一扫传统固晶框架,Stroke PAE实现MiniLED高速精准转移

在苹果发表MiniLEDiPad Pro之后,市场虽预期MiniLED普及速度将随之加快,不过,目前MiniLED的生产成本仍有挑战需克服。众所皆知,要处理如此大量的芯片,若采用原有技术跟设备,无论是时间还是成本都不符合效益。也因此,针对巨量转移技术推出解决方案的设备商,便扮演着引领MiniLED迈向商转阶段的关键角色。

而斯托克精密科技股份有限公司Stroke PAE,便以先进技术切入MiniLED巨量转移,且已研发出用于转移的设备。Stroke PAE总经理黄绍玮接受LEDinside独家访谈,分享旗下的技术,以高速转移方案搭配高精准度及高良率,协助客户降低生产成本,加快量产脚步。

(黄绍玮 -Stroke PAE 总经理;图片来源:LEDinside)

独有技术取代传统固晶,MiniLED转移效率大增

MiniLED量产近期业界已经讨论甚多,包括巨量转移设备、技术也是百家争鸣,各个显示屏幕、面板、LED封装和打件业者皆有自己一套作法,相关产品也已问世。

不过,黄绍玮表示,目前大多数转移设备皆无法跳脱传统固晶打件设备的框架,固晶前基板需经过刷锡、锡膏检测(SPI)、固晶后回焊炉等步骤,在量产上仍有不少挑战需克服。

例如,经由回焊的LED平整度,发光的均匀性难以管控。黄绍玮解释,传统锡膏开始熔化的时候,其平整度很难控制,导致当冷却固化后,LED发光角度无法控制,便会造成所谓的“Mura”,也就是LED发光一致性不佳。而这对视觉体验非常重要,尤其在MiniLED RGB显示屏幕产品上更不容忽视。

另外,采用传统固晶作法,由于需经过回焊炉,因此也容易造成LED载板“翘曲”的情况。对此,黄绍玮指出,虽有厂商使用热压法的方式作业,让LED平整性得到改善,但热压作业所需的时间,精度与均匀性都不符合大规模生产的成本要求。

不仅如此,传统固晶机的方法是以旋臂吸嘴作为芯片转移主要机构,但此方式因吸嘴大小限制吸取的芯片尺寸。黄绍玮说明,一般当MiniLED的尺寸来到0509(5mil x 9mil, 127um x 228um)以下,甚至0305(76um x 127um)时,旋臂式固晶机的取放良率及精度将大打折扣;且旋臂的设计也将因设备作动的过程中产生大量静电,导致日趋微型化的MiniLED芯片损伤。

综合以上几点,黄绍玮表示,传统固晶方式将会大大提高MiniLED制程管控的难度及生产成本;也因此,Stroke PAE便研发独家特有的技术,进一步提升MiniLED转移效率。

据悉,Stroke PAE特有的技术可将MiniLED快速排列于暂存基板,而因为设备设计的特殊性,排晶速度远大于传统旋臂式的结构,单一模块每小时可达10万颗以上(视不同的间距),且最小转移芯片尺寸可来到0305(精度+/- 10um),颗与颗的最小转移边距可达40 um微米以下,此一尺寸的芯片亦可顺利地在Stroke PAE设备上进行排晶、焊接,且固晶良率和精度皆大幅优于传统的旋臂式固晶机。

值得一提的是,Stroke PAE的高速焊接技术也将单颗芯片的平均焊接时间降低至10ms毫秒以下。

(Stroke PAE高速排晶机Model No. HPP-180s;图片来源:Stroke PAE)

黄绍玮说,Stroke PAE独家技术和传统技术相较,最大差别便是在于排晶部分,Stroke PAE是采用了特殊的焊接技术,而非锡刷固晶;如此一来,可实现转移速度快、精度高,无翘曲,甚至确保发光一致等优势。目前Stroke PAE针对不同的产品应用,已推出不同的设备以满足客户需求,如MiniLED RGB、MiniLED背光、MiniLED封装,以及COB, POB, COG等,皆有不同高效能方案。

(Stroke PAE高速焊接机Model no. NCB-156s;图片来源:Stroke PAE)

以自动化设备起家,Stroke PAE瞄准新显示商机

事实上,早在2016年底,Stroke PAE核心团队便已投入研发Mini/Micro LED的转移技术。原本的开发目标设定为Micro LED,但碍于当年芯片技术及供应还不成熟,遂先转向客户当下需求,也就是MiniLED的转移、焊接、修补设备。

黄绍玮表示,Stroke PAE核心团队过去长期配合各国际品牌商规划自动化整体方案,并开发客制化自动化设备;也因此蓄积了足够专业开发能力,得以制造Mini/Micro LED量产设备,而非仅是实验机种。

(Stroke PAE巨量转移焊接机Model no. MCB-156s;图片来源:Stroke PAE)

有别于业界设备公司以机构设计及软件部门为主要开发团队,黄绍玮透露Stroke PAE特别成立先进制程开发团队,针对设备制程进行相关开发,并确保设备于量产上取得市场上的竞争优势,并大量布署知识产权,特别是专利权;再搭配自家机电设计及软件研发团队,确保所有核心技术及资源都能有效与实时地整合。

也因此,Stroke PAE核心团队在2018年即开发MiniLED小间距RGB的巨量转移设备实验线,并交付客户;2019年更协助该客户升等为包含高速排晶、巨量焊接、光学检测及LED芯片修复功能的量产线。

而除了MiniLED之外,由于独有技术的共通性及延续性,Stroke PAE也正积极布局Micro LED。

黄绍玮表示,如上述所言,Micro LED才是Stroke PAE最先涉入的产品,其实早在2017年左右,Stroke PAE核心团队便已开发出Micro LED光学检测设备。

而凭借在小间距MiniLED RGB显示屏幕设备大量生产的经验,Stroke PAE也获得显示器龙头公司青睐,正积极开发Micro LED相关的芯片转移、焊接设备及返修设备,近期已完成产线建置,从而进行批量投产。(文:LEDinside)

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