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MiniLED芯片红光倒装难度高 大角度方案存挑战

对MiniLED这类小间距显示芯片来说,倒装结构的设计是业界通往高良率之路上的首道关卡。与普遍应用于LED芯片领域最主流的正装技术不同,倒装技术由于无需在电极上打金线,能够节约很多成本,因此非常适合MiniLED这类超小空间密布的应用需求。

除此之外,采用倒装结构来设计MiniLED芯片也有很多其他优势,华立森光电股份有限公司技术总监童晓楠表示:“倒装芯片饱和电流高,电流增加以后相对亮度上可以持续到2安培才饱和,但是一般的正装芯片在1安培时就饱和了,在亮度、电流增加的时候VF越低越好,而倒装芯片的VF是最低的。综合亮度跟VF,它的亮度饱和度高,VF又比较低,因此倒装芯片的Droop现象也是最少的。而且,在相同1000lm输出的情况下,倒装芯片的成本只有正装芯片的一半,特别是在高电流下,可以很好地展现出它的优势。”

也正因此,业界在MiniLED芯片的设计上一律采用了倒装芯片的结构。其中,蓝绿光倒装LED芯片因技术较为成熟,良率也比较高,如今已不再是MiniLED芯片提升良率及可靠性的瓶颈。因此,现阶段MiniLED倒装芯片的良率问题主要还是聚焦在红光倒装芯片领域。童晓楠告诉记者:“红光倒装LED芯片的技术难度比蓝绿光的都要高,因为红光倒装芯片一般需要进行衬底转移以及固晶焊接,而芯片在转移以及固晶焊接的过程中,由于工艺环境以及各种不可控因素的影响,产品的良率和可靠性几乎很难保证。”

典型的比如固晶焊接问题,目前很多工厂一般都是采用锡膏来代替黄金作为材料的焊接方式,虽同样是使用回流焊工艺,但却容易造成锡膏溢到芯片侧面产生漏电,良率普遍不高。谢志国表示:“目前,无论是点锡膏或刷锡膏也好,都无法精确控制锡膏用量,这很容易导致芯片焊接出现漂移或偏位、孔洞率大以及失效等问题。对此,我们主要是通过引进高精度的锡膏印刷机、高精度高速芯片排列机进行芯片以及基板的双重矫正,来专门解决这个偏位的问题;另外,我们也开发了锡电极芯片以及固晶用助焊剂来解决高精度的焊接问题,从而保证倒装芯片在固晶过程中的良率,并提高芯片的可靠性。”

对于红光倒装芯片广泛存在的衬底转移痛点,童晓楠告诉记者:“解决该问题现阶段主要有两种技术路线,一种是通过采用DBR与ITO组合做反光导电层,而另一种则是采用金属反光技术,比如Ag银。而通过总结过去几年在倒装技术领域积累的经验,我们发现相比目前很多友商采用的以银等金属作反光层的方案,采用以DBR与ITO组合作为反光导电层的方案能够更好的解决衬底转移等芯片倒装过程中的低良率问题。经过多次的产品试制,我们估算”DBR+ITO“反光技术方案能够使MiniLED芯片的成品良率大约提升28.4%左右,而且能够做到更好的出光性及可靠性,同时芯片在工作电压下稳定性也会更高。”

不过,有受访者也对此表示质疑:“就MiniLED红光倒装芯片的良率提升问题业界已经争论了很久,由于各家采取的倒装芯片设计方案略有不同,各方案对芯片良率提升的实际效果厂商们也是各执一词。因为目前我们并没有看到任何一家厂商在MiniLED产品上真正实现量产交货,基本大家都只是停留在产品预热阶段,各方案对倒装芯片良率提升的实际效果也并没有真正得到量产验证,孰好孰坏暂时还不能够妄下定论。”

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