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ASM焊线机太平洋全速进军Mini/ Micro LED – Yole Développement专访i-micronews

2021-12-27 09:40:05

  ASM焊线机太平洋全速进军Mini/ Micro LED – Yole Développement专访i-micronews

ASM焊线机  

  微间距直显LED 显示屏和高性能LCD 背光对 MiniLED 芯片的需求越来越大(请参阅我们的CES 2021Review 和对Apple的MiniLED iPad Pro背光架构的初步想法),这样加速推动了Mini LED 的应用。大量的 LED 芯片制造和组装需求,其尺寸远远小于过去20年行业中所使用的,在处理、产能、精准度和购置成本各方面都带来了一系列新挑战。

  与此同时,LED 芯片尺寸更小的 Micro LED (有时尺寸小至2-3 ?m)自发光显示屏正在各方面取得进展。投资不断增加,合作伙伴关系也倍增,数十家大公司和初创公司已经推出了原型,商业产品甚至在2021 年推出市面。随着持续被看好的前景,设备制造商对开发和提供Micro LED 专用设备的兴趣日益增加。尽管受到缺乏标准生产流程的阻碍,但仍有一些公司在开发一站式解决方案,包括巨量转移、检测、返修和测试。正如我们的报告Micro LEDDisplays – Market, Industry and Technology Trends 2021中所广泛谈论的,来自信誉良好的设备制造商所提供的既强大又可生产的现成工具是Micro LED 年轻历史上的重要里程碑:LCD 或 OLED直至具备可大批量生产的设备之后,才促使其应用起飞。

  ASM 太平洋科技,作为一家先进封装设备供应商,对快速发展的Mini LED市场和新兴的Micro LED机遇作出了快速反应。公司已经研发出一系列设备,来满足Mini LED和Micro LED显示屏制造商的需求。

  Yole Développement 的分析师 Eric Virey 和 Zine Bouhamri 与 ASM太平洋业务发展高级总监顾志豪先生(Jonathan Ku),就公司的 Mini LED 和 Micro LED 战略与前景进行了交谈。

  Yole Développement (YD): 首先,您能否向我们的读者介绍一下您自己和ASM太平洋?

  JonathanKu (JK): 我是 Jonathan Ku,是ASM太平洋光电业务发展高级总监,主要负责开发 Mini LED 和Micro LED 先进显示器的封装解决方案。我在ASM太平洋工作超过20年,专注于光电/ LED 业务发展。

  YD:目前对于Mini LED 和Micro LED 还没有普遍接受的定义,这样常会造成混淆。ASM太平洋是如何定义及区分这两种技术的呢?

  JK:是的,我们也知道这种情况,因为有时看到关于Micro LED 电视或显示器的产品宣传,然而实际上却是组装的Mini LED 产品。ASM太平洋早于2016 年开始开发Mini LED 和 Micro LED 封装解决方案,当时我们通过芯片尺寸来区分这两种技术 (即Mini LED: 50?m -200?m; Micro LED: 小于50?m)。Z近,我们更改了定义,Micro LED 是没有像蓝宝石那样的底材。

  YD:您认为MiniLED 产品制造商面对的主要挑战是什么?

  JK:成本!无论与良品率、组装生产力、还是焊接更小且更便宜芯片的能力相关的,每个人都在努力降低成本。针对所有技术障碍,ASM太平洋提供关键工艺解决方案,进行分类、混合、焊接及返修,为客户实现成本效益的生产。

  YD:直显 RGBLED 显示屏与 LCD背光应用之间的要求有没有分别?

  JK:有很大不同。其实LCD 背光不是Mini LED 技术,其芯片尺寸通常超过200?m,并且芯片间距很大(范围为2-10mm不等),所以除了大面板尺寸的特别要求外,基本上都可以用传统固晶机以较低的技术处理。RGB LED 直显的芯片间距比背光小得多,芯片尺寸也小很多。一两年前,5x9mil芯片尺寸还是主流,而去年已变成了4x8mil。今年,我们大多数客户都测试了3x5mil焊接,这样他们可以更低的芯片成本生产,并且为微间距显示器(小于P0.6)做好准备。几家封装公司甚至开始了2x4mil固晶评估,以生产小于 P0.4的超微间距显示屏。然而,基板成本是大批量生产3x5mil 和 2x4mil的主要障碍。这就需要基板供应商取得突破,以降低超微间距基板的制造成本。

  YD:您能介绍一下贵公司的 MiniLED 产品吗?

  JK:在Mini LED 直显方面,我们开发了 VORTEX 平台,可处理小至50?m x 100?m的Mini LED芯片,为大型 LED显示屏提供高速度、高精度的 Pick & Place COB解决方案。凭借XYθ校正能力,VORTEX 不需牺牲产能以换取精度,是不折不扣的高速、高精度。加上其强大的检测能力,使 VORTEX能提供高良率解决方案,进行焊后检测确保焊接质量。因此特别适用于小至P0.4的超微间距RGB Mini LED直显。

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  VORTEX 在 Mini LED 微间距直显的特点

  (由ASM太平洋提供)

  至于 Mini LED LCD背光应用领域,我们有AD420XL 固晶机,是高速度、高精度Pick & Place COB解决方案,适用于局部调光的大尺寸LCD BLU和超微间距的 LED 显示器,可处理小至75?m x 125?m 的LED 芯片。凭借其XYθ 校正功能,不需牺牲产能以换取精度,是不折不扣的高速、高精度。目标应用是局部调光的大尺寸LCD BLU 、PCB、玻璃基板等。

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  AD420XL In-Line Linker 自动化

  (由 ASM太平洋提供)

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  RW300 Mini LED 自动返修机台

  (由 ASM太平洋提供)

  我们还提供有Mini LED 返修解决方案,RW300。它是RGB LED 显示屏的一站式返修解决方案:去晶并重新焊上新芯片。专为微间距和超微间距的RGB 显示屏而设计,适用于小至P0.5 直显以及小至75?m x 125?m 的芯片,同时配备 RGB 多晶圆处理。此工艺干净利落,使用高精度激光器及具有出色芯片倾斜控制的专利固晶技术。此设备可处理的基板尺寸为200×250mm。

  客户对于RGB显示屏质量的要求,在回流焊无法达到该质量的情况下,我们亦有巨量转移焊接平台,AD300Mini,其放置精度高达± 2?m ,角度精度达 ± 0.005°。VORTEX将 Mini LED 芯片从已分选的晶圆上快速转移到临时载体上,然后使用 AD300Mini进行原位巨量焊接。

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  AD300Mini Mini LED 巨量焊接

  (由 ASM太平洋提供)

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  巨量焊接 Mini LED 专为高端的 RGB 直显显示屏设计(由 ASM太平洋提供)

  YD:Mini LED 器件制造商似乎在不同决策之间犹豫不决。有些会牺牲性能和产量而选择入门级的固晶机。另一些似乎热衷于采用更昂贵、更尖端的工艺和设备。这是个别公司的策略,还是只反映出不同的应用需求?

  JK:这实际上取决于不同公司的策略和应用。例如,在LCD 背光 (BLU) 应用,有些公司购买 COB 固晶设备,而有些公司仍使用传统的 POB 技术。而RGB 直显通常取决于像素间距。如果客户的目标是使用75?m x 125?m 甚至50?m x 100?m的小尺寸LED 芯片来生产超微间距显示屏 (P0.4-P0.6),那么就很有必要购买高精度(拼高良率) 高速(拼生产力) 的设备。一些竞争对手试图放慢其现有传统固晶机来焊接Mini LED,但收效甚微。一般而言,客户需要牺牲固晶良率,并为返修的需要而花费额外的成本和资源。

  要求高质量且良好焊接共面控制显示屏的客户已经购买了ASM太平洋的排晶和巨量焊接解决方案来实现。如上所述,对于这些应用,VORTEX 可配置为排晶平台,以供 AD300Mini 进行巨量转移焊接。这是完美的搭配,适合应用于 P0.4 – P.6 超微间距显示屏。那些认为 Mini LED 只是 Micro LED 的踏脚石的客户购买了 VORTEX 跟 AD300Pro,该解决方案目前可用于高端 Mini LED 直显,但经过精心改装后能够原位焊接Z小的Micro LED。

  YD:您能评论一下贵公司的Mini LED 客户的业务组合(应用、公司类型、位置等)吗?

  JK:在微间距RGB 直显和LCD 背光领域,我们的客户包括面板制造商、LED封装厂以及主要的直显制造商,遍布中国大陆、台湾、日本、韩国、欧洲和美国。

  YD:ASM太平洋现在是否正在努力解决Mini LED 相关的其他挑战?

  JK:当然,追求卓越永不停止。我们一直致力于提高生产力,同时提高焊接精度。这样能帮助客户改善在处理小芯片和超微间距的良率。

  YD:Micro LED 自发光显示器很有前景,但仍处于发展早期。ASM太平洋是什么时候决定进入这个市场的呢?

  JK:从2017 年开始,ASM太平洋与台湾的一家Micro LED 初创公司合作,推出了世界上巨量拾取与焊接解决方案。

  YD:您能介绍一下贵公司在Micro LED 领域的产品吗?在印章尺寸、周期、芯片尺寸、焊接等方面有什么主要特征?

  JK:ASM太平洋是Micro LED 巨量拾取、巨量转移和焊接的先锋。因此,我们在几年前就已经发布了一个生产平台。新机型AD300Pro 帮助我们在当前的试运营玩家市场中,占据了 90% 以上的市场份额。

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  AD300Pro 专为 Micro LED 设计

  (由 ASM太平洋提供)

  现在常见的转移印章尺寸为37x37mm,也有公司使用49x49mm的尺寸。焊接良率很大程度上受印章与基板的共面性影响。通常芯片尺寸为5 - 50?m。周期时间是高度依赖于材料和工艺,而我们的定位校准时间只需几秒。我们以100% 的良率一次性完成数十万颗芯片的焊接,及至数亿颗芯片的时产能。

  YD:初创公司、显示器制造商、科研机构等已经开发了几十种转移工艺概念。AD300Pro的起源是什么?你们是否在内部开发了巨量转移工艺或者与其他合作伙伴开发?几个月前,VueReal宣布AD300Pro可与其巨量转移技术结合。你们还有没有与其他工艺开发者合作?

  JK:是的。市面上有几十种转移工艺概念,但大多都仍在实验测试模式。AD300Pro 是目前生产模式中成熟的巨量转移焊接平台。ASM太平洋自主开发了巨量转移焊接工艺。此外,我们也与市场上不同的材料供应商紧密合作,以实现我们的目标。我们经常与其他工艺开发人员讨论,并愿意听取他们的建议,探讨合作的可能性。

  YD:印章技术和激光技术大概是目前先进、Z流行的Micro LED 巨量转移概念(自组装技术紧随其后) 。您认为每种技术的优缺点有哪些?ASM太平洋对Micro LED 的激光工艺感兴趣吗?

  JK:印章技术仍是市面上Z流行、Z成熟的巨量转移概念。而激光技术是一种可行的 Micro LED 转移工艺。需要技术突破的是如何处理只有几微米厚的Micro LED 外延层转移。ASM太平洋正在开发一种用于Micro LED 转移的独有激光工艺。当整合出更多测试数据,我们就会向市场发布。

  YD:总括而言,Micro LED转移取得了显着进展。为了筹备Micro LED 2021,采访30多家公司,与前几年相比,我们发现很大变化:大多数公司似乎不再将巨量转移视作基本障碍。依您所见,要进一步改善工艺和设备并实现大批量生产消费级的Micro LED 产品,还需要些什么?

  JK:是的,我也同意巨量转移不再是一个基本障碍,因为大多数重要玩家都使用AD300Pro 来实现这个目标。要实现大批量生产消费级的Micro LED 产品,其关键应该是在前端和后端工艺,比如Micro LED 晶圆良率、分选、焊接、板上返修等等。

  YD:您是否预期Z终会看到Micro LED 与Mini LED 技术交叉应用?比如AD300Pro 中实施的巨量转移概念是否也适用于某些Mini LED 应用?

  JK:肯定是的。这正正就是ASM太平洋在两年前开发了OCEAN Line (Mini LED 排晶 + AD300Pro 巨量焊接)的原因,为整块显示屏提供良好的焊接共面控制。

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  OCEAN Line 巨量焊接制程

  (由 ASM太平洋提供)

  YD:在Mini LED 和 Micro LED 领域,ASM太平洋下一步有什么计划?接下来的数月、数年里,我们应该可以看到些什么?

  JK:Mini LED 和 Micro LED 都使用高密度矩阵焊接工艺,这需要高速度和灵活封装工艺来推动低成本、高效率的生产。ASM太平洋现在正朝着这个方向努力,同时在开发能支持Mini/ Micro LED 大批量生产的创新设备。我们也致力于前端和返修工艺以整合完整解决方案,加快 Mini/ Micro LED 产品商业化。

  ASM太平洋还提供工厂自动化解决方案。去年该方案帮助一些Mini LED 客户开始大批量生产RGB 超微间距显示屏 (<P0.6)。Micro LED 封装线自动化将是未来几个月的重点。

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  Mini LED 自动化生产

  (Xpertlite + SIS-OOPTO + Optobot)

  (由 ASM太平洋提供)

  受访者

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  顾志豪先生(Jonathan Ku),ASM太平洋半导体解决方案分部光电与显示业务部门的业务发展高级总监。

  1997年毕业于香港城市大学,获得制造工程学位。2000年加入ASM太平洋,担任销售工程师,后晋升为高级总监。在过去的21年,他一直在光电和材料业务部门担任销售和营销岗位。

  广泛接触光电供应链,为他带来大量机遇,与客户建立联系,深入了解市场需求,进而能够提供满足客户当前和未来需求的解决方案。自2016年以来,他一直与团队一起开发Mini/ Micro LED 业务。ASM太平洋为先进显示行业的Mini/ Micro LED封装提供关键工艺解决方案,并加快大批量制造和商业化。

  采访者

  ASM焊线机

  EricVirey 博士,在Yole Développement (Yole) 的光电子、传感和显示部门担任首席显示市场和技术分析师。

  在过去十余年,他在50多个行业会议上发表演讲,并被多家媒体采访或引用,包括:华尔街日报、CNN、福克斯新闻、CNBC、彭博社、金融评论、福布斯、技术评论等等。

  在加入Yole之前,他在法国和美国的财富500强企业圣戈班集团(Saint-Gobain)担任研发、工程、制造、营销等职位。在格勒诺布尔国立理工学院获得光电子博士学位,目前在俄勒冈州波特兰市工作。

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  ZineBouhamri博士,Yole Développement (Yole)成像与显示活动团队首席分析师。目前负责管理公司专业技术和市场知识的扩展。此外,他还积极协助及支持开发专用图像采集市场和技术报告,监控以及定制咨询项目。

  在加入Yole之前,他在Aledia公司负责监督多项研发项目。在三年多的时间,他积累了深厚的专业技术以及对显示行业的深入了解。他独立或合作写了多篇论文和专利。

  他持有格勒诺布尔国立理工学院(FR)的电子工程学位、都灵理工学院(IT)的学位,以及格勒诺布尔国立理工学院(FR)的射频与光电子学博士学位。


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