LED 디스플레이 제조 공정에 대한 완벽한 가이드

원재료 준비

모든 LED 디스플레이 제조는 올바른 부품에서 시작됩니다. 고품질을 선택해야 합니다:

• LED 칩
• 드라이버 IC
• 회로 기판
• 커넥터

이러한 부품은 화면의 밝기, 색 정확도 및 수명을 제어합니다. 값싼 부품을 선택하면 디스플레이가 고장 나거나 성능이 저하될 수 있습니다.

또한 이러한 정보를 어디서 얻는지 주의하세요. LED 스크린 재료 공급업체마다 품질이 다르기 때문입니다. 커밋하기 전에 항상 테스트 데이터와 인증을 요청하세요. 고품질 소재에 투자하면 디스플레이의 수명이 길어지고 수리가 더 적게 필요합니다. 결과적으로 시간과 비용을 절약할 수 있습니다.

습기는 LED 부품에 큰 위협이 되므로 더 진행하기 전에 부품을 제습해야 합니다. 이 과정을 부품의 제습 처리라고 하며, 납땜 중에 습기로 인해 부품이 손상되지 않도록 합니다.

특수 오븐을 사용하여 제어된 온도에서 부품을 가열하여 민감한 칩에 영향을 주지 않고 습기를 건조시킬 수 있습니다. 이 단계를 놓치면 납땜 과정에서 갇힌 수분이 끓어 기판이 손상될 수 있습니다.

표면 실장 기술(SMT) 프로세스

- 솔더 페이스트 적용

시작하면 표면 실장 기술 (SMT) 공정은 인쇄 회로 기판(PCB)에 솔더 페이스트를 도포하는 방식으로 이루어집니다. 페이스트는 금속 표면을 세척하여 납땜을 원활하게 하는 화학 물질인 플럭스에 매달린 작은 납땜 볼로 구성됩니다.

PCB 기판 위에 정렬된 스텐실은 페이스트가 납땜 패드에 바로 증착되도록 도와줍니다.

이 시점에서 정확성이 핵심입니다. 정렬이 잘못되면 솔더 브리지 또는 개방 회로와 같은 결함이 발생할 수 있습니다. 균일한 결과물과 선명한 화질을 얻으려면 고정밀 스텐실 프린터를 사용해야 합니다. 스텐실은 금속 스퀴지를 사용하여 페이스트를 보드에 고르게 펴줍니다.

또한 페이스트 층의 두께는 연결 품질에 중요한 역할을 합니다. 너무 많으면 단락이 발생할 수 있고, 너무 적으면 접합부가 약해질 수 있습니다. 최신 기계는 모든 패드에 균일한 두께와 압력을 자동으로 제어합니다.

적용 후에는 검사를 실시해야 합니다. 자동 광학 검사(AOI)는 보드에 붙여진 페이스트의 위치, 부피, 커버리지를 검사합니다. 이 단계에서 오류를 발견하면 공정 후반 단계에서 비용이 많이 드는 실수를 방지할 수 있습니다.

- 구성 요소 배치

페이스트 도포 후 기판은 부품 배치 프로세스를 거칩니다. 고속 픽 앤 플레이스 기계는 표면 실장 장치(SMD)를 PCB에 배치합니다. 이 기계는 진공 노즐을 사용하여 페이스트를 도포한 위치에 모든 부품을 정확하게 픽업하여 배치합니다.

구성 요소의 각 방향은 LED 디스플레이의 설계 사양과 일치해야 합니다. 최신 기계는 배치 전후에 정렬을 검사하는 데 도움이 되는 비전 시스템을 사용합니다. 이는 특히 다이오드 및 커패시터와 같은 극성 부품의 경우 적절한 극성과 위치를 보장하기 위한 것입니다.

부품은 릴, 트레이 또는 튜브에 담겨 기계로 자동 공급됩니다. 기계는 부품 데이터를 읽고 카메라를 사용하여 정렬한 후 밀리초 이내에 부품을 배치합니다. 1분에 수천 개의 부품이 배치될 수 있습니다.

일단 배치된 부품은 접착된 솔더 페이스트 덕분에 제자리에 유지됩니다. 하지만 아직 전기적으로 연결되지 않은 상태입니다.

- 리플로우 납땜

리플로우 납땜은 부품을 PCB 보드에 영구적으로 고정하는 단계입니다. 이 단계에서는 일반적으로 예열, 담금, 리플로우, 냉각 등 여러 구역으로 나뉘는 온도 제어 리플로우 오븐을 통해 기판을 통과시킵니다.

리플로우 단계에서 솔더 페이스트가 용융되어 부품의 리드와 PCB의 패드 사이에 기계적 및 전기적 연결이 형성됩니다. 페이스트가 완전히 녹되 보드나 부품이 손상되지 않도록 가열 온도를 서서히 높여야 합니다.

또한 각 기판의 재료와 부품 밀도에 따라 오븐 온도를 신중하게 프로그래밍해야 합니다. 목표는 솔더 볼링, 브리징 또는 부품의 이동을 방지하면서 모든 조인트에서 완벽한 리플로우를 달성하는 것입니다.

기판이 오븐에서 나오면 빠르게 냉각됩니다. 결과적으로 이러한 냉각은 땜납을 경화시키고 부품을 안전하게 유지하는 데 도움이 됩니다. 제대로 가열하지 않으면 납땜 접합부, 구멍 또는 ‘툼스톤’(부품의 한쪽이 기판에서 떨어져 나오는 현상)과 같은 문제가 발생할 수 있습니다.

- LED 칩 배치

LED 칩 배치는 디스플레이 제조에서 SMT의 전문화된 부분입니다. 이 칩은 디스플레이 품질에 직접적인 영향을 미치기 때문에 매우 신중하게 기판 위에 배치됩니다. 각 LED를 지정된 패드에 배치하기 위해 밀리미터 미만의 정밀도를 가진 기계가 사용됩니다.

디자인에 따라 접착 재료 또는 전도성 접착제를 사용하면 LED와 보드 사이의 견고한 전기적 접촉을 보장할 수 있습니다. 배치 후 접착제를 경화시키기 위해 열 경화 또는 UV 경화 방법을 적용할 수 있습니다.

장착한 후에는 조명 켜기 테스트를 실행하여 기능, 밝기 및 색상을 확인해야 합니다. 결함이 있는 LED는 표시하거나 제거합니다. 디스플레이에는 수천 개의 개별 LED가 있기 때문에 결함이 있는 칩을 조기에 발견하면 전체 수율과 효율성을 개선하는 데 도움이 됩니다.

- 초기 테스트

리플로우 납땜 및 LED 칩 배치 공정이 끝나면 바로 초기 테스트가 이어집니다. 이 단계에서는 조립된 보드의 기본적인 기능 점검을 수행합니다. 이 단계의 목표는 더 복잡한 다음 단계로 진행하기 전에 이 단계에서 명백한 결함을 발견하는 것입니다. 여기에는 납땜 접합부, 부품 배치 및 전기적 연속성 검증이 포함됩니다.

자동 광학 검사(AOI) 시스템을 사용하여 테스트를 시작합니다. 이 기계의 고해상도 카메라로 보드를 스캔하고 얻은 이미지를 레퍼런스 디자인과 비교합니다. 부품이 잘못 배치되었거나 납땜 브리지가 있거나 누락된 부품이 있는 등 레퍼런스 디자인에서 편차가 있는 경우 검토를 위해 출력에 플래그를 지정합니다.

일부 제조업체는 이 단계에서 회로 내 테스트(ICT)를 수행하기도 합니다. 테스트 프로브의 전기 신호를 사용하여 각 부품이 올바르게 작동하는지 확인합니다. ICT는 개방 회로, 단락 및 작동하지 않는 부품을 발견하는 데 도움이 됩니다. 나중에 문제를 해결할 때 시간을 절약할 수 있습니다.

또한 LED 디스플레이의 경우 점등 테스트를 수행할 수 있습니다. 모든 LED의 전원을 잠시 켜서 밝기, 색상 및 반응을 확인합니다. 픽셀에 불이 들어오지 않거나 잘못된 색상이 표시되면 수리를 위해 해당 픽셀을 표시합니다. 문제를 빨리 발견할수록 조립 프로세스가 더 원활하고 효율적으로 진행될 수 있습니다.

캡슐화 및 보호

캡슐화 및 보호는 LED 디스플레이를 제작할 때 또 다른 중요한 단계입니다. LED 디스플레이 제조 공정에서 이 과정은 크게 세 단계로 이루어집니다.

- AOB 캡슐화

AOB 캡슐화는 디스플레이 보드의 깨지기 쉬운 LED 칩과 부품을 보호하는 데 매우 중요합니다. 조립된 LED와 회로 영역을 보호용 레진 또는 에폭시로 덮습니다. 이 캡슐은 물리적 손상, 먼지 및 모든 유형의 환경 오염 물질로부터 민감한 부품을 보호하는 인캡슐런트를 생성합니다.

캡슐화에 사용하는 재료는 적절한 기계적 지지력과 함께 최대 광 출력을 낼 수 있도록 투명해야 합니다. 또한 단락이나 부식을 유발할 수 있는 습기 및 전기적 간섭에 대한 절연체 역할을 해야 합니다.

AOB 캡슐화는 LED가 시간이 지나도 일정한 밝기와 색상을 유지하도록 보장합니다.

또한 기포나 틈이 있으면 보호 효과가 떨어지므로 기포나 틈이 생기지 않도록 캡슐을 조심스럽게 도포해야 합니다. 정밀 디스펜서와 제어된 경화 프로세스를 사용하여 매끄럽고 균일한 코팅을 얻을 수 있습니다. 이 단계는 디스플레이의 수명을 연장하고 어떤 악조건에서도 최적의 상태로 작동하도록 유지한다는 측면에서 필수적입니다.

- 컨포멀 코팅

컨포멀 코팅은 캡슐화된 기판 위에 추가 보호막을 씌우는 것입니다. 얇은 폴리머 필름으로 표면에 밀착되어 모든 구성 요소와 흔적을 덮습니다. 이렇게 하면 습기, 먼지, 화학적 오염 물질이 침투하여 부식이나 전기적 고장을 일으키기 어렵게 됩니다.

아크릴, 실리콘, 폴리우레탄 등 다양한 유형의 컨포멀 코팅이 있으며 모두 고유한 장점을 가지고 있습니다. 디스플레이가 작동할 조건과 내구성 요구 사항에 따라 선택할 수 있습니다. 예를 들어 실리콘 코팅은 열과 습기에 대한 저항성이 뛰어나 실외용 디스플레이에 적합합니다.

스프레이, 담그기, 브러싱 등의 방법으로 코팅을 적용할 수 있습니다. 도포 후 코팅은 단단하고 유연한 보호층으로 경화됩니다. 이러한 추가 보호 기능은 어떤 기상 조건과 환경에서도 LED 디스플레이의 안정적인 작동을 보장합니다.

- 방수

방수는 특히 LED 디스플레이에 중요합니다. 실외 LED 디스플레이. 모든 접합부, 가장자리 및 취약한 부분을 밀봉하여 내부로 물이 침투하지 않도록 합니다. 이러한 보호 기능을 통해 습기나 실수로 물이 튀는 경우에도 디스플레이를 안전하게 보호할 수 있습니다.

실리콘 개스킷, 고무 씰 또는 특수 방수 접착제를 사용하여 밀봉합니다. 이러한 충전재는 모듈과 캐비닛 구성 요소 사이의 틈을 메워 단단한 인클로저를 만드는 데 사용됩니다. 이렇게 하면 민감한 전자기기에 습기가 침투하는 것을 방지할 수 있습니다.

방수 기능은 또한 먼지와 기타 입자를 차단하는 화면의 기능을 향상시킵니다. 이는 고체와 액체로부터 얼마나 잘 보호되는지 측정하는 표준 방법인 전체 IP 등급을 높이는 데 도움이 됩니다. IP 등급이 높을수록 열악한 환경에서도 내구성 있는 디스플레이를 사용할 수 있습니다.

모듈 어셈블리

LED 모듈에는 여러 유형이 있습니다. LED 디스플레이 제조 공정의 단계 중 일부로 사용할 모듈의 유형을 아는 것이 중요합니다.

실제로 LED 디스플레이 생산에는 모듈 조립이 포함됩니다:

- 백셸 및 마스크 설치

이제 디스플레이 모듈을 만들기 시작합니다. 여기에는 플라스틱 마스크와 후면 셸을 추가하는 작업이 포함됩니다. 마스크는 LED 표면을 덮고 픽셀 모양을 만들며 눈부심 방지 기능이 있습니다. 후면 셸은 모든 것을 함께 감싸고 내부 부품을 보호하는 역할을 합니다.

모든 것을 올바르게 정렬해야 합니다. 마스크는 LED를 가리지 않도록 잘 맞아야 합니다. 나사, 클립 또는 스냅을 사용하여 부품을 함께 고정합니다. 이 단계를 서두르면 디스플레이가 고르지 않게 보이거나 사용 중에 떨어질 수 있습니다.

- 에이징 테스트

모듈을 완전히 조립한 후에는 에이징 테스트를 수행해야 합니다. 여기에는 구성 요소에 스트레스를 주고 숨겨진 결함을 발견하기 위해 매우 높은 전압과 밝기로 몇 시간 또는 며칠 동안 디스플레이를 비추는 것이 포함됩니다.

캐비닛 조립

모듈이 준비되었으면 이제 LED 디스플레이 캐비닛을 조립할 차례입니다. 여기에는 조립 및 에이징 테스트가 핵심 공정입니다. 이 LED 생산 단계에서 어떤 일이 일어나는지 살펴보겠습니다:

- 조립 프로세스

이 단계에서는 모듈, 전원 공급 장치, 팬 및 케이블이 들어 있는 캐비닛을 조립합니다. 디스플레이의 성능을 보장하기 위해 모든 것이 제대로 맞는지 확인해야 합니다.

그런 다음 나사 또는 자석 잠금 장치를 사용하여 모듈을 금속 프레임에 부착한 다음 신호 케이블, 전원 공급 장치 및 제어 카드와 연결합니다.

- 에이징 테스트

이번에는 전체 캐비닛을 대상으로 또 다른 에이징 테스트를 실행합니다. 전력 분배, 열 방출, 실제 작동 조건에서 제대로 작동하는지 확인하여 문제가 발생하더라도 고칠 수 있는 시간을 확보하세요.

보정 및 품질 관리

- 색상 및 밝기 보정

캐비닛을 제작한 후에는 캘리브레이션에 집중하세요. LED 칩은 색상과 밝기가 조금씩 다르므로 보정의 목적은 모든 픽셀이 균일하게 작동하도록 하는 것입니다. 카메라와 센서를 사용하여 광 출력을 측정한 다음 모든 LED가 일치하도록 신호를 조정할 수 있습니다.

- 환경 테스트

환경 테스트를 수행해야 합니다. 즉, 캐비닛을 열, 추위, 진동 및 습도에 노출시켜야 합니다. 이러한 테스트는 실생활에서 발생하는 상황을 모방하여 디스플레이를 배송하기 전에 설계 결함을 미세 조정하는 데 도움이 됩니다.

최종 검사

포장하기 전에 각 부품을 검사해야 합니다. 화면에 데드 픽셀, 색상 변화 또는 스크래치가 있는지 검사합니다. 모든 나사가 단단히 조여져 있고 연결된 케이블이 모두 고정되어 있는지 확인하세요. 문제를 발견할 수 있는 마지막 기회입니다.

또한 비디오, 텍스트, 이미지가 모두 표시되는지 기능 점검을 철저히 수행하여 안심하고 사용할 수 있도록 하세요. 디스플레이가 이 단계를 통과하면 라이브 준비가 완료된 것입니다.

결론

보시다시피 LED 디스플레이 제조에는 많은 단계가 포함됩니다. 대부분의 경우 LED 디스플레이 제조업체는 화면을 생산하기 위해 고유한 기술을 채택할 수 있습니다.

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