針對(duì)高密度LED顯示屏工藝研究

摘要：目前，隨著LED顯示屏技術(shù)的不斷發(fā)展，各LED廠家加快節(jié)奏開發(fā)高密度LED顯示屏，從第十一屆廣州LED國(guó)際展縱觀各展示屏，高密度顯示屏有所突破，但灰度、色彩均勻性、明暗線等問(wèn)題仍是需要攻克的硬傷。本文就工藝進(jìn)行探討，供同行及專家參考、討論。

引言：

隨著LED顯示技術(shù)的快速進(jìn)步，LED顯示屏的點(diǎn)間距越來(lái)越小，現(xiàn)在市場(chǎng)已經(jīng)推出P1.4、P1.2的高密度LED顯示屏，并且開始應(yīng)用在指揮控制和視頻監(jiān)控領(lǐng)域。

在室內(nèi)監(jiān)控大屏市場(chǎng)上DLP拼接和LCD液晶拼接這兩種顯示技術(shù)的占據(jù)著市場(chǎng)先機(jī)，他們雖然各有優(yōu)勢(shì)，但是卻都共同存在一個(gè)問(wèn)題，那就是顯示單元之間的拼縫。高密度LED顯示屏具有先天優(yōu)勢(shì)可以實(shí)現(xiàn)無(wú)縫拼接。高密度顯示屏像素越來(lái)越小，分辨率越來(lái)越高，顯示畫面更加清晰、細(xì)膩。在顯示標(biāo)準(zhǔn)的高清圖像時(shí)，可以完全達(dá)到分辨率的要求。如果高密度燈管價(jià)格越來(lái)越低，勢(shì)必高密度LED顯示屏將在室內(nèi)視頻監(jiān)控領(lǐng)域占有更大市場(chǎng)。

高密度LED顯示屏具備高清顯示、高刷新頻率、無(wú)縫拼接、良好的散熱系統(tǒng)、拆裝方便靈活等特點(diǎn)。伴隨像素間距越來(lái)越小，對(duì)LED的貼裝、組裝、拼接工藝及結(jié)構(gòu)提出越來(lái)越高要求。本文就工藝問(wèn)題進(jìn)行一些探討。

1、LED選擇：P2以上密度的顯示屏一般采用1515、2020、3528的燈，LED管腳外形采用J或者L封裝方式。側(cè)向焊接管腳，焊接區(qū)會(huì)有反光，墨色效果差，勢(shì)必需要增加面罩以提高對(duì)比度。密度進(jìn)一步提高，L或者J的封裝不能滿足最小電性能間距需求，必須采用QFN封裝方式。國(guó)星的1010和晶臺(tái)的0505均采用此種封裝。

獨(dú)創(chuàng)QFN封裝焊接獨(dú)特工藝，這種工藝的特點(diǎn)是無(wú)側(cè)向焊接管腳，焊接區(qū)無(wú)反光，從而使得顯色效果非常好。另外采用全黑一體化設(shè)計(jì)模壓成型，畫面對(duì)比度提高了50%，顯示應(yīng)用畫質(zhì)效果對(duì)比以往顯示屏更加出色。

2、印刷電路板工藝選擇：伴隨高密度趨勢(shì)，4層、6層板被采用，印制電路板將采用微細(xì)過(guò)孔和埋孔設(shè)計(jì)，印制電路圖形導(dǎo)線細(xì)、微孔化窄間距化，加工中所采用的機(jī)械方式鉆孔工藝技術(shù)已不能滿足要求。迅速發(fā)展起來(lái)的激光鉆孔技術(shù)將滿足微細(xì)孔加工。

3、印刷技術(shù)：過(guò)多、過(guò)少的錫膏量及印刷的偏移量直接影響高密度顯示屏燈管的焊接質(zhì)量。正確的PCB焊盤設(shè)計(jì)需要與廠家溝通后落實(shí)到設(shè)計(jì)中，網(wǎng)板的開口大小和印刷參數(shù)正確與否直接關(guān)系到印刷的錫膏量。一般2020RGB器件采用0.1-0.12MM厚度的電拋光激光鋼網(wǎng)，1010RGB以下器件建議采用1.0-0.8厚度的鋼網(wǎng)。厚度、開口大小與錫量成比例遞增。高密度LED焊接質(zhì)量與錫膏印刷息息相關(guān)，帶厚度檢測(cè)、SPC分析等功能印刷機(jī)的使用將對(duì)可靠性起到重要的意義。

4、貼裝技術(shù)：高密度顯示屏各RGB器件位置的細(xì)微偏移將會(huì)導(dǎo)致屏體顯示不均勻，勢(shì)必要求貼裝設(shè)備具有更高精度，松下NPM設(shè)備貼裝精度(QFN±0.03mm)將滿足P1.0以上貼裝要求。

5、焊接工藝：回流焊接溫升過(guò)快將會(huì)導(dǎo)致潤(rùn)濕不均衡，勢(shì)必造成器件在潤(rùn)濕失衡過(guò)程中導(dǎo)致偏移。過(guò)大的風(fēng)力循環(huán)也會(huì)造成器件的位移。盡量選擇12溫區(qū)以上回流焊接機(jī)，鏈速、溫升、循環(huán)風(fēng)力等作為嚴(yán)格管控項(xiàng)目，即要滿足焊接可靠性需求，又要減少或者避免器件的移位，盡量控制到需求范圍內(nèi)。一般以像素間距的2%范圍作為管控值。

6、箱體裝配：箱體是有不同模組拼接而成，箱體的平整度和模組間的縫隙直接關(guān)系箱體裝配后的整體效果。鋁板加工箱、鑄鋁箱是當(dāng)下應(yīng)用廣泛的箱體類型，平整度可以達(dá)到10絲內(nèi).模組間拼接縫隙以兩個(gè)模組最近像素的間距進(jìn)行評(píng)估，兩像素太近點(diǎn)亮后是亮線，兩像素太遠(yuǎn)會(huì)導(dǎo)致暗線。拼裝前需要進(jìn)行測(cè)量計(jì)算出模組拼縫，然后選用相對(duì)厚度的金屬片作為治具事先插入進(jìn)行拼裝。

各公司P2.5高密度顯示屏箱體列表

7、屏體拼裝：裝配完成的箱體需要組裝成屏體后才可以顯示精細(xì)化的畫面、視頻。但箱體本身尺寸公差及組裝累積公差對(duì)高密度顯示屏拼裝效果都不容忽視。箱體與箱體之間最近器件的像素間距過(guò)大、過(guò)小會(huì)導(dǎo)致顯示暗線、亮線。暗線、亮線問(wèn)題是現(xiàn)在高密度顯示屏不容忽視的、需要急待攻克的難題。部分公司通過(guò)貼3M膠帶、箱體細(xì)微調(diào)整螺母進(jìn)行調(diào)整，以達(dá)到最佳效果。

箱體拼裝間隙導(dǎo)致以箱體為單位的明暗線

8、系統(tǒng)卡選擇：高密度顯示屏明暗線及均勻性、色差是LED器件差異、IC電流差異、電路設(shè)計(jì)布局差異、裝配差異等的積累詬病，一些系統(tǒng)卡公司通過(guò)軟件的矯正可以減少明暗線及亮度、色度不均。諾瓦推出亮度、色度矯正系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用到各高密度顯示屏，并取得了較好的顯示效果。

校正前效果 校正后效果

校正前效果 校正后效果

結(jié)論：高密度顯示屏具備精細(xì)化顯示效果，必須從材料選擇、電路設(shè)計(jì)、溫升控制、工藝等各個(gè)環(huán)節(jié)著手。相信高密度顯示屏隨著技術(shù)的進(jìn)步、價(jià)格的民眾化，將會(huì)取得更大、更廣的市場(chǎng)占有率。

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