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加快核心技术研发,推动Mini/MicroLED商业化进程

    来源:中国电子报、电子信息产业网    作者:张依依  2023-09-14
导读

近年来,Micro LED技术逐渐成熟并走向量产化。Yole Group显示事业部经理Zine Bouhamri指出,Micro LED平板电脑和笔记本电脑等其他设备中具备很好的应用前景。Micro LED制程也面临晶圆利用率不高、晶圆存在不均匀性及缺陷率等挑战。插卡背板对准解决方案通过将LED转移到插卡上,能够实现制程的一致性和良率的提高。

来源:中国电子报、电子信息产业网  张依依

9月7日-8日,由四川省人民政府、工业和信息化部主办的2023世界显示产业大会在四川省成都市举行。作为大会同期举办的八大主题论坛之一,Mini/Micro LED显示关键技术主题论坛于9月8日在天府国际会议中心举办。该论坛由国际信息显示学会中国区(SID China)承办,与会专家就Mini/Micro LED产业发展现状、面临挑战及未来趋势进行了研讨。

近年来,Micro LED技术逐渐成熟并走向量产化。Yole Group显示事业部经理Zine Bouhamri指出,Micro LED平板电脑和笔记本电脑等其他设备中具备很好的应用前景。

Micro LED在巨量转移过程中面临挑战。东丽先端工程技术(上海)有限公司董事长兼总经理董刚表示,激光修复设备和激光转移设备可以有效解决巨量转移过程中的缺陷和良率问题,有望推动Micro LED技术的进一步应用和产业化。

除巨量转移之外,Micro LED制程也面临晶圆利用率不高、晶圆存在不均匀性及缺陷率等挑战。Attolight公司首席执行官Samuel Sonderegger表示,CL技术的应用有助于提高Micro LED制造的质量和效率。

Mini LED包含尺寸的范围很大,尺寸小的Mini LED可能包含30个Micro LED。芬泰电子(上海)有限公司常务经理刘云兵表示,采用模块化设计方法的设备则能够实现柔性配置,即在用户购买设备的时候就完成配置。后续在任何情况下,用户还可以将设备进行升级,使设备与同一个基础平台进行兼容,实现不同的贴装工艺。

Micro LED在智能手机、智能手表和电视等设备中的应用潜力很大。虽然Mini LED被广泛认为是一种可行的技术选择,但由于其厚度较大且价格上涨,Mini LED在某些设备上并不合适。相比之下,Micro LED是更好的选择,尤其是在苹果设备的背光组件中。Micro LED在平板电脑和笔记本电脑中等其他设备中同样具备良好应用前景。

在Micro LED领域的投资和并购活动方面,Amu osram、JBD和三安光电等公司在Micro LED技术和市场方面进行了投资和收购。这些动态表明,Micro LED技术受到行业的高度关注,并且在不断扩大其在各个领域的影响力。

Micro LED技术在芯片制造、转移和组装方面正面临一些挑战,其中成本问题是关键之一。现阶段,技术转移和组装能够降低成本并提高生产效率。此外,多打印头工具等新兴工具能够更高效地生产,并且让芯片的尺寸更小。

Micro LED技术的商业化进展和市场前景充满光明,Micro LED技术在平板电脑和笔记本电脑领域具备很大发展潜力。目前已经有一些投入生产的Micro LED工厂,未来几年还将有数亿万计的Micro LED面板实现投产。

Micro LED的生产过程具备一定复杂性,Micro LED的大规模批量生产也面临挑战。

在制程设计方面,由于Micro LED制程与半导体制程有所不同,因此需要考虑到微米级的尺寸和可变性挑战。在巨量转移过程中,控制可变性至关重要。在此情况下,PSH转移工艺是一种有效的解决方案之一。

具体来看,PSH工艺通过使用印章和磁场来实现Micro LED的转移。该工艺具有高效、可扩展和定制化的特点,可以应用于大规模生产,并且在可生产性方面表现优异。

使用PSH工艺可以提升Micro LED转移的速度,仅需两分钟即可完成8K 65寸电视的生产。这显示了PSH工艺在Micro LED大规模生产中的高效性和潜力。

总体而言,PSH转移工艺作为一种新的转移技术,在制程设计、可变性控制和转移速度方面具有重要意义,有望推动Micro LED技术的进一步发展和商业化应用。

Micro LED制程也面临晶圆利用率不高、晶圆存在不均匀性及缺陷率等挑战。插卡背板对准解决方案通过将LED转移到插卡上,能够实现制程的一致性和良率的提高。

具体来看,插卡背板对准解决方案具有许多优势。首先,它可以提高制程的一致性,通过在小的插卡上实现一致性来保证整个制程的稳定性和良率。其次,该解决方案相对于传统的UV和拾取方式更加简单、高效,可以满足大规模生产的需求。此外,插卡背板对准解决方案还可以降低缺陷率,提高制程的可靠性和良率。

插卡背板对准解决方案可以适用于不同应用领域。该技术可应用于车载、智能手机和智能手表等领域。通过实现高一致性、低缺陷率和高效率的制程,插卡背板对准解决方案为Micro LED技术的商业化应用提供了有力支持。此外,插卡背板对准解决方案解决方案还可以实现保护眼睛和色彩增强功能,为用户提供更好的观看体验。

总而言之,插卡背板对准解决方案的应用潜力广泛,可在多个领域实现Micro LED技术的商业化,为产业发展注入新的活力。

典型的Mini LED芯片工艺需要采用冷热压贴片、回流贴片、共晶贴片、粘胶贴片、UV固体贴片等常规技术,这些技术需要使用通用设备来实现。而采用模块化设计方法的设备则能够实现柔性配置,即在用户购买设备的时候就完成配置。后续在任何情况下,用户还可以将设备进行升级,使设备与同一个基础平台进行兼容,实现不同的贴装工艺。

Micro LED倒装芯片键合领域也需要一些关键技术的加持,这些技术包括包括芯片尺寸、贴片精度、平行度和平面度控制,键合强度和可靠性提升等。

在贴片机模块化设计方面,采用模块化设计的设备可以根据需求实现配置和升级,以适应不同的贴片工艺和应用需求。这种灵活性和可扩展性使设备能够适应不断变化的Micro LED倒装芯片键合领域。

在高精度贴片和对位方面,通过使用两个互相垂直的高清相机和球面型平行度自适应调节吸头,能够实现高精度的贴片和平行度控制。这为Micro LED倒装芯片键合提供了可靠和精确的解决方案。

在多功能的设备应用方面,目前芬泰电子的设备广泛应用于光电子、硅光子、激光器、探测器、传感器、超高清显示、微光机电、晶圆级封装等领域。这些设备提供了多种贴片工艺和功能模块,可满足不同应用领域的需求,促进了Micro LED技术的发展和商业化应用。

Micro LED技术在巨量转移过程中面临挑战。面对挑战,激光修复设备和印章式转移设备是两个技术亮点,它们可以有效地解决Micro LED在巨量转移过程中的缺陷和良率问题。

具体而言,新材料的应用可以通过激光去除损坏部分,并用激光直接补充良好的芯片。在进行转移之前,激光修复设备可以预先准备一个完全良品的基板,再使用激光来修复设备并补充良好的芯片,确保整块基板都是良品,最后完成转移过程。

在激光转移设备方面,使用印章式设备能够将Micro LED一块一块地转移到基板上。此外,Carrer Bonding技术也可以事先将芯片转移到临时基板上,再将临时基板上的芯片转移到最终基板上。这种技术目前已经比较成熟,但对于大尺寸转移仍然存在一定局限性。

Micro LED需要在尺寸和速度之间进行权衡。相比尺寸,速度的重要性更为突出。由于每个裸晶都需要转移到基板上,尺寸对于Micro LED的制造是一个挑战,而速度则有助于提高生产效率和降低成本。目前,如何提升MicroLED的制造速度是业界需要思考的问题,业界追求的不应仅仅是尺寸的增大。

在Micro LED制造过程中,新技术的采用能够提升制造效率。具体而言,新技术就是使用UV固化的油膜,并将量子点(QD)印刷到基板上。这种技术具有较高的量子效率,以及较好的波长一致性,同时也能够提高晶圆的利用率和降低成本。此外,通过修复也是一种改善良率的方法,将有缺陷的裸晶断开并更换新的裸晶,能够降低成本。

晶片级阴极发光分析技术(CL技术)在Micro LED的工艺开发中起到关键作用。

具体来看,CL技术可实现纳米级别的检测,并具有极高分辨率。通过使用电子束激发和同步扫描电子显微镜成像技术,CL技术能够提供高分辨率的纳米级成像,用于检测Micro LED制造过程中的缺陷和问题。这种高分辨率的检测能力对于提高生产效率、优化工艺控制以及减少缺陷率至关重要。

CL技术的应用范围也很广泛。CL技术可用于快速晶圆筛选、芯片级检测和超高分辨率分析。CL技术可以对晶圆进行快速的扫描和筛选,以识别和排除不良区域。此外,CL技术还可用于芯片级别的检测来评估不同区域的性能。CL技术的使用有助于实现超高分辨率的分析,以检测微小的缺陷和问题。

总体而言,这些技术的应用有助于提高Micro LED制造的质量和效率。通过CL技术的精确检测和分析,制造商可以更好地控制工艺过程,及早发现和解决问题,从而提高Micro LED产品的量产性。

ENJET公司首席执行官Doyoung Byun:激光去除、电流液滴喷墨键合垫印刷、芯片转移和功能性纳米墨材料MicroLED显示屏制造完整修复解决方案

激光去除、电流液滴喷墨键合垫印刷、芯片转移和功能性纳米墨材料是MicroLED显示屏制造完整修复解决方案。这些解决方案具有高精度、高效率和自动化特点,能够有效地修复Micro LED显示中的缺陷,提高产品质量和生产效率。

在修复技术方面,喷墨印刷技术可以实现1微米的打印精度,并通过电磁控制实现高精度的墨点控制。此外,高粘度键合材料也具有优越的电阻和粘度特性。

在油墨印刷和芯片转移方面,喷墨印刷和芯片转移技术能够实现高精度和高效率的修复过程。通过使用机器学习算法和智能软件,印刷技术可以控制墨点大小和位置,从而实现均匀且精确的印刷。而芯片转移技术则通过自动调整和优化,实现高精度和可靠的芯片转移。

修复自动化方面,利用机器学习和数据分析能够进一步优化修复过程。此外,半自动化修复设备的开发也有助于提高产品质量和生产效率。通过自动检测、评估坏点、自动印刷和转移,MicroLED显示屏制造的修复过程能够实现高效和高准确性修复,未来有望实现修复的完全自动化。

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