【AET阿爾泰】追求極致產(chǎn)品，微間距下的MIP工藝技術(shù)

　　隨著室內(nèi)顯示市場的蓬勃興起，近年來，小間距LED超高清無縫顯示技術(shù)已在商場、安防監(jiān)控、指揮中心、教育機(jī)構(gòu)、能源廣電以及會(huì)議室等眾多應(yīng)用場景中大放異彩。點(diǎn)間距P2.5、P1.8、P1.5乃至P1.2的顯示屏，已變得極為普遍且廣泛應(yīng)用;同時(shí)，市場對于視距更短、解析度更高的顯示屏需求正穩(wěn)步攀升。此外，LED技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域正不斷拓展，預(yù)計(jì)將更多地融入TV電視、車載設(shè)備、醫(yī)療器械、3C家電等多個(gè)細(xì)分的顯示領(lǐng)域，展現(xiàn)出其無限的潛力與魅力。

　　全彩顯示技術(shù)三原色LED有紅R、綠G、藍(lán)B三種發(fā)光芯片，芯片通過正負(fù)電極的電路連接驅(qū)動(dòng)，從而發(fā)出光亮并顯現(xiàn)出豐富的色彩。隨著點(diǎn)間距的不斷縮小和像素密度的提升，發(fā)光芯片的封裝工藝也經(jīng)歷了顯著的變革。傳統(tǒng)P2.5使用2121的表貼封裝體，直到小間距時(shí)代，P1.2使用1010更小的封裝體(如下圖1)，如此一來，才能夠合理的設(shè)計(jì)室內(nèi)LED顯示產(chǎn)品，

　　當(dāng)前，科技產(chǎn)品正朝著更高的解析度和更小的點(diǎn)間距發(fā)展，這一趨勢已成為行業(yè)的共識(shí)。在此背景下，P0.9、P0.7、P0.4乃至P0.1以下級(jí)別的產(chǎn)品，正逐步成為顯示行業(yè)多元化應(yīng)用的新藍(lán)海。這些產(chǎn)品不僅將推動(dòng)顯示技術(shù)的進(jìn)一步革新，還將為各類應(yīng)用場景帶來更加細(xì)膩、逼真的視覺體驗(yàn)。

圖1  全彩LED封裝體外型

　　由于，在更小的面積上，要求更密的顯示像素，對LED發(fā)光元件的尺度需隨著點(diǎn)間距相對縮小而設(shè)計(jì)，因此COB(板上直接焊接芯片)的工藝方式應(yīng)運(yùn)而生，加上倒裝芯片的元器件和共陰的架構(gòu)，使得LED產(chǎn)品在P1.0開始有了新的變化。  不同以往的是，不再需要打線工藝，從而提升良率、降低成本，并且整面覆膜代替了傳統(tǒng)表貼方式，具備防水、防塵、防磕碰等表面防護(hù)和性能，多層覆膜的底黑設(shè)計(jì)并能有防串光的效果，進(jìn)而提升良率和器件的可靠度以及產(chǎn)品的信賴性。

　　但是在實(shí)現(xiàn)微間距(小于P1.0)的路上，不同以往小間距所使用的HDI PCB線寬、線距、板層、銅厚等設(shè)計(jì)，透過MSAP制程的影像轉(zhuǎn)移、鍍銅和閃蝕刻等制程，以便形成線路垂直結(jié)構(gòu)提升生產(chǎn)良率，對于微間距的電路設(shè)計(jì)里每一條線路都將面臨直通率的挑戰(zhàn)，COB制程所使用的超高密PCB板將面臨增加制作成本，和后段包含固晶生產(chǎn)良率下降，以及較低的量產(chǎn)效率。

　　當(dāng)使用固晶機(jī)抓取焊接晶片時(shí)，自然地對正負(fù)極焊盤(W)和焊盤間距尺寸(GAP)是越大越寬，將有機(jī)會(huì)使得直通率大大提升(如下圖2)。  因此，當(dāng)芯片尺寸越小、間距要求變小，正裝金線固晶方式勢必淘汰，而倒裝芯片設(shè)計(jì)的尺寸逐步發(fā)展變小，焊盤和焊盤間距也隨之縮小，加上芯片與板材之間熱膨脹系數(shù)匹配影響，以及過程中固晶動(dòng)作偏移和PCB焊盤位置偏移等因素，都會(huì)影響固晶良率的加劇降低，這對微間距上布滿密度超高、尺寸微小的每一個(gè)焊點(diǎn)，都將導(dǎo)致固晶的直通率降低、成本上升和生產(chǎn)周期加長。

圖2  LED芯片關(guān)鍵尺寸

　　為了解決這個(gè)微間距尺寸對工藝、直通率和成本的問題，MIP(Micro LED in Package)芯片級(jí)板上封裝技術(shù)的封裝架構(gòu)方式，在多層的半導(dǎo)體電路工藝設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)放大焊盤和焊盤間距，使得固晶直通率提升，因此對于Micro LED 在50微米以下的芯片尺寸(1 mil相當(dāng)于25.4 um)，可將PCB需求50 微米以下線寬、線距的極限制作，將有機(jī)會(huì)轉(zhuǎn)化為100 微米的PCB線寬、線距需求。  如此一來，將使得原本芯片上的小焊盤能夠成功橋接大焊盤，加寬了影響短路的焊盤間距(如下圖3)，同時(shí)能銜接上原本的HDI PCB材料和制備方式，不用擔(dān)心MSAP電路板的良率和更高的成本，仍然可保持現(xiàn)有的工藝技術(shù)、貼裝設(shè)備和生產(chǎn)效率，更有機(jī)會(huì)加大產(chǎn)業(yè)的量產(chǎn)規(guī)模。

　　不僅如此，MIP的工藝技術(shù)優(yōu)勢，還可以廣泛應(yīng)用在玻璃基板上，并能降低板材成本，也可以使用全藍(lán)光芯片搭配半導(dǎo)體制程，使用量子點(diǎn)在硅基上制備轉(zhuǎn)色形成全彩的紅綠藍(lán)顯示，未來在0202、0101等的更小芯片和更密間距、更小尺寸的需求上，將可以被普遍、廣泛的使用在更多的新興增量、藍(lán)海市場。

圖3  MIP 橋接增大焊盤和焊盤間距示意圖

　　MIP工藝對微小的倒裝芯片是進(jìn)行半導(dǎo)體方式的封裝技術(shù)，使得原本的芯片電極可延展而出(如下圖4)，焊盤之間的間距也可以隨著增加，灌膠、切割封裝形成分立器件的方式，仍然可使用固晶機(jī)和HDI的PCB板的基礎(chǔ)，即完成微間距 Micro LED顯示模組，對于不良的焊點(diǎn)在后段檢測、測試分選上，只需更換單顆器件，在生產(chǎn)的過程中同時(shí)降低了維護(hù)的成本和難度，這將使得制造產(chǎn)品的直通率、良率提升，并且降低成本優(yōu)勢突出。

圖4  芯片電極在板層間的延展示意圖 

　　Micro LED在微間距的生產(chǎn)制作過程，MIP的制造流程相當(dāng)于COB工藝的進(jìn)階版(如下圖5)，主要是在前中段的芯片制作過程中，為加大電極面積和延展電路的設(shè)計(jì)可以提高量產(chǎn)直通率，因此多了黃光制備、絕緣層披覆、電極金屬化、刻蝕電路等多道的半導(dǎo)體設(shè)備制程，并在中后端進(jìn)行切割、測試分選，同時(shí)可以直接在藍(lán)膜上進(jìn)行和移轉(zhuǎn)，并且在制作的過程中，可以對后端需求的產(chǎn)品型態(tài)對應(yīng)進(jìn)行不同的工藝制備，同樣使用現(xiàn)下的固晶設(shè)備、巨量轉(zhuǎn)移和封裝模壓，則可完成一整體化的量產(chǎn)工作，不僅提高了品質(zhì)直通率和生產(chǎn)效率，同時(shí)無縫銜接工藝制程，并有機(jī)會(huì)加大產(chǎn)業(yè)多元的應(yīng)用面。

圖5  MIP和COB制造流程圖    

　　對于LED小間距走向微間距的道路，相較傳統(tǒng)過去的表貼SMD LED因引腳外露防護(hù)等級(jí)弱，已不能滿足室內(nèi)的環(huán)境要求，在未來廣泛的使用場景里，逐漸使用微間距P0.9以下，包含標(biāo)準(zhǔn)2K分辨率P0.7、標(biāo)準(zhǔn)4K分辨率P0.3的電視架構(gòu)，以及8K LED顯示器和更多的穿戴式手表、眼鏡、車用面板等，都將是可以實(shí)現(xiàn)的藍(lán)海市場，同時(shí)對于室內(nèi)小微間距、超密尺度產(chǎn)品的合理設(shè)計(jì)，其顯示效果、零壞點(diǎn)、防護(hù)要求將是產(chǎn)品的關(guān)鍵(如圖5)。  AET阿爾泰使命成為微間距顯示的極創(chuàng)者，追求高品質(zhì)的超高清8K+物理分辨率，敢于超越現(xiàn)下的視頻源標(biāo)準(zhǔn)解析度和傳輸媒介，單一畫面解析度對應(yīng)多物理分辨率，突破極短距離的肉眼分辨極限，獲得一極致和完美高質(zhì)量的顯示屏幕效果。

　　AET阿爾泰作為顯示屏解決方案廠家，在東莞市光大產(chǎn)業(yè)科技園擁有生產(chǎn)制造廠，自主研發(fā)設(shè)計(jì)打造極致產(chǎn)品，攜手上、中游的芯片廠、封裝模組廠，并提供定制各種軍規(guī)、商顯、民用的顯示模組單元，對LED顯示行業(yè)進(jìn)行項(xiàng)目、工程和渠道等多種銷售型態(tài);作為極致顯示產(chǎn)品引領(lǐng)的領(lǐng)跑者，AET阿爾泰對微間距產(chǎn)品從機(jī)構(gòu)、電子、系統(tǒng)各方面，于20-23年通過8輪的產(chǎn)品開發(fā)，期間進(jìn)行達(dá)上千次的設(shè)計(jì)、試錯(cuò)、模擬、打樣、集成、重新設(shè)計(jì)、校正、優(yōu)化、測試和多重驗(yàn)證，以“標(biāo)準(zhǔn)尺寸+標(biāo)準(zhǔn)分辨率+標(biāo)準(zhǔn)接口”，解決LED顯示產(chǎn)品尺寸復(fù)雜、接口不統(tǒng)一、傳輸復(fù)雜、兼容性差、通用性差等行業(yè)痛點(diǎn)，引領(lǐng)LED顯示標(biāo)準(zhǔn)化、極簡化、通用化發(fā)展，革新傳統(tǒng)“(視頻源)電腦→拼接器→發(fā)送盒→(物理分辨率)顯示屏”顯示方案，率先實(shí)現(xiàn)“(視頻源)電腦→(物理分辨率)顯示屏”極簡直連，于21年5月ISLE展會(huì)重磅展示Mini/Micro LED標(biāo)準(zhǔn)顯示單元，逐年的展會(huì)中推出QCOB、COB工藝產(chǎn)品，推動(dòng)LED顯示在標(biāo)準(zhǔn)尺寸、標(biāo)準(zhǔn)分辨率、標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)三大構(gòu)架的顛覆式創(chuàng)新，和在能耗、故障率、安裝/維護(hù)難度三大維度的指數(shù)級(jí)優(yōu)化，在2023年的展會(huì)上，AET阿爾泰推出了55吋2K微間距MIP技術(shù)類產(chǎn)品，再次展現(xiàn)了其在創(chuàng)新極致視界方面的實(shí)力，AET阿爾泰以標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)未來，致力于為用戶提供更加優(yōu)質(zhì)、高效的顯示解決方案。

圖6  LED在小/微間距顯示中的工藝技術(shù)發(fā)展