Micro LED считается революционной технологией отображения и популярным ключевым словом в индустрии высоких технологий из-за его высокой яркости, контрастности и стабильности. С момента объявления Samsung о The Wall в 2018 году компании по всему миру разрабатывают продукты Micro LED для различных секторов. Например, Apple, как сообщается, представит Micro LED в своих смарт-часах в 2024 году. Как указывает исследовательская компания TrendForce, использование Micro LED будет распространено на очки дополненной реальности, смартфоны и автомобильные дисплеи, что не за горами.
Стоимость — последняя часть головоломки для коммерциализации
За последние несколько лет коммерциализация Micro LED походила на эстафету препятствий. Производственные процессы, от производства чипов до массопередачи, а также проверки и ремонта, сформировали порог высокой стоимости, который поставщики должны преодолеть. Согласно TrendForce, существует два подхода к тому, чтобы убедить рынок принять коммерческие продукты Micro LED: 1) снижение стоимости чипа и 2) предложение решения, охватывающего все производственные процессы от передачи до проверки. Для достижения последней цели важен выбор подходящих полупроводниковых материалов для оптимизации процесса в дополнение к прорывам в технологиях переноса.
Компания LEDinside провела эксклюзивное интервью с Heraeus Electronics, мировым поставщиком передовых материалов для технологической отрасли. В ходе интервью Ханьвен Чжан, глобальный менеджер по продуктам Heraeus Electronics, специализирующийся на передовых упаковочных материалах для пайки, подробно рассказал, как специально разработанные паяльные пасты компании преодолевают существующие ограничения в производстве микросветодиодов и как они могут помочь клиентам преодолеть проблемы с затратами и в конечном итоге достичь Коммерциализация микросветодиодов.
«Массовый перенос кристаллов Micro LED на целевую объединительную плату во время сборки был проблемой, которую разделяли наши клиенты», — сказал Чжан. Если микро-светодиоды не установлены должным образом в целевых положениях, могут образоваться дефекты, которые увеличат стоимость последующего процесса проверки и ремонта.
Паяльные пасты необходимы для склеивания и переноса кристаллов. В качестве поставщика паяльной пасты Heraeus разрабатывает продукты исключительно для мини-/микро-светодиодов и выпустила современную Welco LED101, не требующую очистки пасту с функцией самовыравнивания. Продукт обеспечивает точное крепление штампа, что может значительно улучшить производственный процесс, увеличить выход продукции и повысить производительность, тем самым помогая клиентам снизить производственные затраты.
Welco LED101 повышает производительность переноса мини/микро светодиодов за счет преодоления ограничений оборудования
Для точного и быстрого переноса миллионов мини-/микро-светодиодов на целевую подложку производители предложили различные новые технологии, включая лазерный перенос, жидкостную сборку и рулонный перенос. Независимо от того, какой метод выбран, ключевым фактором, влияющим на уровень выхода продукции, является возможность склеивания перенесенных штампов.
Уточняя технические требования к паяльным пастам для склеивания кристаллов, Чжан объяснил: «Поскольку мини-/микро-светодиоды очень малы, печатные пасты, используемые в процессе склеивания кристаллов с большой площадью, также должны иметь малый размер порошка». Если для крепления мини-/микро-светодиодов к целевой подложке используется только флюс, кристаллы светодиодов легко отвалятся во время оплавления, что приведет к дефектам. Поэтому паяльная паста по-прежнему является лучшим решением для указанного процесса. Тем не менее, чрезвычайно сложно изготовить порошки припоя со сверхмелким шагом (T6, T7 и выше) с неизменно высоким выходом и качеством, так как поверхность порошка имеет тенденцию быть шероховатой после просеивания и склонна к окислению, что приводит к образованию пустот, когда паста подвергается воздействию переплавка.
Запатентованная Heraeus технология WelcoTM позволяет точно контролировать параметры производства сверхмалого порошка припоя с идеально гладкой поверхностью, сферической формой и узким гранулометрическим составом. Порошок обеспечивает стабильность и надежность производимой паяльной пасты, позволяя надежно припаивать мини/микро-светодиоды к печатной плате или стеклянной подложке без каких-либо дефектов.
Несмотря на упомянутую технологию сверхтонкого порошка, имеющиеся в продаже печатные трафареты несовместимы с настройкой такого маленького размера чипа (например, Micro LED). Поэтому компания Heraeus выпустила самовыравнивающуюся паяльную пасту Welco LED101. Этот продукт применим для склеивания кристаллов Micro LED без необходимости использования тончайшего порошка, тем самым преодолевая существующие ограничения для изготовления трафаретов.
Чжан отметил: «Даже если отдельная апертура на трафарете покрывает несколько контактных площадок микросветодиодов, паста Welco LED101 автоматически выравнивается по контактным площадкам после оплавления, образуя надежные паяные соединения без перемычек». Это уникальное свойство самовыравнивания делает возможной печать паяльной пасты с помощью существующих трафаретных технологий для кристаллов mini и microLED.
Welco LED101 разработан для обеспечения высокой липкости, необходимой для технологий переноса ленты miniLED и лазерного переноса microLED, которые являются двумя распространенными методами, принятыми большинством производителей. что требует, чтобы материал припоя был липким. Высокая липкость также предпочтительна в процессах лазерного переноса, когда штампы отделяются от носителей с помощью лазера.
«Данные испытаний наших клиентов показывают, что процент отсутствия кристалла может достигать 20%, если используется обычная паяльная паста. При внедрении Welco LED101 число падает почти до нуля», — уточнил Чжан. Указанные цифры подчеркивают важность выбора подходящей паяльной пасты для оптимизации массопереноса мини-/микро-светодиодов.
Переработка металлических материалов для технологической устойчивости в будущем
Помимо стимулирования коммерциализации мини-/микро-светодиодов, Heraeus заметил, что вся отрасль движется в направлении миниатюризации продукции. В таких условиях технология Welco также является идеальным решением для корпусов с не очень мелким шагом в полупроводниковой промышленности.
Что касается перспектив мировой технологической отрасли, Чжан подчеркнул, что компания уделяет особое внимание вопросам, связанным с устойчивым развитием. «Heraeus начал использовать 100% переработанное олово и золото для производства продукции, стремясь максимально снизить воздействие на окружающую среду, вызванное добычей металлов», — добавил он. В частности, пасты Welco Type 6 и Type 5, изготовленные из 100% переработанного олова, поступили в массовое производство с эквивалентной эффективностью и характеристиками, но потенциально с выбросами углерода до 800 раз меньше, чем их аналоги, произведенные с использованием недавно добытых металлов.
Поскольку Apple, Google и другие технологические гиганты обязались достичь нулевых выбросов к 2030 году и просили своих поставщиков использовать переработанные ресурсы, Heraeus ожидает, что изделия из переработанного металла станут лучшим выбором для цепочек поставок для достижения устойчивого развития.
