高密度LED顯示屏存在的幾大技術(shù)問(wèn)題與改進(jìn)方法
文章來(lái)源:恒光電器
發(fā)布時(shí)間:2015-07-14
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從2011年開(kāi)始,，“高清”、“超高清”,、“高密度”,、“小間距”等詞語(yǔ)頻繁出現(xiàn)在各類(lèi)招投標(biāo)文件、宣傳冊(cè)上,。短短幾年的時(shí)間,，點(diǎn)間距從4mm到 3mm、2.5mm,、1.9mm,、1.6mm、1.2mm,，再到目前的1.0mm,，高密度LED顯示產(chǎn)品已經(jīng)初步實(shí)現(xiàn)了系列化、產(chǎn)業(yè)化,、規(guī)�,；８呙芏犬a(chǎn)品像是企業(yè)管理與設(shè)計(jì)水平的放大鏡,，它將原本存在但不突兀的問(wèn)題放大,，例如，稍有一點(diǎn)精度控制不佳,，就可能導(dǎo)致整屏效果差的局面,。本文將客觀的從原材料、設(shè)計(jì),、結(jié)構(gòu)工藝,、生產(chǎn)等方面歸納高密度LED顯示產(chǎn)品存在的幾大特有的技術(shù)問(wèn)題，提出改進(jìn)方法與構(gòu)想,。
1.PCB表面處理問(wèn)題
盡管LED顯示屏在工作狀態(tài)下才可以實(shí)現(xiàn)其價(jià)值,，CCC認(rèn)證，但是從專(zhuān)業(yè)角度,，我們依然關(guān)注黑屏的效果,。本文中黑屏指的是LED顯示屏在不工作的狀態(tài)下的視覺(jué)效果。
在高密度產(chǎn)品的面陣驅(qū)動(dòng)板設(shè)計(jì)時(shí),，我們遇到兩個(gè)問(wèn)題影響黑屏效果,。一是PCB表面的色差，行業(yè)內(nèi),，批量生產(chǎn)的PCB的色差暫時(shí)還沒(méi)有數(shù)據(jù)能夠反映,，大多數(shù)靠人眼去觀察,，但PCB表面的一致性做的再好，也很難同面罩的一致性媲美,。如果不加面罩,，則需在PCB上進(jìn)行二次加工。但這種二次加工精度控制要求很高,，需要專(zhuān)門(mén)的工藝設(shè)計(jì),。二是掃描線分割問(wèn)題。分割線指的是在設(shè)計(jì)掃描電路中,，分別共用驅(qū)動(dòng)芯片某一I/O口的兩組發(fā)光二極管連接線之間的空隙,，這個(gè)間隙就像是將印制板分割成為兩部分，故稱(chēng)分割線(如圖1),。
分割線的產(chǎn)生是掃描電路設(shè)計(jì)的必然結(jié)果,，一直存在，僅因高密度而凸顯,。對(duì)于這種問(wèn)題,，有三種方法去除，一是加裝面罩,，二是使用高度更高的發(fā)光管起到遮擋作用,，三是添加假線設(shè)計(jì)，假線是指在PCB layout時(shí),，設(shè)計(jì)的沒(méi)有任何信號(hào)定義的線,。
在分割線區(qū)域，繪制沒(méi)有信號(hào)的數(shù)據(jù)線,，以避免出現(xiàn)斷層,。圖1左圖是未加假線的設(shè)計(jì)，圖中有明顯分割線,，圖1右圖是增加假線的設(shè)計(jì),，已無(wú)分割線。
面對(duì)上述兩大問(wèn)題,，目前最好的解決方法依然是加裝面罩,。只是面罩的強(qiáng)度以及加工難易將會(huì)是設(shè)計(jì)的難點(diǎn)。
2.PCB尺寸精度問(wèn)題
大多數(shù)高密度顯示屏,，點(diǎn)亮?xí)r存在亮線和暗線的問(wèn)題,。亮線和暗線的出現(xiàn)是整行或整列像素點(diǎn)間隔不均造成的，一個(gè)重要的原因是PCB尺寸不精確造成的拼裝瑕疵,。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),，當(dāng)模塊邊緣像素點(diǎn)之間的間距誤差超過(guò)像素間距的10%,，亮線和暗線的問(wèn)題就會(huì)出現(xiàn),。市場(chǎng)上高精度的PCB裁板機(jī)精度是±0.1mm,，激光切割機(jī)的精度≤±0.01mm。從數(shù)據(jù)上來(lái)看,，使用高精度PCB裁板機(jī)不會(huì)導(dǎo)致亮線與暗線的出現(xiàn),，但事實(shí)并非如此。我們用高精度裁板機(jī)裁開(kāi)的PCB邊緣與用激光切割機(jī)切割的PCB邊緣放大數(shù)倍進(jìn)行比較,�,？梢园l(fā)現(xiàn)高精度PCB裁板機(jī)的確可以做到±0.1mm的精度，但是其裁邊不光滑,，易造成毛刺,，而激光切割不僅可以保證切割精度，還能保證PCB邊緣較為平整,。因此,，為了避免PCB邊緣尺寸不準(zhǔn)造成的拼裝問(wèn)題，照明產(chǎn)品,，高密度PCB切割應(yīng)該使用激光切割技術(shù),。
3.貼裝問(wèn)題
高密度LED顯示屏的貼裝是難點(diǎn)之一。焊盤(pán)的設(shè)計(jì),、網(wǎng)板的設(shè)計(jì),、貼裝的過(guò)程都是控制要點(diǎn)。
1010SMD發(fā)光管的焊盤(pán)尺寸只有0.3mm,，若按照常規(guī)的在網(wǎng)板厚度不變的情況下,，以小于焊盤(pán)的尺寸開(kāi)孔，那么,，當(dāng)錫膏本身流動(dòng)性差時(shí),，容易阻塞網(wǎng)板孔，影響生產(chǎn)效率,，如果錫膏未落在焊盤(pán)上,，該焊點(diǎn)會(huì)造成焊接不良。目前,，采用的方法是降低網(wǎng)板的厚度,，增加網(wǎng)板開(kāi)孔的尺寸。
圖2中,， h表示網(wǎng)板厚度,，a表示網(wǎng)板開(kāi)孔尺寸，在保證錫膏總量不變的情況下,，a2>a1,，h1>h2，則右圖中錫膏與焊盤(pán)的接觸面大,，車(chē)間照明,，由于錫膏與焊盤(pán)的附著力與接觸面大小成正比,，因此，采用右圖方式開(kāi)網(wǎng)板孔有利于錫膏附著在焊盤(pán)上,，避免了網(wǎng)板孔阻塞的情況,。但是，要注意的是,，LED照明企業(yè),，網(wǎng)板開(kāi)孔不能大于焊盤(pán)尺寸，否則錫膏在融化過(guò)程中散開(kāi),，過(guò)回流后,，多余的錫爬上發(fā)光管引腳，造成顯示屏引腳閃閃發(fā)光,，黑屏效果欠佳,。
以往貼裝SMD發(fā)光二極管時(shí)，肉眼較難看出偏移,，醫(yī)院led照明,，除非使用面罩作為基準(zhǔn)，偏移較明顯的發(fā)光管才會(huì)現(xiàn)出原形,。即使發(fā)光管有偏移,，并不會(huì)影響焊接可靠性。而高密度則不同,，發(fā)光管偏移不僅僅影響觀看效果,，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致虛焊，稍有外力,，發(fā)光管就會(huì)發(fā)生脫落,。因此，必須在貼片前設(shè)置發(fā)光管中心與焊盤(pán)中心對(duì)準(zhǔn),，同時(shí)注意回流焊爐內(nèi)風(fēng)速的控制,。
調(diào)試一塊高密度模塊時(shí)，若出現(xiàn)盲點(diǎn),，首先要做的是在放大鏡下觀察,，電工照明，因?yàn)槊c(diǎn)未必都是LED壞點(diǎn)或虛焊,，有時(shí)是發(fā)光管翻轉(zhuǎn)造成的,，這種概率并不高。通過(guò)研究分析,，其主要原因如下：
1)貼片機(jī)吸嘴吸取發(fā)光管時(shí),，控制精度不佳或是吸嘴與PCB不垂直。另外，發(fā)光管進(jìn)料時(shí)在傳送帶上有抖動(dòng),，發(fā)光管在載帶中,，有的偏左，有的偏右,，口碑，吸嘴未必都能夠吸在發(fā)光管的中心位置,。
2)拋料補(bǔ)焊的過(guò)程中,，酒店led照明，人為的碰觸導(dǎo)致發(fā)光管偏移或翻轉(zhuǎn),。
因此,，在高密度產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程中，我們特別強(qiáng)調(diào)人的影響,。同時(shí),，在回流焊前加自動(dòng)光學(xué)檢查(AOI)可以避免類(lèi)似問(wèn)題的出現(xiàn)。
4.畫(huà)面畫(huà)質(zhì)問(wèn)題
近兩年,，高密度LED顯示屏成為了DLP,、PDP、LCD等顯示產(chǎn)品的主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手,，其最大的優(yōu)勢(shì)在于無(wú)縫,、高亮、高刷新,、色彩豐富,。但是這里需要強(qiáng)調(diào)的是LED顯示屏的高亮優(yōu)勢(shì)僅僅是在環(huán)境亮度比較高的情況下，才可以顯現(xiàn),。而DLP,、PDP、LCD等顯示產(chǎn)品主要的應(yīng)用場(chǎng)合均為室內(nèi)環(huán)境,，環(huán)境照度大多不會(huì)超過(guò)300lx,，質(zhì)量，為此,，我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)與主觀評(píng)價(jià),，得出了環(huán)境照度與顯示屏亮度之間的關(guān)系(見(jiàn)表1)，我們認(rèn)為在環(huán)境照度小于300lx時(shí),，LED燈管,，高密度 LED顯示屏的亮度僅需要120-600nit即可滿(mǎn)足要求。但是,，部分客戶(hù)不接受低亮度,，這與早期的顯示屏宣傳有關(guān)，因此，我們需要積極的引導(dǎo)客戶(hù),，同時(shí),，注意高亮和低亮下開(kāi)關(guān)電源的配置，使用亮度自適應(yīng)功能,。