追求极致产品，微间距下的MIP工艺技术

随着室内显示市场的蓬勃兴起，近年来，小间距LED超高清无缝显示技术已在商场、安防监控、指挥中心、教育机构、能源广电以及会议室等众多应用场景中大放异彩。点间距P2.5、P1.8、P1.5乃至P1.2的显示屏，已变得极为普遍且广泛应用;同时，市场对于视距更短、解析度更高的显示屏需求正稳步攀升。此外，LED技术的应用领域正不断拓展，预计将更多地融入TV电视、车载设备、医疗器械、3C家电等多个细分的显示领域，展现出其无限的潜力与魅力。

全彩显示技术三原色LED有红R、绿G、蓝B三种发光芯片，芯片通过正负电极的电路连接驱动，从而发出光亮并显现出丰富的色彩。随着点间距的不断缩小和像素密度的提升，发光芯片的封装工艺也经历了显著的变革。传统P2.5使用2121的表贴封装体，直到小间距时代，P1.2使用1010更小的封装体(如下图1)，如此一来，才能够合理的设计室内LED显示产品，

当前，科技产品正朝着更高的解析度和更小的点间距发展，这一趋势已成为行业的共识。在此背景下，P0.9、P0.7、P0.4乃至P0.1以下级别的产品，正逐步成为显示行业多元化应用的新蓝海。这些产品不仅将推动显示技术的进一步革新，还将为各类应用场景带来更加细腻、逼真的视觉体验。

图1 全彩LED封装体外型

由于，在更小的面积上，要求更密的显示像素，对LED发光元件的尺度需随着点间距相对缩小而设计，因此COB(板上直接焊接芯片)的工艺方式应运而生，加上倒装芯片的元器件和共阴的架构，使得LED产品在P1.0开始有了新的变化。不同以往的是，不再需要打线工艺，从而提升良率、降低成本，并且整面覆膜代替了传统表贴方式，具备防水、防尘、防磕碰等表面防护和性能，多层覆膜的底黑设计并能有防串光的效果，进而提升良率和器件的可靠度以及产品的信赖性。

但是在实现微间距(小于P1.0)的路上，不同以往小间距所使用的HDI PCB线宽、线距、板层、铜厚等设计，透过MSAP制程的影像转移、镀铜和闪蚀刻等制程，以便形成线路垂直结构提升生产良率，对于微间距的电路设计里每一条线路都将面临直通率的挑战，COB制程所使用的超高密PCB板将面临增加制作成本，和后段包含固晶生产良率下降，以及较低的量产效率。

当使用固晶机抓取焊接晶片时，自然地对正负极焊盘(W)和焊盘间距尺寸(GAP)是越大越宽，将有机会使得直通率大大提升(如下图2)。 因此，当芯片尺寸越小、间距要求变小，正装金线固晶方式势必淘汰，而倒装芯片设计的尺寸逐步发展变小，焊盘和焊盘间距也随之缩小，加上芯片与板材之间热膨胀系数匹配影响，以及过程中固晶动作偏移和PCB焊盘位置偏移等因素，都会影响固晶良率的加剧降低，这对微间距上布满密度超高、尺寸微小的每一个焊点，都将导致固晶的直通率降低、成本上升和生产周期加长。

图2 LED芯片关键尺寸

为了解决这个微间距尺寸对工艺、直通率和成本的问题，MIP(Micro LED in Package)芯片级板上封装技术的封装架构方式，在多层的半导体电路工艺设计，可实现放大焊盘和焊盘间距，使得固晶直通率提升，因此对于Micro LED 在50微米以下的芯片尺寸(1 mil相当于25.4 um)，可将PCB需求50 微米以下线宽、线距的极限制作，将有机会转化为100 微米的PCB线宽、线距需求。 如此一来，将使得原本芯片上的小焊盘能够成功桥接大焊盘，加宽了影响短路的焊盘间距(如下图3)，同时能衔接上原本的HDI PCB材料和制备方式，不用担心MSAP电路板的良率和更高的成本，仍然可保持现有的工艺技术、贴装设备和生产效率，更有机会加大产业的量产规模。

不仅如此，MIP的工艺技术优势，还可以广泛应用在玻璃基板上，并能降低板材成本，也可以使用全蓝光芯片搭配半导体制程，使用量子点在硅基上制备转色形成全彩的红绿蓝显示，未来在0202、0101等的更小芯片和更密间距、更小尺寸的需求上，将可以被普遍、广泛的使用在更多的新兴增量、蓝海市场。

图3 MIP 桥接增大焊盘和焊盘间距示意图

MIP工艺对微小的倒装芯片是进行半导体方式的封装技术，使得原本的芯片电极可延展而出(如下图4)，焊盘之间的间距也可以随着增加，灌胶、切割封装形成分立器件的方式，仍然可使用固晶机和HDI的PCB板的基础，即完成微间距 Micro LED显示模组，对于不良的焊点在后段检测、测试分选上，只需更换单颗器件，在生产的过程中同时降低了维护的成本和难度，这将使得制造产品的直通率、良率提升，并且降低成本优势突出。

图4 芯片电极在板层间的延展示意图

Micro LED在微间距的生产制作过程，MIP的制造流程相当于COB工艺的进阶版(如下图5)，主要是在前中段的芯片制作过程中，为加大电极面积和延展电路的设计可以提高量产直通率，因此多了黄光制备、绝缘层披覆、电极金属化、刻蚀电路等多道的半导体设备制程，并在中后端进行切割、测试分选，同时可以直接在蓝膜上进行和移转，并且在制作的过程中，可以对后端需求的产品型态对应进行不同的工艺制备，同样使用现下的固晶设备、巨量转移和封装模压，则可完成一整体化的量产工作，不仅提高了品质直通率和生产效率，同时无缝衔接工艺制程，并有机会加大产业多元的应用面。

图5 MIP和COB制造流程图

对于LED小间距走向微间距的道路，相较传统过去的表贴SMD LED因引脚外露防护等级弱，已不能满足室内的环境要求，在未来广泛的使用场景里，逐渐使用微间距P0.9以下，包含标准2K分辨率P0.7、标准4K分辨率P0.3的电视架构，以及8K LED显示器和更多的穿戴式手表、眼镜、车用面板等，都将是可以实现的蓝海市场，同时对于室内小微间距、超密尺度产品的合理设计，其显示效果、零坏点、防护要求将是产品的关键(如图5)。

AET阿尔泰使命成为微间距显示的极创者，追求高品质的超高清8K+物理分辨率，敢于超越现下的视频源标准解析度和传输媒介，单一画面解析度对应多物理分辨率，突破极短距离的肉眼分辨极限，获得一极致和完美高质量的显示屏幕效果。

AET阿尔泰作为显示屏解决方案厂家，在东莞市光大产业科技园拥有生产制造厂，自主研发设计打造极致产品，携手上、中游的芯片厂、封装模组厂，并提供定制各种军规、商显、民用的显示模组单元，对LED显示行业进行项目、工程和渠道等多种销售型态;作为极致显示产品引领的领跑者，AET阿尔泰对微间距产品从机构、电子、系统各方面，于20-23年通过8轮的产品开发，期间进行达上千次的设计、试错、模拟、打样、集成、重新设计、校正、优化、测试和多重验证，以“标准尺寸+标准分辨率+标准接口”，解决LED显示产品尺寸复杂、接口不统一、传输复杂、兼容性差、通用性差等行业痛点，引领LED显示标准化、极简化、通用化发展，革新传统“(视频源)电脑→拼接器→发送盒→(物理分辨率)显示屏”显示方案，率先实现“(视频源)电脑→(物理分辨率)显示屏”极简直连，于21年5月ISLE展会重磅展示Mini/Micro LED标准显示单元，逐年的展会中推出QCOB、COB工艺产品，推动LED显示在标准尺寸、标准分辨率、标准系统三大构架的颠覆式创新，和在能耗、故障率、安装/维护难度三大维度的指数级优化，在2023年的展会上，AET阿尔泰推出了55吋2K微间距MIP技术类产品，再次展现了其在创新极致视界方面的实力，AET阿尔泰以标准引领未来，致力于为用户提供更加优质、高效的显示解决方案。

图6 LED在小/微间距显示中的工艺技术發展