Стремясь к прорыву в области массообмена, K&S обеспечивает технические преимущества для рынка мини- и микро-светодиодов

Микро-светодиоды в качестве источника света были передовой технологией, находящейся в центре внимания индустрии дисплеев. В этом году на выставке Touch Taiwan были представлены многочисленные продукты Micro LED. В частности, AUO, Innolux и PlayNitride представили результаты своих разработок Micro LED, продемонстрировав стратегии компаний по укреплению альянсов в области производства и сбыта продукции, а также их решимость преодолеть существующие технические проблемы.

Как многообещающий подход к отображению, технология Micro LED не только создает лучшее визуальное восприятие, но и может похвастаться лучшими возможностями интеграции и производительностью, чем ее аналоги с ЖК-дисплеями и OLED. Приложения этой передовой технологии включают AR / VR, носимые устройства, ноутбуки / приборные панели автомобилей, мобильные устройства (например, смартфоны и планшеты) и мониторы большого размера (например, видеостены и телевизоры).

«Для рынка потребительских товаров микро-светодиоды все еще находятся на стадии НИОКР и пробного производства в небольших объемах, и большинство из них применяются в электронных продуктах. Может потребоваться два-три года, чтобы технология стала достаточно зрелой, чтобы ее можно было использовать в высокоточных продуктах, таких как носимые устройства и смартфоны », – сказал Чан-Пин Чонг в интервью TechNews, который является исполнительным вице-президентом Kulicke & Soffa ( K&S), международный производитель полупроводников и современных устройств отображения. «Хотя НИОКР и производство в цепочке поставок замедлились из-за пандемии, инвесторы настроены оптимистично и вкладывают средства в каждый этап производства мини-светодиодов. Они также направили свои инвестиции и партнерские отношения на технологические аспекты ».

Технология массообмена будет ключевым фактором для массового производства светодиодов Micro. В настоящее время основным методом массопереноса является штамповка, основанная на принципе «самовывоза». Проще говоря, штамповка с возможностью захвата и размещения включает использование статического электричества, сил Ван-дер-Ваальса и магнитной силы для захвата большого количества микросхем Micro LED и их перемещения на заданную объединительную плату. Некоторые производители Micro LED используют такую ​​технологию массообмена.

Процесс штамповки на основе самовывоза достаточно зрел для массового производства. Между тем, отрасль никогда не прекращала разрабатывать другие варианты массопереноса в надежде на достижение более быстрого, эффективного и гибкого переноса, в том числе лазерного переноса.

Как следует из названия, лазерный перенос относится к процессу использования лазерных лучей для быстрого переноса большого количества микро-светодиодов с исходной подложки на целевую. В этом процессе прозрачная подложка (в основном кварцевая или сапфировая) используется для переноса рассматриваемых компонентов через определенный промежуточный материал. Позже лазеры используются для освещения прозрачной подложки и побуждения ее к реакции с промежуточным материалом, в результате чего выборочный перенос компонентов может быть реализован с помощью фотошаблонов. В зависимости от длины волны лазера и свойств материала лазерный перенос можно разделить на прямое высвобождение лазером и абляционное высвобождение лазером. К ведущим поставщикам, использующим процесс лазерного переноса, относятся Uniqarta (приобретенная K&S) и QMAT.

Снижение затрат – ключ к массовому производству микросветодиодов

Снижение затрат остается самой большой проблемой для светодиодных дисплеев Micro, производство которых требует обработки огромного количества матриц, что свидетельствует о том, что производство таких компонентов вряд ли может быть рентабельным, если будут приняты существующие технологии и оборудование. Исполнительный вице-президент K&S Чан-Пин Чонг уточнил, что от стоимости зависит, осуществимо ли массовое производство и коммерциализация микро-светодиодов. Например, 65-дюймовый телевизор Micro LED 4K в настоящее время стоит не менее 100 000 долларов США; Если честно, ни один потребитель не может позволить себе разместить такую ​​роскошь в своей гостиной.

Повышение доходности и эффективности – два ключа к снижению затрат на светодиодные дисплеи большого размера

«Технология Micro LED еще не созрела; в частности, нам еще предстоит пройти долгий путь для снижения затрат », – сказал Чонг. «Стоимость переноса и ремонта Micro LED очень высока, особенно для одиночной матрицы. Если в мониторе Micro LED есть одна или две неисправные матрицы, которые невозможно починить, продукт необходимо утилизировать. Чтобы добиться высокой точности отображения, эти маленькие штампы необходимо перенести на большой экран, что требует другого подхода ».

Поэтому поставщики сейчас стремятся модифицировать производственное оборудование, обновлять методы контроля и разрабатывать новые методы массообмена. С 2018 года, когда компания K&S представила передовые технологии массообмена Mini / Micro LED, она запустила свое массообменное оборудование первого поколения, которое выводит скорость переноса на новый уровень благодаря уникальному подходу к размещению.

Чонг подчеркнул, что снижение затрат является ключом к массовому производству и коммерциализации микро-светодиодов. Затем бизнесу следует сосредоточиться на производственных технологиях, среди которых крайне важен массоперенос. В настоящее время производители Micro LED применяют различные методы массопереноса, и для такого процесса нет стандарта. Изучив различные методы массопереноса, K&S решила применить лазерный перенос, поскольку этот подход потенциально может иметь большую эффективность.

K&S приобретает Uniqarta для развития технологии лазерной передачи

Чтобы продвинуть лазерный перенос, как сообщил Чонг, K&S объявила о своем плане приобрести американскую технологическую компанию Uniqarta в начале этого года. Приобретение включало права интеллектуальной собственности Uniqarta и патентные портфели. До этого K&S и Uniqarta установили всеобъемлющие партнерские отношения, в ходе которых было коммерциализировано ноу-хау технологической компании по переносу светодиодных кристаллов.

Как сообщается, технология Uniqarta Laser-Enabled Advanced Placement (LEAP) преодолевает существующие трудности, связанные с традиционным захватом и размещением, за счет применения высокоточной и сверхбыстрой системы размещения с лазерным переносом. Благодаря своей бесконтактной природе, LEAP позволяет размещать кристаллы в больших количествах с повышенной скоростью передачи, а также вдохновляет K&S на разработку высокоточных решений следующего поколения, тем самым способствуя широкому применению многофункциональных и недорогих технологий отображения. Ожидается, что LEAP, как передовая технология передачи светодиодов, ускорит вывод на рынок мини-светодиодной подсветки и упростит применение микро-светодиодов в дисплеях с прямой подсветкой.

Вице-президент и технический директор K&S Боб Чилак сказал, что приобретение Uniqarta укрепило и расширило общий технический портфель K&S для светодиодов Mini / Micro. Приобретение знаменует собой важное стратегическое дополнение к компетенциям команды и ценностному предложению, позволяя им всесторонне участвовать в быстрорастущем рынке передовых дисплеев.

Микро-светодиоды впервые появятся на рынках больших рекламных щитов и носимых устройств

Что касается разработки Micro LED в ближайшем будущем, поскольку снижение производственных затрат в краткосрочной перспективе все еще затруднено, Чонг утверждает, что крупногабаритные дисплеи с мелким шагом и носимые устройства являются двумя потенциальными приложениями для коммерциализации Micro LED.

Такие продукты, как рекламные щиты и рекламные экраны, не требуют чрезвычайно высокого разрешения, следовательно, более низкий технический порог массопередачи. С другой стороны, производительность эпитаксиального нарезания пластин Micro LED, как правило, лучше для носимых устройств благодаря их небольшому размеру, что указывает на меньшую вероятность брака при производстве и, следовательно, более низкую стоимость. Соответственно, Чонг предположил, что в следующие несколько лет применение Micro LEDs может в первую очередь сосредоточиться на рекламных щитах и ​​носимых устройствах, а до тех пор, пока технология не станет зрелой, перейти на другую бытовую электронику, такую ​​как смартфоны, планшеты и телевизоры.

Чонг также сообщил, что в дополнение к активному развитию технологий Micro LED, K&S оптимизирует свои мощности для целевых светодиодных продуктов. Например, компания разработала ConnX ELITE ™ Opto, систему соединения проводов светодиодов со следующими характеристиками: пакет программного обеспечения, позволяющий соединять провода из различных материалов (например, золото, серебро, медь и сплав), позиционирование датчика во время соединения проводов, встроенный в магазинах и толкателях, а также в источниках света, включая прямой свет, боковой свет, боковой свет под малым углом, а также красный и синий свет. Машина имеет функции, предназначенные для соединения проводов светодиодов.

В общем, ConnX ELITE ™ Opto можно оптимизировать в соответствии с требованиями рассматриваемого светодиодного продукта, в результате чего аппаратное обеспечение и процесс могут быть улучшены для достижения оптимального результата. Оборудование также поддерживает более широкие и тонкие выводные рамки и подложки и позволяет размещать несколько светодиодов – независимо от того, относятся они к одному типу или нет – в одном модуле, тем самым облегчая быстрое внедрение и сокращая время вывода на рынок.

(Эта статья опубликована TechNews, Источник первого изображения: Samsung)