5. Scelta dei fili di bonding in oro o rame: valutare il sistema di affidabilità, non solo il nome del materiale

I tradizionali package LED SMD utilizzano generalmente fili di bonding per collegare il die agli elettrodi. I materiali comuni includono oro e rame.

I principali vantaggi del filo d'oro sono la resistenza all'ossidazione, la maturità del processo e la stabilità del bonding a lungo termine. È comunemente utilizzato per progetti esterni, ad alta luminosità e a lunga durata con requisiti di affidabilità stringenti. Il filo di rame offre una buona conducibilità elettrica e termica, oltre a vantaggi di costo, ma richiede un controllo più rigoroso del trattamento superficiale, del bonding e dei processi di packaging.

La selezione non dovrebbe quindi ridursi a "il filo d'oro è sempre premium e il filo di rame è sempre di fascia bassa". Un approccio più ragionevole è:

· Per progetti esposti ad alta temperatura e umidità, ampie escursioni termiche, funzionamento continuo a lungo termine o costi di manutenzione elevati, dare priorità a soluzioni che hanno subito una rigorosa validazione di affidabilità;

· Per display interni convenzionali, eventi di noleggio e progetti sensibili ai costi, è possibile selezionare una soluzione matura con filo di rame a condizione che soddisfi i requisiti di durata e stabilità del servizio;

· Indipendentemente dal materiale del filo di bonding, valutarlo insieme al die LED, al lead frame, all'incapsulante, al processo di saldatura e ai risultati dei test di invecchiamento.

Criteri di confronto per fili di bonding in oro e rame

6. Cosa verificare dopo aver ricevuto una proposta di package LED?

Una specifica completa del package LED dovrebbe indicare più di "filo d'oro 1010" o "filo di rame 2727". Per determinare se la soluzione può effettivamente essere implementata, verificare almeno le seguenti informazioni.

1. Layout del package e dei pixel

· Designazione del package e dimensioni esterne effettive;

· Passo dei pixel e struttura dei pixel compatibili;

· Idoneità per interni/esterni e grado di protezione;

· Proporzione dell'area superficiale nera, angolo di visione e coerenza della superficie.

2. Parametri del die LED e elettro-ottici

· Marca del die, grado o informazioni dimensionali;

· Luminosità per LED, intervallo di lunghezze d'onda e tolleranze di binning del colore;

· Corrente di pilotaggio tipica e valori nominali massimi;

· Metodo di scansione e condizioni di test corrispondenti alla luminosità a schermo intero target.

3. Affidabilità e durata di servizio

· Materiale e diametro del filo di bonding;

· Lead frame, incapsulante e resistenza all'umidità e all'esposizione ai raggi ultravioletti;

· Risultati di test ad alta temperatura/alta umidità, shock termico, invecchiamento e altri;

· Aumento della temperatura, consumo energetico e decadimento del flusso luminoso a lungo termine alla luminosità target.

4. Fornitura e coerenza

· Coerenza di luminosità, colore e livello di nero all'interno dello stesso lotto;

· Gestione dei cambi di lotto e capacità di fornitura a lungo termine;

· Corrispondenza dei colori per parti di ricambio e riparazioni successive;

· Capacità del produttore di binning, calibrazione e tracciabilità della qualità.

7. La sequenza corretta per la selezione dei package LED

Le informazioni sopra riportate possono essere consolidate in un processo di selezione in quattro fasi.

Fase 1: Controllare il valore P. Definire l'intervallo fattibile delle dimensioni del package ed eliminare le opzioni che non rientrano nelle dimensioni fisiche o nel layout dei pixel.

Fase 2: Valutare la luminosità e l'ambiente di visione. Impostare la luminosità target in base all'uso interno/esterno, all'orientamento del display e alla luce ambientale, quindi lavorare a ritroso per determinare la configurazione del die LED, del pilotaggio e dell'ottica.

Fase 3: Valutare le condizioni operative. Valutare il filo di bonding, i materiali di packaging e il grado di affidabilità in base a temperatura e umidità, ore di funzionamento, difficoltà di manutenzione e requisiti di durata del servizio.

Fase 4: Valutare il costo totale. Una volta che i primi tre criteri soddisfano i requisiti del progetto, confrontare il costo dei componenti, il consumo energetico, la dissipazione del calore, la manutenzione e la fornitura a lungo termine, non solo il prezzo unitario del package LED.

8. Uno sguardo al futuro: mentre i package LED scompaiono gradualmente nel display

Poiché i display a LED si muovono verso passi dei pixel più fini, il processo tradizionale di packaging dei LED come dispositivi discreti e quindi il loro montaggio su un PCB si sta evolvendo.

COB monta i die LED direttamente sul substrato del display e poi incapsula l'intero modulo. Rimuove il passaggio intermedio dei package LED discreti, ma la resistenza all'umidità, la protezione dagli urti, l'elaborazione ottica e la gestione termica rimangono essenziali. Queste funzioni si spostano semplicemente dal packaging del singolo dispositivo all'incapsulamento a livello di scheda.

MIP mantiene il concetto di dispositivi discreti trasformando die Mini/Micro LED più piccoli in package miniaturizzati che possono essere testati, binati e montati. In altre parole, MIP non elimina il package LED; lo ridefinisce.

In futuro, i Micro LED potrebbero continuare a svilupparsi verso il trasferimento di massa, la produzione a livello di wafer, le strutture RGB impilate verticalmente e l'integrazione diretta di array emettitori di luce con backplane di pilotaggio. A quel punto, l'industria potrebbe concentrarsi meno sulle dimensioni convenzionali dei package come 1010, 1515 e 2727 e più sui pixel su scala micron, sulla resa di integrazione e sulle capacità di produzione a livello di sistema.

Il futuro dei display a LED potrebbe quindi non essere completamente "senza package". Invece, è più probabile che i package LED discreti svaniscano dalla vista man mano che il packaging e la protezione diventano integrati nella produzione a livello di pixel, a livello di modulo o addirittura a livello di wafer.

Il prossimo passo potrebbe essere—

Il package LED scompare nel display e la luce diventa il display stesso.