Mini displej: COB vs. POB balenie, čo je lepšie?

S rozvojom LED technológie sa Mini LED podsvietenie (skrátene Mini BLU) stalo najsľubnejšou zobrazovacou technológiou v oblasti HD displejov. Táto technológia prilákala popredných výrobcov LED diód v oblasti čipov, midstreamových obalov a downstreamových zobrazovacích reťazcov. Zároveň urýchlila komercializáciu Mini BLU.

Medzi nimi je obal LED kľúčovým článkom, ktorý určuje výkon LED, náklady na výnos a dokonca aj veľkosériovú výrobu produktov Mini BLU. Technická cesta najlepšieho obalového riešenia sa nikdy nezastavila. V súčasnosti sa teda zameriavame na konkurenciu medzi POB a COB.

COB vs POB Technológia balenia

V tradičných riešeniach LED podsvietenia dominuje v prístupe zapuzdrenia LED obal s flip-chipom SMD. Ako priemysel vstupuje do éry miniaturizácie LED, s dozrievaním technológie flip-chip sa postupne objavili technológie flip-chip SMD a COB. Konkurencia medzi dvoma hlavnými Mini LED sa zintenzívňuje.

Technológia balenia COB:

COB zahŕňa montáž veľkého počtu LED čipov priamo na substrát (predovšetkým PCB alebo sklenené substráty) prostredníctvom lepenia, po ktorom nasleduje integrované zapuzdrenie.

Technológia COB využíva vysoko integrovanú štruktúru balenia panelov na úrovni pixelov na jednej strane substrátu, zatiaľ čo komponenty IC ovládača sú usporiadané na zadnej strane. Vďaka eliminácii potreby držiakov alebo spájkovacích kolíkov umožňuje COB optickú zmiešavaciu vzdialenosť (OD) blížiacu sa nule, čo umožňuje ultratenké návrhy modulov podsvietenia.

Proces COB však vyžaduje vysokú presnosť a komplexnú výrobu, ktorá si vyžaduje pokročilé vybavenie v porovnaní s tradičnými pracovnými postupmi POB.

 Integrované zapuzdrenie navyše komplikuje prepracovanie chybných produktov.

Avšak riešenia COB sú drahšie ako POB kvôli niektorým faktorom, ako je zložitosť procesu a alokácia nákladov na vybavenie atď.

Technológia POB:

POB (Package-on-Board), bežne označované ako riešenie „Starry Sky“ v tomto odvetví. Zahŕňa najskôr zapuzdrenie jednotlivých LED čipov do diskrétnych guľôčok lampy, ktoré sa potom pomocou SMT namontujú na substrát. To sa zásadne líši od integrovaného prístupu COB.

Kľúčové rozdiely:

• COB: Priame lepenie čipu na substrát, integrované zapuzdrenie, minimalizovaný vonkajší priemer, tenšie moduly, vyššie náklady.
• POB: Vopred zabalené diskrétne LED diódy, montáž SMT, jednoduchší proces, nižšia cena, ale hrubší dizajn podsvietenia.

Schéma štruktúry balíka POB Flip-Chip SMD

V súčasnosti môžu byť riešenia POB podsvietenia kategorizované do typov Flip-chip SMD a CSP na základe štruktúry balíka. Technológia Flip-chip SMD POB ponúka vyspelé procesy, relatívne nízke náklady a vysokú realizovateľnosť hromadnej výroby.

Kvôli obmedzeniam veľkosti balenia však vo všeobecnosti vyžaduje väčšie hodnoty OD (Optical Distance), čo vedie k užšej aplikácii v porovnaní s riešeniami COB.

Schéma štruktúry balíka POB-CSP

CSP (Chip Scale Package) je technológia balenia na úrovni čipov. Objem po zabalení je približne 1.2-násobok veľkosti čipu. Umožňuje teda ultra-malé hodnoty OD porovnateľné s riešeniami COB pri zachovaní nižších nákladov ako COB.

 Mimoriadne kompaktná veľkosť CSP LED však vedie k problémom, ako je príliš úzky rozstup elektród a nedostatočná plocha podložky, čo môže spôsobiť únik svetla, nerovnomerné miešanie farieb alebo optické presluchy v dôsledku nedostatočného pokrytia zapuzdrenou živicou.

Porovnanie COB vs POB technológií

V súčasnosti sú dve riešenia balenia pre jednotky Mini LED podsvietenia. COB a POB majú výrazné výhody a obmedzenia, čo vedie k ich prijatiu do rôznych produktov na základe požiadaviek trhu.

Porovnávacie kritériá COB POB

Porovnávacie kritériá	COB	POB
Priemyselný reťazec	Vyžaduje prestavbu a integráciu	zrelý
Investície	Vysoká (vyžaduje sekundárne investície)	Nízky
Typ čipu	Výroba štvorcových oblátok	Masovo vyrábané okrúhle oblátky
Presnosť substrátu	Vysoké požiadavky	Nízke požiadavky
Náročnosť prepracovania	Vysoká (komplexný proces)	Nízka (možná ručná úprava)
Aplikačné scenáre	Ultra tenké podsvietenie (napr. tablety, notebooky, herné displeje)	Podsvietenie veľkej obrazovky (napr. televízory strednej a nižšej úrovne, monitory, automobily)

Kritická analýza

Priemyselný reťazec:POB > COB

COB zahŕňa lepenie na úrovni čipov, ktoré vyžaduje vyššie technické štandardy pre zariadenia, materiály a procesy. Vyspelosť jeho dodávateľského reťazca zostáva nedostatočne rozvinutá.

POB ťaží z vyspelého dodávateľského reťazca. Umožňuje sériovú výrobu bez veľkých modernizácií existujúcich liniek, čo výrazne znižuje náklady.

Suroviny: POB > COB

COB vyžaduje štvorcové oblátky, ktoré majú prísnejšie špecifikácie materiálu.

POB používa nákladovo efektívne okrúhle doštičky vyrábané vo veľkom meradle, ktoré podporujú menšie veľkosti čipov a nižšie náklady.

Výrobný výnos: Flip-Chip SMD > CSP > COB

COB vyžaduje ultra vysokú presnosť a kontrolu kvality, čo vedie k nižším výťažkom modulov.

na zabezpečenie miery úspešnosti potrebuje ďalšie procesy:

•  SPI na kontrolu spájkovacej pasty
• AOI na vizuálnu kontrolu
• testovanie výkonu, starnutie

S PCB substrátmi, POB flip-chip SMD prekonáva COB vďaka väčším spájkovacím plôškam, zrelým procesom a voľnejším požiadavkám na presnosť substrátu. Výnosy POB-CSP spadajú medzi Flip-chip SMD a COB.

Flexibilita prepracovania:POB > COB

Integrované zapuzdrenie COB komplikuje prepracovanie chybných jednotiek.

POB umožňuje manuálnu výmenu jednotlivých chybných LED diód, čo umožňuje nízkonákladovú údržbu.

Aplikačné scenáre:COB > POB

COB dosahuje nulovú optickú vzdialenosť (0OD) a ultratenký dizajn. Je ideálny pre tablety, notebooky a herné monitory. Menšie panely tiež zlepšujú výnosy a efektívnosť nákladov.

POB je limitovaný veľkosťou balíka. Primárne sa používa vo veľkých moduloch OD pre trhy citlivé na náklady, ako sú televízory strednej a nižšej úrovne, monitory a automobilové displeje.

• COB: Uprednostňuje ultratenké, špičkové dizajny, ale čelí výzvam v oblasti nákladov, výnosu a prepracovania.
• POB: Vyniká nákladovou efektívnosťou, škálovateľnosťou a jednoduchosťou a dominuje na trhoch s veľkými obrazovkami, kde je hrúbka menej kritická.

Ktoré LED balenie ponúka optimálnu cestu pre hromadnú výrobu?

Ako bolo zdôraznené v porovnávacej analýze vyššie, konkurencia medzi COB a POB primárne závisí od kompromisu medzi výkonom a nákladmi.

Schopnosť nájsť optimálnu rovnováhu medzi nízkonákladovou implementáciou a vysokovýkonným výstupom, čo v konečnom dôsledku určí vývojový potenciál oboch technológií.

Partner spoločnosti Doitvision"s Riešenie ACSP

Schéma štruktúry balíka

Spoločnosť Doitvision Partner's je popredným výrobcom IDM (integrovaných zariadení) špičkových polovodičových svetelných zdrojov. Má výhody integrácie v celom priemyselnom reťazci a hlboko zakorenené odborné znalosti vo výrobných, baliacich a testovacích procesoch.

Aby sa spoločnosť The Partner vysporiadala s problémami pri výbere spôsobu balenia pre Mini BLU (Backlight Unit) a iteratívne inovovala riešenia COB a tradičné POB a zaviedla svoju vlastnú technológiu podsvietenia ACSP (Advanced Chip Scale Packaging). Tento prelomový krok kombinuje silné stránky oboch prístupov a zároveň ďalej zvyšuje výkon a nákladovú efektívnosť.

Výkonové výhody

Mini BLU využíva vlastný dizajn flip-chip a technológiu ACSP, čím dosahuje kompaktnú veľkosť balenia iba 1.1-1.2-násobok rozmerov čipu.

Uhol vyžarovania svetla LED je rozšírený zo 140° na takmer 180°, čo umožňuje ultratenký dizajn 0OD (Zero Optical Distance) pre bezproblémové miešanie farieb.

Táto všestrannosť podporuje aplikácie v rámci AR/VR, tabletov/notebookov, monitorov, televízorov, automobilových displejov a ďalších segmentov displejov plnej veľkosti.

Okrem toho riešenie ACSP zahŕňa jedinečnú technológiu expanzie elektród a sekundárne procesy spájkovania pretavením, čím efektívne rieši problémy s výťažnosťou spôsobené únikom svetla a nerovnomerným miešaním farieb, ktoré sú vlastné konvenčným obalom CSP.

Optimalizácia nákladov

Náš partner využíva svoj vertikálne integrovaný dodávateľský reťazec a implementuje komplexnú kontrolu nákladov, ktorá zahŕňa návrh čipov, optickú simuláciu, procesy balenia až po návrh ovládačov. Technológia ACSP výrazne zlepšuje výnosy výroby a zároveň ďalej znižuje výrobné náklady.

Záver

Predstavili sme rozdiel medzi technológiou balenia COB a POB. Ako popredný výrobca COB LED displejov neustále prinášame nové technológie s našimi vynikajúcimi partnermi. Preto sú naše COB LED obrazovky nielen kvalitné, ale aj cenovo dostupné. Ak máte záujem o naše COB LED displeje , neváhajte nás kontaktovať.