细说高密度小间距LED屏的工艺
2016-11-11
方力视听科技
随着LED显示技术的快速进步，LED显示屏的点间距越来越小，现在市场已经推出P1.4、P1.2的高密度LED显示屏，并且开始应用在指挥控制和视频监控领域。
在室内监控大屏市场上DLP拼接和LCD液晶拼接这两种显示技术的占据着市场先机，他们虽然各有优势，但是却都共同存在一个问题，那就是显示单元之间的拼缝。高密度LED显示屏具有先天优势可以实现无缝拼接。高密度显示屏像素越来越小，分辨率越来越高，显示画面更加清晰、细腻。在显示标准的高清图像时，可以完全达到分辨率的要求。如果高密度灯管价格越来越低，势必高密度LED显示屏将在室内视频监控领域占有更大市场。
高密度LED显示屏具备高清显示、高刷新频率、无缝拼接、良好的散热系统、拆装方便灵活等特点。伴随像素间距越来越小，对LED的贴装、组装、拼接工艺及结构提出越来越高要求。本文就工艺问题进行一些探讨。
1、LED选择：P2以上密度的显示屏一般采用1515、2020、3528的灯，LED管脚外形采用J或者L封装方式。侧向焊接管脚，焊接区会有反光，墨色效果差，势必需要增加面罩以提高对比度。密度进一步提高，L或者J的封装不能满足最小电性能间距需求，必须采用QFN封装方式。国星的1010和晶台的0505均采用此种封装。
独创QFN封装焊接独特工艺，这种工艺的特点是无侧向焊接管脚，焊接区无反光，从而使得显色效果非常好。另外采用全黑一体化设计模压成型，画面对比度提高了50%，显示应用画质效果对比以往显示屏更加出色。
2、印刷电路板工艺选择：伴随高密度趋势，4层、6层板被采用，印制电路板将采用微细过孔和埋孔设计，印制电路图形导线细、微孔化窄间距化，加工中所采用的机械方式钻孔工艺技术已不能满足要求。迅速发展起来的激光钻孔技术将满足微细孔加工。
3、印刷技术：过多、过少的锡膏量及印刷的偏移量直接影响高密度显示屏灯管的焊接质量。正确的PCB焊盘设计需要与厂家沟通后落实到设计中，网板的开口大小和印刷参数正确与否直接关系到印刷的锡膏量。一般2020RGB器件采用0.1-0.12mm厚度的电抛光激光钢网，1010RGB以下器件建议采用1.0-0.8厚度的钢网。厚度、开口大小与锡量成比例递增。高密度LED焊接质量与锡膏印刷息息相关，带厚度检测、SPC分析等功能印刷机的使用将对可靠性起到重要的意义。
4、贴装技术：高密度显示屏各RGB器件位置的细微偏移将会导致屏体显示不均匀，势必要求贴装设备具有更高精度，松下NPM设备贴装精度(QFN±0.03mm)将满足P1.0以上贴装要求。
5、焊接工艺：回流焊接温升过快将会导致润湿不均衡，势必造成器件在润湿失衡过程中导致偏移。过大的风力循环也会造成器件的位移。尽量选择12温区以上回流焊接机，链速、温升、循环风力等作为严格管控项目，即要满足焊接可靠性需求，又要减少或者避免器件的移位，尽量控制到需求范围内。一般以像素间距的2%范围作为管控值。
6、箱体装配：箱体是有不同模组拼接而成，箱体的平整度和模组间的缝隙直接关系箱体装配后的整体效果。铝板加工箱、铸铝箱是当下应用广泛的箱体类型，平整度可以达到10丝内.模组间拼接缝隙以两个模组最近像素的间距进行评估，两像素太近点亮后是亮线，两像素太远会导致暗线。拼装前需要进行测量计算出模组拼缝，然后选用相对厚度的金属片作为治具事先插入进行拼装。
7、屏体拼装：装配完成的箱体需要组装成屏体后才可以显示精细化的画面、视频。但箱体本身尺寸公差及组装累积公差对高密度显示屏拼装效果都不容忽视。箱体与箱体之间最近器件的像素间距过大、过小会导致显示暗线、亮线。暗线、亮线问题是现在高密度显示屏不容忽视的、需要急待攻克的难题。部分公司通过贴3m胶带、箱体细微调整螺母进行调整，以达到最佳效果。
8、系统卡选择：高密度显示屏明暗线及均匀性、色差是LED器件差异、IC电流差异、电路设计布局差异、装配差异等的积累诟病，一些系统卡公司通过软件的矫正可以减少明暗线及亮度、色度不均。诺瓦推出亮度、色度矫正系统已经应用到各高密度显示屏，并取得了较好的显示效果。
高密度显示屏具备精细化显示效果，必须从材料选择、电路设计、温升控制、工艺等各个环节着手。相信高密度显示屏随着技术的进步、价格的民众化，将会取得更大、更广的市场占有率。
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