CN110870066B - 微型led显示器及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本公开描述了微型发光二极管(LED)显示器。该显示器可以包括：印刷电路板(PCB)，该PCB包括多个焊接焊盘；微型LED封装，该微型LED封装包括多个微型LED芯片；以及多个焊接电极，该多个焊接电极将微型LED芯片接合到PCB的焊接焊盘上。在将微型LED芯片附接到载体膜之后，可以根据显示像素配置，利用拾取设备将微型LED封装以红绿蓝(RGB)状态重新布置在临时固定膜上。

Description

微型LED显示器及其制造方法
技术领域
本公开的各种实施例涉及微型发光二极管(LED)显示器及其制造方法。
背景技术
尽管有机发光二极管(OLED)面板作为代替液晶显示(LCD)面板的新显示器引起了人们的注意，但作为要解决的问题，仍然存在由低成品率、大尺寸和可靠性问题等引起的高价格问题。为了弥补该问题，已经尝试了对通过在基板上直接安装发出红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)的LED来制造显示面板的技术的研究。
然而，为了实现该显示器，首先需要开发与当前像素相对应的微型LED(μLED)，并且还存在一些问题需要解决，例如，如何拾取几十微米(μm)的微型LED，如何将微型LED精确地放置在印刷电路板(PCB)上，以及如何布置输入/输出端子以与主PCB电耦合。
在使用LED封装的显示器的情况下，由于基本上使用几毫米(mm)尺寸的LED封装，因此不适用于近场显示器。家用显示器的一个像素的大小通常约为100微米(μm)，构成它的R/G/B子像素的大小仅为几十微米(μm)。
发明内容
技术问题
尽管最近已经显示出可以批量生产尺寸为几十微米(μm)的LED芯片，但是当使用电流拾取技术时，不可能拾取微型LED(μLED)芯片以将其放到PCB上。除此之外，芯片的尺寸越小，连接焊盘的面积越小。因此，需要一种将微型LED芯片安装在PCB的几微米(μm)面积上的技术，而使用当前技术难以将其实现为显示器。
例如，生产4K UHD显示面板需要大约2500万个微型LED。因此，即使以99.99％(100ppm)的成品率进行管理，也需要进行2500次返工，并且目前无法实现一种技术来移除以几十微米间隔安装的微型LED芯片并再次单独地安装它。
常规地，虽然将焊球直接附接在晶片的焊盘上，但是由于由集成度的增加导致的密集焊盘间隔，可能会在相邻的焊球之间发生短路。
另外，由于例如微型LED芯片被堆叠，所以需要将形成在芯片的中心部分处的焊盘延伸到边缘部分。因此，需要利用金属互连来重新分配与外部连接的端子(即，焊球)的位置。
本公开的各种实施例是通过面板级封装(PLP)重新分配工艺来制造微型LED阵列封装，并且通过薄膜晶体管(TFT)工艺来制造PCB，从而通过热压缩工艺提供具有用于耦合微型LED阵列封装和PCB的结构的微型LED显示器。
本公开的各种实施例是验证在微型LED阵列封装中发生错误的情况下在微型LED阵列封装中消除错误的能力，或者执行再现或重新操作以便可与另一微型LED芯片和PCB连接，从而提供具有提高的成品率的微型LED显示器。
本公开的各种实施例是通过PLP重新分配工艺来制造微型LED阵列封装，并且通过TFT工艺来制造PCB，使得微型LED阵列封装被层压在PCB上，从而提供具有增加的集成度的输入/输出端子的微型LED显示器。
技术方案
根据本公开的各种实施例的微型发光二极管(LED)显示器可以包括：印刷电路板(PCB)，所述PCB包括多个焊接焊盘；微型LED封装，所述微型LED封装包括多个微型LED芯片；以及多个焊接电极，所述多个焊接电极将所述微型LED芯片接合到所述PCB的所述焊接焊盘上。在将所述微型LED芯片附接到载体膜之后，可以根据显示像素配置，利用拾取设备将所述微型LED封装以红绿蓝(RGB)状态重新布置在临时固定膜上。
根据本公开的各种实施例的制造微型LED显示器的方法可以包括：第一步骤：将每个微型LED芯片以焊盘向下的形式附接到载体膜上；第二步骤：根据所述显示器的像素配置元件，利用拾取设备将所附接的微型LED重新布置到临时固定膜上；第三步骤：模制所述重新布置的微型LED；以及第四步骤：在所模制的微型LED上执行扇出型面板级封装(FOPLP)工艺。根据本公开的各种实施例的微型LED显示器可以包括：微型LED阵列封装；具有薄膜晶体管(TFT)结构并层压到所述微型LED阵列封装的主PCB；以及形成在所述微型LED阵列封装与所述PCB之间并支持所述微型LED阵列封装与所述PCB之间的连接状态的构件。
有益效果
本公开的各种实施例是通过PLP重新分配工艺来制造微型LED阵列封装，并且通过TFT工艺来制造PCB，使得微型LED阵列封装被层压在PDB上。因此，可以提供具有增加的集成度的输入/输出端子的微型LED显示器，从而制造微型LED显示面板，并提高成品率。
本公开的各种实施例是验证在微型LED阵列封装中发生错误的情况下在微型LED阵列封装中消除错误的能力，或者执行再现或重新操作以便可与另一微型LED芯片和PCB连接，从而提高大量生产的成品率。
本公开的各种实施例将生产不易处理的紧凑型微型LED作为一部分，从而通过利用可商购的安装器等将其容易地以高成品率安装在基板上。
本公开的各种实施例在对错误安装的零件进行返工时，利用预固定技术，容易地对未固定的紧凑组件进行返工。
附图说明
图1a至图1j是分别示出根据本公开的各种实施例的制造微型LED显示器的方法的截面图；
图2是简要示出根据本公开的各种实施例的重新布置微型LED的过程的示例图；
图3a是示出根据本公开的各种实施例的在微型LED芯片R/G/B上执行PR工艺的状态的截面图；
图3b是示出根据本公开的各种实施例的将感光材料应用到微型LED R/G/B的状态的俯视图；
图4a至图4k是分别示出根据本公开的各种实施例的制造微型LED显示器的方法的截面图；
图5是示出根据本公开的各种实施例的利用显示器制造方法生产的显示器的俯视图；
图6是示出具有大屏幕尺寸并且与利用根据本公开的各种实施例的显示器制造方法制造的微型LED显示器组合的显示器的俯视图；
图7是示出根据本公开的各种实施例的形成在微型LED芯片封装上的绝缘构造和非绝缘构造的截面图；以及
图8示出根据本公开的各种实施例的在微型LED芯片封装中提供公共电极的状态。
具体实施方式
在下文中，参考附图描述本公开的各种实施例。然而，应当理解，这并不旨在将本文阐述的技术特征限制于特定实施例，而是包括对本公开的实施例的各种改变、等同或替换。关于附图的描述，相似的附图标记可用于指代相似或相关的元件。
在本公开中使用的表达“具有”、“可以具有”、“包括”或“可以包括”等旨在表示存在相应的特征(例如，数字、功能、操作或组件，诸如组分)，并且应该理解，还有一个或更多个其他特征的附加可能性。
在本公开中，表述“A或B”、“A和/或B”或“A和/或B中的一个或更多个”等可以包括一起列举的项目的所有可能组合。例如，“A或B”、“A和B中的至少一个”或“A或B中的至少一个”可以表示以下所有情况：(1)包括至少一个A；(2)包括至少一个B；(3)包括至少一个A和至少一个B二者。
尽管在各种实施例中可以使用诸如“第1”、“第2”、“第一”和“第二”之类的表述来表达各种组件，但是并不意图限制相应的组件。上述表述可以用于区分一个组件与另一组件。例如，第一用户设备和第二用户设备都是用户设备，并且指示不同的用户设备。例如，在不脱离本公开的范围的情况下，第一组件可以被称为第二组件，并且类似地，第二组件可以被称为第一组件。
当提到某个组件(例如，第一组件)可操作地或通信地耦合/耦合到”或“连接到”不同的组件(例如，第二组件)时，应理解该某个组件与该不同的组件直接耦合或可以通过另一组件(例如，第三组件)与该不同的组件耦合。另一方面，当提到某个组件(例如，第一组件)是“直接与不同的组件(例如，第二组件)耦合”或“直接连接到”不同的组件(例如，第二组件)时，可以理解为在该某个组件和该不同的组件之间不存在另一组件(例如，第三组件)。
本公开中使用的表述“配置为”可以根据情况与例如“适合”、“具有能力…”、“设计为”、“适应于”、“制造为”或“能够...”互换使用。术语“配置为”可以不仅意味着以硬件方式“专门设计为”。相反地，在某些情况下，表述的“配置为…的设备”可以暗指该设备与其他设备或组件一起“能够…”。例如，“配置为执行A、B和C的处理器”可以暗指执行相应操作的专用处理器(例如，嵌入式处理器)或能够通过执行存储在存储设备中的一个或更多个软件程序来执行相应的操作的通用处理器(例如中央处理单元(CPU)或应用处理器)。
在本公开中使用的术语仅为了描述特定实施例，而无意于限制其他实施例。除非在上下文上有区别，否则单数表达可以包括复数表达。除非另有定义，否则本文中使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本公开中公开的本领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。还将理解的是，诸如在常用词典中定义的那些术语应被解释为具有与相关领域中它们的含义一致的含义，并且将不会以理想化或过度正式的含义来解释，除非本文明确定义。可选地，本公开中定义的术语不应解释为排除本公开的实施例。
根据本公开的各种实施例的电子设备可以包括例如如下中的至少一者：智能电话机、平板个人计算机(PC)、移动电话机、视频电话机、电子书阅读器、台式PC、笔记本电脑、上网本计算机、工作站、服务器、个人数字助理(PDA)、便携式多媒体播放器(PMP)、MPEG-1音频层3(MP3)播放器、移动医疗设备、照相机以及可穿戴设备(例如，智能眼镜、头戴式显示器(HMD)、电子衣服、电子手镯、电子项链、电子配件、电子纹身、智能镜子或智能手表)。
根据一些实施例，电子设备可以是家用电器。家用电器可以包括例如以下各项中的至少一者：电视(TV)、数字视频磁盘(DVD)播放器、音频播放器、冰箱、空调、清洁器、烤箱、微波炉、洗衣机、空气净化器、机顶盒、家庭自动化控制面板、安全控制面板、电视盒(例如，Samsung HomeSyncTM、Apple TVTM或Google TVTM)、游戏机(例如，XboxTM、PlayStationTM)、电子词典、电子钥匙、便携式摄像机和电子相框。
根据其他实施例，电子设备可以包括以下各项中的至少一者：各种医疗设备(例如，各种便携式医疗测量设备(例如，血糖测量设备、心率测量设备、血压测量设备、体温测量设备等)、磁共振血管造影(MRA)、磁共振成像(MRI)、计算机断层扫描(CT)、成像设备、超声仪器等)、导航设备、全球导航卫星***(GNSS)、事件数据记录器(EDR)、飞行数据记录器(FDR)、汽车信息娱乐设备、船舶电子设备(例如，船舶导航设备、陀螺罗盘等)、航空电子设备、安全设备、车头单位、工业或家用机器人、金融机构的自动柜员机(ATM)、商店的销售点(POS)、以及物联网(例如，灯泡、各种传感器、电表或煤气表、洒水器设备、火警、恒温器、街灯、烤面包机、健身器材、热水箱、加热器、锅炉等)。
根据一些实施例，电子设备可以包括家具或建筑物/建筑的一部分、电子板、电子签名输入设备、投影仪和各种测量机器(例如，供水、电、煤气、传播测量机等)中的至少一者。在各种实施例中，电子设备可以是前述各种设备的一种或多种组合。根据一些实施例，电子设备可以是柔性设备。此外，根据本公开的实施例的电子设备不限于上述设备，并且根据技术进步可以包括新的电子设备。
在下文中，将参考附图利用根据本公开的各种实施例的微型LED安装技术来描述显示器的结构和制造方法。
由于根据本公开的显示器的结构可以与LED的尺寸无关地实现，因此对使用中的LED的尺寸没有限制。例如，用于照明的显示器可以使用级别为几毫米(mm)的LED，诸如室内/室外标牌之类的大型显示器可以使用级别为几百微米(μm)的LED，并且用于显示用途的显示器可以使用级别为几十微米(μm)的LED。
参考图1a至图1i是顺序地示出根据本公开的各种实施例的制造微型LED显示器的方法的截面图。
由于根据本公开的显示器的结构可以与LED的尺寸无关地实现，因此对使用中的LED的尺寸没有限制。例如，用于照明的显示器可以使用水平为几毫米的LED，诸如室内/室外标牌的大型显示器可以使用级别为几百微米(μm)的LED，并且用于显示用途的显示器可以使用级别为几十微米(μm)的LED。
在本公开中提及的微型LED芯片的尺寸可以指微型LED芯片具有小于100μm的尺寸，例如，尺寸为1μm-99μm。
参考图1a，可以通过以高温/高压在蓝宝石(或SiX)基板100上生长单晶状态的化合物半导体来制造微型LED 102，并且可以根据每种成分不同地构造微型LED 102。
例如，红色、绿色和蓝色可以分别由GaAs、InCaP和GaN的化合物半导体组成。由于波长是根据每种成分的唯一能带隙确定的，所以可以实现不同的颜色。
为了使生长的微型LED晶片发光，应使用可电连接的结构执行能够提供空穴和电子的几十个半导体处理步骤。在这种情况下，可以沿蓝宝石基板100的垂直向上的方向(焊盘向上型)制造微型LED 102的焊盘102a。
参考图1b，可以通过成型(singulation)和翻转工艺将制造的微型LED112分成多个部分。每个分离的微型LED可以是微型LED芯片112。每个微型LED芯片112可以以对准的状态附接在载体膜或转移膜上。
另外，将制造的微型LED 112附接到载体膜110的方法可以是使用未固化的树脂(液体聚酰亚胺(PI)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、环氧树脂)的方法以及使用膜型带(诸如紫外线固化带(UV带)和非UV带或热发泡带等)的粘附性差异的方法中的至少任意一种。
参考图1c，以对准方式附接的多个微型LED芯片R/G/B可以根据构成显示像素的元素(例如，间距、颜色(R/G/B)、间隙等)被重新布置在临时固定膜122上。
在下文中，微型LED芯片将由R/G/B表示。R表示发出红色的微型LED芯片，G表示发出绿色的微型LED芯片，B表示发出蓝色的微型LED芯片。
例如，重新布置多个微型LED芯片R/G/B的方法可以利用拾取设备125(拾取工具或拾取器)来拾取微型LED芯片，以将每个微型LED芯片R/G/B固定在临时固定膜122上。
另外，重新布置多个微型LED芯片R/G/B中的每一个的方法可以是拾取微型LED芯片R/G/B以在临时固定膜上移动它们的方法、拾取微型LED芯片R/G/B以利用静电来将其固定在临时固定膜上的方法、拾取微型LED芯片R/G/B以利用真空力来将其固定在临时固定膜上的方法、拾取微型LED芯片R/G/B以利用磁场来将其固定在临时固定膜上的方法、以及拾取微型LED芯片R/G/B以利用胶带的粘合力差将其固定在临时定影膜上的方法中的任何一种。
在发出蓝色的对准的微型LED B、发出绿色的对准的微型LED G和发出红色的微型LED R被制备好之后，可以移动由拾取设备125选择的微型LED R/G/B，以在临时固定膜122上被重新对准。箭头方向①、②和③指示拾取设备125的移动方向。关于拾取设备125的移动方向，所选择的微型LED芯片R/G/B沿垂直向上方向①升高。之后，所选择的微型LED芯片R/G/B沿水平方向②移动，并沿垂直向下方向③移动。最后，可以通过将移动的微型LED芯片R/G/B放置在临时固定膜122上来对其进行重新布置。移动的微型LED芯片R/G/B可以被固定在其中RGB被重新布置为一组的状态。临时固定膜122可以通过附接在载体膜上而被承载。之后，附接在临时固定膜122上的微型LED芯片可以通过模制工艺以板型制造，并且可以通过模制部分固定。
参考图1d，根据各种实施例的重新布置的微型LED芯片R/G/B可以通过模制工艺以板型制造，并且可以通过模制部分130固定。例如，板型模制方法可以使用传递模制、注射模制、压缩模制等。模制材料可以使用基于环氧的树脂或基于硅的树脂等。如稍后将描述的，由于多个对准的微型LED芯片R/G/B通过模制工艺被模制为板型，因此可以容易地实现与PCB(例如，图1j的PCB 160)电耦合或物理耦合。
每个模制的微型LED芯片R/G/B可以保持被固定在临时固定膜122上的状态，并且可以被设置成板型。重新布置的微型LED R/G/B可以通过模制部分130以刚性板型被制备。例如，每个微型LED芯片R/G/B可以通过模制部分130在保持特定间隔的同时被固定，并且可以抵抗微型LED芯片R/G/B之间的变形等。
参考图1e，根据各种实施例的微型LED芯片R/G/B可以通过LLO工艺从临时固定膜122剥离。LLO工艺可以辐射激光以分离微型LED芯片(模制部分130)和临时固定膜122。连接焊盘可以暴露在每个分离的微型LED芯片R/G/B中。
参考图1f，根据各种实施例的剥离的微型LED芯片R/G/B可以被设置在PCB 140上。例如，PCB 140的表面可以被接合到模制部分130的表面。模制部分130的表面可以是在其上暴露每个微型LED芯片R/G/B的连接焊盘的表面。
参考图1g，根据各种实施例的PCB 140具有通过执行FOPLP工艺形成的电路142(电连接路径)。即，形成在PCB 140上的电路(互连)142可以借助于由通孔140a形成的导电材料141电连接到每个微型LED芯片R/G/B的焊盘p。
FOPLP工艺可以包括以下步骤：利用激光在下表面形成通孔140a；利用电镀工艺用导电材料141(例如，诸如铜的金属)填充通孔140a；以及在PCB 140的下表面上执行电镀沉积；然后通过光刻工艺形成电路142。经历此工艺的PCB 140可以被称为重新分配PCB。例如，CO2激光器和IR激光器中的任何一种可以作为用于形成通孔140a的激光器。例如，在电镀工艺中，可以包括Cu、Sn、Sn-Ag合金和Sn-Ag-Cu合金中的任何一种作为用于填充通孔140a的导电材料141。
参考图1h，根据各种实施例的经过FOPLP工艺的PCB 140可以进一步具有形成在下表面上的导电结构，该下表面例如是在其上形成电路的表面。导电结构可以被形成为使得微型LED芯片R/G/B电耦合到主PCB(未示出)。
根据各种实施例的导电结构可以包括通过焊接工艺形成的至少一个焊接电极150(例如，焊球)。例如，焊接电极150可以形成为与将在下面描述的主PCB的连接焊盘电耦合。根据各种实施例的微型LED芯片R/G/B可以以特定尺寸被成型以将其作为一部分来生产。以这种方式制造的微型LED芯片可以被称为微型LED阵列封装14。在图1h中示出了制备的微型LED阵列封装14。
根据各种实施例的微型LED阵列封装14可以在其中每个微型LED芯片R/G/B以特定间隔对准的状态被模制，以便容易实现与PCB(例如，图1i的PCB 160)耦合。另外，由于模制的微型LED芯片R/G/B可以以板型设置，所以可以容易地实现与PCB的耦合。
根据各种实施例的微型LED阵列封装14可以在微型LED芯片R/G/B之间具有绝缘或非绝缘构造，以防止微型LED芯片R/G/B之间的间隙变形。该构造可以在模制工艺中以与微型LED芯片R/G/B类似地集成方式被模制。
根据各种实施例的构造可以使用利用光致抗蚀剂等的感光聚合物材料，并且可以使用通过蚀刻、电镀等形成的金属等。
与传统尺寸相比，根据各种实施例的微型LED阵列封装14可以被配置为利用绝缘和重新分布工艺来扩展接合焊盘的尺寸，以便容易地实现与PCB(例如，图1i的PCB 160)耦合。
根据各种实施例的微型LED阵列封装14可以利用微型LED芯片R/G/B的公共电极来减少要被接合的接合焊盘的数量，以便容易地实现与PCB(例如，图1i的PCB 160)耦合。例如，为了易于连接，可以用附加连接构件(诸如焊接凸块、Cu柱等)来配置接合焊盘。
参考图1i和图1j，根据各种实施例的制备的微型LED阵列封装14可以利用构件170经由热处理工艺被层压在PCB 160上。例如，微型LED阵列封装14可以通过热处理工艺以物理集成方式与PCB 160电耦合。
根据各种实施例的PCB 160可以是具有TFT结构的基板。例如，PCB160可以通过生成能够控制每个像素的晶体管的工艺来制造。具有TFT结构的PCB 160可以是能够保持期望的电压直到下一个接通时间的有源元件，以此种方式，在期望的电压在接通时间被提供给像素之后，可以在关闭时间将像素完全隔离。例如，具有TFT结构的PCB 160可以利用能够容易地形成高温TFT的基板材料，诸如陶瓷、玻璃、硅等。另外，可以在PCB 160上形成多个通孔160a，并且所形成的通孔160a可以用导电浆料(诸如铜浆料、银浆料等)填充，以经受高温TFT工艺。
在根据各种实施例的具有TFT结构的PCB 160中，要利用的PCB 160可以使用用于经受高温TFT工艺的附加聚酰亚胺膜、通过层压聚酰亚胺膜形成的相对低温的通孔、以及后互连来实现。
在通过层压聚酰亚胺而配置的PCB 160中，为了确保PCB 160的翘曲和平坦度，作为要另外层压的基板材料的示例，不仅常规材料(诸如FR4、BT等)，而且树脂(诸如RCC等)可以被用来堆焊，并且可以添加结构性基板材料(诸如玻璃、陶瓷、SUS等)。
根据各种实施例的PCB 160可以包括在其上暴露每个焊接焊盘161的表面160a和背离表面160a的另一面160b。另一面160b可以被布置成使得与焊接焊盘161电连接的导电材料部分162的另一端暴露。第二导电结构180可以形成在另一端部上。例如，第二导电结构180可以包括通过焊接工艺形成的至少一个焊接电极(例如，焊球)。例如，PCB 160可以通过形成第二导电结构180被封装。第二导电结构180可以被配置为与第一导电结构150的形状不同。
根据各种实施例的构件170可以通过热处理被形成为充分填充在PCB 160与微型LED阵列封装140之间，作为用于连接微型LED阵列封装14和PCB 160的构件。在图1i中示出了在热处理之前的构件170，而在图1j中示出了在热处理之后的构件170。
另外，在热处理之后的构件170可以支持微型LED阵列封装14与PCB160之间的耦合状态。例如，构件170可以填充在第一导电结构150之间，该第一导电结构150存在于微型LED阵列封装14与PCB 160之间。
根据各种实施例的构件170可以在热处理之前通过涂覆或层压而附接到PCB 160的一个表面。构件170可以通过在热处理之后被溶解而形成为完全填充在PCB 160与微型LED阵列封装14之间。例如，构件170可以具有由合成树脂构成的膜形状，或者可以由诸如铜等的金属片构成，并且可以在被附接到PCB的一个面160a上的状态下，在PCB 160的暴露的连接焊盘上被进行热处理。
根据各种实施例的热处理工艺是热压接合工艺。微型LED阵列封装14可以利用热处理工艺以集成方式被附接到PCB 160。另外，热处理工艺可以包括超声波焊接工艺和热熔融工艺，并且可以使用热压接合工艺，使得微型LED阵列封装14以集成方式被安装在PCB160上。
根据各种实施例的每个微型LED芯片R/G/B的焊盘P可以经由第一导电结构150而被电连接到PCB 160的焊接焊盘161，并且焊接焊盘161可以通过导电材料部分162被电连接到第二导电结构180。
在最后步骤中，作为一部分生成的微型LED阵列封装14可以被制造为PCB 160上的显示器，并且可以被制造为各种尺寸的显示器。
图2是简要地示出根据本公开的各种实施例的重新布置微型LED的过程的示例图。
参考图2，以对准方式附接的多个微型LED R/G/B可以根据构成显示像素的元素(例如，间距、颜色(R/G/B)、间隙等)被重新布置在基板220上。虽然在图1c中示出了其中多个微型LED R/G/B被重新布置在临时固定膜122上的结构，但是将在图2中描述将多个微型LED R/G/B直接重新布置在基板220上的过程。
图2示出了利用拾取设备225在基板220上重新布置微型LED R/G/B的过程。在对准的发出蓝色的微型LED B、对准的发出绿色的微型LED G和发出红色的微型LED R被制备之后，可以移动由拾取设备225选择的微型LED R/G/B，以在基板220上重新对准。箭头方向②指示拾取设备225的移动方向。移动的微型LED芯片R/G/B可以在其中RGB被重新布置为一组的状态下被设置在基板上。
图3a是示出根据本公开的各种实施例的在微型LED芯片R/G/B上执行PR工艺的状态的截面图。图3b是示出根据本公开的各种实施例的将感光材料应用到微型LED R/G/B的状态的俯视图。
参考图3a和图3b，根据各种实施例的处于从临时固定膜剥离的模制状态的微型LED芯片R/G/B可以在连接到PCB之前进行光致抗蚀(PR)工艺。
在从临时固定膜分离之后，由模制部分230支持的微型LED芯片R/G/B可以进行PR或阻焊(SR)工艺230a，即，可以将感光材料涂覆在上表面230a的至少一部分上。涂覆的感光材料可以以层状涂覆在上表面230a的特定区域上，以固定用于设置PCB 230的位置，并且可以覆盖每个微型LED芯片R/G/B的互连状态。例如，可以不执行PR工艺。在下文中，涂覆的感光材料将被称为感光层。
根据各种实施例的每个感光层222可以形成为可以足以包括每个微型LED芯片R/G/B的连接焊盘p的区域。每个微型LED芯片R/G/B的连接焊盘p可以被感光层222覆盖。
图4a至图4k是顺序示出根据本公开的各种实施例的制造微型LED显示器的方法的截面图。参考图4a至图4k，将根据本公开的各种实施例描述利用安装微型LED的技术制造显示器的方法。
参考图4a，通过在高温/高压下以单晶状态在蓝宝石基板400上生长来生成微型LED 402。由于已经在图1a中对其进行了详细描述，所以将省略其详细描述以避免重复。
参考图4b，根据各种实施例，可以将未固化的液体材料412涂覆在制备好的基板410的一个表面上。例如，根据各种实施例的未固化液体材料412可以形成为层形状以在基板的一个面上具有特定的厚度。在下文中，涂覆的未固化材料将被称为未固化层。
根据各种实施例的基板410可以由玻璃材料构造。层状基板410可以设置为与未固化层412重叠。
参考图4c，在固化涂覆在基板410上的未固化层412之后，可以通过LLO工艺在蓝宝石基板400上剥离微型LED R/G/B，并且剥离的微型LEDR/G/B可以被设置为被重新布置在固化层412上。固化操作可以辐射紫外线以将未固化层412固化为刚性层。
图4d中示出了根据各种实施例的被重新布置并固定在基板410上的微型LED。
参考图4e，根据各种实施例的被重新布置在基板410上的微型LED R/G/B被进行湿蚀刻以去除镓(Ga)。镓(Ga)是在室温下以液态存在的金属，并且部分保留在激光剥离(LLO)工艺期间分离的LED层上。由于这在后处理(例如，模制工艺等)中导致LED亮度劣化、污染和成品率劣化，因此可能需要去除镓(Ga)。在湿蚀刻工艺中，可以通过被浸入容器420中的磷酸(H3PO4)或盐酸(HCL)水溶液中特定时间来去除镓(Ga)。在本公开中可以不执行湿蚀刻工艺。
参考图4f，根据各种实施例的以板型模制重新布置的微型LED R/G/B的方法可以使用传递模制、注射模制等。例如，模制材料可以使用基于环氧的树脂或基于硅的树脂等。模制的微型LED R/G/B可以保持固定在基板410上的状态，并且可以被设置成板型。重新布置的微型LED R/G/B可以通过模制部分430保持刚性板型。例如，模制部分430可以是黑色的。
参考图4g，根据各种实施例的微型LED R/G/B可以通过LLO工艺被从基板410剥离。LLO工艺可以辐射激光以分离模制部分430和基板410。
参考图4h和图4i，可以根据微型LED R/G/B的焊盘位置来配置通孔440a，并且可以用导电材料441填充通孔440a来实现电路445。
FOPLP工艺可以包括：利用激光器在模制部分430的下部中形成通孔440a；利用电镀工艺用导电材料441(例如，诸如铜的金属)填充通孔440a；以及在层412的下表面上执行电镀沉积之后，通过光刻工艺形成电路445。
根据各种实施例，CO2激光器和IR激光器中的任何一种可以用作用于形成通孔440a的激光器。例如，可以包括Cu、Sn、Sn-Ag合金和Sn-Ag-Cu合金中的任何一种作为用于通过涂覆填充通孔140a的导电材料441。
参考图4j，根据各种实施例的经过FOPLP工艺的层412可以具有通过焊接工艺形成在下表面上的至少一个焊接电极450(例如，焊球)。例如，焊接电极450可以被形成为使得导电材料层445电连接到下面描述的主PCB的焊接焊盘。根据各种实施例的微型LED R/G/B可以以特定尺寸被成型以将其作为一部分来生产。以这种方式制造的微型LED芯片可以被称为微型LED阵列封装。
参考图4k，在根据各种实施例的微型LED封装中，焊接电极450可以接合到主PCB460的焊盘460a。微型LED焊盘可以经由焊接电极450被电连接到主PCB的焊接焊盘460a。以这种结构配置的微型LED R/G/B可以是显示器的至少一部分。
在最后步骤中，作为一部分生成的微型LED封装(模块)可以通过安装在主板上而被制造为显示器，并且可以被制造为各种尺寸的显示器。
图5中示出了通过图1a至图1j的制造工艺制造的微型LED显示器500。
图6是示出具有大屏幕尺寸并且与利用根据本公开的各种实施例的显示器制造方法制造的微型LED显示器610组合的显示器的俯视图。
参考图6，多个制造的微型LED显示器610被组装以制造具有更多各种宽度的LED显示器600(例如，大型TV或剧院显示器等)。
参考图7，微型LED阵列封装75可在微型LED芯片R/G/B之间具有绝缘构造752或非绝缘构造751，以在以特定间隔被对准以方便与PCB耦合之后模制每个微型LED芯片时，防止微型LED芯片之间的变形。例如，绝缘构造752可以设置在微型LED芯片R/G/B之间，并且可以设置在由一个RGB组构成的微型LED芯片之间。另外，非绝缘构造751可以设置在微型LED芯片R/G/B之间，并且可以设置在由一个RGB组构成的微型LED芯片之间。例如，非绝缘构造751可以包括导电材料的分隔物。
参考图8，微型LED阵列封装85可以被配置为利用绝缘和重新分布工艺来扩展连接焊盘P的尺寸，以便容易地实现与PCB的耦合，并且可以通过连接和接合微型LED芯片R/G/B之间的公共电极850来减少连接焊盘P的数量。
在本公开中使用的术语“模块”可以暗指包括例如硬件、软件和固件之一或它们中的两个或更多个的组合的单元。“模块”可以与诸如单元、逻辑、逻辑块、组件、电路等之类的术语互换使用。“模块”可以是集成构成组件的最小单元，或可以是其一部分。“模块”可以是用于执行一个或更多个功能的最小单元，或者可以是其一部分。“模块”可以机械地或电气地实现。例如，本公开的“模块”可以包括已知的或将要开发并且执行某些操作的专用集成电路(ASIC)芯片、现场可编程门阵列(FPGA)和可编程逻辑设备中的至少一个。
根据各个实施例的基于本公开的设备(例如，模块或其功能)或方法(例如，操作)的至少某些部分可以利用存储在计算机可读存储介质中的指令来实现。如果指令由一个或更多个处理器(例如，处理器210)执行，则一个或更多个处理器可执行与该指令相对应的功能。所述计算机可读存储介质可以是例如存储器220。程序模块的至少一部分可以例如由处理器实现(例如执行)。编程模块的至少一部分可以包括用于执行一个或更多个功能的模块、程序、例程、指令集、过程等。
该计算机可读记录介质可以包括硬盘、软盘、磁性介质(例如，磁带)、光学介质(例如，紧凑型光盘(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)、磁性-光学介质(例如，软盘)、硬件设备(例如，只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、闪存等)等。程序指令的示例不仅包括由编译器创建的机器语言，而且包括由计算机利用解释器等执行的高级语言。前述硬件设备可以被配置为作为一个或更多个软件模块来操作以执行本公开的操作，并且其他方式也是可行的。
根据本公开的模块或编程模块可以进一步包括上述组件中的至少一个或更多个组件，或者可以省略其中的一些，或者可以进一步包括其他组件。由根据本公开的模块、编程模块或其他组件执行的操作可以以顺序、并行、重复或启发式的方式执行。此外，一些操作可以以不同的顺序执行或者可以被省略，或者可以添加其他操作。
在说明书和附图中公开的本公开的各种实施例仅是为了清楚而呈现的特定示例，而无意于限制本公开的范围。因此，除了本文公开的实施例之外，在不脱离本公开的技术概念的情况下，形式和细节上的各种改变将被解释为包括在本公开的范围内。

Claims (15)

1.一种微型LED显示器，所述微型LED显示器包括：
印刷电路板PCB，所述PCB包括多个焊接焊盘；
微型LED封装，所述微型LED封装包括多个微型LED芯片；以及
多个焊接电极，所述多个焊接电极将所述微型LED芯片接合到所述PCB的所述焊接焊盘上，
其中，所述微型LED封装通过至少以下处理而形成：
在将所述微型LED芯片附接到载体膜之后，根据显示像素配置，利用拾取设备将所述微型LED芯片以红绿蓝RGB状态重新布置在临时固定膜上，模制所重新布置的微型LED芯片，从所模制的微型LED芯片上去除所述临时固定膜，然后将所述微型LED芯片接合到基板上，并在所述基板上执行扇出型面板级封装FOPLP工艺，并且
其中，所述FOPLP工艺包括：
利用激光器在所述基板的下部中形成通孔；
利用电镀工艺用导电材料填充所述通孔；以及
在所述基板的下表面上执行电镀沉积之后，通过光刻工艺形成电路。
2. 根据权利要求1所述的微型LED显示器，
其中，所重新布置的微型LED芯片通过模制部分以板型布置，并且
其中，板型微型LED芯片的每个连接焊盘被设置为电连接到所述基板。
3.根据权利要求2所述的微型LED显示器，其中，以板型设置的所述微型LED芯片的连接焊盘上涂覆有感光材料，其中，所述感光材料固定了连接所述微型LED芯片和所述基板的位置并覆盖了互连状态的所述微型LED芯片。
4.一种制造微型LED显示器的方法，所述方法包括：
第一步骤，将每个微型LED芯片以焊盘向下的形式附接到载体膜上；
第二步骤，根据所述显示器的像素配置元件，利用拾取设备将所附接的微型LED芯片重新布置到临时固定膜上；
第三步骤，模制所重新布置的微型LED芯片；以及
第四步骤，在所模制的微型LED芯片上执行扇出型面板级封装FOPLP工艺，
其中，在所述第四步骤中，从所模制的微型LED芯片上去除所述临时固定膜，然后将所述微型LED芯片接合到基板上，并在所述基板上执行所述FOPLP工艺，并且
其中，所述FOPLP工艺包括：
利用激光器在所述基板的下部中形成通孔；
利用电镀工艺用导电材料填充所述通孔；以及
在所述基板的下表面上执行电镀沉积之后，通过光刻工艺形成电路。
5.根据权利要求4所述的方法，在所述第四步骤之后，所述方法还包括：
第五步骤，在所述微型LED芯片的连接焊盘上形成焊接电极；
第六步骤，使用特定尺寸的封装对其上形成有所述焊接电极的所述微型LED芯片执行成型；以及
第七步骤，将所述微型LED芯片的封装安装到PCB上以制成显示器。
6.根据权利要求4所述的方法，其中，所述第一步骤使用激光剥离LLO工艺，所述LLO工艺通过将激光辐射到附接在蓝宝石基板上的所述微型LED芯片来分离所述蓝宝石基板和所述微型LED芯片，并且所述方法还包括：在所述第三步骤之后，通过所述LLO工艺从所述临时固定膜上剥离所模制的微型LED芯片。
7.根据权利要求6所述的方法，所述方法还包括湿蚀刻工艺，在所述湿蚀刻工艺中，将从所述蓝宝石基板分离的所述微型LED芯片浸入容器中的H3PO4中特定时间，其中，所述湿蚀刻工艺去除了镓。
8.一种微型LED显示器，所述微型LED显示器包括：
微型LED阵列封装；
具有薄膜晶体管TFT结构并层压到所述微型LED阵列封装的PCB；以及
形成在所述微型LED阵列封装与所述PCB之间并支持所述微型LED阵列封装与所述PCB之间的连接状态的构件，
其中，所述微型LED阵列封装通过至少以下处理而形成：
在将微型LED芯片附接到载体膜之后，根据显示像素配置，利用拾取设备将所述微型LED芯片以红绿蓝RGB状态重新布置在临时固定膜上，模制所重新布置的微型LED芯片，从所模制的微型LED芯片上去除所述临时固定膜，然后将所述微型LED芯片接合到基板上，并在所述基板上执行扇出型面板级封装FOPLP工艺，并且
其中，所述FOPLP工艺包括：
利用激光器在所述基板的下部中形成通孔；
利用电镀工艺用导电材料填充所述通孔；以及
在所述基板的下表面上执行电镀沉积之后，通过光刻工艺形成电路。
9.根据权利要求8所述的微型LED显示器，其中，所述微型LED阵列封装包括位于所述微型LED芯片之间的绝缘或非绝缘构造，以在以特定间隔对准以方便与所述PCB耦合之后模制每个微型LED芯片时，防止所述微型LED芯片之间的变形。
10.根据权利要求9所述的微型LED显示器，其中，所述构造使用利用光致抗蚀剂的聚合物材料或使用利用蚀刻或电镀的金属。
11.根据权利要求8所述的微型LED显示器，其中，所述构件被配置为由铜金属片或合成树脂制成的膜型，并且被附接在所述PCB的暴露的连接焊盘上。
12. 根据权利要求8所述的微型LED显示器，
其中，所述微型LED阵列封装和所述PCB利用所述构件经过热处理而耦合，并且
其中，所述热处理包括热压接合工艺、超声波焊接工艺和热熔融工艺中的任一种，并且所述PCB具有利用所述热处理以集成方式安装在其上的微型LED阵列封装。
13.根据权利要求8所述的微型LED显示器，其中，所述构件由包括铜浆料和银浆料以经受高温TFT工艺的导电浆料制成。
14.根据权利要求8所述的微型LED显示器，其中，具有所述TFT结构的所述PCB利用经受高温TFT工艺的聚酰亚胺膜、通过层压所述聚酰亚胺膜形成的相对低温的通孔以及后互连。
15. 根据权利要求14所述的微型LED显示器，
其中，在层压所述聚酰亚胺膜之后，利用包括FR4、BT和RCC的树脂进行堆焊，以确保所述PCB的翘曲和平坦度；并且
其中，由陶瓷和SUS中的任一种材料形成的基板构件被添加到所述PCB中。
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