中文繁體版   English   星期三 ,2月 26日, 2020 (台北)
登入  申请试用  MY DIGITIMES236
 
Reserch
活动+

CMW铜磁芯片方案解决MicroLED产制难题

  • 台北讯

Micro LED市场需求殷切,但也因为微小化产品优势,导致Micro LED量产出现许多加工难题,一方面芯片在极度微缩后导致加工难度骤增,过于微小的芯片移转布局已成为左右终端产品良率与生产成本的关键。

Micro LED相较于常规LED光源,其实有著相当多新颖零组件的附加优势,尤其Micro LED在极致微小化优势前提,单位面积可置放的光源芯片数量更多,可以发挥的产品样态也会因为元件特性而大幅优化,让终端产品能有跳跃式效能、质量或应用效益加乘效果,吸引LED大厂积极布局Micro LED产制关键技术。

洪瑞华教授深度参与CMW铜磁芯片产学合作,铜磁芯片技术方案应用于Micro LED光源与零组件制造生产,可改善生产效率与产品良率。

超薄IR power chip 20um。

Micro LED尺寸极小 LED显示器应用效益可期

Micro LED的产品效益,正因爲LED光源在极致微缩后,单一零组件体积大幅缩小、基于Micro LED特性独有的材料特性,反而成为导入的终端应用的新卖点,例如,当用于LED显示器时,当单一光点极度缩小至Micro LED水平后,其实可经由更紧致的光源排列创造更细致的显示效果,甚至透过Micro LED零组件的大量排布,甚至可无缝做出极大画面显示屏幕,或是生产大面积曲面屏幕,这些只是Micro LED新一代光源加入LED显示器市场的重大技术推展方向,这也让相关业者对Micro LED新一代光源应用抱予极大期待。

即便Micro LED应用值得期待,但也因其尺寸极致微缩,另一方面也创造出新的生产技术难点,其中最大的产制瓶颈就是尺寸问题。

Micro LED零组件产业定义多半在50um以下,其所使用的芯片在未封装状态下至少都需要远小于50um水平,但问题来了,当芯片极小状态下,已经无法单纯使用器械加工产制,光源器件厂商必须找新的方案突破芯片体积过小的加工难题,甚至在需要做成Micro LED模块光源或是元件密集排布,芯片大量巨量转移的问题就更加考验制程效益、成本、良率。

极小Micro LED芯片 加工制程难度高

在众多巨量转移技术方案中,CMW铜磁芯片方案是晶呈科技经过7年内部研发,获得科技部开发型产学合作计画项目、并由交通大学洪瑞华教授进行产品测试与制程优化所开发出来的成果,有别于一般LED光源的芯片转移方案,CMW铜磁芯片可让LED光源芯片在元件特性附加磁性特性,透过芯片本身的磁性状态,可以应用磁力的方向性与吸引特性,在尽可能不破坏芯片的前提下轻易做到微小芯片的定位、摆放与在加工前的处理程序。

洪瑞华教授谈到,传统LED光源电极布局大致就两种,垂直跟水平电极布局差异,因为光源不同,就会有不同的封装,基于封装方案的限制就会牵涉到要用什么方式去转移芯片,尤其是在Micro LED制程目前使用极小的芯片进行光源制作,已经不能够一颗颗去做芯片的取放,这部分制作程序就会牵涉到「巨量转移」的技术,对于现有众多微小芯片取放程序方案中,其实多少都会对光源芯片造成缺损或是效能减损,而CMW铜磁芯片透过磁性进行巨量转移,只要生产治具开发得宜,不仅在产制效率、巨量转移后的芯片质量,都可以维持一定的成本与生产效率,这也是目前发展Micro LED厂商关注的重点技术方案之一。

传统基板减薄加工 材料强度也会因此劣化

洪瑞华教授指出,传统蓝、绿光LED因为应用蓝宝石基板材料,可以发现若基板因应Micro LED条件需求需极度减薄处理,会发现芯片可能会因为减薄加工导致芯片产生翘曲,而在单位芯片已经产生翘曲要再进行分离加工的难度就更高,若选择再将材料芯片进行压平再处理,也极容易使蓝宝石芯片在加工处理过程中发生缺损或破裂。

未来Micro LED制程方案,量产面临最大的挑战就是精密取放、与巨量转移的技术方案,生产过程中可能会使用到暂时性的基板接著、或是永久性的基板接著,在芯片、转移方式决定后,就是思考电路的接著,就必须评估导电性的材料来把LED与电路板做接著,而在整个零组件封装完成后,就须决定光源的呈现颜色,象是可以做RGB或比较单纯用单色光搭配不同材料。

洪瑞华教授兼系主任深度参与晶呈科技CMW铜磁芯片产学合作计画,对于CMW铜磁芯片技术方案应用于Micro LED光源与零组件制造生产,可以利用其赋予芯片磁性的特性,大幅优化Micro LED芯片制程旧技术方案可能导致的芯片缺损或大量热加工影响芯片效能、寿命问题。

CMW铜磁芯片 芯片磁力特性可依生产需求调整

CMW铜磁芯片本身即具备超薄、磁性、与可湿式化学切割的材料特性,未来在Micro LED与LED产业均具相当大的发展潜能,虽然早期金属基板的多数研究都聚焦在高功率型芯片散热效能优化重点,但实际参与CMW铜磁芯片产学专案发现,当光源芯片金属基板赋予导磁特性后,在处理加工、特殊制程芯片置放需要,甚至是大面积光源矩阵的密集精密芯片排布需求,具备磁力的CMW铜磁芯片反而能发挥高效、精准的巨量转移效益。

甚至在CMW铜磁芯片目前已可以达到满足Micro LED需要的极小面积、薄化芯片需求,而在极致微缩尺寸下CMW铜磁芯片还能维持磁性特性,这对于Micro LED即小芯片因应生产程序需求的芯片移转,制程可改用磁性方式置放、精准定位光源芯片,不仅使用微弱磁力可控制芯片精确摆放外,芯片导磁特性甚至可以因应加工或完成品需求,可在制程中追加热处理,透过一定的材料加温处理将CMW铜磁芯片的磁性特性消除,使用弹性相当大。