时代变了?旧式固晶机为何面对MiniLED手足无措?

行家说Talk · 2020-08-07

已上头条

时代变了?旧式固晶机为何面对Mini LED手足无措?

传统LED显示市场红海一片,但随着人类对视觉体验需求不断提升,技术不断更新发展,Mini LED应运而生,LED龙头们纷纷走出原有业务领域,产业链上下游纷纷押注。苹果预计将在2021年初推出Mini LED平板和笔电;三星陆续推出Micro LED(Mini LED) The Wall系列;晶电与利亚德注资成立利晶微电子,与隆达结盟,大笔投资研发和生产Mini LED。不止于此,据行家说新闻中心整理,2020年上半年,两岸产业链上中下游的厂商纷纷投资Mini LED(如下图所示)。

来源:行家说CEO/CMO季度内参2020Q2

可以说,作为新一代显示技术,Mini LED已逐渐成燎原之势。但是随着芯片尺寸越来越小,非常重要的转移和固晶环节,传统的设备却遇到了瓶颈。

近日,有消息称,晶电在大幅采购专门用于Mini LED高速转移及固晶设备,三星也在重新寻找新的Mini LED固晶设备,传统的旧式双摆臂设计因一些缺陷,已被排除在外。

那么,传统的旧式双摆臂设备究竟有何缺陷,以致其无法胜任Mini LED的固晶,不再被厂商纳入考虑范围?

据行家说产业研究中心资料显示,传统的固晶设备采用双臂摆臂焊头,最大的弊端是焊头没有修正功能,精度难以保证。简单来说,在转移和固晶的过程汇总,要确保两个精度:固晶精度和角度精度。固晶精度XY指芯片落点与目标固晶位置XY坐标精准匹配度。角度精度θ指倒装芯片的电极与焊点接触面的角度精准匹配度。此外,芯片从外延上切割下来转移到蓝膜上会出现角度的偏转,以及固晶抓取芯片过程中拉扯蓝膜,也有可能使角度偏转更为严重,这些都会进一步影响固晶的精度。

这些问题在传统的LED封装中还可以忽视,因为传统的LED芯片尺寸相比Mini LED足够大,±25μm的固晶精度XY相比传统LED芯片尺寸存在数量级的差异,因此产生的固晶误差影响不大。

但到了Mini LED阶段,芯片尺寸大约在200μm以下,芯片电极间的距离在100μm以下,±25μm的固晶精度XY和±n+2?的角度精度θ产生的误差就会被明显放大。可以说,Mini LED芯片尺寸越小,固晶精度要求越高。

Mini LED芯片尺寸越小,显示屏可以实现更小的点间距或更小的光源面积占比,从而提升显示效果。此外,Mini LED芯片的价格与芯片的面积呈正相关,芯片面积越小,每片外延片可切出的芯片越多,单颗芯片价格越低。

图注:以2寸片为例,单颗芯片尺寸越小可以切出越多颗芯片

为了追求更好的显示效果和更低的成本,未来Mini LED显示的趋势是朝着芯片尺寸微缩的方向发展的。因此,与其投资看似性价比高但将在未来几年内被产业淘汰的设备,不如顺规律而为,提前投资布局用于Mini LED的新型高精度固晶机,牢牢掌握先发优势。

那么,当前是否有设备商能够针对上述痛点,提供高精准度的Mini LED固晶设备呢?

据行家说产业研究中心资料显示,目前市场上能够提供新型Mini LED固晶技术的设备主要有ASM太平洋的AD420、K&S和Rohinni的PIXELUX等,这些设备商的Mini LED固晶技术各有千秋。依据Mini LED应用主要分为背光和自发光显示屏,K&S和Rohinni设备主要针对背光应用,ASM太平洋则是双管齐下。研究比较两款设备说明书上面的数据,ASM太平洋的AD420与K&S和Rohinni的PIXELUX在精度上不相伯仲,不过,K&S和Rohinni的PIXELUX固晶工艺没有独立修正功能,实际固晶时受其他因素影响带来的误差不易控制,因此具有一定的不稳定性。据行家说产业研究中心获得的消息显示,Mini LED背光和Mini LED自发光两手抓的利晶微选用了ASM太平洋的设备。因此,三星和晶电在采购新型Mini LED固晶设备时,则可以根据实际需求进行评估考量。

从各大厂商的布局来看,未来Mini/Micro LED将是业界必争之地,在替换传统的固晶设备时,作为重资产投入,一定要慎之又慎,这很大程度上决定了量产的进程速度,甚至是直接决定研发产品的成败。采购新设备,固然要考虑首次投入的成本,但同时也要兼顾沉没成本。新型Mini LED固晶机也许前期投入更大,但其带来更为可靠的良率、效率的提升,进而带来生产效率的提高。路遥知马力,产量上去最终会摊薄固定成本,实现在Mini LED中抢先占据成本优势,赢得新一代显示技术的军备竞赛,同时也加速让人类更快享受到更好的视觉体验。

2020年,在5G背景下,在新型冠状病毒疫情的影响下,在与LCD阵营的较量中,LED显示屏产业有哪些机会和挑战?Mini/MicroLED打开商业化大门后,又开启了哪些新世界?本次研讨会行家说、SNOW Intelligence联合LED CHINA展、奥维云网AVC,与产业链各核心环节的行家、《小间距LED调研白皮书》参与单位,一同从技术和应用的角度交流碰撞,通过传递有价值的产业信息,加速前沿技术的商业化进程和产业的整合升级。

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