La comparación más completa entre la tecnología MIP y COB para pantallas LED

1, ¿QUÉ ES EL MIP?

MIP (Micro LED in Package) en la industria de las pantallas LED es una tecnología de empaquetado a nivel de chip. Su proceso es el siguiente: los chips Micro LED se transfieren a la placa portadora mediante tecnología de transferencia de masa, se empaquetan, se cortan en paquetes pequeños y luego se dividen y mezclan BIN y se pegan con cinta adhesiva.

Luego, la fábrica de pantallas LED utiliza empaques MIP, lleva a cabo el proceso SMT tradicional, fabrica un módulo de pantalla y completa la producción de la pantalla final. El módulo completo también puede soportar el revestimiento de la superficie de la pantalla (como GOB).

A diferencia de tecnologías como COB e IMD, que empaquetan múltiples chips, la estructura básica de MIP incluye solo un píxel completo.

2, ¿QUÉ ES LA COB?

COB, chip-on-board, es un nuevo tipo de método de empaque de lámparas para la producción de pantallas LED, que es diferente de la tecnología de empaque tradicional. Específicamente, el chip desnudo se adhiere a la PCB con pegamento conductor o no conductor, luego se conecta eléctricamente, encapsula el chip y los cables con adhesivo.

De esta manera, desde el embalaje del chip de diodo hasta el módulo de pantalla LED se completa en la fábrica de embalaje, no hay necesidad de SMT del módulo, lo que simplifica el proceso de producción de la pantalla LED, simplifica más el proceso de producción. y el píxel
El paso de la pantalla puede ser mucho más pequeño, la confiabilidad se duplica y el costo puede ser muy bajo en el futuro.

COB es una innovación disruptiva con muchas ventajas

2.1, Ventajas de la COB

2.1.1, Bajo consumo de energía y larga vida durar

La pantalla LED empaquetada COB tiene las características de una fuerte disipación de calor, bajo consumo de energía y larga vida útil porque el calor se disipa rápidamente directamente a través de la placa PCB, la resistencia térmica es pequeña y la temperatura de funcionamiento de la pantalla COB es baja.

2.1.2, Módulo integrado, eliminando el proceso SMT del módulo tradicional.

Debido al diseño del módulo integrado, la pantalla LED en el paquete COB ahorra múltiples procesos y componentes requeridos por las pantallas LED tradicionales empaquetadas con SMD, lo que reduce el espacio y el peso de la instalación, simplifica los pasos y métodos de instalación y hace que la pantalla sea más eficiente. Mantenimiento sencillo y más cómodo, etc.

2.1.3, tono más fino, ángulo más amplio, contraste más profundo, color más delicado

Debido a que al usar empaque COB, no existe una barrera física entre los chips emisores de luz y más píxeles en la unidad de pantalla LED, se puede lograr un paso más pequeño por debajo de P1.0.

Es una fuente de luz de superficie que tiene un ángulo luminoso mayor.
Obtiene una imagen más clara, un contraste más profundo y un color más abundante.

3, ¿POR QUÉ SALA MIP?

Desde la perspectiva de los productos de visualización directa LED de gran tamaño, la estructura de empaque de los chips LED incluye principalmente tres tecnologías: SMD, IMD y COB.

Los productos de pantalla LED de vista directa por debajo del paso P1.0 adoptan principalmente tecnologías IMD y COB. Ambos casi pueden igualar el P0.4-P0.9 mm que se ha lanzado hasta ahora.

¿Por qué existe el desarrollo de la tecnología de embalaje MIP?

3.1, Limitaciones de SMD

Como la tecnología más madura, SMD puede cubrir el mercado de aplicaciones por encima de P1.0 mm, pero en la aplicación, el diodo LED es fácil de caer o morir, y la confiabilidad es relativamente pobre.

Además, es difícil para los dispositivos independientes de SMD alcanzar P1.0 o menos.

3.2, Limitaciones de IMD

IMD combina las características de SMD y COB. Puede cubrir P0.4~P0.9mm, y su capacidad anticolisión es más fuerte que la SMD, y su confiabilidad también es relativamente fuerte.

Sin embargo, la estructura del empaque todo en uno de IMD determina el tono. Un IMD sólo se puede utilizar para un lanzamiento. Por ejemplo, el IMD 4 en 1 para P0,9 mm no se puede utilizar para otros pasos.

Y de esta forma, si el tono es menor, como P0.4, ¿es necesario utilizar un IMD 12 en 1? Si se empaquetan más chips LED en una sola estructura, ¡IMD se convierte en un pequeño COB!

3.3, Desafíos actuales de la COB

Para 2023, los envases de COB también enfrentarán algunos desafíos

3.3.1, Difícil reparar una sola lámpara.

Para el mantenimiento de lámparas COB, la dificultad del mantenimiento de una sola lámpara es relativamente alta. Uno de los mayores problemas en el mantenimiento de una sola lámpara es que al reparar una lámpara, el soplete de soldadura ahumará el círculo circundante y aparecerá un círculo alrededor de la lámpara.

3.3.2, Consistencia de color no perfecta

La pantalla LED con COB es propensa a la aberración cromática modular.

Cuando la escala de producción de COB no es lo suficientemente grande, el costo de la luz del chip y la separación de colores es alto, y la pantalla terminada debe calibrarse para mejorar la consistencia de la pantalla.

3.3.3, Alto coste de fabricación

La tasa de primera aprobación del proceso de envasado es un desafío.

Por sus características, el embalaje COB funciona sobre un tablero de grandes dimensiones. Esta placa tiene un máximo de 1024 luces. En comparación con SMD, si una sola luz se rompe durante el embalaje SMD, solo es necesario reemplazar una luz.

Sin embargo, una vez completado el embalaje de 1024 lámparas en el paquete COB, se debe realizar una prueba y el pegamento sólo se puede sellar después de que se confirme que todas las lámparas no tienen problemas. Cómo garantizar que las 1024 luces en todo el tablero estén completamente intactas y la tasa de aprobación única es un gran desafío.

3.3.4, La tasa de aprobación del producto terminado es un desafío

Para la producción del módulo COB, una vez sellados los chips, el dispositivo de accionamiento IC debe someterse a un proceso de soldadura por reflujo. Cómo garantizar que la superficie de la lámpara no se dañe por la alta temperatura de 240 grados en el horno durante el proceso de soldadura por reflujo. ¡Este es otro gran desafío!

4, VENTAJA DEL MIP

4.1, paquete COB de un solo píxel

MIP es como un paquete COB en forma de un píxel independiente: tiene la confiabilidad de la integración a nivel de chip COB y la flexibilidad de un chip independiente, y los requisitos de confiabilidad para la transferencia de masa en la era micro son de 1 a 2 órdenes de magnitud. inferior al COB.

La diferencia más notable entre los dos es que COB es un paquete integrado y MIP es un paquete de dispositivo discreto. Como dispositivo discreto, las ventajas de rendimiento de la tecnología MIP son destacadas.

4.2, Alta compatibilidad, el proceso de producción es el mismo que el SMD, IMD tradicional

MIP es un paquete de cuentas de chip independiente típico y es compatible con procesos SMT posteriores.

En términos del proceso de fabricación, la tecnología MIP puede igualar el proceso tradicional de pantalla LED, lo que significa que MIP tiene mayor compatibilidad en muchos aspectos. Por ejemplo, los fabricantes de pantallas LED pueden utilizar los equipos SMT actuales con una pequeña inversión.

4.3, Un paquete se adapta a múltiples parcelas pequeñas

El paquete MIP también es versátil, es decir, un MIP que se puede utilizar para producir pantallas LED con múltiples tamaños de píxeles. Por ejemplo, una lámpara de 0,4 MIP puede fabricar pantallas LED de P0,5 a P1,2 mm. En este sentido, es completamente opuesto, tanto COB como IMD son "la estructura del paquete determina el tamaño final de los píxeles".

MIP es casi la "solución óptima" para pantallas de visualización directa LED mini/micro de paso más grande, adecuada para pantallas de P0,7 ~ P1,8 mm.

4.4, buena consistencia

Los dispositivos MIP pueden realizar una buena separación y mezcla de longitud de onda y brillo del chip, lo que puede lograr una consistencia de color perfecta y lograr mejores efectos visuales.

MIP adopta una estructura de cátodo común de chip invertido, que tiene mayor confiabilidad y mayor ahorro de energía. Debido a estos campos un poco más grandes, la aplicación de la tecnología COB en estas pantallas de campos no es actualmente tan rentable.

4.5, Facilitar las pruebas y el posmantenimiento

El embalaje MIP también es más fácil de probar y reparar posteriormente.

Los dispositivos discretos ofrecen ventajas significativas en pruebas, depuración, selección de conformidad y reparación.

4.6, menor costo de fabricación que COB

En la actualidad, el costo de P1.2 mm mediante tecnología MIP es equivalente al de las pantallas P1.2 mm producidas por COB y SMD, pero cuando el tamaño de píxel es menor que P1.2, el costo integral de fabricación de la tecnología MIP es menor que eso. de tecnología COB y tecnología SMD.

4.6.1, Mayor tasa de rendimiento

La esencia de MIP (Micro LED en paquete) es la combinación de Micro LED y dispositivos discretos, es decir, el módulo de pantalla COB completo original de gran área se divide en paquetes separados más pequeños. Es más fácil controlar la tasa de rendimiento en un área más pequeña. Al mismo tiempo, el proceso de prueba se traslada desde el extremo del chip a la fase de empaquetado, lo que reducirá efectivamente el costo.

4.6.2, MIP no requiere una tasa de éxito de transferencia masiva tan alta como COB

La dificultad del rendimiento de la transferencia de masa no es el "volumen de masa", sino la "tasa de rendimiento". La industria alguna vez creyó que la tasa de rendimiento de la transferencia masiva debe alcanzar 99,9999% antes de poder aplicarse, es decir, en una pantalla 4K, solo se pueden aceptar unas 8 transferencias defectuosas.

Debido a que MIP tiene que realizar el corte, el empaque final y las pruebas de “dispositivos discretos” después de la transferencia de masa de chips, no es tan sensible al rendimiento de la transferencia de masa.

4.6.3, Mayor posibilidad de reducción potencial de costos

En la actualidad, el coste más importante del Micro LED es la reparación del chip y la transferencia. Entre ellos, el costo del chip representa casi 30%. La reducción de costes en el futuro del Micro LED requerirá naturalmente chips de menor tamaño. Desde esta perspectiva, MIP sin duda está más en línea con la tendencia futura de reducción de precios de Micro LED.

4.7, MIB tiene las ventajas de SMD y COB

La tecnología de empaquetado MIP es esencialmente una combinación de tecnología COB y tecnología SMD. Tiene las características de buena consistencia de color y fácil mantenimiento de SMD, y también tiene las ventajas de alta confiabilidad de COB.

5, MIP VS COB VS IMD VS SMD

■ En términos de conexión eléctrica, MiP y COB son los mejores, seguidos de IMD y SMD;

■ En términos de contraste, MiP tuvo el mejor desempeño, seguido de IMD y COB, y finalmente SMD;

■ MiP y COB funcionan mejor en términos de choque térmico del ciclo térmico;

■ En el proceso de fabricación, SMD e IMD adoptan el proceso SMT, COB adopta el proceso Pick&Place y MiP es compatible tanto con el proceso SMT como con el proceso Pick&Place;

■ En términos de reparabilidad, MiP es mejor que SMD e IMD;

■ Para los requisitos de tamaño de chip LED, SMD solo puede empaquetar chips de más de 145 um, IMD y COB pueden empaquetar chips de más de 125 um y MiP puede empaquetar el tamaño de chip LED más pequeño, que puede ser inferior a 60 um;

■ En términos del tamaño del paquete de lámpara, el tamaño SMD principal está mayormente por encima de 1010 (>=P1.2), mientras que MiP puede estar por debajo de 0404;

■ En términos de consistencia, SMD, IMD y MiP son convenientes para mezclar longitud de onda y brillo y eliminan eficazmente el efecto Mura.

■ En términos de planitud, MiP y COB tienen la planitud más alta, seguidos por IMD y finalmente SMD.

■A nivel de visualización, MIP y COB pueden lograr el tamaño de píxel más pequeño, seguidos por IMD, y SMD tiene un tamaño de píxel más limitado.

6, FUTURO DE IMD, COB Y MIP

6.1, ¿Desaparecerá el IMD?

Con respecto a la competencia entre MIP y COB, la industria ahora tiene mucho consenso: por ejemplo, la flexibilidad de MIP traerá un rápido crecimiento a escala; bajo la competencia conjunta de MIP y COB, la solución técnica de “compromiso” IMD puede ser la primera en ser marginada o retirarse del escenario de la historia...

6.2, la tecnología COB está madurando gradualmente

Las desventajas actuales de la tecnología COB radican en la dificultad de la consistencia del color, la dificultad de detección y reparación, los mayores requisitos de confiabilidad del proceso de envasado y la incapacidad de realizar un cribado espectroscópico de un solo píxel.

Sin embargo, con el desarrollo de la tecnología COB a lo largo de los años, se ha ido estableciendo cada vez más un sistema de suministro más maduro y fiable, y el tamaño del mercado sigue en expansión. Los “problemas técnicos” mencionados anteriormente se han resuelto inicialmente y se está avanzando hacia una solución más profunda. Por ejemplo, la madurez de la tecnología de transferencia masiva, la mejora de la eficiencia y la confiabilidad; Los chips LED de mayor calidad y confiabilidad, etc., mejoran continuamente la estructura de dificultad técnica de COB.

6.3, se han verificado las pantallas COB

Por otro lado, el primer lote de pantallas grandes COB se ha utilizado durante más de 5 años y el efecto y la confiabilidad se han verificado y probado ampliamente. Como solución técnica de alta gama, COB está profundamente arraigada en los corazones de la gente y se ha convertido en el punto de referencia para las opciones de alta gama en el mercado.

6.4, COB tiene una tasa de producción más alta debido a que no hay proceso SMT

La tecnología COB ahorra parte del proceso de fabricación. Tiene una mayor eficiencia de producción.

La cadena industrial de COB también es más corta.

Desde la epitaxia del chip LED hasta los productos finales, ya no necesita los tres eslabones de “oblea ascendente, empaque intermedio y pantalla LED descendente” en el mercado de pantallas tradicionales, sino que se ha convertido en “El proceso de empaque ha sido integrado por los fabricantes de pantallas; o las empresas de embalaje ascendentes producen directamente módulos de visualización COB.

Esto ha cambiado enormemente el desarrollo de la industria y la distribución de tecnologías básicas y tiene un gran impacto en la elección y el desarrollo de la ruta tecnológica futura.

6.5, La ventaja de costos de COB será cada vez más obvia

El costo de los productos P1.2 que utilizan tecnología COB y tecnología SMD está igualado. Con una pantalla de P0,9 mm, el costo integral de COB ha sido mucho menor que el de SMD. Cuanto menor sea el tamaño de los píxeles, más obvio será el costo integral de COB. Especialmente por debajo de P1.0 mm, las ventajas técnicas del COB serán más obvias.

Sin embargo, con la madurez gradual de la tecnología y su mejora continua, la tasa de rendimiento de COB ha aumentado rápidamente y su costo también ha disminuido rápidamente con el aumento de la producción por lotes.

Debido a que la tecnología COB ahorra parte del proceso de fabricación, tiene una mayor eficiencia de producción.

6.6, posiciones COB de gama media a alta

Los productos de embalaje COB se posicionan como productos de gama media a alta. En la actualidad, se utilizan principalmente para pantallas LED de P1,6 mm y principalmente para pantallas de P1,2 mm. Desde la perspectiva de la proporción de cada lanzamiento, la ventaja dentro de P1.2 es más fuerte.

La tecnología COB es mejor en envases altamente integrados con alta densidad de píxeles. Cuanto menor sea el paso, más obvia será la ventaja integral de costos de los productos COB.

7, ¿Tiene MIP competitividad a largo plazo en comparación con COB?

7.1, ¿MIP es una tecnología de transición?

En la actualidad, la mayoría de las empresas siguen básicamente el desarrollo de doble línea de SMD y COB.

Si observamos la tecnología MIP en productos de aplicaciones más populares, como P1.2, P1.5 e incluso P3.0, sus ventajas siguen siendo grandes.

Los LED de micropaso están dirigidos principalmente al mercado de gama media a alta y no son muy sensibles al coste. En cambio, se preocupan más por la confiabilidad del producto y la reputación de la marca.

En el futuro, a medida que se expanda el mercado de LED de micropaso, la competencia de costos debe ser una de las direcciones clave. Sin embargo, las aplicaciones de los LED de micropaso todavía se basan en demandas de gama ultra alta, como 8K, y mercados de consumo como las pantallas todo en uno. Estas demandas siguen siendo sensibles al mercado para la marca incluso después de que el costo haya caído drásticamente.

Por lo tanto, todavía existe un gran suspenso sobre si MIP se convertirá en una verdadera competitividad del mercado.

7.2, el paquete MIP es adecuado para pequeñas empresas

La principal ventaja del paquete MIP es "flexible". Este es el camino excelente” para ingresar al mercado de LED de micropaso para aquellas empresas de pantallas, especialmente aquellas que no dominan la tecnología COB y que no pueden ingresar al mercado de procesos de empaque a nivel de chip.

La encapsulación MIP para pequeñas y medianas empresas de pantallas LED de visualización directa basadas en tecnología SMT es fácil de dominar y tiene una organización de producción flexible y económica.

7.3, MIP actualmente solo es adecuado para pantallas LED de gran tamaño

La tecnología MIP solo es adecuada para el mercado de pantallas LED de visión directa de gran tamaño, mientras que el micro LED también está dirigido a escenarios de visualización pequeños y medianos, como micropantallas cercanas al ojo, dispositivos portátiles y vehículos. Es poco probable que este último utilice la estructura MIP para resolver el problema de la producción en masa, es decir, la mayor madurez y progreso de las tecnologías de transferencia masiva, como la integración única a mayor escala (que supera con creces el nivel COB de las pantallas LED de gran tamaño). ), que son micro, pequeñas y medianas micropantallas.

7.4, la ventaja de MIP disminuirá en el futuro

7.4.1, La ventaja de MIP es la ruta de compromiso.

En la actualidad, muchas ventajas de MIP se obtienen a través de una ruta de compromiso: por ejemplo, bajos requisitos de confiabilidad de la transferencia de masa, bajos requisitos de detección y reparación, etc. Estas ventajas existen porque la tecnología de transferencia de masa aún no está madura y es confiable; Porque la tasa de defectos del embalaje integrado a gran escala real sigue siendo relativamente alta (más de 1/100.000). Si se resuelven estos problemas técnicos, la ventaja de MIP disminuirá.

7.4.2, El desarrollo de COB de tamaño pequeño promoverá el desarrollo de COB de visualización de gran tamaño.

Si la tecnología de pantallas micro LED pequeñas y medianas se puede comercializar y madurar con éxito, entonces su tecnología se aplicará a productos de módulos de pantalla LED "CELL avanzados" de gran tamaño. Inevitablemente, traerá otra actualización de la tecnología COB: se mejorará aún más la competitividad tanto en costos como en confiabilidad. En ese momento, la ventaja de MIP en el mercado de pantallas LED de visión directa de micropaso puede disminuir.

7.4.3, Las futuras reducciones de costos para MIP son limitadas.

Por otro lado, el método de MIP para reducir el problema de costos también es muy singular: un solo paquete de perlas de lámpara mejora la "tasa de rendimiento", que es el punto clave de la ventaja de costos en la relación entre MIP y COB. Sin embargo, si el rendimiento de COB aumenta, es decir, la tasa de defectos disminuye significativamente, entonces esta ventaja se diluirá significativamente. ——En el mercado de micro-pitch, el verdadero problema del costo proviene de “más píxeles”: cuanto más pequeño es el pitch, más píxeles por unidad de área y mayor es el costo. Incluso con la SMT (tecnología de montaje en superficie) madura utilizada en la producción de pantallas MIP, es difícil lograr un gran avance en costos en este sentido.

7.5, MIP tiene una ventaja obvia sobre COB en pantallas LED de P1.2~P3.0mm

Por supuesto, si se sale del marco del micro-pitch y se observa la tecnología MIP en productos de aplicaciones más populares, como P1.2 mm, P1.5 mm e incluso P3.0 mm, sus ventajas siguen siendo enormes. MIP es casi la “solución óptima” para chips LED de especificación mini/micro aplicados a pantallas LED de visión directa. Debido al mayor tamaño, el coste de aplicar la tecnología COB a estos productos es mucho mayor. La tecnología COB es mejor en envases altamente integrados con una densidad de píxeles muy mayor.

7.6, MIP no puede competir con COB en el campo del paso fino, pero reemplaza a IMD y SMD

Desde la perspectiva del desarrollo dinámico de la tecnología, con el progreso de la transferencia de masa, la mejora de la confiabilidad del chip LED y la redundancia del rendimiento, todavía hay mucho margen de mejora en el empaque COB.

La competencia entre MIP y COB no es sólo una competencia bajo las condiciones técnicas existentes, sino también una competencia bajo el continuo progreso tecnológico en el futuro: MIP es un nuevo avance en la industria. ¿Quién puede garantizar que la COB no logrará más avances en el futuro?

La mayor importancia de MIP es reemplazar IMD y SMD en paso pequeño y micro paso, en lugar de competir con la tecnología COB de alta gama actual.

8, DESARROLLO ACTUAL DEL MIP

8.1, MIP se está desarrollando rápidamente

Precisamente debido a las ventajas de MIP sobre COB y SMD, esta tecnología, aunque posterior a COB e IMD, se ha desarrollado rápidamente desde la segunda mitad de 2022.

A principios de 2023, empresas nacionales como Natiosntar, Kinglight y Xxinying también llevaron productos MiP producidos en masa a la exposición internacional ISE, que se centra en pantallas de cine privadas y fijas de alta gama P0,7-P1,2 mm para interiores. .

Como uno de los primeros defensores e inventores de la tecnología IMD, Nationstar lanzó dispositivos MiP en ISE 2023, incluido el MiP-C0404 con un tamaño de 0,40 * 0,40 * 0,23 mm, que se puede adaptar a una amplia gama de productos de pared LED con paso de píxeles. aplicaciones; y el dispositivo MiP-C0606FTP adopta un diseño de cátodo común, que se puede adaptar a un tamaño de píxel de P1.5 a P0.6 y es adecuado para escenarios de visualización de ultra alta definición en interiores. Dos tipos de MIP pueden satisfacer la visualización directa LED de paso pequeño y micro paso de la mayoría de las necesidades.

8.2, aplicaciones de visualización MIP

A principios de 2023, la nueva serie de pantallas Crystal LED inmersivas y de alto brillo de Sony volvió a llamar la atención. Antes del lanzamiento de estos dos productos, las series Crystal B y C de Sony con orientación comercial lanzadas en 2021 también recibieron la atención de la industria. Lo que vale la pena mencionar detrás de esto es que ambos productos utilizan tecnología MiP (Micro LED in Package), y se dice que los dispositivos pueden provenir de Seúl Viosys.

En la actualidad, MIP LED se utiliza principalmente para pantallas de gama alta con tonos P0.7, P0.9 y P1.2. Y esta parte del mercado es el área donde MiP ejercerá su fuerza en pantallas LED.

MiP utiliza una forma de producto adecuada para hacer que las pantallas LED sean más ventajosas en términos de costo y beneficio, que es la clave para el aterrizaje de los productos MiP. Por supuesto, el desarrollo final todavía depende de la voluntad de los mercados y de la velocidad de las marcas de pantallas LED.

9, Vídeos de pantalla LED MIP real y pantalla LED COB

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