Micro LED COG封裝工藝制程是使用激光剝離設(shè)備將生長基板上的芯片剝離到臨時基板上，再通過激光巨量轉(zhuǎn)移設(shè)備將三色RGB芯片依次轉(zhuǎn)移到驅(qū)動電路基板后，采用激光巨量鍵合設(shè)備將芯片和焊盤進(jìn)行鍵合，最后進(jìn)行大屏拼接的過程。當(dāng)然，各工藝制程環(huán)節(jié)中均穿插了AOI檢測、激光去除和激光修補(bǔ)的動作。本文重點講述Micro LED制程中最重要的環(huán)節(jié)之一—激光巨量鍵合技術(shù)。

Micro LED COG常規(guī)制程

Micro LED芯片尺寸的縮小，意味著在制造同樣尺寸大小的顯示屏幕時，Micro LED的驅(qū)動電路基板上需要鍵合更多數(shù)量的芯片，其焊點大幅增加，鍵合工藝難度因此大幅提升，這對芯片鍵合的制造工藝和設(shè)備提出了更高的要求。

傳統(tǒng)鍵合方式利用印章、靜電力等巨量轉(zhuǎn)移的方式將芯片與目標(biāo)基板進(jìn)行貼合后，再采用加熱加壓的方式將芯粒和焊盤進(jìn)行共晶合金鍵合。目前鍵合多采用Au-In鍵合、Au-Au鍵合和Au-Sn鍵合，效果穩(wěn)定，鍵合強(qiáng)度大，但Au單價偏高，影響生產(chǎn)成本，不符合Micro LED的商業(yè)化發(fā)展趨勢；不僅如此，傳統(tǒng)鍵合方式還要克服因為溫度升高，轉(zhuǎn)移頭和目標(biāo)基板的熱膨脹系數(shù)不一樣而導(dǎo)致的對位偏移等問題。

激光巨量鍵合技術(shù)應(yīng)運而生

傳統(tǒng)鍵合方式制程復(fù)雜、生產(chǎn)成本高，不利于Micro LED的降本增效，激光巨量鍵合方案則是不二之選。激光鍵合是利用高精度的對位平臺，將donor上的芯片和目標(biāo)基板進(jìn)行精準(zhǔn)對位，利用高精度的調(diào)平系統(tǒng)和壓力傳感系統(tǒng)將donor和目標(biāo)基板進(jìn)行貼合，再利用均勻性極好的光斑，配合溫度精準(zhǔn)可控的控溫系統(tǒng)（功率隨溫度實時調(diào)節(jié)）對轉(zhuǎn)移后的Micro LED進(jìn)行激光鍵合，具有鍵合質(zhì)量好、效率高、成本低等優(yōu)點。

Micro LED激光巨量鍵合的優(yōu)勢：

1. 制程簡單，設(shè)備可以自動對位貼合和鍵合；

2. 鍵合效率高；

3. 對位貼合精度高；

4. 光斑均勻性好，溫度受熱均勻；

5. 高精度溫度恒定系統(tǒng)，確保溫度穩(wěn)定；

6. 光斑大小可調(diào)，適應(yīng)多個產(chǎn)品尺寸；

7. 鍵合后芯片無位置偏移和損傷。

Micro LED激光巨量鍵合流程

1、利用高精度對位系統(tǒng)，將暫態(tài)基板上的芯片和玻璃基板上的焊盤對應(yīng)起來；

2、利用恒溫激光系統(tǒng)，加熱芯片和焊盤到一定溫度。通過精準(zhǔn)控制加工溫度和加工時間，將芯片的pad和玻璃上的焊盤鍵合起來；

3、移動平臺，控制移動速度，可以實現(xiàn)對整塊基板上的芯片完成全部鍵合。

圖片激光巨量鍵合工藝流程

大族半導(dǎo)體根據(jù)市場需求，自2019年起持續(xù)研究Micro LED相關(guān)激光加工工藝及產(chǎn)品，利用多年的技術(shù)經(jīng)驗和行業(yè)應(yīng)用心得，不斷優(yōu)化自身技術(shù)，以自主創(chuàng)新力研發(fā)并推出Micro LED激光巨量鍵合設(shè)備，推進(jìn)Micro LED 產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

Micro LED激光巨量鍵合設(shè)備

性能特點

● Donor平臺兼容4~6寸芯片排布，可按照治具設(shè)計；

● 鍵合工藝效果穩(wěn)定，鍵合良率高，良率可達(dá)99%以上；

● 光斑大小可自由調(diào)節(jié)，可以適應(yīng)不同產(chǎn)品尺寸；

● 光斑均勻性≥95%；

● 閉環(huán)溫度監(jiān)控與控制系統(tǒng)，可以對激光功率進(jìn)行實時控制，可實現(xiàn)加工區(qū)域溫度保持恒定；可實現(xiàn)不同溫度設(shè)定，實現(xiàn)梯度溫度控制；

● 自動CCD校正，可滿足對不同規(guī)格產(chǎn)品精準(zhǔn)識別定位；

● 高精度對位系統(tǒng)，可實現(xiàn)Donor和Substrate基板對位精度＜1μm；

● 高精度調(diào)平與壓力傳感系統(tǒng)，可實現(xiàn)Donor和Substrate精準(zhǔn)貼合。

加工效果

大族半導(dǎo)體將持續(xù)以技術(shù)創(chuàng)新、應(yīng)用創(chuàng)新、產(chǎn)品創(chuàng)新為驅(qū)動，不斷強(qiáng)化自身核心技術(shù)優(yōu)勢，憑借豐富的行業(yè)經(jīng)驗和強(qiáng)勁的技術(shù)創(chuàng)新能力，助力顯示產(chǎn)業(yè)邁向更好的時代。

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