Mini/MicroLED芯片量产瓶颈，巨量转移设备可以解决哪些问题

电子发烧友网报道（文/莫婷婷）显示行业曾经陷入Mini LED、Micro LED的技术路线之争，发展至今，这两大技术路线都找到了各自适合的应用领域。在不同的应用上表现出不同的性能。
 
Micro LED应用在手机上，具备节能的特点，解析度较高，但价格敏感度也较高，如果用在智能手表上，具备高亮、节能的优势，但解析度较低，且价格敏感度也高。如果用在拼接显示上，能具备0边框、高亮、客制化的优势，且实现中等的解析度，价格敏感度也低。因此Micro LED技术更适合应用在车载、透明、超大拼接等显示场景，其优势也更加明显。另外，随着AR市场的崛起，Micro LED在该领域的应用也在增加。
 
只不过需要直面的事实是，尽管Micro LED已经找到了适用领域，但Micro LED芯片还在突破量产瓶颈的阶段，业内普遍认为该市场预计会等到2030年后进入成熟期。Mini产品已经逐渐起量，相对来说是较为成熟的产品。
 
要知道一块Mini/MicroLED显示屏中需要用到数颗Mini/MicroLED芯片，例如iPad Pro的12.9英寸的MiniLED背光用了超过10000颗MiniLED芯片，直显MiniLED产品（1080p）需要六百多万颗芯片。作为应用在芯片后道封测关键工序的重要设备，固晶机（贴片机）的生产效率迎来了更高要求。
 
固晶机如何解决量产难题，首先需要先看到它的瓶颈在哪里。易天半导体巨量转移项目总监游燚在行业论坛上提到，不管是Mini LED还是Micro LED都面临一定的量产挑战，包括材料、工艺、MURA效应、设备等方面的问题。
 
MURA包括在焊接后芯片平整度差、多次过炉造成板色差异、芯片发光波段差异；工艺方面面临转移效率低、返修难度大的问题。材料方面有PCB平整度等受限、玻璃基板线路结构弱，还有芯片、PCB板成本高等问题。此外还有整线设备连贯性差，直通率低的问题。
 
传统SMT单固晶机适用于较大间距、大尺寸的芯片转移工艺。其UPH（生产速度）较难突破30K pcs/H，例如中高精度固晶机的精度大约在±25μm。在精度方面，约为±20μm，良率约为99.999%。而且精度、速度越高，UPH越快也会更容易出现偏差。
 
为了解决Mini/Micro LED迭代给生产效率带来的挑战，固晶机生产效率、产品良率以及精度都需要提升。而巨量转移技术是mini/Micro LED芯片产业化的关键技术。
 
易天股份的子公司易天半导体在2021年推出首条Mini LED巨量转移整线设备，采用芯片排列转移装置，实现了小间距工艺已突破单机UPH120K pcs/H且精度提升至±10μm，良率99.9999%。易天股份在投资者互动平台表示，公司第三代Mini LED巨量转移整线设备其芯片批量激光焊接装置能够优化上下料及对位时间，较上一代产品提速30%。
 
随着Micro LED芯片的需求也在增加，不少芯片厂商也在投入Micro LED芯片的生产中。因此设备厂商也推出了Micro LED巨量转移设备适配市场需求。
 
易天半导体在2023年11月推出首台Miicro LED巨量转移焊接设备，也已经实现了UPH100K pcs/H，精度±1um。公司在投资者互动平台产品，公司的Micro OLED（硅基OLED）晶圆显示偏光片贴附设备等XR领域的显示设备，已经与三利谱、歌尔股份、合肥视涯等达成合作。
 

图源：易天半导体

 
普莱信智同样推出了Mini/MicroLED巨量转移设备XBonder Pro。根据介绍，该产品采用倒装COB刺晶工艺，最高UPH达到720K，支持10μm~800μm的芯片尺寸。英诺激光也在2023年12月表示，布局巨量转移工艺示范线。
 
未来随着Mini/Micro LED产业链上下游企业的共同发力，特别是巨量转移设备厂商的研发投入，Mini/Micro LED芯片的量产能力将进一步提升。