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      ASM焊線機太平洋全速進軍Mini/ Micro LED – Yole Développement專訪i-micronews

      2021-12-27 09:40:05

        ASM焊線機太平洋全速進軍Mini/ Micro LED – Yole Développement專訪i-micronews

      ASM焊線機  

        微間距直顯LED 顯示屏和高性能LCD 背光對 MiniLED 芯片的需求越來越大(請參閱我們的CES 2021Review 和對Apple的MiniLED iPad Pro背光架構的初步想法),這樣加速推動了Mini LED 的應用。大量的 LED 芯片制造和組裝需求,其尺寸遠遠小于過去20年行業中所使用的,在處理、產能、精準度和購置成本各方面都帶來了一系列新挑戰。

        與此同時,LED 芯片尺寸更小的 Micro LED (有時尺寸小至2-3 ?m)自發光顯示屏正在各方面取得進展。投資不斷增加,合作伙伴關系也倍增,數十家大公司和初創公司已經推出了原型,商業產品甚至在2021 年推出市面。隨著持續被看好的前景,設備制造商對開發和提供Micro LED 專用設備的興趣日益增加。盡管受到缺乏標準生產流程的阻礙,但仍有一些公司在開發一站式解決方案,包括巨量轉移、檢測、返修和測試。正如我們的報告Micro LEDDisplays – Market, Industry and Technology Trends 2021中所廣泛談論的,來自信譽良好的設備制造商所提供的既強大又可生產的現成工具是Micro LED 年輕歷史上的重要里程碑:LCD 或 OLED直至具備可大批量生產的設備之后,才促使其應用起飛。

        ASM 太平洋科技,作為一家先進封裝設備供應商,對快速發展的Mini LED市場和新興的Micro LED機遇作出了快速反應。公司已經研發出一系列設備,來滿足Mini LED和Micro LED顯示屏制造商的需求。

        Yole Développement 的分析師 Eric Virey 和 Zine Bouhamri 與 ASM太平洋業務發展高級總監顧志豪先生(Jonathan Ku),就公司的 Mini LED 和 Micro LED 戰略與前景進行了交談。

        Yole Développement (YD): 首先,您能否向我們的讀者介紹一下您自己和ASM太平洋?

        JonathanKu (JK): 我是 Jonathan Ku,是ASM太平洋光電業務發展高級總監,主要負責開發 Mini LED 和Micro LED 先進顯示器的封裝解決方案。我在ASM太平洋工作超過20年,專注于光電/ LED 業務發展。

        YD:目前對于Mini LED 和Micro LED 還沒有普遍接受的定義,這樣常會造成混淆。ASM太平洋是如何定義及區分這兩種技術的呢?

        JK:是的,我們也知道這種情況,因為有時看到關于Micro LED 電視或顯示器的產品宣傳,然而實際上卻是組裝的Mini LED 產品。ASM太平洋早于2016 年開始開發Mini LED 和 Micro LED 封裝解決方案,當時我們通過芯片尺寸來區分這兩種技術 (即Mini LED: 50?m -200?m; Micro LED: 小于50?m)。Z近,我們更改了定義,Micro LED 是沒有像藍寶石那樣的底材。

        YD:您認為MiniLED 產品制造商面對的主要挑戰是什么?

        JK:成本!無論與良品率、組裝生產力、還是焊接更小且更便宜芯片的能力相關的,每個人都在努力降低成本。針對所有技術障礙,ASM太平洋提供關鍵工藝解決方案,進行分類、混合、焊接及返修,為客戶實現成本效益的生產。

        YD:直顯 RGBLED 顯示屏與 LCD背光應用之間的要求有沒有分別?

        JK:有很大不同。其實LCD 背光不是Mini LED 技術,其芯片尺寸通常超過200?m,并且芯片間距很大(范圍為2-10mm不等),所以除了大面板尺寸的特別要求外,基本上都可以用傳統固晶機以較低的技術處理。RGB LED 直顯的芯片間距比背光小得多,芯片尺寸也小很多。一兩年前,5x9mil芯片尺寸還是主流,而去年已變成了4x8mil。今年,我們大多數客戶都測試了3x5mil焊接,這樣他們可以更低的芯片成本生產,并且為微間距顯示器(小于P0.6)做好準備。幾家封裝公司甚至開始了2x4mil固晶評估,以生產小于 P0.4的超微間距顯示屏。然而,基板成本是大批量生產3x5mil 和 2x4mil的主要障礙。這就需要基板供應商取得突破,以降低超微間距基板的制造成本。

        YD:您能介紹一下貴公司的 MiniLED 產品嗎?

        JK:在Mini LED 直顯方面,我們開發了 VORTEX 平臺,可處理小至50?m x 100?m的Mini LED芯片,為大型 LED顯示屏提供高速度、高精度的 Pick & Place COB解決方案。憑借XYθ校正能力,VORTEX 不需犧牲產能以換取精度,是不折不扣的高速、高精度。加上其強大的檢測能力,使 VORTEX能提供高良率解決方案,進行焊后檢測確保焊接質量。因此特別適用于小至P0.4的超微間距RGB Mini LED直顯。

        ASM焊線機

        VORTEX 在 Mini LED 微間距直顯的特點

        (由ASM太平洋提供)

        至于 Mini LED LCD背光應用領域,我們有AD420XL 固晶機,是高速度、高精度Pick & Place COB解決方案,適用于局部調光的大尺寸LCD BLU和超微間距的 LED 顯示器,可處理小至75?m x 125?m 的LED 芯片。憑借其XYθ 校正功能,不需犧牲產能以換取精度,是不折不扣的高速、高精度。目標應用是局部調光的大尺寸LCD BLU 、PCB、玻璃基板等。

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        AD420XL In-Line Linker 自動化

        (由 ASM太平洋提供)

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        RW300 Mini LED 自動返修機臺

        (由 ASM太平洋提供)

        我們還提供有Mini LED 返修解決方案,RW300。它是RGB LED 顯示屏的一站式返修解決方案:去晶并重新焊上新芯片。專為微間距和超微間距的RGB 顯示屏而設計,適用于小至P0.5 直顯以及小至75?m x 125?m 的芯片,同時配備 RGB 多晶圓處理。此工藝干凈利落,使用高精度激光器及具有出色芯片傾斜控制的專利固晶技術。此設備可處理的基板尺寸為200×250mm。

        客戶對于RGB顯示屏質量的要求,在回流焊無法達到該質量的情況下,我們亦有巨量轉移焊接平臺,AD300Mini,其放置精度高達± 2?m ,角度精度達 ± 0.005°。VORTEX將 Mini LED 芯片從已分選的晶圓上快速轉移到臨時載體上,然后使用 AD300Mini進行原位巨量焊接。

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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 專為高端的 RGB 直顯顯示屏設計(由 ASM太平洋提供)

        YD:Mini LED 器件制造商似乎在不同決策之間猶豫不決。有些會犧牲性能和產量而選擇入門級的固晶機。另一些似乎熱衷于采用更昂貴、更尖端的工藝和設備。這是個別公司的策略,還是只反映出不同的應用需求?

        JK:這實際上取決于不同公司的策略和應用。例如,在LCD 背光 (BLU) 應用,有些公司購買 COB 固晶設備,而有些公司仍使用傳統的 POB 技術。而RGB 直顯通常取決于像素間距。如果客戶的目標是使用75?m x 125?m 甚至50?m x 100?m的小尺寸LED 芯片來生產超微間距顯示屏 (P0.4-P0.6),那么就很有必要購買高精度(拼高良率) 高速(拼生產力) 的設備。一些競爭對手試圖放慢其現有傳統固晶機來焊接Mini LED,但收效甚微。一般而言,客戶需要犧牲固晶良率,并為返修的需要而花費額外的成本和資源。

        要求高質量且良好焊接共面控制顯示屏的客戶已經購買了ASM太平洋的排晶和巨量焊接解決方案來實現。如上所述,對于這些應用,VORTEX 可配置為排晶平臺,以供 AD300Mini 進行巨量轉移焊接。這是完美的搭配,適合應用于 P0.4 – P.6 超微間距顯示屏。那些認為 Mini LED 只是 Micro LED 的踏腳石的客戶購買了 VORTEX 跟 AD300Pro,該解決方案目前可用于高端 Mini LED 直顯,但經過精心改裝后能夠原位焊接Z小的Micro LED。

        YD:您能評論一下貴公司的Mini LED 客戶的業務組合(應用、公司類型、位置等)嗎?

        JK:在微間距RGB 直顯和LCD 背光領域,我們的客戶包括面板制造商、LED封裝廠以及主要的直顯制造商,遍布中國大陸、臺灣、日本、韓國、歐洲和美國。

        YD:ASM太平洋現在是否正在努力解決Mini LED 相關的其他挑戰?

        JK:當然,追求卓越永不停止。我們一直致力于提高生產力,同時提高焊接精度。這樣能幫助客戶改善在處理小芯片和超微間距的良率。

        YD:Micro LED 自發光顯示器很有前景,但仍處于發展早期。ASM太平洋是什么時候決定進入這個市場的呢?

        JK:從2017 年開始,ASM太平洋與臺灣的一家Micro LED 初創公司合作,推出了世界上巨量拾取與焊接解決方案。

        YD:您能介紹一下貴公司在Micro LED 領域的產品嗎?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、巨量轉移和焊接的先鋒。因此,我們在幾年前就已經發布了一個生產平臺。新機型AD300Pro 幫助我們在當前的試運營玩家市場中,占據了 90% 以上的市場份額。

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        AD300Pro 專為 Micro LED 設計

        (由 ASM太平洋提供)

        現在常見的轉移印章尺寸為37x37mm,也有公司使用49x49mm的尺寸。焊接良率很大程度上受印章與基板的共面性影響。通常芯片尺寸為5 - 50?m。周期時間是高度依賴于材料和工藝,而我們的定位校準時間只需幾秒。我們以100% 的良率一次性完成數十萬顆芯片的焊接,及至數億顆芯片的時產能。

        YD:初創公司、顯示器制造商、科研機構等已經開發了幾十種轉移工藝概念。AD300Pro的起源是什么?你們是否在內部開發了巨量轉移工藝或者與其他合作伙伴開發?幾個月前,VueReal宣布AD300Pro可與其巨量轉移技術結合。你們還有沒有與其他工藝開發者合作?

        JK:是的。市面上有幾十種轉移工藝概念,但大多都仍在實驗測試模式。AD300Pro 是目前生產模式中成熟的巨量轉移焊接平臺。ASM太平洋自主開發了巨量轉移焊接工藝。此外,我們也與市場上不同的材料供應商緊密合作,以實現我們的目標。我們經常與其他工藝開發人員討論,并愿意聽取他們的建議,探討合作的可能性。

        YD:印章技術和激光技術大概是目前先進、Z流行的Micro LED 巨量轉移概念(自組裝技術緊隨其后) 。您認為每種技術的優缺點有哪些?ASM太平洋對Micro LED 的激光工藝感興趣嗎?

        JK:印章技術仍是市面上Z流行、Z成熟的巨量轉移概念。而激光技術是一種可行的 Micro LED 轉移工藝。需要技術突破的是如何處理只有幾微米厚的Micro LED 外延層轉移。ASM太平洋正在開發一種用于Micro LED 轉移的獨有激光工藝。當整合出更多測試數據,我們就會向市場發布。

        YD:總括而言,Micro LED轉移取得了顯著進展。為了籌備Micro LED 2021,采訪30多家公司,與前幾年相比,我們發現很大變化:大多數公司似乎不再將巨量轉移視作基本障礙。依您所見,要進一步改善工藝和設備并實現大批量生產消費級的Micro LED 產品,還需要些什么?

        JK:是的,我也同意巨量轉移不再是一個基本障礙,因為大多數重要玩家都使用AD300Pro 來實現這個目標。要實現大批量生產消費級的Micro LED 產品,其關鍵應該是在前端和后端工藝,比如Micro LED 晶圓良率、分選、焊接、板上返修等等。

        YD:您是否預期Z終會看到Micro LED 與Mini LED 技術交叉應用?比如AD300Pro 中實施的巨量轉移概念是否也適用于某些Mini LED 應用?

        JK:肯定是的。這正正就是ASM太平洋在兩年前開發了OCEAN Line (Mini LED 排晶 + AD300Pro 巨量焊接)的原因,為整塊顯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 領域,ASM太平洋下一步有什么計劃?接下來的數月、數年里,我們應該可以看到些什么?

        JK:Mini LED 和 Micro LED 都使用高密度矩陣焊接工藝,這需要高速度和靈活封裝工藝來推動低成本、高效率的生產。ASM太平洋現在正朝著這個方向努力,同時在開發能支持Mini/ Micro LED 大批量生產的創新設備。我們也致力于前端和返修工藝以整合完整解決方案,加快 Mini/ Micro LED 產品商業化。

        ASM太平洋還提供工廠自動化解決方案。去年該方案幫助一些Mini LED 客戶開始大批量生產RGB 超微間距顯示屏 (<P0.6)。Micro LED 封裝線自動化將是未來幾個月的重點。

        ASM焊線機

        Mini LED 自動化生產

        (Xpertlite + SIS-OOPTO + Optobot)

        (由 ASM太平洋提供)

        受訪者

        ASM焊線機

        顧志豪先生(Jonathan Ku),ASM太平洋半導體解決方案分部光電與顯示業務部門的業務發展高級總監。

        1997年畢業于香港城市大學,獲得制造工程學位。2000年加入ASM太平洋,擔任銷售工程師,后晉升為高級總監。在過去的21年,他一直在光電和材料業務部門擔任銷售和營銷崗位。

        廣泛接觸光電供應鏈,為他帶來大量機遇,與客戶建立聯系,深入了解市場需求,進而能夠提供滿足客戶當前和未來需求的解決方案。自2016年以來,他一直與團隊一起開發Mini/ Micro LED 業務。ASM太平洋為先進顯示行業的Mini/ Micro LED封裝提供關鍵工藝解決方案,并加快大批量制造和商業化。

        采訪者

        ASM焊線機

        EricVirey 博士,在Yole Développement (Yole) 的光電子、傳感和顯示部門擔任首席顯示市場和技術分析師。

        在過去十余年,他在50多個行業會議上發表演講,并被多家媒體采訪或引用,包括:華爾街日報、CNN、??怂剐侣?、CNBC、彭博社、金融評論、福布斯、技術評論等等。

        在加入Yole之前,他在法國和美國的財富500強企業圣戈班集團(Saint-Gobain)擔任研發、工程、制造、營銷等職位。在格勒諾布爾國立理工學院獲得光電子博士學位,目前在俄勒岡州波特蘭市工作。

        ASM焊線機

        ZineBouhamri博士,Yole Développement (Yole)成像與顯示活動團隊首席分析師。目前負責管理公司專業技術和市場知識的擴展。此外,他還積極協助及支持開發專用圖像采集市場和技術報告,監控以及定制咨詢項目。

        在加入Yole之前,他在Aledia公司負責監督多項研發項目。在三年多的時間,他積累了深厚的專業技術以及對顯示行業的深入了解。他獨立或合作寫了多篇論文和專利。

        他持有格勒諾布爾國立理工學院(FR)的電子工程學位、都靈理工學院(IT)的學位,以及格勒諾布爾國立理工學院(FR)的射頻與光電子學博士學位。


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