LED技術(shù)正在朝著高清化方向發(fā)展,Mini-LED、Micro-LED成為發(fā)展趨勢。而在制造Mini-LED、Micro-LED面板時,由于Mini-LED芯片尺寸在50-200微米之間,Micro-LED芯片尺寸在50微米以下,需要通過激光轉(zhuǎn)移技術(shù)將數(shù)量眾多的芯片大規(guī)模移植到驅(qū)動面板上形成高密度陣列,在此過程中芯片容易發(fā)生不良,這就需要用激光修復(fù)技術(shù),對有缺陷的芯片進(jìn)行篩選,以提升產(chǎn)品良率。在2022中國國際Mini/Micro-LED產(chǎn)業(yè)技術(shù)峰會上,蘇州科韻激光科技有限公司(以下簡稱“科韻激光”)研發(fā)總監(jiān)羅帥以“M-LED全智能修復(fù)解決方案”為主題,詳細(xì)介紹了科韻激光研發(fā)的M-LED全智能修復(fù)方案。
蘇州科韻激光科技有限公司研發(fā)總監(jiān)羅帥
科韻激光2018年底成立,目前主要從事負(fù)顯示半導(dǎo)體行業(yè)的機(jī)關(guān)應(yīng)用設(shè)備,特別是在LCD激光修復(fù)方面取得了不錯的成績??祈嵓す庑迯?fù)設(shè)備已接定單142臺(不含改造),平均市占率50%以上,同時,它還是國內(nèi)Array Repair設(shè)備的唯一供應(yīng)商。
羅帥重點介紹了Mini-LED和Micro-LED智能修復(fù)方案。Mini-LED部分,他表示,傳統(tǒng)的Mini-LED工藝封裝主要采用正裝打件工藝,技術(shù)成熟且成本低,但面對直顯/背光更高技術(shù)要求,則需要從傳統(tǒng)修復(fù)工藝過渡到COB/COG修復(fù)工藝。目前,COB/COG處于高速發(fā)展階段,修復(fù)過程常常會面臨激光燒板、焊接偏移、點錫異常、基板臟污等問題,因此科韻激光對修復(fù)痛點深入研究,以快速協(xié)助客戶提升修復(fù)能力。
針對這些問題,羅帥也詳細(xì)介紹了科韻激光的解決方案。他表示,“COB LED祛除,采用激光加熱方式,這種方式能應(yīng)對COB產(chǎn)品及基板多樣化的需求,可有效應(yīng)對各種復(fù)雜工況。而COG LED祛除,則采用激光冷加工,主要使用在非接觸方式,激光對LED chip進(jìn)行轟擊(Point Shot),使LED與基板電極發(fā)生脫離,使用收集裝置對祛除的LED進(jìn)行集塵回收,利用Laser冷加工技術(shù),不會造成錫膏/助焊劑飛濺,無新增污染,另外,加工時間短,效率高,激光作用時間小于1s;無需更換Picker吸嘴對應(yīng)不同led size,同時不會存在堵塞污染問題等。”
他還表示,解決修復(fù)產(chǎn)品的臟污異常,可以采用卷帶清潔的方式,在LED/IC祛除后,可以對臟污位置自動清潔,提升修復(fù)成功率??祈岰OB修復(fù)設(shè)備除了正常配置錫膏裝置,還可以為客戶選裝定制化點涂裝置,更好的控制錫膏補充的精度。在助焊劑補充方面,采用新型研發(fā)噴涂系統(tǒng),替代傳統(tǒng)的蘸針方式,可有效解決蘸取穩(wěn)定性不佳問題。
COB/COG激光焊接,利用Dula Laser方式,加熱效率更高,配合壓焊模式,可讓產(chǎn)品焊接推力品質(zhì)更高,更穩(wěn)定。
在修復(fù)CTQ方面,有三個關(guān)鍵點:一是為防止損傷基板,必須采用帶有閉環(huán)溫控系統(tǒng)的勻化光斑加熱系統(tǒng),從而提升修復(fù)穩(wěn)定性;二是設(shè)備采用精密壓力控制系統(tǒng),可將壓力最小標(biāo)定至3g,精度±1.5g,滿足壓力焊接需求,三是修復(fù)設(shè)備采用高精度Gantry+運動臺方案(SP級以上導(dǎo)軌配合ACS系統(tǒng)),配合智能視覺系統(tǒng),精度最佳可達(dá)±5um。
在智能修復(fù)方面,通過對不良坐標(biāo)的獲取,以及視覺判定,從而調(diào)用不同的工藝參數(shù),實現(xiàn)精細(xì)化的智能化修復(fù);另外,為保證修復(fù)工藝穩(wěn)定性受控,同步對助焊劑/錫膏點涂,LED貼裝進(jìn)行視覺檢測,修復(fù)過程數(shù)據(jù)可以存檔、追溯。
在Micro-LED部分,相應(yīng)的產(chǎn)品修復(fù)面臨一些問題,如,芯片間距小于10um,激光熱拆解會損傷周圍芯片;芯片尺寸小于或等于35um,傳統(tǒng)機(jī)械拾取方式比較困難;產(chǎn)品不耐受高溫,小于或等于150℃,無法使用傳統(tǒng)焊接材料;芯片數(shù)量巨大,修復(fù)效率需要成倍提升。
針對以上問題,羅帥也分享了科韻激光的解決方案。首先是LED激光的祛除,對應(yīng)Wafer/基板LED均可以實現(xiàn)不良祛除,通過使用不同波段激光器和光學(xué)系統(tǒng),匹配不同產(chǎn)品祛除需求,傳統(tǒng)LED錫膏材料,已很難適應(yīng)Micro-LED技術(shù)需求,科韻激光通過新的Ink材料進(jìn)行測試,同時配合客戶進(jìn)行不同工藝開發(fā)。利用EHD方式,對連接材料進(jìn)行精準(zhǔn)涂覆,精度±0.5um,同時膜厚可以穩(wěn)定控制在1um以內(nèi)。羅帥也認(rèn)為,運用在巨量轉(zhuǎn)移上的積累,使用準(zhǔn)分子激光+Inner mask技術(shù)將剝離后芯片點對點剝離至焊盤,完成LED 補晶。還有利用視覺系統(tǒng),通過圖像采用AI算法,可對焊盤、修復(fù)LED不良進(jìn)行分類識別及過程判定,同步上報至MEMS系統(tǒng)。
2022中國國際Mini/Micro-LED產(chǎn)業(yè)技術(shù)峰會錄播
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