Projetando um futuro confiável para o LED Ultra-Fine-Pitch
As soluções LED finas e Ultra-Fine-Pitch continuam a explodir em aplicações e pedidos. No último mês de fato, uma única oportunidade de exibição para uma exibição de LED de pitch de 1,25 mm nos EUA levou mais de US $ 5 milhões. Oportunidades para displays que fornecem resolução nativa HD e 4K estão surgindo a uma taxa surpreendente e em todas as verticais, incluindo entretenimento, controle de comando e sistemas do governo dos EUA. Há uma linha na areia, os ecrãs LED Ultra-Fine-Pitch estão substituindo as paredes LCD e os sistemas DLP de projeção.
A tecnologia LCD e de projeção atualmente possui a maior parte do mercado de sinalização digital em mais de 80%. No entanto, a qualidade da imagem do visor LED começou a emergir como um rival dessas outras tecnologias em muitas aplicações e logo superará cada uma com a solução de exibição madura inerente. Embora o design de desempenho da exibição e a implementação do Ultra-Fine-Pitch agora sejam competitivos, há um trabalho significativo para os fabricantes perceberem o vasto potencial de mercado desses monitores.
Confiabilidade
O primeiro fator chave é a confiabilidade. O potencial do mercado será maximizado apenas através de melhorias contínuas no design do sistema para confiabilidade e vida. O LED Ultra-Fine-Pitch da próxima geração deve atingir e planejar a obtenção da confiabilidade demonstrada pela projeção DLP e LCD. Esperar mais do designer de exibição LED para alinhar o desempenho aos requisitos do aplicativo é absolutamente imperativo. E todos os aspectos da exibição devem ser direcionados para obter o máximo benefício.
Os projetos de próxima geração se beneficiarão de melhorias na confiabilidade, abordando várias peças, como o diodo LED individual, o pacote SMD LED RGB, o processamento SMT, o design do driver, fontes de alimentação, componentes, conectores e cabos. Esses ajustes para um sistema final renderão melhores exibições com vida mais longa e maior confiabilidade. Ao abordar, implementar e promover melhorias de confiabilidade, os sistemas de exibição LED Ultra-Fine-Pitch podem ser aplicados com sucesso no espectro mais amplo do mercado.
Falha
Outra questão de grande importância quando todos esses fatores são agrupados é o tempo médio entre falhas ou MTBF da exibição.
Embora cada elemento físico detalhado acima tenha um impacto na confiabilidade da exibição geral depois que ele for instalado, o pacote RGB SMD LED tem o MTBF menos favorável. O subconjunto da raiz da falha do pacote de LEDs pode incluir:
Além disso, há problemas de degradação de desempenho, incluindo queda, superaquecimento e mudança de cor primária, bem como inconsistências de luminância. Como você já pode ter determinado, a confiabilidade do LED é importante para a exibição.
Para mergulhar diretamente no MTBF e o que significa para o proprietário da tela: Existem mais de 2M RGB, pacotes LED SMD em uma tela HD e mais de 8M em uma tela 4K. Cada um desses pacotes contém um dado de LED vermelho, verde e azul. Então, quando discutimos as taxas de falha e o MTBF, estamos discutindo um dado LED de 6M a 24M que cada um tem uma probabilidade estatística de falha.
Muitas vezes, a indústria fará referência às falhas de PPM esperadas no primeiro ano de operação para pacotes de LEDs e não é incomum ouvir taxas de PPM citadas de 30 PPM a 300 PPM. Uma taxa de falha de 300 PPM mesmo parece impressionante. No entanto, se de fato a falha PPM fosse 300 para uma tela HD implantada, o usuário poderia esperar cerca de 600 falhas de LEDs no primeiro ano.
Agora, 600 de 2M soam baixos, mas tenha em mente que a visualização média está a menos de uma altura de imagem longe da exibição em uma sala de conferência ou área de visualização apertada. Como resultado, o usuário verá as falhas e provavelmente não ficará satisfeito com esse resultado de 300 PPM. Além disso, se o usuário espera uma exibição perfeita, o ciclo de manutenção pode ser tanto quanto todas as semanas (falhas no tempo) com até 12 módulos que precisam ser substituídos.
Obviamente, é necessário um padrão mais alto. Mesmo 30 PPM é estatisticamente ~ 60 falhas por ano e potencialmente um ciclo de reparação a cada mês. Se ocorrer um modo de falha de "coluna brilhante", o painel precisaria ser substituído antes do uso para ser visualmente aceitável para o usuário.
À medida que os clientes visualizam os visores Ultra-Fine-Pitch substituir o projetor DLP ou o painel LCD, as expectativas dos usuários provavelmente estarão no 10 PPM para atender às expectativas. A indústria de LED Digital Display deve se esforçar para produzir e implantar dispositivos com taxas de falha muito menores do que as típicas em nossa indústria para os pacotes 1010 ou 0808 e, como a indústria oferece esse tipo de confiabilidade, o mercado se expandirá rapidamente sem pausar.
Soluções
Algumas soluções iniciais fáceis para a taxa de falha seria eliminar os problemas de mortalidade infantil (falhas da vida adiantada). Isso pode ser completado através de testes eficazes de burn-in e early stress. Na verdade, os designers podem incorporar HASS (Highly Accelerated Stress Screening) e HALT (Highly Accelerated Life Testing) para verificar os processos de projeto e fabricação para garantir o desempenho de confiabilidade correto no campo. À medida que as falhas ocorrem, também é crítico que os fabricantes executem etapas de Análise de Modos de Falha e Análise de Efeitos (FMEA) para determinar e eliminar a causa raiz das falhas; É necessária uma melhoria contínua.
O objetivo é o desempenho de confiabilidade correto para o aplicativo correto e Ultra-Fine-Pitch requer padrões de alta confiabilidade ao longo do processo. Um fator adicional é a temperatura. Uma exibição quente falhará mais cedo se todos os outros fatores forem iguais. Os designers devem manter as temperaturas da embalagem (e, portanto, da junção) bem abaixo de 70 graus Celsius em UHP; Os provedores recentes excedem esses níveis de temperatura.
Ultra-Fine Pitch LED exibe um mercado futuro excelente e rápido crescimento, e a indústria irá exceder mesmo essas expectativas, se a confiabilidade for abordada adequadamente na fase de design e especificação do dispositivo LED. A confiabilidade a longo prazo significa os custos de manutenção mais baixos e cria importantes características de vendas realizáveis e valor no mercado.
Tanto a indústria de displays LED e a empresa se beneficiarão com reputação e vendas, maximizando o recurso de confiabilidade na especificação geral. A necessidade e a capacidade de abordar esta oportunidade para obter um resultado bem sucedido no mercado e produto foram implementadas por empresas que incorporam confiabilidade na fase de design.