在LED產(chǎn)業(yè)鏈中,上游為LED發(fā)光材料外延制造和芯片制造,中游為LED器件封裝產(chǎn)業(yè),下游為應(yīng)用LED顯示或照明器件后形成的產(chǎn)業(yè)。近年來Mini LED技術(shù)日趨成熟,其下游應(yīng)用也將持續(xù)推進(jìn),推動行業(yè)不斷發(fā)展。
封裝是連接產(chǎn)業(yè)與市場之間的紐帶,只有封裝好才能成為終端產(chǎn)品,從而投入實際應(yīng)用。在Mini LED封裝工藝過程中,如芯片與基板上存在顆粒污染物、氧化物及環(huán)氧樹脂污染物,會直接影響Mini LED產(chǎn)品的良品率,在封裝工藝過程中的點膠前、引線鍵合前及封裝固化前使用等離子清洗機(jī)進(jìn)行清洗,則可有效去除這些污染物。
等離子清洗原理:
通過化學(xué)或物理作用對物體表面進(jìn)行處理,實現(xiàn)分子水平的污染物去除(一般厚度為3-30nm),從而提高物體表面活性。被清除的污染物可能會是有機(jī)物、環(huán)氧樹脂、光刻膠、氧化物、微顆粒污染物等。對應(yīng)不同的污染物,應(yīng)采用不同的清洗工藝,根據(jù)選擇的工藝氣體不同,等離子清洗分為:
1、化學(xué)清洗:表面反應(yīng)以化學(xué)反應(yīng)為主的等離子體清洗,又稱PE。
2、物理清洗:表面反應(yīng)以物理反應(yīng)為主的等離子體清洗,也叫濺射腐蝕(SPE)。
3、物理化學(xué)清洗:表面反應(yīng)中物理反應(yīng)與化學(xué)反應(yīng)均起重要作用。
等離子清洗機(jī)在Mini LED封裝工藝的應(yīng)用
在Mini LED封裝工藝中,針對不同污染物并根據(jù)基板及芯片材料的不同,采用不同的清洗工藝可以得到理想的效果,但是使用錯誤的工藝氣體方案,都會導(dǎo)致清潔效果不好甚至產(chǎn)品報廢。
例如:銀材料的芯片采用氧等離子工藝,則會被氧化發(fā)黑甚至報廢。一般情況下,顆粒污染物及氧化物采用氫氬混合氣體進(jìn)行等離子清洗,鍍金材料芯片可以采用氧等離子體去除有機(jī)物,而銀材料芯片則不可以。
選擇合適的等離子清洗工藝在Mini LED封裝中大致分為以下三個方面:
點銀膠前:基板上的污染物會導(dǎo)致銀膠成圓球狀,不利于芯片粘貼,而且容易造成芯片刺片時損傷。使用等離子清洗后:基板親水性大大提高,有利于銀膠吸附及芯片粘貼,同時可大大節(jié)省銀膠使用量,降低成本。
引線鍵合:芯片粘貼到基板上后,經(jīng)過高溫固化,基板上存在氧化物等污染物,這些污染物導(dǎo)致芯片跟基板之間焊接不牢靠。使用等離子清洗后:提高鍵合強(qiáng)度及弓|線的拉力均勻性,從而提高良品率。
封裝固化前:LED在注環(huán)氧膠過程中,污染物會導(dǎo)致泡率偏高,從而導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量及使用壽命低下。使用等離子清洗后:膠體結(jié)合更牢靠,有效減少氣泡的形成,同時也提高了散熱率及光的出射率。
通過等離子清洗機(jī)清洗前后接觸角數(shù)據(jù)對比可以看出材料表面活化、氧化物及微顆粒污染物的去除,可以通過材料表面鍵合引線的拉力強(qiáng)度及浸潤性直接表現(xiàn)出來。