Avec l'émergence de diverses technologies de production et de conditionnement, le secteur des écrans LED a considérablement évolué. Alors que le marché des petits pas s'appuie actuellement sur la technologie CMS, le marché des micro-pas privilégie de plus en plus le conditionnement COB en raison de sa densité de pixels plus élevée, de sa précision d'affichage supérieure et de sa reconnaissance croissante.

Qu'est-ce que l'emballage COB ?

Le packaging COB est une technologie qui permet de monter directement des puces LED sur un circuit imprimé. Comparé au packaging CMS traditionnel, le COB offre une densité d'intégration plus élevée, une meilleure dissipation thermique, une stabilité accrue, une meilleure efficacité de production et des coûts réduits. Ces avantages font du COB une solution prometteuse pour les applications avancées d'affichage Micro LED.

Flux de processus d'emballage COB

Expansion de plaquettes

Placez les plaquettes LED sur un anneau d'expansion, puis positionnez l'anneau sur une machine de revêtement adhésif arrière ; pré-enduit de pâte d'argent pour l'expansion.

Revêtement adhésif au dos

Transférez l'anneau de plaquette expansé vers une machine d'application d'adhésif sur la face arrière. Un distributeur applique une quantité précise de pâte d'argent sur le circuit imprimé.

Collage de matrice

Chargez la plaquette recouverte de pâte d'argent dans un dispositif de collage. Sous un microscope, les opérateurs utilisent un outil de collage pour placer manuellement les puces LED sur le circuit imprimé.

Guérison

Placez le circuit imprimé avec les puces collées dans un four à cycle thermique. Maintenez une température constante pour solidifier la pâte d'argent, puis retirez le circuit imprimé.

Encapsulation de plaquettes

Utilisez un distributeur pour appliquer de l'adhésif rouge ou noir sur les zones désignées du circuit imprimé. Un dispositif antistatique positionne précisément la plaquette sur l'adhésif.

Lamination du film

Couvrez l'écran avec un film protecteur prédécoupé ; en utilisant un équipement de plastification spécialisé pour améliorer les performances et la durabilité.

Durcissement final

Remettez le circuit imprimé encapsulé dans le four à cycle thermique. Ajustez le temps de durcissement en fonction des exigences spécifiques du procédé.

Tests post-assemblage

Effectuez des inspections de qualité complètes pour garantir que l'écran COB répond aux normes de performance et de fiabilité.

Avantages de la technologie d'emballage COB

SightLED Écrans LED COB Prend en charge plusieurs modes d'affichage et fonctions d'étalonnage des couleurs. Ils peuvent être adaptés à diverses applications.

Haute luminosité

Des images plus lumineuses et plus nettes ; améliorant la clarté globale de l'affichage.

Rapport de contraste élevé

Améliore les performances de contraste ; obtenant des noirs plus profonds, des blancs plus purs et des couleurs plus éclatantes pour un impact visuel exceptionnel.

Durée de vie prolongée

Avec une dissipation thermique et une stabilité supérieures, les écrans LED COB présentent une durée de vie opérationnelle plus longue, réduisant les coûts de maintenance et la fréquence de remplacement.

Gestion thermique améliorée

Le boîtier COB intègre les puces LED directement sur le circuit imprimé, où la chaleur est rapidement dissipée à travers la feuille de cuivre. Des contrôles de processus stricts garantissent une épaisseur optimale de la feuille de cuivre, associée à une finition dorée par immersion, minimisant ainsi la dégradation lumineuse. Cette conception réduit considérablement les pixels morts et prolonge la durée de vie du produit.

Durabilité et entretien facile

Surface lisse et durcie : la matrice de points LED plate et robuste résiste aux rayures et aux chocs.

Défauts réparables au niveau des pixels : les pixels défectueux individuels peuvent être réparés sans remplacer des modules entiers.

Nettoyage sans effort : aucune lentille de protection n'est requise ; la poussière ou les taches peuvent être essuyées avec de l'eau ou un chiffon.

Fiabilité par tous les temps

Excellentes performances d'étanchéité, de résistance à l'humidité, de protection contre la corrosion et la poussière, ainsi que de résistance antistatique, à l'oxydation et aux UV. Ils fonctionnent parfaitement à des températures extrêmes allant de -20 °C à +60 °C, garantissant ainsi leur fiabilité dans les environnements difficiles.

COB contreEmballage CMS

Emballage CMS

Le terme « CMS » désigne les composants montés en surface (CMS) utilisés dans la technologie de montage en surface (CMS). Aux débuts de la fabrication des circuits imprimés, l'assemblage traversant était entièrement manuel. Si les premières machines automatisées permettaient de placer des composants à broches simples, les pièces complexes nécessitaient encore un placement manuel pour la soudure à la vague.

L'introduction des composants montés en surface il y a une vingtaine d'années a marqué une nouvelle ère. Des composants passifs aux dispositifs actifs en passant par les circuits intégrés, la quasi-totalité des composants ont finalement adopté le boîtier CMS pour assurer leur compatibilité avec les systèmes d'assemblage par micro-pose. Pendant des années, on a supposé que tous les composants à broches passeraient finalement au boîtier CMS.

Principales caractéristiques de l'emballage CMS :

(1) Densité d'assemblage élevée : les composants CMS réduisent la taille et le poids du produit de 40 à 60 % et de 60 à 80 %, respectivement, avec des volumes et des poids d'environ 1/10e de ceux des composants traversants traditionnels.

(2) Fiabilité améliorée : résistance supérieure aux vibrations et taux de défauts de soudure inférieurs.

(3) Performances haute fréquence améliorées : interférences électromagnétiques et radiofréquences réduites.

(4) Efficacité des coûts : les processus automatisés réduisent les coûts de 30 à 50 %, économisant ainsi des matériaux, de l’énergie, de la main-d’œuvre et du temps.

Différences technologiques

Le packaging COB consiste à coller directement les puces LED sur les plots de soudure du circuit imprimé à l'aide d'adhésifs conducteurs et isolants. Après des tests de performances électriques, les puces sont encapsulées dans de la résine époxy.

L'emballage CMS fixe les puces LED aux plots de soudure des supports de perles de lampe à l'aide d'adhésifs, puis effectue des tests électriques similaires et une encapsulation époxy. Les étapes supplémentaires incluent le tri spectral, le découpage en dés et l'emballage en bande et bobine avant l'expédition aux fabricants d'écrans.

Comparaison de l'efficacité de la production

Le conditionnement COB présente des processus similaires à ceux du CMS traditionnel en termes de collage des puces et de câblage. Cependant, le COB surpasse le CMS en termes de distribution, de séparation, de regroupement et de conditionnement. Les coûts de main-d'œuvre et de fabrication représentent environ 15 % des coûts des matériaux en CMS, contre environ 10 % pour le COB, ce qui permet une réduction des coûts de 5 %.

Avantages et limites

Si le packaging CMS produit de manière fiable des perles LED de haute qualité, son processus en plusieurs étapes engendre des coûts plus élevés, notamment en termes de transport, de stockage et de contrôle qualité entre les fabricants de packaging et d'écrans. Les détracteurs du COB affirment que sa complexité technique entraîne des rendements inférieurs au premier passage et des défauts irréparables.

Cependant, la technologie COB actuelle atteint des rendements au premier passage d'environ 70 % pour une intégration de 0.5 K, d'environ 50 % pour une intégration de 1 K et d'environ 30 % pour une intégration de 2 K. Même les modules qui échouent aux tests initiaux ne présentent généralement qu'un à cinq points défectueux, moins de 1 % dépassant ce seuil. Les tests et les retouches avant encapsulation permettent des rendements finaux de 5 à 5 %. Les progrès en matière d'équipement et de contrôle des processus continuent d'améliorer ces indicateurs, grâce aux capacités de réparation des défauts après encapsulation.

 Comparaison des performances en matière de faible résistance thermique et de qualité lumineuse

Faible Résistance Thermique :

L'emballage CMS traditionnel suit un chemin de résistance thermique du système : puce → adhésif de liaison de matrice → joint de soudure → pâte à souder → feuille de cuivre → couche isolante → substrat en aluminium.

L'emballage COB simplifie cela en : puce → adhésif de liaison de puce → substrat en aluminium.

La résistance thermique de l'emballage COB est nettement inférieure à celle de l'emballage CMS traditionnel, ce qui prolonge considérablement la durée de vie des LED.

Qualité de la lumière :

Les boîtiers CMS traditionnels montent plusieurs dispositifs discrets sur un PCB pour former un assemblage de sources lumineuses, ce qui entraîne souvent des problèmes tels que des sources lumineuses ponctuelles, des reflets et des images fantômes.

L'emballage COB fournit une source lumineuse de surface uniforme ; un large angle de vision réglable, minimisant la perte de réfraction de la lumière.

Analyse et évaluation techniques

Difficulté de mise en œuvre technique :

Emballage CMS : une technologie mature bénéficiant de nombreuses années d'expérience pratique, de processus établis et d'une grande évolutivité. Sa mise en œuvre est relativement simple.

Packaging COB : une nouvelle technologie intégrée multi-puces nécessitant des innovations en matière d'équipements de production, d'outils de traitement, de méthodes de test et d'expertise technique. Des obstacles techniques importants existent, le principal défi actuel étant l'amélioration du rendement au premier passage. Bien que techniquement exigeant, le COB est réalisable, mais nécessite des efforts considérables.

Contrôle du taux d'échec à la livraison :

Les emballages COB et CMS peuvent tous deux atteindre des taux de défaillance proches de zéro lors de la livraison aux clients.

Contrôle des coûts:

Théoriquement, le COB présente un léger avantage en termes de coût. Cependant, en raison de son échelle de production limitée, le CMS reste actuellement plus rentable.

Risques de fiabilité :

Emballage CMS : les supports quadruples ou hexagonaux présentent des défis techniques et des risques de fiabilité, tels que le rendement de soudure des broches de support massives pendant la refusion et la protection extérieure des broches.

Emballage COB : Élimine les supports, réduisant ainsi les difficultés techniques et les risques. Les principaux défis consistent à garantir l'absence de points de défaillance lors du soudage par refusion des puces de commande de circuits intégrés et à obtenir une coloration uniforme de l'encre des modules.

Convivialité des applications :

Emballage COB :

• Les LED sont scellées à l'époxy sur des circuits imprimés ;
• Propriétés physiques exceptionnelles :
• Résistance à la compression : 8.4 kg/mm²
• Résistance au cisaillement : 4.2 kg/mm²
• Résistance aux chocs : 6.8 kg·cm/cm²
• Dureté : Shore D 84

Résistant à l'électricité statique, aux chocs, aux flexions et à l'abrasion, il est facile à nettoyer. Très durable et respectueux de l'environnement.

Boîtier CMS : Les LED sont soudées aux circuits imprimés via des broches de support, ce qui réduit leur résistance physique. Elles sont vulnérables aux décharges électrostatiques et aux dommages mécaniques, ce qui réduit leur convivialité.

Note critique sur les défis SMD :

Pour réduire les coûts, certains fabricants de CMS réduisent la hauteur des cadres porteurs, ce qui complexifie involontairement le processus d'encapsulation et diminue les rendements. Cela compromet la fiabilité et augmente les coûts d'encapsulation, annulant ainsi les économies escomptées.

Conclusion

Nous avons introduit le procédé de fabrication COB. Comparé aux années précédentes, ce procédé a connu des avancées majeures et nous pouvons affirmer que la technologie est très mature. De plus, le prix de l'écran COB est très abordable. Si vous avez besoin d'un mur vidéo ultra HD, pourquoi ne pas envisager cette nouvelle technologie ? Si vous recherchez un écran LED COB, n'hésitez pas à nous contacter.