Mini Display: Imballaggio COB vs. POB, qual è il migliore?

Con la maturazione della tecnologia LED, la retroilluminazione Mini LED (abbreviata in Mini BLU) si è affermata come la tecnologia di visualizzazione più promettente per i display HD. Questa tecnologia attrae i principali produttori di LED nelle fasi di produzione dei chip, del packaging e della visualizzazione, accelerando la commercializzazione della Mini BLU.

Tra questi, il packaging dei LED è l'anello chiave che determina le prestazioni dei LED, il costo di produzione e persino la produzione su larga scala dei prodotti Mini BLU. Il percorso tecnico per la migliore soluzione di packaging non si è mai fermato. Pertanto, l'attenzione attuale è rivolta alla competizione tra POB e COB.

COB contro POB Tecnologia di imballaggio

Nelle soluzioni LED tradizionali per la retroilluminazione, il packaging flip-chip SMD ha dominato l'approccio all'incapsulamento dei LED. Con l'avvento della miniaturizzazione dei LED e la maturazione della tecnologia flip-chip, sono gradualmente emerse le tecnologie di packaging flip-chip SMD e COB. La concorrenza tra i due principali Mini LED si sta intensificando.

Tecnologia di imballaggio COB:

La tecnologia COB prevede il montaggio di un gran numero di chip LED direttamente su un substrato (principalmente PCB o substrati in vetro) tramite die bonding, seguito da incapsulamento integrato.

La tecnologia COB adotta una struttura di packaging del pannello a livello di pixel altamente integrata su un lato del substrato, mentre i componenti del driver IC sono disposti sul lato opposto. Eliminando la necessità di staffe o pin di saldatura, la tecnologia COB consente una distanza di miscelazione ottica (OD) prossima allo zero, consentendo la progettazione di moduli di retroilluminazione ultrasottili.

Tuttavia, il processo COB richiede elevata precisione e una produzione complessa, che richiede attrezzature avanzate rispetto ai tradizionali flussi di lavoro POB.

 Inoltre, l'incapsulamento integrato complica la rilavorazione dei prodotti difettosi.

Tuttavia, le soluzioni COB sono più costose di quelle POB a causa di alcuni fattori quali la complessità del processo, l'allocazione dei costi delle attrezzature, ecc.

Tecnologia POB:

POB (Package-on-Board), comunemente definita la soluzione "cielo stellato" nel settore. Prevede l'incapsulamento dei singoli chip LED in perle distinte, che vengono poi montate sul substrato tramite SMT. Questo approccio si differenzia radicalmente dall'approccio integrato COB.

Distinzioni chiave:

• COB: legame diretto tra chip e substrato, incapsulamento integrato, OD ridotto al minimo, moduli più sottili, costi più elevati.
• POB: LED discreti pre-confezionati, assemblaggio SMT, processo più semplice, costi inferiori, ma design della retroilluminazione più spesso.

Schema della struttura del package SMD flip-chip POB

Attualmente, le soluzioni di retroilluminazione POB possono essere classificate in SMD flip-chip e CSP in base alla struttura del package. La tecnologia SMD flip-chip POB offre processi maturi, costi relativamente bassi e un'elevata fattibilità per la produzione di massa.

Tuttavia, a causa delle limitazioni nelle dimensioni del package, in genere sono necessari valori OD (distanza ottica) maggiori, con conseguente applicazione più limitata rispetto alle soluzioni COB.

Schema della struttura del pacchetto POB-CSP

CSP (Chip Scale Package) è una tecnologia di packaging a livello di chip. Il volume post-packaging è circa 1.2 volte la dimensione del chip. Pertanto, consente valori di OD ultra-ridotti, paragonabili alle soluzioni COB, pur mantenendo costi inferiori rispetto a queste ultime.

 Tuttavia, le dimensioni estremamente compatte dei LED CSP comportano delle sfide, come una spaziatura eccessivamente ridotta tra i pad degli elettrodi e un'area del pad insufficiente, che può causare perdite di luce, miscelazione irregolare dei colori o diafonia ottica dovuta a una copertura inadeguata della resina di incapsulamento.

Confronto tra tecnologie COB e POB

Attualmente, le due soluzioni di packaging per le unità di retroilluminazione Mini LED, COB e POB, presentano vantaggi e limiti distinti, che ne determinano l'adozione in prodotti diversi a seconda delle esigenze del mercato.

Criteri di confronto COB POB

Criteri di confronto	PANNOCCHIA	POB
Catena industriale	Richiede riqualificazione e integrazione	Maturo
Investimento	Alto (richiede investimenti secondari)	Basso
Chip Type	Produzione di wafer quadrati	Wafer rotondi prodotti in serie
Precisione del substrato	Requisiti elevati	Requisiti bassi
Difficoltà di rielaborazione	Alto (processo complesso)	Basso (possibile rielaborazione manuale)
Scenari di applicazione	Retroilluminazione ultrasottile (ad esempio, tablet, laptop, display da gioco)	Retroilluminazione a schermo grande (ad esempio, TV di fascia media/bassa, monitor, automotive)

Analisi critica

Catena industriale:POB > COB

Il COB prevede la saldatura a livello di chip, richiedendo standard tecnici più elevati per apparecchiature, materiali e processi. La sua maturità nella supply chain rimane sottosviluppata.

Il POB beneficia di una supply chain matura. Permette la produzione in serie senza dover apportare aggiornamenti significativi alle linee esistenti, riducendo significativamente i costi.

Materie prime:POB > COB

Il COB richiede wafer quadrati, che hanno specifiche dei materiali più rigorose.

POB utilizza wafer rotondi economici prodotti su larga scala, che supportano chip di dimensioni più piccole e costi inferiori.

Resa di produzione: Flip-Chip SMD > CSP > COB

La tecnologia COB richiede un controllo di qualità e una precisione elevatissimi, con conseguenti rendimenti dei moduli inferiori.

per garantire i tassi di superamento, sono necessari processi aggiuntivi:

•  SPI per l'ispezione della pasta saldante
• AOI per l'ispezione visiva
• test delle prestazioni, invecchiamento

Con substrati PCB, la tecnologia SMD flip-chip POB supera le prestazioni della tecnologia COB grazie a piazzole di saldatura più grandi, processi consolidati e requisiti di precisione del substrato più flessibili. Le rese POB-CSP si collocano tra la tecnologia SMD flip-chip e la tecnologia COB.

Flessibilità di rielaborazione: POB > COB

L'incapsulamento integrato del COB complica la rilavorazione delle unità difettose.

POB consente la sostituzione manuale dei singoli LED difettosi, consentendo una manutenzione a basso costo.

Scenari applicativi: COB > POB

Il COB raggiunge una distanza ottica pari a zero (0OD) e design ultrasottili. È ideale per tablet, laptop e monitor da gaming. Pannelli più piccoli migliorano anche la resa e l'efficienza dei costi.

Il POB è limitato dalle dimensioni del package. Viene utilizzato principalmente in moduli di grandi dimensioni per mercati sensibili ai costi come TV, monitor e display per auto di fascia medio-bassa.

• COB: dà priorità a design ultrasottili e di fascia alta, ma deve affrontare sfide in termini di costi, resa e rilavorazione.
• POB: Eccelle in termini di convenienza, scalabilità e semplicità, dominando i mercati degli schermi di grandi dimensioni in cui lo spessore è meno critico.

Quale soluzione di packaging LED offre la soluzione ottimale per la produzione di massa?

Come evidenziato nell'analisi comparativa di cui sopra, la concorrenza tra COB e POB si basa principalmente sul compromesso tra prestazioni e costi.

La capacità di trovare un equilibrio ottimale tra implementazione a basso costo e output ad alte prestazioni, che in ultima analisi definirà il potenziale di sviluppo di entrambe le tecnologie.

Partner di Doitvision'Soluzione ACSP

Schema della struttura del pacchetto

Doitvision Partners è un produttore leader di dispositivi integrati (IDM) di sorgenti luminose a semiconduttore di fascia alta. Vanta vantaggi di integrazione lungo tutta la catena industriale, con una profonda esperienza nei processi di produzione, confezionamento e collaudo.

Per affrontare le sfide relative alla selezione del percorso di incapsulamento per le Mini BLU (Backlight Unit), il Partner ha innovato iterativamente le soluzioni COB e POB tradizionali, introducendo la sua tecnologia di retroilluminazione proprietaria ACSP (Advanced Chip Scale Packaging). Questa innovazione combina i punti di forza di entrambi gli approcci, migliorando ulteriormente le prestazioni e l'efficienza dei costi.

Vantaggi in termini di prestazioni

Il Mini BLU adotta design flip-chip interni e la tecnologia ACSP, ottenendo un package compatto pari a solo 1.1-1.2 volte le dimensioni del chip.

L'angolo di emissione della luce dei LED è esteso da 140° a quasi 180°, consentendo un design 0OD (Zero Optical Distance) ultrasottile per una miscelazione dei colori perfetta.

Questa versatilità supporta applicazioni in AR/VR, tablet/laptop, monitor, TV, display per autoveicoli e altri segmenti di display di dimensioni standard.

Inoltre, la soluzione ACSP incorpora un'esclusiva tecnologia di espansione degli elettrodi e processi di saldatura a riflusso secondario, risolvendo in modo efficace i problemi di resa causati dalla dispersione della luce e dalla miscelazione irregolare dei colori, intrinseci al confezionamento CSP convenzionale.

Ottimizzazione dei costi

Sfruttando la sua catena di fornitura verticalmente integrata, il nostro partner implementa un controllo dei costi end-to-end che comprende la progettazione dei chip, la simulazione ottica, i processi di packaging e la progettazione dei driver. La tecnologia ACSP migliora significativamente la resa produttiva, riducendo ulteriormente i costi di produzione.

Conclusione

Abbiamo illustrato la differenza tra le tecnologie di packaging COB e POB. In qualità di produttori leader di display LED COB, collaboriamo costantemente con i nostri eccellenti partner per sviluppare nuove tecnologie. Pertanto, i nostri schermi LED COB non sono solo di alta qualità, ma anche convenienti. Se siete interessati ai nostri display LED COB , non esitate a contattarci.