COG lub COB: wybór małego wyświetlacza LCD

Artykuł

13 października 2022 r

Układy scalone sterowników w małych wyświetlaczach LCD są podłączane na dwa główne sposoby. Różnica obejmuje grubość, tolerancję na wibracje, tolerancję na wilgoć, montaż i możliwość naprawy.

Po pierwsze, czym różnią się te dwie struktury

Małe układy scalone sterowników LCD są podłączane na dwa główne sposoby. COG (chip-on-glass) wiąże układ scalony bezpośrednio z krawędzią szkła, dzięki czemu moduł jest bardzo cienki, a droga od układu scalonego do śladów na szkle jest krótka, co pozwala na uzyskanie bardzo drobnych śladów. COB (chip-on-board) umieszcza układ scalony na płytce drukowanej, połączony drutem, a następnie hermetyzowany żywicą epoksydową, strukturalnie bliższy konwencjonalnej płytce.

Ta różnica rozprzestrzenia się na wszystko dalej: grubość, tolerancję na wibracje, tolerancję na wilgoć, montaż i łatwość naprawy. COG i COB nie są zaawansowane ani przestarzałe; są to dwie różne trasy techniczne, każda dostosowana do innych warunków pracy. Wybierz złą trasę i żadne dostrajanie procesu jej nie przywróci.

Mocne strony i granice COG

Najbardziej widoczną zaletą COG jest cienkość. Moduły mogą zejść poniżej dwóch milimetrów, krawędzie szkła wyprowadzają bezpośrednio, przebiegi między sobą są krótkie, a zakłócenia elektromagnetyczne są niskie. Formaty 1602 znaków i formaty graficzne od 122x32 do 240x128 są już dojrzałe i oferują szeroki wybór szyb i sterowników. Każdy produkt wrażliwy na grubość i wagę – ultracienkie piloty, urządzenia do noszenia, kompaktowe panele – ma COG jako domyślną odpowiedź.

Należy jasno określić jego granice. Układ scalony łączy się bezpośrednio ze szkłem, więc naprężenia krawędzi szkła, zginanie podczas montażu i wstrząsy podczas transportu mogą mieć wpływ na niezawodność, a proces montażu wymaga większej precyzji. Krawędź uszczelnienia jest wrażliwa na wilgoć, dlatego niezawodność w długotrwałych środowiskach o wysokiej wilgotności wymaga specjalnego projektu. Krótko mówiąc, COG jest przyjazny dla cienkiego i lekkiego; jest mniej przyjazny dla szorstkiej obsługi.

Mocne strony i granice COB

COB jest odwrotnie. Układ scalony sterownika znajduje się na płytce drukowanej, połączony drutem, a następnie jako całość zalany żywicą epoksydową, co zapewnia wyraźnie lepszą tolerancję na wibracje i wilgoć, wysoką tolerancję montażu oraz naprawę na poziomie płytki, gdy coś zawiedzie. Łańcuch dostaw jest dojrzały, a koszty są zwykle niższe. 1602, 2004 do wielkości 320x240 znaków i formatów graficznych to klasyczne rozwiązania stosowane od ponad dekady w przyrządach i urządzeniach przemysłowych.

Granicą COB jest objętość. Umieszczenie układu scalonego na płytce drukowanej oznacza, że ​​moduł musi pozostawić dla niego miejsce, więc zarówno grubość, jak i powierzchnia wzrosną, a wciśnięcie go w przestrzeń o dwóch lub trzech milimetrach jest w zasadzie niemożliwe. Indukcyjność przewodów łączących jest również mniej korzystna niż bezpośrednie wiązanie COG przy sterowaniu wysoką częstotliwością, co czyni ją nieoptymalną w przypadku projektów o wysokiej rozdzielczości i wysokim odświeżaniu. Cienkość i warunki pracy — kompromis leży w tej wymianie.

Trzy środki i obie trasy pozostają otwarte

Praktyczny wybór sprowadza się do trzech pytań. Po pierwsze: dokąd zmierza ten ekran i ile milimetrów jest dla niego dostępnych – odpowiedź decyduje, czy COG jest możliwy. Po drugie: jakie jest środowisko pracy, czy będzie wibrować, jak bardzo będzie wilgotno, czy będzie naprawiane – odpowiedź decyduje, czy COB jest potrzebny. Po trzecie: koszt i pojemność – oba są dojrzałe, więc rzadko jest to decydujące.

Po udzieleniu odpowiedzi na te trzy pytania trasa jest zazwyczaj jasna. Pozostałą część niestandardową można opracować na zamówienie: można opracować niestandardowe rozmiary w calach i rozdzielczości, a interfejs, napięcie logiczne, kierunek patrzenia, długość FPC i definicje pinów można dostosować do projektu. Posiadamy dojrzałe rozwiązania COG i COB; prześlij treść, wymiary i warunki pracy, a rozwiązanie i wycenę otrzymasz w ciągu dwudziestu czterech godzin. Wybór nie polega na wybraniu produktu; to wybór trasy dopasowanej do Twojego urządzenia.

Ścieżka środkowa: sposób podłączenia modułu

Argument COG kontra COB jest zwykle przedstawiany jako wybór technologii, ale w przypadku małych urządzeń bardziej konsekwentną zmienną jest sposób, w jaki moduł łączy się z płytą hosta. Moduły COB z gniazdami pinowymi są wybaczające: można je podłączać, wymieniać w terenie i lutować ręcznie w krótkiej serii produkcyjnej. Ten sam moduł w konfiguracji z paskiem zebry lub elastycznym ogonem oszczędza miejsce, ale sprawia, że ​​obsługa w terenie jest niepraktyczna i nakłada wymagania na proces montażu. W przypadku kilkuset jednostek moduł oparty na nagłówku o nieco większej powierzchni jest często wyborem o niższym ryzyku.

Na ostrzeżenie zasługują zwłaszcza zespoły pasków zebry. Zależą one od stałego nacisku i czystych powierzchni, a obudowa wyginająca się pod wpływem temperatury okresowo traci kontakt. Jeśli nie da się uniknąć konstrukcji zebry, określ zakres sprężania i przetestuj w pełni zmontowaną jednostkę pod kątem zmiany temperatury, a nie samego modułu. W wycenie podajemy sposób połączenia i jego wymagania mechaniczne, aby ryzyko montażu było widoczne przed złożeniem zamówienia.

Przed wyborem konstrukcji zapytaj, czy ekran zostanie naprawiony

Większość debat COG i COB kończy się na porównaniu wydajności. Pytanie, które faktycznie o tym decyduje w terenie, jest zwykle pomijane: co się stanie, gdy ten ekran zawiedzie. COG wiąże układ scalony sterownika ze szkłem, więc awaria oznacza wymianę całego modułu bez możliwości naprawy w terenie. COB utrzymuje sterownik na płytce drukowanej, więc teoretycznie istnieje przestrzeń na poprawki, chociaż w praktyce wymiana jest częstsza.

Pozycjonowanie produktu całkowicie decyduje o odpowiedzi. W przypadku jednorazowego urządzenia konsumenckiego o wyjątkowej wrażliwości na koszty, grubość i oszczędność COG są prawidłowe, a naprawa nie ma znaczenia. W przypadku sprzętu wchodzącego na teren obiektu przemysłowego, który ma służyć latami i zostać wymieniony w terenie, wybór powinien skłaniać się ku łatwości konserwacji. To nie jest ranking techniczny, to konsekwencja rodzaju produktu.

W przypadku projektów małoseryjnych należy uwzględnić jeszcze jedną kwestię: uszkodzone jednostki należy poddać analizie podczas okresu próbnego. Jeśli modułu nie można otworzyć, analiza awarii kończy się na jego wymianie i nie jest ustalana pierwotna przyczyna. Zaznaczamy ten kompromis na etapie dostosowywania, aby klient wiedział już w momencie wyceny, co zostało wybrane, zamiast odkrywać, że po niepowodzeniu nie ma już odwrotu.

Dostosowywanie modułu COG: układ segmentów, rozmiar i grafika monochromatyczna

Po wybraniu COG dostosowywanie odbywa się na czterech warstwach i pomaga wiedzieć, które z nich są tanie. Zarys szkła i układ segmentów leżą na masce, więc stanowią oprzyrządowanie: niestandardowy projekt modułu LCD COG płaci za nie jednorazowo, a następnie wykorzystuje je ponownie w każdej jednostce. Układ scalony sterownika i schemat odchylenia są wybierane ze stałego menu. FPC to grafika, tania w poprawianiu na etapie prototypu i kosztowna po obróbce. Bezel jest najtańszy ze wszystkich i najczęściej zmieniany przez kupujących.

Monochromatyczny graficzny wyświetlacz LCD w niestandardowym rozmiarze to co innego niż panel segmentowy. W tym przypadku maska ​​definiuje matrycę pikseli — 128 x 64, 122 x 32, 160 x 128 — a dostosowanie obejmuje kontur wokół niej oraz kontroler, który nią steruje. Kompromis polega na tym, że panel graficzny może wyświetlać dowolną treść rysowaną przez oprogramowanie sprzętowe, kosztem kontrolera i tabeli czcionek, podczas gdy panel segmentowy jest tańszy w przeliczeniu na jednostkę i znacznie tańszy w obsłudze. Produkty, które przez dekadę wyświetlają te same ikony, należy podzielić na segmenty; produkty, których zawartość ekranu będzie się zmieniać wraz z oprogramowaniem sprzętowym, powinny być graficzne.