Micro LED专题：激光巨量键合技术助力显示产业降本增效

    Micro LED COG封装工艺制程是使用激光剥离设备将生长基板上的芯片剥离到临时基板上，再通过激光巨量转移设备将三色RGB芯片依次转移到驱动电路基板后，采用激光巨量键合设备将芯片和焊盘进行键合，最后进行大屏拼接的过程。当然，各工艺制程环节中均穿插了AOI检测、激光去除和激光修补的动作。激光剥离技术和激光巨量转移技术在前两期中均有详细讲述（可点击文末链接查看），本期我们重点讲述Micro LED制程中最重要的环节之一—激光巨量键合技术。

Micro LED COG常规制程

    Micro LED芯片尺寸的缩小，意味着在制造同样尺寸大小的显示屏幕时，Micro LED的驱动电路基板上需要键合更多数量的芯片，其焊点大幅增加，键合工艺难度因此大幅提升，这对芯片键合的制造工艺和设备提出了更高的要求。

    传统键合方式利用印章、静电力等巨量转移的方式将芯片与目标基板进行贴合后，再采用加热加压的方式将芯粒和焊盘进行共晶合金键合。目前键合多采用Au-In键合、Au-Au键合和Au-Sn键合，效果稳定，键合强度大，但Au单价偏高，影响生产成本，不符合Micro LED的商业化发展趋势；不仅如此，传统键合方式还要克服因为温度升高，转移头和目标基板的热膨胀系数不一样而导致的对位偏移等问题。

激光巨量键合技术应运而生

    传统键合方式制程复杂、生产成本高，不利于Micro LED的降本增效，激光巨量键合方案则是不二之选。激光键合是利用高精度的对位平台，将donor上的芯片和目标基板进行精准对位，利用高精度的调平系统和压力传感系统将donor和目标基板进行贴合，再利用均匀性极好的光斑，配合温度精准可控的控温系统（功率随温度实时调节）对转移后的Micro LED进行激光键合，具有键合质量好、效率高、成本低等优点。

    Micro LED激光巨量键合的优势：

    1. 制程简单，设备可以自动对位贴合和键合；2. 键合效率高；3. 对位贴合精度高；4. 光斑均匀性好，温度受热均匀；5. 高精度温度恒定系统，确保温度稳定；6. 光斑大小可调，适应多个产品尺寸；7. 键合后芯片无位置偏移和损伤。

Micro LED激光巨量键合流程

    1、利用高精度对位系统，将暂态基板上的芯片和玻璃基板上的焊盘对应起来；

    2、利用恒温激光系统，加热芯片和焊盘到一定温度。通过精准控制加工温度和加工时间，将芯片的pad和玻璃上的焊盘键合起来；

    3、移动平台，控制移动速度，可以实现对整块基板上的芯片完成全部键合。

    图片激光巨量键合工艺流程

    大族半导体根据市场需求，自2019年起持续研究Micro LED相关激光加工工艺及产品，利用多年的技术经验和行业应用心得，不断优化自身技术，以自主创新力研发并推出Micro LED激光巨量键合设备，推进Micro LED 产业化进程。

Micro LED激光巨量键合设备

    性能特点

    ● Donor平台兼容4~6寸芯片排布，可按照治具设计；

    ● 键合工艺效果稳定，键合良率高，良率可达99%以上；

    ● 光斑大小可自由调节，可以适应不同产品尺寸；

    ● 光斑均匀性≥95%；

    ● 闭环温度监控与控制系统，可以对激光功率进行实时控制，可实现加工区域温度保持恒定；可实现不同温度设定，实现梯度温度控制；

    ● 自动CCD校正，可满足对不同规格产品精准识别定位；

    ● 高精度对位系统，可实现Donor和Substrate基板对位精度＜1μm；

    ● 高精度调平与压力传感系统，可实现Donor和Substrate精准贴合。

    大族半导体将持续以技术创新、应用创新、产品创新为驱动，不断强化自身核心技术优势，凭借丰富的行业经验和强劲的技术创新能力，助力显示产业迈向更好的时代。