Tanıtıldığı günden bu yana LED ekran, süreç ilerlemeye devam ediyor, piksel yoğunluğu giderek yükseliyor, bunu paketleme teknolojisindeki ilerlemeden ayırmak mümkün değil.
LED ekran endüstrisi daha gelişmiş bir paketleme teknolojisi olduğundan Flip chip COB teknolojisi, süreç akışı nedir? Avantajları nelerdir? Bu makale aracılığıyla birlikte anlayacağız.
Flip chip COB teknolojisi nedir?
Geçmişte, daha olgun LED paketleme teknolojilerinin geliştirilmesinde genellikle LED çipinin ön yüzü yukarı bakacak şekilde alt tabaka üzerine monte edilmesi ve ardından LED çipi ile braket arasında metal kurşun kaynakla elektrik bağlantısının tamamlanması esası kullanılıyordu.
Flip chip COB teknolojisi, geleneksel LED paketleme teknolojisinde bir iyileştirme olup, LED çipini doğrudan alt tabakaya baş aşağı monte eder, böylece LED çipinin temas noktaları doğrudan alt tabaka ile temas eder.
LED çipinin bu şekilde monte edilmesi, LED çip elektrodu ile braket arasındaki bağlantı kablosundan tasarruf sağlar, güç tüketimini ve ısı kaybını azaltır ve yapı çok daha basit olduğundan, kurulumun daha kompakt bir şekilde düzenlenmesine, yani daha küçük piksel aralığına ve daha fazla piksel yoğunluğuna olanak tanır.
Flip chip COB teknolojisinin süreç akışı
Wafer'ların Kalite Kontrolü ve Temizliği
Flip chip COB teknolojisine geçmeden önce, gofretlerin iyi kalitede olduğundan ve boyutlarının gereksinimlere uygun olduğundan emin olmak için bir kalite kontrolü yapmamız gerekiyor.
Uygun gofretler elendikten sonra, gofret yüzeyinin kir ve yağ lekelerinden arındırılması için gofretler temizlenir.
Alt Metal Katman Birikimi
Alt metal tabakası magnetron püskürtme yoluyla yonga üzerine biriktirilir ve tohum tabakası olarak titanyum ve bakır gibi metallerin kullanılması daha yaygındır.
Fotorezist Kaplama
Metal tabakasının biriktirilmesinin tamamlandığı wafer yüzeyine yalıtım malzemesi poliimid kaplanır ve wafer, çıkıntıların açılma pozisyonlarını oluşturmak için sırayla açığa çıkarılır ve geliştirilir.
İkinci Fotolitografi
Sonraki adımda, kaplanılacak alanı açmak için, fotorezistin fotolitografisini yaparak açıklığı oluşturmamız gerekir.
Elektrokaplama
Açık alana kalay-gümüş alaşımı elektrokaplanarak çıkıntı oluşturulur.
Fotorezistin çıkarılması
Kaplama tamamlandıktan sonra fotorezist kaldırılır ve başlangıçta biriktirilen metal tohum tabakası açığa çıkar.
UBM Aşındırma
Elektrokaplama ile oluşturulan çıkıntının altında sadece metal tohum tabakası tutulur ve metal tabakanın geri kalanı çıkarılır.
Yeniden akış
Kalay-gümüş alaşım katmanları eritilir ve yeniden akış işlemiyle yeniden akıtılır, bunun sonucunda pürüzsüz bir lehim topu şekli elde edilir.
Çip Montajı
LED çip çıkıntılarını alt tabakaya hizalayın ve LED çipi, reflow işlemi veya sıcak pres yapıştırma işlemi yoluyla alt tabakaya bağlayın.
Alt Dolum
Çip ile alt tabakanın bağlanması tamamlandıktan sonra, LED çip ile alt tabaka arasında kalan boşluk damla boya ile doldurularak LED çip ile alt tabaka arasındaki bağlantı mukavemeti arttırılır.
Kürleme
Yukarıdaki adımlar tamamlandıktan sonra, flip chip COB teknoloji paketi temel olarak tamamlanmış olur, ancak hala son bir kürleme yapılması gerekmektedir.
Kapsüllenmiş LED çipi ve alt tabaka bileşenleri, tüm bileşenlerin bağlantısının güvenilirliğini güçlendirmek için dolgu astarının kürlenmesi için kürleme fırınına yerleştirilecektir.
Kalite kontrol
Tüm flip chip COB teknolojisi paketleme adımları tamamlandıktan sonra, üretim sürecinin bir sonraki aşamasına hatalı ürün geçmemesini sağlamak için kalite kontrolünden sonra bileşenleri kapsüllememiz gerekir.
Flip chip COB teknolojisinin avantajları
Azaltılmış ısı kaybı
Metalden akım geçtiği sürece, metal ne kadar iyi veya kötü olursa olsun, enerjilenme işlemi sırasında dirençten kaynaklanan bir direnç ısısı oluşacaktır ve bunun sonucunda elektrik enerjisinin bir kısmı ısı enerjisine dönüşerek kaybolacaktır.
LED modülleri Flip chip COB teknolojisi ile paketlenmiş olan ürünlerde kaynaklanacak daha az metal uç ve dönüştürülecek daha az ısı enerjisi bulunmaktadır.
Daha yüksek verimlilik
LED bileşen yapısının flip chip COB tasarımı daha basittir, akım aktarım hızı daha hızlıdır ve işlem sırasında ısı kaybını azaltır, elektrik enerjisinin kaybı daha azdır, yani elektrik enerjisinin dönüşüm oranı daha yüksektir, LED'in verimliliği daha yüksektir.
İstatistiklere göre flip chip COB teknolojisine sahip LED modüllerin, sıradan LED modüllerine göre yaklaşık 45% daha az güç kaybı yaşadığı belirtiliyor.
Daha Yüksek Güvenilirlik
Flip chip COB teknolojisi LED modüllerinin yapısını basitleştirdiği, birçok elektronik bileşenin sayısını azalttığı ve arıza oranlarına yol açabilecek kurşun lehimleme işlemi olmadığı için flip chip COB teknolojisi kullanılarak üretilen LED modüllerin genel kararlılığı ve güvenilirliği daha güçlü, daha sağlam ve dayanıklıdır.
Daha iyi ışık kalitesi
Elektrik enerjisinin daha fazla kullanımı, daha güçlü ışık çıkışı, flip chip COB teknolojisi, geleneksel paketleme teknolojisine göre daha yüksek parlaklığa ulaşabilir ve flip chip COB teknolojisiyle üretilen LED modülünün daha güvenilir özellikleri nedeniyle, bu paketleme teknolojisinin LED ekranı mükemmel renk düzgünlüğüne ve renk tutarlılığına sahiptir.
Kompakt tasarım
Flip chip COB teknolojisi, konnektör ve metal uç sayısını azaltarak daha basit bir LED modül yapısı üretiyor; bu da çiplerin daha kompakt bir şekilde monte edilebileceği ve daha küçük piksel aralıklı LED ekranların gerçekleştirilebileceği anlamına geliyor.
Flip chip COB teknolojisinin evrimsel tarihi
21. yüzyılın başlarında DIP teknolojisi piyasada kullanılmaya başlandı ve o zamanlar çoğunlukla tek renkli veya çift renkli LED ekranlar İstasyon ve mağaza girişlerinde kullanılan bazı metin bilgilerinin gösteriminde kullanılan DIP teknolojisiyle yapılan LED ekranların piksel aralıkları büyük, video oynatma monitörü olarak ekran çözünürlüğü düşük ve görüntü kalitesi yeterince net olmadığından orta ve uzun mesafeli izlemeye uygundu.
SMD teknolojisinin gelişiyle birlikte, SMD teknolojisinin gelişimi birkaç yıl sonra, düşük maliyet, yüksek performans, yüksek görüntü kalitesi özellikleriyle pazarda hızla yer edindi, LED ekran da en erken düşük çözünürlükten yavaş yavaş yüksek çözünürlüklü görüntülere ve dinamik video görüntüsüne doğru gelişti ve SMD teknolojisi hala ilerlemekte, piksel aralığı giderek küçülmekte, LED ekran görüntüsü giderek daha net ve hassas hale gelmektedir.
2016 yılında COB teknolojisi ortaya çıkmaya başladı, SMD teknolojisinden daha küçük piksel aralığı gerçekleştirebiliyor ve işlem maliyeti de piyasanın karşılayabileceği aralıkta olduğundan piyasaya sürüldüğü anda pazar tarafından hızla kabul gördü ve büyük ölçekte üretime girdi.
2017 yılında COB teknolojisine dayalı LED'lerin performansını ve kalitesini artıran flip-chip COB teknolojisi ortaya çıktı, ancak maliyet ve proses sorunları nedeniyle büyük miktarlarda üretime geçilemedi, ancak son iki yılda pazar payını büyük ölçüde artırmaya başladı.
COB teknolojisi ile flip chip COB teknolojisi arasındaki fark
Kurulum
COB teknolojisi, LED çipini alt tabaka üzerine yüzü yukarı bakacak şekilde yerleştirmektir, çipi yerleştirdikten sonra, LED çipi ve alt tabakayı bağlamak için metal uçlar kullanmanız gerekir.
Flip chip COB teknolojisi, LED çipinin alt tabakaya ters şekilde yerleştirilmesidir, çip yerleştirildikten sonra LED çipini metal uçlarla alt tabakaya bağlamaya gerek yoktur.
Isı yönetimi
COB teknolojisi daha fazla tel bağlantı yapısına, daha fazla termal enerji dönüşümüne sahiptir ve yapısal özelliklerinden dolayı COB teknolojili LED çipi ısı emiciden daha uzakta olduğundan ısı dağılımı daha yavaştır.
Flip chip COB teknolojisi, uç bağlantısını azaltır, ısı enerjisi dönüşümü daha az olur, çip tabakasının yapısı alt tabakaya daha yakın olur, ısı dağılımı daha hızlı olur.
Üretim karmaşıklığı
COB teknolojisi LED pazarında uzun zamandır kullanılmaktadır, olgun bir sürece, basit üretim sürecine, düşük maliyete sahiptir ve şu anda pazarda büyük bir paya sahiptir.
Flip çip COB teknolojisinin üretim süreci daha karmaşıktır, LED modülünün genel performansına bakıldığında flip çip COB teknolojisinin bitmiş ürüne göre daha iyi olduğu, ancak çip COB teknolojisinin üretim maliyetinin daha yüksek olduğu görülmektedir.
Piksel yoğunluğu
COB teknolojisi yaklaşık 1mm'lik küçük aralıklı LED modülünü gerçekleştirebilirken, 0,4mm'den daha küçük aralıklı LED modülünü COB teknolojisi ile gerçekleştirmek mümkün değildir.
Flip chip COB teknolojisi ile yapılan LED modül çip ve alt tabaka bağlantı yapısı daha basittir ve çip düzenlemesi daha yakın yapılabilir, COB teknolojisi temelinde flip chip COB teknolojisi daha küçük piksel aralığı ve daha yüksek piksel yoğunluğu elde edebilir.
Çözüm
Geleneksel COB teknolojisine dayalı olarak, flip chip COB teknolojisi, LED paketleme teknolojisi Daha yüksek seviyede teknolojik atılımlara sahip olmak için. Flip chip COB teknolojisi, LED modüllerinin güç tüketimini azaltmasını, kararlılığı artırmasını ve daha yüksek piksel yoğunluğunu sağlamasını sağlar.
Şu anki maliyeti COB teknolojisinden daha yüksek olmasına rağmen, teknoloji ve süreç olgunluğunun artmasıyla birlikte, flip-chip COB teknolojisinin üretim maliyeti giderek temel seviyeye yakınsayacaktır.
Flip chip COB teknolojisine yönelik gelecekteki pazar talebinin büyük olacağı konusunda şüphe yoktur.
