台实实业以纳米线技术解决Micro LED巨量转移的挑战

透过NanoWired技术贴合的LED。台实实业

台实实业代理德国Nanowired GmbH的金属纳米线技术与制程机台，看好纳米线技术在半导体3D封装、HDI多层板、软硬版接合、车用电子、Micro LED巨量转移等产业上，解决产业上棘手的回焊(Reflow)高温热处理问题，纳米线金属做为一种高精密度互连(Interconnection)的微结构，其NanoWired GmbH特殊的纳米线专利可控制纳米线的长度、角度与线宽等制作各种不同组合的纳米结构，而形成在一般常温下做为连接金属接点的崭新技术，换句话说，在常温下用纳米结构就可以连接金属接点，对于热处理制程而损失良率的半导体产品，开了一扇窗。

传统使用高温锡炉焊接的制程，对于温度敏感的半导体芯片，现在有了新的选择，这对于全球全力发展Micro LED的制程有非常特殊的优势，为了Micro LED显示技术，动员了台湾上、中、下游的供应链，虽然产业界聚焦于解决在磊晶元件制作、巨量转移、固晶接合、缺陷检修等制程上所面临的问题，然而LED会因为制程中的热而产生发光效率下降、加速元件衰竭与减少寿命的问题，同时Micro LED的尺寸非常小，回焊时容易产生位移等考量，所以Micro LED的制程仍须面对相同的挑战。

Micro LED依据终端产品的应用领域不同，以采用PCB，玻璃基板或陶瓷作为Micro LED的背板的机会较大，并主要采用刷焊锡的方式来当作固晶的方式，由于Micro LED晶粒尺寸较小，解决Micro LED焊锡的短路与空焊等问题皆是挑战，对于纳米线而言恰好提供一个深具前瞻性的解决方案。

Nanowired GmbH所开发的纳米线制程机台，透过半导体技术让纳米线生长于极小的区域 (2um Pad)，主要由光罩遮蔽(Mask)、纳米线生长(NanoWiring)、光阻去除(strip)与堆叠(Stacking)四个关键制程所组成，当中核心的纳米线连结制程又细分三种主要连结技术，分别是KlettWelding、KlettSintering与KlettSintering+，以KlettWelding为例，使用摄氏23度、60毫秒的压合时间条件下，将两个金属接点黏贴，并得到15~20 MPa的接合应力。

Nanowired GmbH还开发特殊纳米线金属材质的胶带(Tape)，用黏贴不同的晶圆，目前已经针对晶圆对晶圆(Wafer To Wafer)贴合或三维芯片(3D IC)堆叠的制程来验证，对于台湾面板厂进行的Micro LED巨量转移的技术验证，目前产业界以Stamp巨量转移技术较为成熟，该制程采用2×2寸大小的转移头，目前产业界对于Nanowired GmbH技术用做为Micro LED的固晶与连接机板有高度兴趣，相关的验证待机台到位后将展开一系列的测试，由于低温与对位精密度高的纳米线优势，可望提供新的制程改善的契机。

事实上，在欧洲市场Nanowired GmbH技术用在汽车工业的制程上，提供铜接点接触电阻(Contact resistance)小于 1 µΩ/mm²的要求，又要兼具足以承受60 MPa的双轴向应力的拉扯作用的技术，让这个技术得到关键的卖点，目前德国市场上的领导车厂已经开始使用Nanowired GmbH所开发的纳米线技术进行相关的测试，并得到相当良好的结果。

2021年全球面板厂订单能见度佳，更加速台湾厂商积极朝向Micro LED的显示器技术的量产进度，随着上游LED元件尺寸微型化加剧，大举强化缩小元件尺寸技术的布局，同时也多管齐下开发Micro LED的巨量转移技术也更臻成熟，台实实业代理Nanowired GmbH的金属纳米线技术将进一步提供冷压焊接携手台湾产业界一起创造市场的价值。