Das taiwanische Industrial Technology Research Institute (ITRI) ist eines der weltweit führenden Einrichtungen für die Erforschung, Erprobung und Vermarktung von Neuen Technologien. Einen aktuellen Schwerpunkt der Arbeit im Bereich der Informations- und Kommunikationstechnik bilden fortschrittliche Displaytechnologien auf Basis kleinster µLED-Komponenten.
Für die Weiterentwicklung von Transfer- und Montageprozessen, die eine wirtschaftliche Produktion von µLED-basierten Bildschirmen für den Consumer-Markt ermöglichen, haben das ITRI und Finetech kürzlich eine 18 Monate umfassende Kooperationsvereinbarung getroffen. In dieser Zeit stellt Finetech dem Institut unentgeltlich die halbautomatische Mikromontageplattform FINEPLACER® sigma in einer speziellen Konfiguration für die Montage von µLED-Arrays zur Verfügung.
Dazu zählt u.a. das neue leistungsstarke Vision Alignment System FPXvisionTM, das selbst feinste Strukturen über das gesamte Objektfeld hochaufgelöst darstellt. Erstmals steht mit FPXvisionTM auch eine Bilderkennung in einem manuellem Die Bonder zur Verfügung. Diese ermöglicht eine Ausrichtverifizierung, um Komponenten reproduzierbar bis auf 0,1 µm genau auszurichten.
Des Weiteren gehören zur Ausstattung der Maschine schnelle Ober- und Unterheizungen, speziell angepasste selbstausgleichende Platzierwerkzeuge sowie ein Ameisensäuremodul zur Bereitstellung des zur Optimierung des Lötergebnisses benötigten Reduziergases.
Im Gegenzug für die Leihgabe erhält Finetech als Hersteller für Montage-Equipment frühzeitig Einblicke in die künftigen Herstellungsverfahren und kann den im letzten Jahr vorgestellten FINEPLACER® sigma einen weiteren Praxis-Härtetest in diesem neuen Technologiefeld unterziehen. Die gewonnenen Erkenntnisse werden zur Optimierung und Anpassung des hochgenauen Bondsystems auf neue Transfertechnologien genutzt und kommen künftig allen Kunden zugute.
Das am ITRI-Forschungscampus installierte System steht zudem taiwanischen Finetech-Kunden als Demogerät zur Verfügung.
µLED – Spannende Displaytechnologie mit Herausforderungen
µLED-basierte Displays sind sehr energiesparend und unterstützen besonders hohe Auflösungen auf geringem Raum. Die Verwendung von µLED ist daher eine Schlüsseltechnologie bei der Verbesserung von Displaylösungen z.B. für Smartwatches, Smartphones und andere Mobilgeräte.
Einzelne µLED sind wenige zehn Mikrometer klein und häufig durch komplexe Strukturen und Formen gekennzeichnet. Zusätzliche Herausforderungen ergeben sich durch die extrem dünnen Die Attach Foils (DAF) und Lot-Preforms, die für die Montage genutzt werden. Aus ökonomischen Erwägungen werden ab einer bestimmten Anzahl von µLED in einem Produkt die Komponenten nicht mehr einzeln nacheinander, sondern simultan in Form von Arrays platziert und gebondet. So sind auch µLED mit noch kleineren Abmaßen nutzbar, die als Einzelkomponenten nicht mehr sicher zu handhaben wären. Je nach angestrebter Auflösung vereinen sich mehrere tausend µLED-Bauteile auf einen Quadratzoll.
Beim Transfer der µLED-Arrays besteht die Kunst darin, Parallelität über die Gesamtfläche sicherzustellen. Für die fehlerfreie Funktion des Displays müssen bei dieser Flip-Chip-Technologie alle Kontakte der µLED-Bauteile (≤ 5 µm) hochgenau ausgerichtet und anschließend mit definierter Bondkraft aufgebracht und verbunden werden.
Finetech verfügt über langjährige Erfahrung bei der Entwicklung hochgenauer Platzier- und Bondsysteme, um einzelne µLED reproduzierbar zu montieren. Mit dem FINEPLACER® sigma sowie dem ebenso genauen und zusätzlich vollautomatischem FINEPLACER® femto 2 hat der Hersteller nun Maschinen im Portfolio, mit der dieses Know-how in neuartige Lösungen für den Transfer von zu Arrays zusammengefassten µLED-Bauteilen in Entwicklung und Produktion überführt wird.
