MiniLED时代划片机的答案是什么?华腾给出这样的解答

行家说Talk · 2020-10-27

Mini LED时代划片机的答案是什么?华腾给出这样的解答

近三个月以来,将近75亿的资金注入Mini/Micro LED领域,同时,也越来越多的应用端品牌采用Mini LED技术,这势必会推动Mini LED供应链快速成熟,大大拉动市场Mini LED的需求。

2020年Q3 LED显示投资情况来源:行家说CEO/CMO季度内参2020Q3

LED显示朝着Mini LED发展意味着LED尺寸的缩小,而LED尺寸的缩小使得对工艺中切割环节产生误差的容忍度越来越低,对精细度要求越来越高。此外,LED芯片与灯珠尺寸缩小,意味着同样面积的晶圆或PCB板切割出来的颗粒越多,因此对划片机的效率也提出了更高的要求。

然而传统的半自动砂轮式晶圆切割设备采用手工进行上料及下料操作,加工技术因人工操作存在工件安装位置不准确,加工精度低,劳动强度大,自动化程度低,废品率高,加工效率低。传统半自动砂轮式晶圆切割手段已经无法满足晶圆产品高效率、高精度生产需求。

产业需要全自动高精度的划片机以满足生产需求。在国产设备商中,华腾是国内最早从事LED相关设备制造的企业之一,业务涉及显示屏、背光及照明领域。华腾划片机事业部致力于划片机的研发、生产、销售,帮助客户解决精密切割工艺问题。

华腾划片机设备采用HT- 1210软件控制系统, 具有单/双向切割方式,可以按通道或按工件选择切割模式,可以完成矩形和圆形等不同形状的工件切割。此外,设备配备了高精度的DD马达驱动,保证了转角精度和加工平整度。同时,设备具备接触式测高及非接触式测高,可以实现切割深度自动补偿功能、刀片破损补偿功能,有效保证了切割质量。

目前华腾的划片机设备有全自动单轴划片机和全自动双轴划片机两大类型,全自动单轴划片机主推型号有FAD1210A划片机,全自动双轴划片机主推型号有FAD1220A-双刀有水切割划片机和FAD1221A-双刀无水切割划片机。

● 全自动单轴划片机

全自动单双轴划片机FAD1210A由湖南大学机械与运载工程学院尹韶辉教授、陈逢军副教授等与长沙华腾智能装备有限公司合作组成研发团队,历时两年刻苦攻关所完成。实现全自动上下料应用于LED基板的切割,为国内首创,并获得专利许可。FAD1210A划片机可实现LED芯片、集成电路芯片等硬脆材料切割加工。设备的接触式测高精度达0.003mm,非接触式测高精度可达0.005mm,同时设备具有自动上下料功能,通过全自动上下料配合自动识别切割和自动测高,可实现二十盘连续作业,单人可负责多达10台划片机,有效节省了人工成本。此外,FAD1210A的自动对准识别率高达99%,能保证全自动作业的连续性。据客户反馈,因为机台具备上述优点,华腾划片机深受客户喜爱,及其基层操作工人的喜爱。

FAD1210A单刀划片机

● 全自动双轴划片机

华腾研制的双轴划片机也在2018年正式量产。全自动双轴划片机配备了两根高精密空气静压电主轴,径向跳动为1μ,Y轴进给分辨率为0.25μ,全程定位精度小于1.5μ/300mm,X/Z轴进给分辨率1μ。机台配备了高分辨率的视觉系统,具备自动对焦、自动校准、特征自动识别以及刀痕检测等功能。此外,还配备了高精度DD马达,有效保证了旋转角精度和加工的平整度。为了节省人工成本,提升自动化水平,整机具备自动上下料功能,料盒可放置20片料盘,能实现4-6小时自动上下料。操作方面,全自动双轴划片机搭载了触控屏幕,客户可以通过点击屏幕来控制设备运行。设备初始时处于自动切割模式,会自动识别材料特征。由于机台配备了双轴划片,双轴联动会显着提升切割工艺的效率。值得一提的是,双轴同时切割效率最高可达单轴1.8倍。

值得一提的是,以1010为代表的LED小间距产品,由于环氧树脂成型后,整块基板翘曲度高,常规切割过程中,容易出现材料移位、切到焊盘的现象。为解决上述产业痛点,华腾划片机团队针对1010切割工艺的特殊性,专为机台开发了视觉动态识别,按照刀数补偿等一系列功能,成功实现了1010的精密高效切割。目前多家上市光电企业,采用华腾FAD1220划片机切割小间距和Mini LED产品。

FAD1220A-双刀有水切割划片机(左)/FAD1221A-双刀无水切割划片机(右)

据行家说产业研究中心调查,目前产业划片机相关指标的产业水平主要如下:

来源:小间距LED调研白皮书2020

?工作台规格。产业普遍的划片机工作台规格为12寸或275mm×275mm。

? X轴。X轴方面产品平均水平为行程650mm、0.1~500mm/s。

? Y轴。Y轴产业目前普遍可实现全闭环控制,切割范围达420mm,分辨率达0.00025mm,定位精度小于0.0015mm/420mm。

? Z轴。Z轴方面产品平均水平为行程60mm,行程分辨率达0.001mm,重复精度达 0.001mm。

据了解,华腾半导体的划片机在满足上述基本的性能指标之外,还具备自动上下料功能以及1010、Mini LED切割功能,顺应了产业发展的趋势,满足了产业生产追求高精度、高效率、全自动以及LED尺寸微缩化的需求。

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