韓 明

（廣州廣合科技股份有限公司，廣東 廣州 510730）

1 顯示市場發(fā)展

近年來，隨著通信技術(shù)的迅速發(fā)展，迫使著顯示設(shè)備向多功能和數(shù)字化方向發(fā)展。具體來說，現(xiàn)代顯示器件正向高密度、高分辨率、節(jié)能化、高亮度、彩色化、大屏幕的方向發(fā)展。主流顯示技術(shù)發(fā)展圖如圖1所示。

CRT（陰極射線管）投影的亮度很低，而且體積和重量巨大，目前已經(jīng)基本被淘汰。LCD是液晶顯示器的統(tǒng)稱，技術(shù)成熟，開啟了大尺寸、高分辨率、高對比度的顯示高畫質(zhì)時代，是目前市場主流。

OLED（有機(jī)二極管）是指有機(jī)半導(dǎo)體材料和發(fā)光材料在電場驅(qū)動下，通過載流子注入和復(fù)合導(dǎo)致發(fā)光的現(xiàn)象。與LCD相比，OLED節(jié)省了背光源、液晶和彩色濾光片等結(jié)構(gòu)，功耗更低，且可實(shí)現(xiàn)柔性化顯示。LED（發(fā)光二極管）電子顯示屏本身具有很多優(yōu)點(diǎn)，例如：亮度高、工作電壓低、功耗小、易于集成、驅(qū)動簡單、壽命長、耐沖擊且性能穩(wěn)定等，其市場前景極為廣闊。

Micro LED指產(chǎn)品芯片尺寸＜50 μm，與普通LED一樣自發(fā)光，用RGB（紅、綠、藍(lán)）三種發(fā)光顏色的LED芯片組成一個個像素用于顯示。對LED尺寸的微縮使得Micro LED顯示有別于傳統(tǒng)制程，巨量轉(zhuǎn)移、檢測、返修等工藝成為限制Micro LED規(guī)?；慨a(chǎn)的瓶頸。以目前巨量轉(zhuǎn)移、配套結(jié)構(gòu)件的技術(shù)水平，受制于良率、時間成本等問題，制成Micro LED的成本比LCD和OLED面板要高出許多，短期內(nèi)很難進(jìn)入消費(fèi)電子領(lǐng)域。

MiniLED指芯片尺寸在50～200 μm之間，帶藍(lán)寶石襯底的產(chǎn)品。據(jù)市場最新調(diào)研未來5～10年，MiniLED會持續(xù)增長，預(yù)計(jì)數(shù)量從2021年490萬到2025年2530萬，年均增長50%多，是目前最有潛力的市場。

2 MiniLED產(chǎn)品定義及特點(diǎn)分析

目前市場LED顯示產(chǎn)品具體區(qū)分如圖2所示。傳統(tǒng)小間距LED市場已成熟，Micro LED還在技術(shù)發(fā)展階段，MiniLED則處于量產(chǎn)上升期。

結(jié)合目前市面主流MiniLED產(chǎn)品設(shè)計(jì)和使用場合，對應(yīng)使用的MiniLED印制板大體可以分成三種：MiniLED背光板、MiniLED燈珠板、MiniLED直顯板。針對MiniLED板三類產(chǎn)品從設(shè)計(jì)端進(jìn)行分析其特點(diǎn)，如表1所示。

表1 三類MiniLED板設(shè)計(jì)特點(diǎn)表

3 MiniLED板生產(chǎn)制作關(guān)鍵點(diǎn)

3.1 尺寸漲縮

MiniLED成品板裝配因燈珠焊盤尺寸小，因此要求燈珠焊盤距離尺寸極差小，不同板之間用光學(xué)點(diǎn)距離管控。尤其MiniLED背光板，一般為0.2～0.6 mm薄板，尺寸大（部分顯示產(chǎn)品達(dá)280×470 mm）。但是批次內(nèi)板光學(xué)點(diǎn)中心距要求為±30 μm，而且不同板光學(xué)點(diǎn)距離極差R值要求＜60 μm。因此，對材料漲縮值、生產(chǎn)過程管控提出更高要求。

3.1.1 直線性要求

因?yàn)闊糁榘逭鏋檎R陣列燈珠，如果外層燈珠位置直線性不好，會導(dǎo)致屏幕調(diào)光出現(xiàn)漏光、錯位等不良現(xiàn)象。為防止異常，目前客戶管控同一行每顆燈珠上下位置偏差（即X坐標(biāo)值）極差值、同一列每顆燈珠左右位置偏差（即Y坐標(biāo)值）極差值，一般極差值要求≤30～40 μm（如圖6所示）。

燈珠焊盤成陣列設(shè)計(jì)，必須保證每組燈中心成一條直線。參考做法如下：

（1）選擇單元內(nèi)某個固定孔作為坐標(biāo)軸零點(diǎn)（即X=0，Y=0）。

（2）選擇固定間距多行多列燈珠標(biāo)出坐標(biāo)，選取以上坐標(biāo)交叉點(diǎn)，記錄每個位置坐標(biāo)值（X'，Y'）數(shù)據(jù)。

（3）將所有測量的位置坐標(biāo)值（X'，Y'）與標(biāo)準(zhǔn)原稿坐標(biāo)值（X，Y）進(jìn)行比較，可得出極差值。

（4）豎向極差值＝X'－X；橫向極差值＝Y(jié)'－Y。

3.1.2 關(guān)鍵控制要求

終端產(chǎn)品對線路板的整體漲縮、線性形變均有超常規(guī)線路板要求，因此，制作此類產(chǎn)品需從以下方面管控：

（1）板料漲縮CTE（X、Y）值。

目前FR-4材料是常用基材，但其CTE值較大，難以滿足要求。BT材料雖然價格貴，但漲縮CTE值小，且極差也小很多。現(xiàn)選擇一款常見BT（聚對苯二甲酸丁二醇酯）材料與FR-4（Tg170、Tg200）做對比實(shí)驗(yàn)。

①試樣尺寸為300 mm×280 mm×0.21 mm，經(jīng)向?yàn)?00 mm，按尺寸切取試樣。

②在試樣的四角鉆出四個定位孔（孔徑3.175 mm），孔間距為2.54 mm（正方形），并用標(biāo)記，經(jīng)向兩邊分別為W1、W2，緯向?yàn)镕1、F2。

③將銅箔完全蝕刻去除。

④試樣在恒溫恒濕箱（150±5）℃下烘4 h±10 min。烘后立即放入干燥器中冷卻，1 h后取出試樣。在2 h內(nèi)測量距離W11、W21、F11、F21。

⑤計(jì)算：經(jīng)向＝(W11-W1)/W1

緯向＝(F11-F1)/F1

試驗(yàn)不同材料漲縮測量對比，見表2所示。

表2 不同材料漲縮測量對比表（單位：×10-6）

小結(jié)：BT材料漲縮CTE值比普通FR4材料要好，極差在100×10-6以內(nèi)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于普通FR4材料。因此選擇BT基材能滿足客戶要求。

（2）過程管控。

PCB在制作加工中，為了降低漲縮差異，關(guān)鍵在于盡可能釋放材料加工應(yīng)力，尤其是設(shè)計(jì)機(jī)加工的工序。主要控制點(diǎn)如下：

①開料后烤板：可使用立式烤箱或隧道爐烤箱烘烤；一方面趕走基板內(nèi)水汽，另一方面可進(jìn)一步固化基板。

②鉆孔：盡量使用較新鉆頭制作，孔限壽命一般管控≤800，可減少板在鉆孔過程中鉆頭切屑產(chǎn)生的應(yīng)力。

③電鍍、外層、阻焊工序前處理盡量使用化學(xué)處理方法制作，盡可能避免研磨帶來的不規(guī)則變形。

3.2 阻焊油墨

MiniLED產(chǎn)品阻焊特點(diǎn)如下：

背光板：白色，要求反射率≥80%，黃變指數(shù)B≤3；

燈珠板：啞黑色，一般要求不高；

直顯板：啞黑色，同批次無色差，要求較高。

對于目前背光板，主流市場一般要求為：白色油墨，成品IR后反射率≥80%（有的產(chǎn)品要求≥85%或90%）。阻焊油墨反射率與油墨自身填料類型、油墨厚度直接相關(guān)，其中，油墨填料各家不同有差異。

測試選取某家白色阻焊油墨進(jìn)行測試油墨厚度與反射率關(guān)系，見圖7所示。

小結(jié)：（1）隨著油墨厚度的增加，反射率與油墨厚度成正比關(guān)系；

（2）當(dāng)油墨厚度＞46 μm，隨著油墨厚度增加，反射率達(dá)到94%后不會繼續(xù)增加；

（3）IR一次后反射率降低2%～3.2%；

3.3 外形制作

一些MiniLED終端設(shè)備尺寸較大，如戶外屏、大型高清電視等。受限于移植燈珠后PCBA良率影響，終端目前均選擇多塊屏幕拼接制作。在屏幕拼接中，為避免各屏幕中間縫隙導(dǎo)致漏光、色差影響。因此，對PCB的外形尺寸公差常要求控制±0.075 mm（3 mil）（常規(guī)產(chǎn)品要求±0.10 mm或±0.15 mm），且板上無定位孔。這對成型加工而言要求較高，目前制作方法如表3所示。

表3 無定位孔制作方法表

3.4 其他制作特點(diǎn)

（1）MiniLED背光板因板厚較薄，易翹曲。因此，后制程易卡板，需使用薄板生產(chǎn)線制作，并適當(dāng)降低產(chǎn)線速度。

（2）白色阻焊對異物要求嚴(yán)格，阻焊無塵室建議使用五千級或以上，減少異物。

（3）MiniLED一些產(chǎn)品如：燈珠板、直顯板等，阻焊常選用啞黑油墨。為避免拼接時調(diào)試色差問題，嚴(yán)格管控批次，確保阻焊后無混批次，從而保證顏色色差一致性。

（4）因MiniLED測試焊盤密集，且點(diǎn)數(shù)一般在3～4萬點(diǎn)以上，導(dǎo)致電測困難。用飛針測試一般1PCS需要30～90 min，建議可選擇8倍MiniLED專用測試機(jī)。

4 總結(jié)

MiniLED產(chǎn)品目前正處于起步發(fā)展階段，市場需求前景十分廣闊。文章從產(chǎn)品設(shè)計(jì)特點(diǎn)入手進(jìn)行分類分析，并對常見設(shè)計(jì)特性進(jìn)行了相關(guān)試驗(yàn)，供廣大同行作為參考。伴隨著產(chǎn)品升級換代，制作要求的不斷變更，PCB制作新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，相信未來市場可期。

致謝：本項(xiàng)目是在黎欽源總工的技術(shù)指導(dǎo)下完成的，項(xiàng)目試驗(yàn)過程中得到了彭鏡輝、謝明運(yùn)等人極大的支持，在此，向大家表示衷心地感謝。