vetro ha un'elevata trasmissione della luce e una buona stabilità, ma i costi di produzione sono più elevati.
Dopo aver selezionato il materiale di incapsulamento appropriato, si procede con lo stampaggio a iniezione o il riempimento del materiale di incapsulamento per ricoprire il chip LED e formare una struttura di incapsulamento completa.
Elaborazione post-incapsulamento
Il dispositivo LED incapsulato deve essere sottoposto a rigorosi test di qualità per garantirne il corretto funzionamento, quindi a test di invecchiamento per rafforzare la stabilità e la durata del LED.
Elaborazione ottica
Progettazione e produzione di lenti
Progettando un montaggio della lente adatto che soddisfi le caratteristiche del LED è possibile aumentare l'aggregazione della luce e migliorarne l'utilizzo.
Rivestimento ottico del film
I dispositivi LED realizzati con la tecnologia di confezionamento LED possono aumentare la luminosità e ridurre la temperatura del colore rivestendo la superficie con uno o più strati di pellicola ottica.
Test delle prestazioni ottiche
Prima di uscire dalla fabbrica, i dispositivi LED devono inoltre essere sottoposti a speciali test delle prestazioni ottiche per verificare se i parametri di luminosità, temperatura del colore e uniformità dello schermo soddisfano i requisiti di progettazione.
Caratteristiche della tecnologia di confezionamento LED
Alta precisione
La posizione fissa delle perle della lampada LED influisce sulla risoluzione e sull'uniformità dello schermo LED successivo, che sono strettamente correlate all'effetto di visualizzazione; utilizzando la tecnologia di confezionamento LED è possibile garantire che ciascuna perla della lampada LED sia fissata con precisione nella posizione corrispondente, per garantire la luminosità, l'uniformità del colore e la bellezza dello schermo LED.
Alta affidabilità
Dopo la tecnologia di confezionamento LED, Schermo LED può impedire l'ingresso di umidità ambientale, polvere e altre sostanze estranee, che causano la corrosione dei dispositivi elettronici; inoltre, la tecnologia di confezionamento LED può anche mantenere una certa stabilità della temperatura, migliorando l'affidabilità operativa del display LED.
Risparmio energetico e tutela ambientale
La tecnologia di confezionamento a LED può aumentare il tasso di utilizzo dell'energia luminosa delle perle delle lampade a LED, aumentare il tasso di utilizzo della conversione energetica, riducendo così il consumo di energia, risparmiando energia e rispettando l'ambiente.
Versatilità
sviluppo fino ad oggi, la tecnologia di confezionamento LED ha una varietà di tipi di tecnologia, in base alle caratteristiche dell'uso dello schermo LED per scegliere la tecnologia di confezionamento LED, inoltre, se ci sono requisiti speciali, è anche possibile contattare la tecnologia di confezionamento LED personalizzata JYLED adatta a scenari speciali.
Tipi di tecnologia di confezionamento LED
Pacchetto DIP (pacchetto in linea a doppia fila)
Il package DIP è una tecnologia di packaging LED relativamente precoce, è necessario inserire manualmente le perle della lampada LED fissate alla scheda PCB, i suoi vantaggi sono il processo semplice, il basso costo, l'elevata luminosità, le buone prestazioni di protezione, la non facilità di danneggiamento, ma non è facile guardare l'angolo di visione fisso e preciso, adatto solo per display LED da esterno a passo ampio.
Pacchetto SMD (dispositivo a montaggio superficiale)
Il package SMD è una delle tecnologie di confezionamento LED più diffuse sul mercato, che incapsula prima il chip LED in una perlina della lampada e poi salda la perlina della lampada LED al substrato su larga scala tramite la macchina SMD.
La tecnologia di confezionamento SMD è in fase di sviluppo da molto tempo, il processo è più maturo e il funzionamento su larga scala riduce i costi di produzione.
Lo schermo LED che utilizza la tecnologia di incapsulamento SMD ha una buona dissipazione del calore e le sfere luminose a LED visualizzano colori ricchi e vividi in modo indipendente, il che viene utilizzato in una varietà di scenari, ma la tecnologia di incapsulamento SMD non riesce a completare il pixel pitch di 1 mm al di sotto della produzione di display LED a passo piccolo.
Incapsulamento GOB (adesione della scheda)
La tecnologia di incapsulamento GOB si riferisce al chip LED montato sul modulo dopo un intero modulo utilizzando una speciale sigillatura della copertura adesiva conduttiva, formando una protezione efficace, e quindi la superficie per il trattamento satinato, dopo la seconda superficie del trattamento ottico del Modulo LED ci sarà una migliore trasmissione della luce.
Grazie all'impiego della tecnologia di incapsulamento GOB, la superficie del display LED risulta liscia, senza particelle visibili, ma è anche efficacemente impermeabile, antipolvere e antiurto.
Tuttavia, a causa della sua bassa integrazione, è adatto solo per schermi LED di media potenza.
Imballaggio COB (chip-on-board)
Il packaging COB si riferisce a più chip LED incollati direttamente al substrato per formare un singolo blocco LED. Questa tecnologia di packaging LED consente di risparmiare molto spazio, può essere confezionata in display LED con passo ridotto inferiore a 1 mm e può anche migliorare l'output ottico. L'immagine sullo schermo del display LED risulta più chiara e morbida grazie alla tecnologia di packaging COB! La tecnologia di packaging COB, tuttavia, incapsula il singolo blocco LED in un singolo circuito, quindi non favorisce la varietà di colori delle perle LED.
Attualmente, il package COB rappresenta circa il 45% del mercato, perché la tecnologia del package COB è più matura, economica e di alta qualità, e più diffusa sul mercato.
Pacchetto COB flip-chip (Flip COB)
Il package COB flip-chip si riferisce al chip LED pressato direttamente sul substrato; questa tecnologia di confezionamento non richiede l'incollaggio del piombo, ma elimina anche il precedente utilizzo della laminazione adesiva conduttiva.
Presenta i vantaggi di dimensioni ridotte, elevate prestazioni, elevata stabilità, per soddisfare le caratteristiche di utilizzo dei LED ad alta potenza, ma rispetto alla tecnologia di confezionamento COB Flip-chip, il processo di produzione della tecnologia di confezionamento COB Flip-chip è più complesso.
Imballaggio WLP (imballaggio a livello di wafer)
Il confezionamento WLP prevede il confezionamento e il test direttamente sul wafer, per poi essere tagliato in singoli componenti. Questa tecnologia di confezionamento LED può far risparmiare una certa quantità di processo e costi e ha ridotto un gran numero di dimensioni dei LED. Lo sviluppo di questa tecnologia per display LED a passo ridotto rappresenta un salto di qualità nella tecnologia.
Imballaggio COF (chip flessibile)
Il packaging COF si riferisce a un certo numero di chip LED di media potenza incapsulati centralmente in un circuito stampato flessibile; la piastra di base flessibile offre maggiori possibilità per la modellazione dello schermo LED, che può adattarsi a una varietà di forme particolari e ambienti di installazione; inoltre, lo schermo LED con tecnologia di packaging COF è solitamente caratterizzato da elevata conduttività termica, elevata efficienza luminosa e uniformità della luce e così via.
La tendenza di sviluppo della tecnologia di confezionamento LED
miniaturizzazione
Anche se l'immagine sullo schermo LED è ormai sufficientemente ad alta definizione, una qualità dell'immagine più chiara e dettagliata è sempre l'obiettivo perseguito dal mercato, il che significa anche che il modulo LED necessita di un pixel pitch più piccolo e di una maggiore densità di pixel, e per realizzare tutto ciò è necessaria la tecnologia di confezionamento LED. Per raggiungere questo obiettivo, la tecnologia di confezionamento LED deve essere maggiormente miniaturizzata.
Maggiore è l'integrazione di sfere LED, minore è il consumo energetico, il display LED è più efficiente dal punto di vista energetico ed ecologico.
Intelligente
L'intelligenza è ormai la tendenza evolutiva di tutti i dispositivi elettronici, con la rapida ascesa della tecnologia dell'intelligenza artificiale, che rende i dispositivi elettronici sempre più intelligenti e convenienti.
Anche i display a LED devono stare al passo con i tempi; il futuro della tecnologia di confezionamento a LED avrà più funzionalità, come il controllo remoto, il monitoraggio automatico dell'ambiente per regolare la luminosità del display e così via.
Verde
In passato la tecnologia di imballaggio a LED utilizzava fondamentalmente materiali non inquinanti e innocui per il corpo umano, rispettosi dell'ambiente; in futuro, inoltre, si dovrebbero aggiungere ai percorsi di riciclaggio dei materiali risorse riciclabili, che saranno utilizzate ripetutamente per evitare sprechi di materiale.
Entrambi riducono i costi di produzione, ma riducono anche lo spreco di risorse, cosicché i display a LED hanno maggiori progressi nel risparmio energetico e nella tutela dell'ambiente.
Personalizzazione
La crescente richiesta di personalizzazione da parte del pubblico e, di conseguenza, anche la tecnologia di packaging LED devono gradualmente orientarsi verso la personalizzazione, sviluppando soluzioni tecnologiche di packaging LED diverse per soddisfare le diverse esigenze degli utenti e le diverse applicazioni di visualizzazione a LED.
Conclusione
La tecnologia di confezionamento dei LED è un processo noioso, strettamente correlato alle prestazioni del display LED finale.
Non esiste una tecnologia di packaging LED in assoluto buona o cattiva; la scelta dipende principalmente da considerazioni di costo e applicabilità. Se dopo aver letto questo articolo avete ancora domande, potete consultare il personale tecnico e professionale di JYLED.
