LED ディスプレイのパフォーマンスは、LED パッケージング技術と切り離すことはできません。
適切な LED パッケージング技術を選択することで、LED スクリーンの明るさ、色性能、エネルギー消費量を大幅に向上させることができます。
今日はこの記事を通して、LED パッケージング技術が最終的に何であるかを理解しましょう。
LEDパッケージング技術のコンセプト
LED パッケージング技術とは、製造段階における一連の操作を指し、LED チップ、電極、光学部品などのコンポーネントを保護パッケージ材料でカプセル化し、完全な LED デバイスを構成するだけでなく、電気接続、放熱、光学機能も備えています。
LED パッケージング技術により、LED ビーズの光変換率が高くなり、デバイスの安定性と信頼性が向上します。
LEDパッケージング技術の中核ステップ
チップバインディング
ウェーハ洗浄および検査
LED パッケージング技術を開始する前に、すべての LED チップを検査して、図面の寸法や電極サイズに準拠しているかどうか、また LED チップの電極パターンが損傷していないか、欠落していないかを確認する必要があります。
プロセス要件を満たす LED チップを選別した後、表面に油やほこりが残らないように洗浄します。
ウェーハの位置決めと接合
洗浄作業を行った後、ウェーハ固定機を使用して LED チップを元の設計位置に正確に配置し、導電性接着剤を塗布して LED チップを基板に固定します。
このプロセスでは、LED チップの位置を高精度に配置する必要がある場合、高精度のウェーハ固定機を使用する必要があります。LED チップの配置位置と角度がずれると、その後の LED ディスプレイの発光効果と発光効率に影響を及ぼします。
金属線はんだ付け
金属線の選択とはんだ付けプロセス
通常、LED 表面の電極とブラケットを接続する接続ワイヤとしては、酸化が遅く純度の高い金属ワイヤを選択します。
この種の接続ワイヤには、銅、銀、金などのより安定した金属を使用します。その中で、銅ワイヤは最もコスト効率が高く、用途範囲が最も広く、金ワイヤは安定性が最も優れていますが、価格が高価なため、あまり使用されていません。
溶接プロセスでは、一般的に熱超音波接合技術が使用されます。この技術は、熱、圧力、超音波を使用して、金属ワイヤと LED チップおよびブラケットを溶接します。
溶接品質検査
溶接が完了したら、溶接箇所を検査して溶接漏れがないことを確認する必要があります。溶接漏れがある場合は、溶接を補修するか、スズ、溶接スラグの漏れなど外観が悪い状況もそれに応じて修復する必要があります。
カプセル化成形
金型設計と製造
LED デバイスの設計要件に応じて適切な金型を設計し、その後金型を製造します。
封止材の注入・充填
LED 封止材料は LED モジュールの性能と耐用年数に大きな影響を与え、最も一般的な封止材料はプラスチック、金属、ガラスです。
プラスチック封止は最も一般的な封止材料であり、安価で、光透過率が良好で、あらゆる場面に適用できます。金属封止は通常、アルミニウム、銅などの金属を使用し、放熱性が良好で、LED チップが過熱して損傷することはありません。ガラス封止は光透過率が高く、安定性が良好ですが、製造コストが高くなります。
適切な封止材料を選択した後、射出成形または封止材料の充填によって LED チップを覆い、完全な封止構造を形成します。
カプセル化後の処理
カプセル化された LED デバイスは、適切に機能することを確認するために厳格な品質テストを受ける必要があり、その後、LED の安定性と耐用年数を強化するために老化テストを受ける必要があります。
光学処理
レンズ設計と製造
LED の特性に合った適切なレンズマウントを設計することで、光の集束を高め、光の利用率を向上させることができます。
光学フィルムコーティング
LED パッケージング技術によって製造される LED デバイスは、表面に 1 層以上の光学フィルム層をコーティングすることで、明るさを高め、色温度を下げることができます。
光学性能試験
LED デバイスは工場を出荷する前に、特殊な光学性能テスト機器を使用して、明るさ、色温度、画面の均一性などのパラメータが設計要件を満たしているかどうかを確認する必要もあります。
LEDパッケージング技術の特徴
高精度
LED ランプ ビーズの固定位置は、後続の LED スクリーンの解像度と均一性に影響を及ぼし、表示効果に密接に関係します。LED パッケージング技術を使用すると、各 LED ランプ ビーズが対応する位置に正確に固定され、LED スクリーンの明るさ、色の均一性、美しさを確保できます。
高い信頼性
LEDパッケージング技術の後、 LEDスクリーン 環境中の湿気、ほこり、その他の異物の侵入を防ぎ、電子機器の腐食を防ぐことができます。また、LED パッケージング技術により一定の温度安定性も維持され、LED ディスプレイの動作信頼性が向上します。
省エネと環境保護
LED パッケージング技術は、LED ランプビーズの光エネルギーの利用率を高め、エネルギー変換の利用率を高め、それによってエネルギー消費を削減し、より省エネで環境に優しいものにします。
汎用性
今日までの発展において、LED パッケージング テクノロジにはさまざまなテクノロジ タイプがあり、LED スクリーンの使用特性に応じて LED パッケージング テクノロジを選択します。また、特別な要件がある場合は、特殊なシナリオに適した JYLED のカスタマイズされた LED パッケージング テクノロジに連絡することもできます。
LEDパッケージング技術の種類
DIPパッケージ（2列インラインパッケージ）
DIP パッケージは比較的初期の LED パッケージング技術であり、LED ランプ ビーズを手動で PCB ボードに挿入して固定する必要があり、その利点はプロセスが簡単、コストが低い、輝度が高い、保護性能が優れている、破損しにくいなどですが、視野角を正確に固定することは容易ではなく、屋外の大ピッチ LED ディスプレイにのみ適しています。
SMDパッケージ（表面実装デバイス）
SMD パッケージは、市場で最も一般的な LED パッケージング技術の 1 つであり、最初に LED チップをランプ ビーズにカプセル化し、次に SMD マシンを使用して LED ランプ ビーズを基板に大規模に溶接します。
SMD パッケージング技術は長年にわたって開発されており、プロセスは成熟しており、スケール操作によって製造コストが削減されます。
SMDカプセル化技術を採用したLEDスクリーンは放熱性に優れ、LEDライトビーズは豊かで鮮やかな色を独立して表示し、さまざまなシーンで活用されていますが、SMDカプセル化技術では1mm以下のピクセルピッチの小ピッチLEDディスプレイ生産を実現できません。
GOBカプセル化（基板貼り付け）
GOBカプセル化技術とは、LEDチップをモジュールに取り付けた後、モジュール全体を特殊な導電性接着剤でカバーし、効果的な保護を形成し、その後、表面を曇らし処理し、2番目の表面を光学処理した後、モジュールに取り付けることを指します。 LEDモジュール 光透過率が向上します。
GOB カプセル化技術の使用により、LED ディスプレイの表面は滑らかになり、目立つ粒子がなく、また、効果的に防水、防塵、耐衝撃性も得られます。
ただし、統合度が低いため、中出力の LED スクリーンにのみ適しています。
COBパッケージ（チップオンボード）
COB パッケージとは、複数の LED チップを基板に直接接合して 1 つの LED ブロックを形成することを指します。この LED パッケージング技術は、多くのスペースを節約でき、1 mm 以下の小さなピッチの LED ディスプレイをパッケージ化できます。また、光出力も向上し、COB パッケージング技術を使用した後の LED ディスプレイ画面の画像はより鮮明で柔らかくなります。COB パッケージング技術ですが、個々の LED ブロックが 1 つの回路のみをカプセル化するため、LED ビーズの色の多様性にはつながりません。
COB パッケージは現在、市場の約 45% を占めています。これは、COB パッケージ技術がより成熟し、低コスト、高品質で、市場でより人気があるためです。
フリップチップCOBパッケージ（フリップCOB）
フリップチップ COB パッケージとは、LED チップを基板上に直接押し付けるパッケージング技術のことで、このパッケージング技術ではリード線接合が不要になるだけでなく、従来の導電性接着剤によるラミネート加工も不要になります。
小型、高性能、強力な安定性などの利点があり、高出力 LED の使用特性を満たしていますが、フリップチップ COB パッケージング技術は COB パッケージング技術よりも優れており、フリップチップ COB パッケージング技術の製造プロセスはより複雑です。
WLPパッケージ（ウエハレベルパッケージ）
WLP パッケージングとは、ウェーハ上に直接パッケージングしてテストし、その後個々のコンポーネントにカットすることを指します。この LED パッケージング技術により、一定のプロセスとコストを節約でき、多数の LED サイズを縮小できます。この技術の小ピッチ LED ディスプレイへの展開は、技術の質的飛躍です。
COFパッケージ（フレキシブルチップ）
COF パッケージングとは、フレキシブル基板の中心に封入された多数の中出力 LED チップを指します。フレキシブル基板は、さまざまな特殊な形状や設置環境に適応できる LED スクリーンモデリングの可能性を広げます。また、COF パッケージング技術の LED スクリーンは、通常、高い熱伝導性、高い発光効率、光の均一性などを備えています。
LEDパッケージング技術の開発動向
小型化
LED ディスプレイ画面の画像が十分に高解像度になったとしても、より鮮明で詳細な画質は依然として市場が常に追求している目標であり、これはまた、LED モジュールのピクセルピッチをより小さくし、ピクセル密度をより高くする必要があることを意味し、これらのニーズを実現するには、LED パッケージング技術をさらに小型化する必要があります。
また、LED ビーズの集積度が高くなるほど、エネルギー消費量が少なくなり、LED ディスプレイはよりエネルギー効率が高く、環境に優しくなります。
知的
インテリジェンスは今やあらゆる電子機器の発展のトレンドであり、人工知能技術の急速な台頭により、電子機器はよりインテリジェントで便利になっています。
LED ディスプレイも時代の変化に対応していく必要があり、将来の LED パッケージング技術では、リモート コントロールや環境に合わせてディスプレイの明るさを自動的に調整する機能など、より多くの機能を備えることになります。
緑
これまでの LED パッケージング技術では、基本的に無公害で人体に無害な環境に優しい材料が使用されていましたが、将来的には材料のリサイクルルートが追加され、リサイクル可能なリソースが繰り返し利用されて材料の無駄が回避されることになります。
どちらも製造コストを削減するだけでなく、資源の無駄も削減するため、LED ディスプレイは省エネと環境保護の面で大きな進歩を遂げています。
カスタマイズ
人々のパーソナライゼーションへの需要が高まるにつれ、LEDパッケージング技術も徐々にカスタマイズの方向へと移行していく必要があり、さまざまなユーザーのニーズに対応するために、顧客のさまざまなシーンやニーズに応じたLEDディスプレイアプリケーションのための、さまざまなLEDパッケージング技術ソリューションを開発していく必要がある。.
結論
LED パッケージング技術は面倒なプロセスですが、最終的な LED ディスプレイのパフォーマンスに密接に関係しています。
LEDパッケージング技術に絶対的な良し悪しはありません。コストと適用性を考慮して選択することが重要です。この記事をお読みになってもご不明な点がございましたら、JYLEDの専門技術担当者までお気軽にお問い合わせください。
