Die Hintergrundbeleuchtungstechnologie von MiniLED ermöglicht eine erheblich verbesserte Farbart.Bildnachweis: KLAMiniLED ist ein Aufsteiger in der Display-Kategorie, insbesondere für Tablets, Fernseher und Gaming-Monitore.Diese relativ neue Technologie, die für die Hintergrundbeleuchtung von LCD-Displays verwendet wird, bietet im Vergleich zur herkömmlichen LCD-Technologie mit LED-Hintergrundbeleuchtung tiefere Schwarztöne, verbesserte Kontrastverhältnisse und hellere Panels.Aber es gibt eine Herausforderung, die sich abzeichnet, wenn miniLED in die Massenproduktion übergeht: MiniLED-Hintergrundbeleuchtungseinheiten erfordern ein Substrat – entweder PCB oder Glas – das mit einer weißen Lötstoppmaske bedeckt ist.Warum stellt der Fertigungsprozess mit weißem Lötstopplack eine Herausforderung dar?Schauen wir uns zum besseren Verständnis die Vorteile von miniLED an, warum Weiß die bevorzugte Lötstoppmaske ist, und die daraus resultierenden Herausforderungen bei der Herstellung.Laut einem Omdia-Bericht „OLED and LCD Supply Demand & Equipment Tracker – 2Q21 Analysis“ wird erwartet, dass die Lieferungen von LCD-Panels mit miniLED-Hintergrundbeleuchtung von 9,7 Millionen Einheiten im Jahr 2021 auf 37,9 Millionen Einheiten im Jahr 2025 steigen werden. Genauer gesagt, Fernseher und Tablets sind die führenden miniLED-Anwendungen, wobei für Fernseher bis 2025 ein erhebliches Wachstum prognostiziert wird. Die Verwendung von miniLED für Notebook-PCs gewinnt ebenfalls an Zugkraft und wird voraussichtlich im gleichen Zeitraum an Volumen zunehmen.MiniLED wird zu einer beliebten Wahl für OEM-Designer, da es einen besseren Kontrast, sattere Farben und eine verbesserte Bildqualität bietet und eine kostengünstige Alternative zu OLED sein kann.OLED ist eine beliebte Technologie mit selbstleuchtenden Displays und Panels, die aufgrund ihrer lichtemittierenden Eigenschaften keine Hintergrundbeleuchtungseinheit benötigen.OLED kann einen besseren Farbkontrast bieten als miniLED, ist aber oft ziemlich teuer und es gibt einige Nachteile in Bezug auf Lebensdauer und Leistung in Außenumgebungen.MiniLED hingegen hat eine hervorragende Helligkeit, einen reduzierten Energieverbrauch, eine hohe Bildwiederholfrequenz und einen breiten Farbraum mit weniger Designkomplexität.Infolgedessen sind viele der größten Hersteller von Fernsehern, Tablets und Notebooks bestrebt, die miniLED-Technologie einzuführen, da sie Qualität und andere Verbesserungen gegenüber der Standard-LED-Technologie bietet und kostengünstiger als OLED ist.Um all diese Vorteile zu bieten, erfordert der Lötmasken-Belichtungsprozess für miniLED-basierte Geräte eine hohe Genauigkeit und Ausbeute.Hersteller müssen in der Lage sein, eine überragende Genauigkeit zu erreichen, um die anspruchsvollen Spezifikationen miniLED-basierter Produkte zu erfüllen, wie von den Designern gefordert.Direct Imaging (DI) für den Lötmasken-Belichtungsprozess ist hierfür eine ideale Lösung, da es eine hohe Genauigkeit ermöglicht und gleichzeitig Herausforderungen wie Panel-Topographie, Verzerrung und feine Merkmale überwindet, die alle die Produktqualität und -ausbeute beeinflussen können.MiniLED-Hintergrundbeleuchtungseinheit auf einem großen FernseherVorteile und Herausforderungen des weißen Lötstopplacks für miniLEDDesigner von miniLED BLU (Backlight Units)-Geräten verlangen normalerweise, dass die von ihrer Lieferkette hergestellten Substrate mit einer weißen Lötstoppmaske bedeckt werden, die eine sehr hohe Reflektivitätsrate hat (in vielen Fällen >90 %).Dies ermöglicht den hohen Kontrast und leuchtendere Farben, die ein schärferes Bild auf Fernsehern, Tablets und Notebooks/PCs liefern.Alle diese Substrate, ob PCB oder Glas, werden mit Öffnungen zur Aufnahme der miniLED-Chips in der nächsten Montagestufe hergestellt, entweder Package on Board (POB), Chip on Board (COB) oder Chip on Glass (COG).Hochgenaue und gleichmäßige Öffnungsmaße sind entscheidend für die Qualität des miniLED-Endprodukts.Es gibt drei Faktoren im DI-Belichtungsprozess für weiße Lötmasken, die Hersteller vor Herausforderungen stellen können: Der erste ist die Genauigkeit, der zweite die Qualität und Ausbeute und der dritte die Kapazität, die sich auch in Kosten niederschlägt.MiniLEDs sind zwischen 50 und 300 Mikrometer groß und müssen sehr genau mit einer extrem kleinen Standardabweichung positioniert werden.Beispielsweise darf die Gleichmäßigkeit der Lötstopplacköffnungen (SROs) auf dem Substrat für einige Anwendungen nicht um mehr als ±5 Mikrometer abweichen.High-End-Geräte erfordern normalerweise eine höhere Genauigkeit.Das Erreichen einer solch strengen Registrierungsgenauigkeit ist noch schwieriger, wenn die Panel-Targets mit einer dicken weißen Lötmaske bedeckt sind und eine spezielle Beleuchtung oder ein ausgeklügelter Algorithmus erforderlich ist, um die Targetposition mit hoher Genauigkeit zu erfassen.Qualität ist die zweite Herausforderung, die sich auf die Gleichmäßigkeit der Lötstopplacköffnungen und auf strenge Hinterschnittanforderungen bezieht.Die für die miniLED-Produktion verwendete weiße Lötstoppmaske streut den größten Teil der Beleuchtungswellenlänge, sodass das UV-Licht der Belichtung nicht absorbiert wird, wie dies bei anderen Lötstoppmaskenfarben der Fall wäre, was zu einem schlechteren Polymerisationsprozess der Lötstoppmaske führt.Eine Hinterschneidung entsteht, wenn der untere Teil der Lötmaskenschicht während des Belichtungsprozesses nicht vollständig polymerisiert wird.Dies kann zu einer möglichen Ablösung führen.Starker Unterschnitt (siehe Bild unten) ist für MiniLED-Hersteller oft problematisch.Ein minimaler Hinterschnitt (siehe Bild unten), der robuste Dämme schafft, ist eine Voraussetzung für hohe Qualität und hohen Ertrag.Die Schaffung robuster Dämme mit minimalen Hinterschnitten erfordert die Verwendung eines optimierten breiten Bereichs von Beleuchtungswellenlängen im Belichtungsprozess, um die reflektierende, dicke weiße Lötmaske zu belichten.Um die Kosten in den Griff zu bekommen, müssen Hersteller von PCB- oder Glassubstraten für miniLED-Geräte die Produktionskapazität maximieren und ihre Kosten pro Druck optimieren.Dies lässt sich am einfachsten erreichen, indem eine Lösung mit hohem Durchsatz verwendet wird, die auch die oben erwähnten einzigartigen Herausforderungen der weißen Lötmaskenbelichtung angeht.Links: Weißer Lötstopplackdamm mit minimalem Undercut.Rechts: Weißer Lötstopplackdamm mit starker HinterschneidungDa die Nachfrage nach miniLED-basierter Unterhaltungselektronik steigt, werden neue und innovative fortschrittliche Lötmasken-Belichtungsmethoden benötigt, um die hohen Anforderungen an Genauigkeit, Qualität und Kapazität zu erfüllen.Direktbelichtungslösungen, die die Herausforderungen der weißen Lötmaskenbelichtung meistern, sind für Hersteller erforderlich, um hochwertige Substrate in Massenproduktion herzustellen, um die steigende Nachfrage nach Tablets, Fernsehern, Gaming-Monitoren und mehr in den kommenden Jahren zu befriedigen.(Von Michal Itzik, Produktmarketing-Manager, KLA)Besuchen Sie uns auf der Touch Taiwan, um mehr über die Direct-Imaging-Lösung (DI) von KLA mit weißer Lötmaske zu erfahren und wie sie die Produktion Ihrer MiniLED-Hintergrundbeleuchtungseinheit steigern kann.Vom 27. bis 29. April finden Sie uns auf der Touch Taiwan, Nangang World Exhibition Center, Halle 4F, Stand Nr. M834.