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Mini LED市场前景可期的生产机会与挑战

  • 孙昌华

Mini LED的背光技术能够大幅改善色度,获得更理想的观看体验。KLA
Mini LED的背光技术能够大幅改善色度,获得更理想的观看体验。KLA

Mini LED是显示器的明日之星,特别是在平板电脑、电视以及电竞屏幕方面。这种相对较新的技术应用于LCD显示器背光,与传统的LED背光LCD技术相比,能够显示出更深层的黑色,改善对比度并且提高面板亮度。但是随着Mini LED进入量产阶段,挑战也随之而来:Mini LED背光模块需要具有白色防焊油墨的PCB或者玻璃基板。让我们更深入的认识Mini LED的优势、偏好白色防焊的原因以及白色防焊制造过程中带来的挑战。

根据Omdia的「OLED与LCD供应需求与设备追踪系统–2021年第2季分析」报告显示,采用Mini LED背光的LCD面板的出货量可望从2021年的970万片增加为2025年的3,790万片。更具体地说,电视和平板电脑在Mini LED应用方面居于领先地位,预计到2025年电视将会出现显着成长。此外,Mini LED在NB的应用方面也广受欢迎,在上述期间的出货量预期也会大幅增加。OEM设计者也更加青睐Mini LED,因为它可提供更好的对比、更丰富的色彩以及更高品质的影像,更具成本效益。

大尺寸TV面板上的MiniLED背光。KLA

大尺寸TV面板上的MiniLED背光。KLA

(左)最小化底切的白色防焊桥,(右)底切严重的白色防焊桥。KLA

(左)最小化底切的白色防焊桥,(右)底切严重的白色防焊桥。KLA

OLED与Mini LED的对照

OLED是一项热门技术,配备有自发光的显示器和面板,由于其自发光特性的缘故,无需背光模块。OLED可提供优于Mini LED的色彩对比,但是前者通常相当昂贵,同时在户外环境中会有使用寿命和效能不佳的缺点。另一方面,Mini LED在亮度、低能耗以及刷新率方面都有优异的表现,同时具有宽广的色域以及设计复杂度低等优点。因此,许多大型电视、平板电脑与NB的制造商都迫切地希望尽快采用Mini LED技术,因为对比传统的LED技术,Mini LED的技术在品质和成本效益方面更具优势。为了保证Mini LED技术的优势,设计者对Mini LED防焊曝光生产制造过程中的精确度和良率方面提出了更为严苛的要求。 防焊直接成像(DI)是极为理想的解决方案,因为它可提供高精确度,同时可以克服由于表面高低变化、变形以及细微特徵所带来影响产品品质与良率的挑战。

Mini LED白色防焊的优点与挑战

Mini LED背光模块设备的设计者要求基板在生产制造过程中使用白色防焊油墨。白色防焊油墨具有极高的反射率,因此在对比度和色彩亮度方面有更好的表现,为电视、平板电脑、笔记本电脑以及桌上型电脑提供更清晰的影像。事实上,白色防焊可以应用在不同类型的电路板上——高密度板(HDI)、软板(FPC)或是多层电路板(MLB)。这些电路板或玻璃基板都需要防焊开窗开孔生产,以便在下一封装阶段(POB/COB/COG)接收Mini LED芯片。因此,生产制作过程中的高精度和统一的开孔尺寸对于miniLED终端产品的品质至关重要。

在白色防焊DI曝光过程中有三个要素可能会给制造商带来挑战,第一个是精确度、第二是品质和良率,第三则是产能(也可转变为成本)。Mini LED的尺寸范围在50到300微米之间,因此必须极为精确地定位同时保证最低的标准偏差。例如,在某些应用当中,基板中防焊开窗(SRO)的一致性不可超过±5微米的偏差。一般而言,设备越高端,对精度的需要就越高,例如与电视相比,平板电脑就需要较高的精度。如果面板目标表面覆盖厚的白色防焊则会严重影响对位精度,这时就需要藉助特殊照明或精密的演算法来更精准地获得目标位置。

品质方面挑战是第二个因素,与防焊开口的一致性和严格底切要求有关。用于Mini LED生产的白色防焊会散射大部分的照明波长,因此暴露的UV光不会和其他防焊颜色一样被吸收,导致防焊聚合的过程品质较差。如果防焊层底部在曝光过程中没有完全聚合,将会形成底切。如此可能会导致出现剥离。严重的底切经常会给Mini LED制造带来麻烦。建立坚固防焊桥,使底切最小化才能保证高品质和良率。为了建立坚固的防焊桥,要求在曝光过程中使用优化范围广的照明波长,以曝光反光的厚白色防焊。

为解决成本问题,Mini LED PCB制造商需要发挥最大的生产能力,并且优化其单次成像成本。使用高产能的防焊直接成像解决方案可以帮助制造商轻松达成目标,并且解决上述来自白色防焊曝光的独特挑战。

未来展望

随着Mini LED的消费电子产品的需求增加,也需要有全新而且创新的先进防焊曝光制造方法以满足对高精度、高品质和高产量的要求。直接成像解决方案可克服生产白色防焊的PCB时所遇到的挑战,且对于需要大量生产高品质电路板,以满足未来几年在平板电脑、电视、电竞显示器和其他装置等持续增加需求的PCB生产制造商而言,是极为必要的解决方案。欢迎您参观Touch Taiwan展会,2022/4/27(三) - 4/29(五)台北南港展览馆,KLA展位号#M834,了解KLA白色防焊直接成像解决方案助力Mini LED背光生产。(本文由KLA产品行销经理Michal Itzik提供,孙昌华整理报导)