追求極致產(chǎn)品，微間距下的MIP工藝技術(shù)

　　隨著(zhù)室內顯示市場(chǎng)的蓬勃興起，近年來(lái)，小間距LED超高清無(wú)縫顯示技術(shù)已在商場(chǎng)、安防監控、指揮中心、教育機構、能源廣電以及會(huì )議室等眾多應用場(chǎng)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用;同時(shí)，市場(chǎng)對于視距更短、解析度更高的顯示屏需求正穩步攀升。此外，LED技術(shù)的應用領(lǐng)域正不斷拓展，預計將更多地融入TV電視、車(chē)載設備、醫療器械、3C家電等多個(gè)細分的顯示領(lǐng)域，展現出其無(wú)限的潛力與魅力。

　　全彩顯示技術(shù)三原色LED有紅R、綠G、藍B三種發(fā)光芯片，芯片通過(guò)正負電極的電路連接驅動(dòng)，從而發(fā)出光亮并顯現出豐富的色彩。隨著(zhù)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(zhù)的變革。傳統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(lái)，才能夠合理的設計室內LED顯示產(chǎn)品，

　　當前，科技產(chǎn)品正朝著(zhù)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。在此背景下，P0.9、P0.7、P0.4乃至P0.1以下級別的產(chǎn)品，正逐步成為顯示行業(yè)多元化應用的新藍海。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(lèi)應用場(chǎng)景帶來(lái)更加細膩、逼真的視覺(jué)體驗。

　　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(zhù)點(diǎn)間距相對縮小而設計，因此COB(板上直接焊接芯片)的工藝方式應運而生，加上倒裝芯片的元器件和共陰的架構，使得LED產(chǎn)品在P1.0開(kāi)始有了新的變化。 不同以往的是，不再需要打線(xiàn)工藝，從而提升良率、降低成本，并且整面覆膜代替了傳統表貼方式，具備防水、防塵、防磕碰等表面防護和性能，多層覆膜的底黑設計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(lài)性。

　　但是在實(shí)現微間距(小于P1.0)的路上，不同以往小間距所使用的HDI PCB線(xiàn)寬、線(xiàn)距、板層、銅厚等設計，透過(guò)MSAP制程的影像轉移、鍍銅和閃蝕刻等制程，以便形成線(xiàn)路垂直結構提升生產(chǎn)良率，對于微間距的電路設計里每一條線(xiàn)路都將面臨直通率的挑戰，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。

　　當使用固晶機抓取焊接晶片時(shí)，自然地對正負極焊盤(pán)(W)和焊盤(pán)間距尺寸(GAP)是越大越寬，將有機會(huì )使得直通率大大提升(如下圖2)。 因此，當芯片尺寸越小、間距要求變小，正裝金線(xiàn)固晶方式勢必淘汰，而倒裝芯片設計的尺寸逐步發(fā)展變小，焊盤(pán)和焊盤(pán)間距也隨之縮小，加上芯片與板材之間熱膨脹系數匹配影響，以及過(guò)程中固晶動(dòng)作偏移和PCB焊盤(pán)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(mǎn)密度超高、尺寸微小的每一個(gè)焊點(diǎn)，都將導致固晶的直通率降低、成本上升和生產(chǎn)周期加長(cháng)。

　　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(wèn)題，MIP(Micro LED in Package)芯片級板上封裝技術(shù)的封裝架構方式，在多層的半導體電路工藝設計，可實(shí)現放大焊盤(pán)和焊盤(pán)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相當于25.4 um)，可將PCB需求50 微米以下線(xiàn)寬、線(xiàn)距的極限制作，將有機會(huì )轉化為100 微米的PCB線(xiàn)寬、線(xiàn)距需求。 如此一來(lái)，將使得原本芯片上的小焊盤(pán)能夠成功橋接大焊盤(pán)，加寬了影響短路的焊盤(pán)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，不用擔心MSAP電路板的良率和更高的成本，仍然可保持現有的工藝技術(shù)、貼裝設備和生產(chǎn)效率，更有機會(huì )加大產(chǎn)業(yè)的量產(chǎn)規模。

　　不僅如此，MIP的工藝技術(shù)優(yōu)勢，還可以廣泛應用在玻璃基板上，并能降低板材成本，也可以使用全藍光芯片搭配半導體制程，使用量子點(diǎn)在硅基上制備轉色形成全彩的紅綠藍顯示，未來(lái)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、藍海市場(chǎng)。

　　圖3 MIP 橋接增大焊盤(pán)和焊盤(pán)間距示意圖

　　MIP工藝對微小的倒裝芯片是進(jìn)行半導體方式的封裝技術(shù)，使得原本的芯片電極可延展而出(如下圖4)，焊盤(pán)之間的間距也可以隨著(zhù)增加，灌膠、切割封裝形成分立器件的方式，仍然可使用固晶機和HDI的PCB板的基礎，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(guò)程中同時(shí)降低了維護的成本和難度，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(guò)程，MIP的制造流程相當于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(guò)程中，為加大電極面積和延展電路的設計可以提高量產(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體設備制程，并在中后端進(jìn)行切割、測試分選，同時(shí)可以直接在藍膜上進(jìn)行和移轉，并且在制作的過(guò)程中，可以對后端需求的產(chǎn)品型態(tài)對應進(jìn)行不同的工藝制備，同樣使用現下的固晶設備、巨量轉移和封裝模壓，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(wú)縫銜接工藝制程，并有機會(huì )加大產(chǎn)業(yè)多元的應用面。

　　圖5 MIP和COB制造流程圖

　　對于LED小間距走向微間距的道路，相較傳統過(guò)去的表貼SMD LED因引腳外露防護等級弱，已不能滿(mǎn)足室內的環(huán)境要求，在未來(lái)廣泛的使用場(chǎng)景里，逐漸使用微間距P0.9以下，包含標準2K分辨率P0.7、標準4K分辨率P0.3的電視架構，以及8K LED顯示器和更多的穿戴式手表、眼鏡、車(chē)用面板等，都將是可以實(shí)現的藍海市場(chǎng)，同時(shí)對于室內小微間距、超密尺度產(chǎn)品的合理設計，其顯示效果、零壞點(diǎn)、防護要求將是產(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，敢于超越現下的視頻源標準解析度和傳輸媒介，單一畫(huà)面解析度對應多物理分辨率，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(chǎng)家，在東莞市光大產(chǎn)業(yè)科技園擁有生產(chǎn)制造廠(chǎng)，自主研發(fā)設計打造極致產(chǎn)品，攜手上、中游的芯片廠(chǎng)、封裝模組廠(chǎng)，并提供定制各種軍規、商顯、民用的顯示模組單元，對LED顯示行業(yè)進(jìn)行項目、工程和渠道等多種銷(xiāo)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)品從機構、電子、系統各方面，于20-23年通過(guò)8輪的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，期間進(jìn)行達上千次的設計、試錯、模擬、打樣、集成、重新設計、校正、優(yōu)化、測試和多重驗證，以“標準尺寸+標準分辨率+標準接口”，解決LED顯示產(chǎn)品尺寸復雜、接口不統一、傳輸復雜、兼容性差、通用性差等行業(yè)痛點(diǎn)，引領(lǐng)LED顯示標準化、極簡(jiǎn)化、通用化發(fā)展，革新傳統“(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“(視頻源)電腦→(物理分辨率)顯示屏”極簡(jiǎn)直連，于21年5月ISLE展會(huì )重磅展示Mini/Micro LED標準顯示單元，逐年的展會(huì )中推出QCOB、COB工藝產(chǎn)品，推動(dòng)LED顯示在標準尺寸、標準分辨率、標準系統三大構架的顛覆式創(chuàng )新，和在能耗、故障率、安裝/維護難度三大維度的指數級優(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(lèi)產(chǎn)品，再次展現了其在創(chuàng )新極致視界方面的實(shí)力，AET阿爾泰以標準引領(lǐng)未來(lái)，致力于為用戶(hù)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