목차
빠른 테이크어웨이
공통 음극 Flip COB는 현재 LED 디스플레이에서 가장 안정적이고 진보된 기술이며, 특히 미세하고 마이크로 픽셀 피치 LED 디스플레이에 적합합니다. 0.3mm~1.875mm의 광범위한 픽셀 피치를 만들 수 있을 뿐만 아니라 넓은 색 영역, 넓은 시야각, 적은 열, 더 긴 수명을 제공합니다.
하지만 왜 "공통 음극"과 "플립"이라는 형용사가 있는 걸까요? 사실 두 가지 기술입니다. 오래된 기술은 공통 양극을 사용하고, 다른 오래된 기술은 "플립" 기술 전에 와이어 본딩을 사용합니다.
COB는 "칩 온 보드(Chip on boards)"를 의미하는데, 칩이 PCB 보드에 직접 고정되어 있다는 의미입니다. SMD와 비교하면 "칩"이 "패키지"에 고정되어 있습니다. 그런 다음 "패키지"가 PCB 보드에 납땜됩니다.
SMD LED 디스플레이 기술에 대한 간략한 검토?
SMD 패키지는 LED 디스플레이의 픽셀 피치가 1mm보다 작아지기 전에는 아주 잘 작동합니다. 그림에서 볼 수 있듯이(이것은 상단 구조 SMD입니다) SMD 램프에는
납땜 패드: PCB에 납땜하기 위한 패드
PPA 브라켓: LED 칩 보호
LED 칩
와이어: LED 칩과 납땜 패드 연결
에폭시 커버: LED 칩 보호
PPA 브라켓에는 크기 제한이 있으므로 LED 공장은 PPA 브라켓이 없는 "칩" 구조를 내놓았습니다. 
"칩" 구조는 더 작은 LED 램프를 만들 수 있지만, 더 작은 납땜 패드를 의미하는데, 이는 LED 램프가 PCB에 접착력이 약하다는 것을 의미하며, 이는 LED 램프가 PCB에서 쉽게 떨어질 수 있다는 것을 의미합니다.
SMD LED 디스플레이 기술의 단점
- 픽셀 피치를 1mm보다 작게 만들 수 없습니다. (이 문제를 해결하기 위해 4 in 1 LED 램프 사용)
- 납땜 패드는 공기에 노출되어 산화되고 습기에 취약해집니다. (이 문제를 해결하기 위한 GOB 솔루션)
- 본딩 과정 중에 와이어가 약해질 수 있습니다.
- 작은 픽셀 피치 LED 램프는 PCB에 접착력이 약함(4 in 1 LED 램프를 사용하여 이 문제를 해결)
- LED 칩이 열을 공기로 전달하기 때문에 열 발산이 불량합니다.
와이어 본딩 COB LED 디스플레이
시장은 더 작은 픽셀 피치를 지향합니다. 그럼 어떻게 얻을 수 있을까요?
"칩" 구조의 LED 램프를 살펴보면 이미 브라켓이 없으므로 납땜 패드와 기판을 제거하고 LED 칩을 PCB 보드에 직접 고정한 다음 PCB 보드에 직접 와이어 본딩을 수행하면 어떨까요?이렇게 하면 픽셀 피치를 더 작게 만들 수 있습니다.그리고 붐을 일으켜 LED 디스플레이에 COB 기술이 적용되기 시작했습니다.
와이어 본딩 COB 기술의 주요 생산 공정은 다음과 같습니다.
1단계: 대량 전송, LED 칩을 가져와 LED 보드에 LED 칩을 고정합니다.
2단계: P 전극과 N 전극을 PCB에 와이어 본딩
3단계: 테스트
4단계: PCB 전체를 에폭시로 덮습니다.
와이어 본딩 COB 기술의 이점:
1: SMD의 본딩 머신과 동일한 본딩 머신을 사용하므로 투자 비용이 적게 들어 많은 투자가 절감됩니다.
2: SMD보다 방열성이 뛰어납니다. LED 칩이 PCB에 직접 부착되어 열이 PCB 보드로 전달되어 열이 더 빨리 퍼집니다.
3: PCB가 에폭시로 덮여 있어 방수, 방진 기능이 뛰어나고 긁힘도 걱정 없습니다.
4: 청소하기 쉽다
5: 넓은 환경에서 작업
와이어 본딩 COB 기술 단점:
1: 아직도 Wire를 사용해야 합니다.
2: 에폭시의 일관성은 시각적 효과에 많은 영향을 미칩니다.
3: 색상 일관성도 문제다
4: SMD와 같은 시야각
5:수리하기 어려움
알림: 일관성은 COB LED 디스플레이에서 항상 큰 문제입니다(대량 전달 기술 및 에폭시로 인해). 보정을 통해 LED 디스플레이의 색상 일관성을 개선할 수 있지만 LED 디스플레이 보정이 꺼졌을 때 LED 디스플레이의 시각적 효과를 확인해야 합니다.
Flip COB 기술
In the Wire bonding COB technology, we have already removed the bracket, and soldering pad of the SMD lamp, while we also thought why not flip the LED chip, to make the P electrode and N electrode directly connected with PCB, then we can also save the wire.
And boom, Flip COB technology appeared. This “Flip” actually is because in the chip business, the wire bonding technology is the mainstream, hence we take the wire bonding led chip direction as the normal direction. Below is its production process
1단계: 대량 전송, LED 칩을 가져와 PCB 보드에 고정
2단계: 조명 테스트
3단계: PCB 전체를 에폭시로 덮습니다.
Flip COB 기술의 이점:
1: 와이어 없이
2: SMD보다 방열성이 뛰어납니다. LED 칩이 PCB에 직접 부착되어 열이 PCB 보드로 전달되어 열이 더 빨리 퍼집니다.
3: PCB가 에폭시로 덮여 있어 방수, 방진 기능이 뛰어나고 긁힘도 걱정 없습니다.
4: 넓은 시야각
5: 청소하기 쉽다
Flip COB 기술의 단점:
1: 많은 기계가 오래된 SMD 생산 기계와 호환되지 않기 때문에 기계에 대한 막대한 투자
2: 에폭시의 일관성은 시각적 효과에 많은 영향을 미칩니다.
3: 색상 일관성도 문제다
4:수리하기 어려움
알림: 일관성은 COB LED 디스플레이에서 항상 큰 문제입니다(대량 전달 기술 및 에폭시로 인해). 보정을 통해 LED 디스플레이의 색상 일관성을 개선할 수 있지만 LED 디스플레이 보정이 꺼졌을 때 LED 디스플레이의 시각적 효과를 확인해야 합니다.
COB 기술을 혼합하다
빨간색 램프는 약간 다르고 뒤집기가 어렵기 때문에 해결책이 있는데, 빨간색 램프는 여전히 와이어 본딩을 사용하고 녹색과 파란색 램프는 플립칩 기술을 사용합니다. 현재 이 기술을 사용하는 공장은 거의 없습니다. 
플립칩 COB 기술은 와이어가 필요 없기 때문에 절차를 절약할 수 있고 비용을 절감할 수 있습니다. 그리고 와이어가 없으면 램프 데드율도 감소합니다. 따라서 지금은 와이어 본딩 COB 기술을 사용하는 공장이 줄었습니다.
플립칩 COB의 비용이 계속 감소하고 있으며, 사람들은 더 작은 픽셀 피치 LED 디스플레이를 원합니다. 플립칩 COB 기술은 가까운 미래에 소형 및 마이크로 픽셀 피치 LED 디스플레이 시장의 주요 제품이 될 것입니다. 2024년 6월 현재 픽셀 피치 1.25mm 플립 COB LED 디스플레이의 가격은 이미 일반 픽셀 피치 1.25mm SMD LED 디스플레이보다 저렴합니다.
공통 음극에 대해 이야기하기 전에 약간의 역사를 논의해야 합니다. 알다시피 RGB 램프는 실제로 세 개의 LED 램프, 즉 빨간색 LED 램프, 녹색 LED 램프, 파란색 LED 램프를 가지고 있습니다.
따라서 우리가 그 3개의 LED 램프를 제어하려고 할 때, 우리는 6개의 전극을 가져야 합니다. SMD 패키지에서 연결 전극을 줄이기 위해, 그것은 두 가지 해결책을 가지고 있습니다,
먼저 3개의 LED 램프의 양극 전극을 서로 연결한 다음 전극 패드가 4개만 남게 되는데 이것이 공통 양극 LED 램프입니다.
두 번째는 3개의 LED 램프의 공통 음극 전극을 서로 연결한 다음 전극 패드가 4개만 남게 되는데 이것이 공통 음극 LED 램프입니다.
공통 양극에서 공통 음극으로
공통 음극은 LED 램프 응용 분야에서 새로운 것이 아니지만 2011년 이전까지는 LED 디스플레이 산업에 존재하지 않았습니다.
LED 디스플레이 산업의 초기 단계:
2005년 이전에 LED 디스플레이의 기술 개발은 시장이 무엇을 가지고 있는지에 기반을 두었고 전체 LED 디스플레이도 오늘날만큼 크지 않았습니다. LED 디스플레이 초기에는 LED 디스플레이를 위해 설계된 구동 IC가 없었고 사용된 LED 램프도 DIP 패키지였습니다. 그 당시의 구동 IC와 DIP 패키지를 기준으로 볼 때 공통 애노드는 좋은 솔루션입니다.
SMD LED 디스플레이 시대:
2011년 이전에 LED 디스플레이 산업의 발전과 함께 LED 디스플레이용 특수 설계 IC가 출시되었고, DIP 패키지와 호환되도록 하기 위해 구동 IC는 공통 양극 사용을 위해 설계되었습니다. 그 대가로 RGB SMD 램프의 설계도 공통 양극이 되도록 했습니다. 그리고 더 많은 양의 공통 양극 기술이 사용됨에 따라 공통 양극 LED 램프와 구동 IC의 가격이 매우 빠르게 하락하여 이 시장이 더욱 성장하도록 자극했습니다.
방열 및 전력 소모 문제
2018년 이전의 LED 디스플레이는 오늘날과 같지 않았습니다. 특히 실외용 LED 디스플레이의 경우 더욱 그렇습니다. LED 디스플레이는 많은 열을 발생시키고 많은 에너지를 소모합니다. 일반적으로 LED 디스플레이의 경우 냉각을 위해 AC를 설치해야 하며 LED 디스플레이 캐비닛에는 환기를 위한 팬이 있습니다. 물론 LED 디스플레이의 설계가 많은 도움이 되지만 일반적인 음극도 마찬가지입니다.
위에서 언급했듯이, 공통 음극을 만들기 위해서는 공통 음극 RGB LED 램프를 사용자 정의하고 공통 음극 IC도 사용자 정의해야 합니다. 공통 음극 기술의 시작은 2011년 실리콘코어가 자체 구동 IC와 공통 음극 RGB LED 램프를 설계했을 때 시작되었습니다. 이는 많은 용기가 필요했고, 그 결과도 있었습니다.
공통 음극을 사용하면 열 발생이 적고 전력 사용량도 줄어듭니다.
공통 음극은 공통 양극과 비교하여 얼마나 많은 에너지를 절약합니까?
1픽셀에 R,G,B 3개의 램프가 있는데, Red 램프의 전도 전압은 약 1.8V이고, Green 램프와 Blue 램프의 전도 전압은 약 2.6V입니다. 그리고 화이트 밸런스 밝기 R:G:B 비율은 3:6:1입니다. 따라서 동일한 밝기를 얻으려면,
공통 양극 설계에서 R, G, B 램프는 동일한 전압을 사용하므로 일반적으로 3.6V입니다. 와트 수는 다음과 같습니다(전류는 I라고 가정).
3.6*0.3*I + 3.6*0.6*I + 3.6*0.1*I = 3.6I
공통 양극 설계에서 R 램프는 2.6V를 사용하고, G 및 B 램프는 동일한 전압을 사용하며 일반적으로 3.6V입니다. 와트 수는 다음과 같습니다(전류는 I라고 가정).
2.6*0.3*I + 3.6*0.6*I + 3.6*0.1*I = 3.3I
이론상으로는 (3.6I-3.3I)/3.6I = 8.3% 정도 절약할 수 있다는 걸 알 수 있을 겁니다. 하지만 실제로는 20% 정도 절약할 수 있습니다. 왜 차이가 날까요?
이는 LED 램프의 밝기가 온도에 크게 영향을 받기 때문입니다. 공통 음극을 사용하지 않으면 절약된 8.3%의 전력이 모두 열의 형태로 사용되며, 이는 많은 열이 됩니다. 그러면 열이 밝기에 많은 영향을 미칩니다. 따라서 실제 테스트에서 공통 음극은 공통 양극보다 약 20% 적은 와트수를 갖게 됩니다.
그리고 현재 공통 음극 LED 램프와 IC가 대량 생산됨에 따라 공통 음극의 가격도 많이 낮아졌습니다.
모든 주요 IC 제조업체는 공통적인 음극 구동 IC를 가지고 있습니다. 예를 들어,
Chipone에는 ICND1069, ICND2069, ICND3069가 있습니다.
Mblock에는 MBI5754, MBI5759, MBI5762 및 MBI5789가 있습니다.
특수 공통 음극 램프가 필요한 SMD와 달리 COB 공정은 COB 픽셀을 자연스럽게 공통 음극으로 만들 수 있습니다. COB의 경우 공통 양극이나 공통 음극을 만드는 것은 동일한 공정입니다. 따라서 현재 많은 플립 COB LED 디스플레이가 공통 음극을 사용하고 있습니다.
하지만 왜 시장에 공통 양극 LED 디스플레이도 있는가. 공통 양극을 사용하는 경우 구동 IC 선택 범위가 매우 넓고, 현재 공통 음극 구동 IC의 성능이 여전히 공통 양극 구동 IC만큼 좋지 않기 때문이다. 예를 들어, LED 보드의 원래 설계를 기준으로 공통 양극 설계인 경우 기본 구동 IC는 재생 빈도가 3840Hz인 ICND1065ap이고, 성능이 마음에 들지 않으면 IC를 ICND2165로 변경하여 더 나은 회색조 시각 효과를 얻거나 ICND3065로 업그레이드하여 7680Hz에 도달할 수 있다. 하지만 공통 음극을 사용하는 경우 구동 IC 선택 범위가 매우 좁다. 때로는 고객 요구 사항을 충족하지 못할 수도 있다.
