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Entwerfen einer zuverlässigen Zukunft für Ultra-Fine-Pitch LED Jun 20, 2017

Entwerfen einer zuverlässigen Zukunft für Ultra-Fine-Pitch LED

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Fine und Ultra-Fine-Pitch LED-Lösungen werden weiterhin in Anwendungen und Aufträgen explodieren. Im vergangenen Monat in der Tat, eine einzige Anzeige Gelegenheit für eine 1,25-mm-Pixel-Pitch-LED-Anzeige in den USA über 5 Millionen Dollar geschoben. Chancen für Displays, die native HD- und 4K-Auflösung bereitstellen, entstehen mit einer erstaunlichen Rate und in allen Vertikalen einschließlich Unterhaltung, Befehlskontrolle und US-Regierungssystemen. Es gibt eine Linie im Sand, Ultra-Fine-Pitch LED-Displays ersetzen LCD-Wände und Projektion DLP-Systeme.

LCD- und Projektionstechnologie hält derzeit eine Mehrheit des Digital Signage-Marktes bei über 80 Prozent. Dennoch hat sich die LED-Display-Bildqualität in vielen Anwendungen als Konkurrenz zu diesen anderen Technologien etabliert und wird in Kürze mit der inhärenten, ausgereiften Display-Lösung übertreffen. Während die Display-Performance-Design und die Implementierung von Ultra-Fine-Pitch jetzt wettbewerbsfähig sind, gibt es erhebliche Arbeit vor, um den Herstellern das große Marktpotenzial dieser Displays zu realisieren.

Zuverlässigkeit

Der erste Schlüsselfaktor ist die Zuverlässigkeit. Das Marktpotenzial wird nur durch kontinuierliche Verbesserungen im Systemdesign für Zuverlässigkeit und Lebensdauer maximiert. Die Ultra-Fine-Pitch-LED der nächsten Generation muss auf die Zuverlässigkeit der DLP-Projektion und des LCD-Displays zielen und planen. Erwarten mehr von der LED-Display-Designer, um die Leistung an die Anwendung Anforderungen anzupassen ist absolut zwingend erforderlich. Und alle Aspekte des Displays sollten angegangen werden, um maximalen Nutzen zu erzielen.

Next Generation Designs profitieren von Verbesserungen in der Zuverlässigkeit durch die Adressierung von mehreren Stücken wie die einzelnen LED-Düse, RGB SMD LED-Paket, SMT-Verarbeitung, Treiber-Design, Netzteile, Komponenten, Steckverbinder und Kabel. Diese Anpassungen an ein endgültiges System ergeben bessere Anzeigen mit längerer Lebensdauer und höherer Zuverlässigkeit. Durch die Anpassung, Implementierung und Förderung von Zuverlässigkeitsverbesserungen können Ultra-Fine-Pitch LED-Anzeigesysteme erfolgreich über das breiteste Spektrum des Marktes angewendet werden.

Fehler

Eine weitere Frage von großer Bedeutung, wenn alle diese Faktoren zusammengestellt werden, ist die mittlere Zeit zwischen Misserfolg oder MTBF des Displays.

Während jedes oben beschriebene physikalische Element einen Einfluss auf die Zuverlässigkeit der Gesamtanzeige hat, nachdem es installiert ist, hat das RGB SMD LED-Paket die am wenigsten günstige MTBF. Die Untermenge der Ursache des Ausfalls des LED-Pakets kann sein:

  • Feuchtigkeitseintritt;

  • Paket PPA Material Abbau;

  • Bonddrähte auf dem Metall und der Matrizenoberfläche;

  • Die Oberflächenmetallmigration aufgrund von Sperrvorspannung / Strom;

  • ESD-Schaden; und

  • Sterben Ausfall durch schlechte Herstellung

Darüber hinaus gibt es Leistungsverschlechterungsprobleme wie droop, Überhitzung und primäre Farbverschiebung sowie Luminanzinkonsistenzen. Wie Sie bereits festgestellt haben, ist die LED-Zuverlässigkeit deutlich auf dem Display.

Um direkt in die MTBF zu tauchen und was es für den Display-Besitzer bedeutet: Es gibt über 2M RGB, SMD LED Pakete in einem HD Display und über 8M in einem 4K Display. Jedes dieser Pakete enthält eine rote, grüne und blaue LED-Düse. Also, wenn wir Ausfallraten und die MTBF diskutieren, diskutieren wir 6M bis 24M einzelne LED-Düse, die jeweils eine statistische Wahrscheinlichkeit des Versagens hat.

Oft wird die Branche auf die PPM-Ausfälle im ersten Jahr der Operation für LED-Pakete erwartet und es ist nicht ungewöhnlich zu hören PPM Preise von 30 PPM bis 300 PPM zitiert. Eine 300 PPM Ausfallrate klingt sogar eindrucksvoll. Allerdings, wenn tatsächlich der PPM-Ausfall 300 für eine eingesetzte HD-Anzeige war, könnte der Benutzer etwa 600 Fehler von LEDs im ersten Jahr erwarten.

Jetzt 600 von 2M klingt niedrig, aber denken Sie daran, dass die durchschnittliche Betrachtung weniger als eine Bildhöhe entfernt vom Display in einem Konferenzraum oder engen Sichtbereich ist. Als Ergebnis wird der Benutzer die Fehler sehen und wahrscheinlich nicht mit diesem 300 PPM Ergebnis zufrieden sein. Darüber hinaus, wenn der Benutzer erwartet eine perfekte Anzeige, der Wartungszyklus könnte so viel wie jede Woche (Failures in Time) mit bis zu 12 Module benötigen Ersatz.

Offensichtlich ist ein höherer Standard erforderlich. Sogar 30 PPM sind statistisch ~ 60 Ausfälle pro Jahr und möglicherweise ein Reparaturzyklus pro Monat. Sollte ein "heller Spalten" -Fehlermodus auftreten, müsste das Panel vor dem Gebrauch ersetzt werden, um für den Benutzer visuell akzeptabel zu sein.

Als Kunden sehen Ultra-Fine-Pitch-Displays ersetzen den DLP-Projektor oder das LCD-Panel, werden die Erwartungen von den Nutzern wahrscheinlich in der 10 PPM, um Erwartungen zu erfüllen. Die LED Digital Display-Industrie muss sich bemühen, Geräte mit den viel niedrigeren Ausfallraten zu produzieren und einzusetzen, als in unserer Branche für die 1010- oder 0808-Pakete typisch sind, und da die Branche diese Art von Zuverlässigkeit liefert, wird der Markt ohne Pause schnell expandieren.

Lösungen

Einige einfache erste Lösungen für die Ausfallrate wäre, um die Säuglingssterblichkeit (frühe Leben Ausfälle) Probleme zu beseitigen. Dies kann durch effektive Einbrennen und frühe Stress-Screening abgeschlossen werden. In der Tat können Designer HASS (Highly Accelerated Stress Screening) und HALT (Highly Accelerated Life Testing) integrieren, um Design- und Fertigungsprozesse zu überprüfen, um die richtige Zuverlässigkeitsleistung im Feld zu gewährleisten. Da Fehler auftreten, ist es auch kritisch, dass die Hersteller Failure Modes und Effects Analysis (FMEA) Schritte zur Bestimmung und Beseitigung der Grundursache der Ausfälle durchführen; Eine kontinuierliche Verbesserung ist erforderlich.

Das Ziel ist die richtige Zuverlässigkeitsleistung für die richtige Anwendung und Ultra-Fine-Pitch erfordert hohe Zuverlässigkeitsstandards während des gesamten Prozesses. Ein weiterer Faktor ist die Temperatur. Ein heißes Display scheitert früher, wenn alle anderen Faktoren gleich sind. Die Konstrukteure müssen die Packungsverhältnisse (und damit die Kreuzung) weit unter 70 Grad Celsius in UHP halten; Die jüngsten Anbieter übertreffen diese Temperaturniveaus.

Ultra-Fine Pitch LED-Displays verfügen über einen großen und schnell wachsenden Zukunftsmarkt, und die Branche wird auch diese Erwartungen übertreffen, wenn die Zuverlässigkeit in der Design- und LED-Geräte-Spezifikationsphase angemessen adressiert wird. Langfristige Zuverlässigkeit bedeutet die niedrigsten Wartungskosten und es schafft wichtige realisierbare Verkaufsmerkmale und Wert auf dem Markt.

Sowohl die LED-Display-Industrie und Unternehmen profitieren in Reputation und Umsatz durch die Maximierung der Zuverlässigkeit Feature in der Gesamtspezifikation. Die Notwendigkeit und die Fähigkeit, diese Chance für ein sehr erfolgreiches Produkt- und Marktergebnis zu bewältigen, wurde von Unternehmen eingeführt, die Zuverlässigkeit in der Designphase einbeziehen.


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