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日本东丽开发新型材料，助力量产Micro LED

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2023-07-19

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今日，材料厂商日本东丽（Toray）宣布成功研发了一种新型材料（Photodefinable Nanocarbon Conductive Paste），能够在比现有技术低30°C以上的温度及低压条件下实现微电子元件的粘合。

据介绍，东丽将其正在开发的RAYBRID®可光界定导电材料与粘接技术相结合，实现了这一突破。RAYBRID是一种可光界定的功能性材料，集成了分散金属和其他导电粒子，以及玻璃、陶瓷和其他绝缘颗粒，可用于电子元件、触摸传感器和其他应用的布线。

东丽称，常见的粘接材料焊料（Solder）以及其他合金材料在高速封装中并不适用，这是因为焊点很难缩小，而封装过程又需要高温和高压。鉴于Micro LED显示屏面临的挑战，这已经成为一个重要的量产难题。

针对这个问题，东丽开发了可光界定的碳膏，具体制作方法是结合了积累多年的专有纳米碳分散技术与包含银和其他金属颗粒的光可界定膏技术。据称，这种碳膏能够增强可靠性，在各种应用中与布线粘接。具体技术细节如下：

Toray的新型粘接材料采用光刻工艺形成直径仅为5μm的焊点（见图1）。相比传统材料的30μm直径限制，突破效果显著，使得Micro LED和半导体的微型封装成为可能。

图1：基于新型粘接材料产生的5μm微型焊点

2. 低温低压下粘接，大面积批量封装

东丽独有的有机设计将所需的温度降低了70°C，至110°C，同时将所需的压力减半至5兆帕斯卡，因此，批量封装Micro LED成为了可能，生产效率得到显著提升（见图2）。

图2 Micro LED批量封装后亮点的衬底和LED

3. 检测和返修技术

东丽表示，如果电子元件在封装后无法点亮，就需要进行返修。然而，使用传统技术在未点亮区域重新形成焊点是不可能的。因此，返修一直是大规模生产过程的挑战。采用这款新材料，焊点能够通过激光转移到其他基板上，在维修位置重新形成焊点，由此可以有效地解决返修的问题。

在此过程中，东丽采用了Toray Engineering Co., Ltd.的封装和激光转移设备，对大面积批量封装和返修技术进行了验证。

东丽计划于2025年初开始量产该新型粘接材料，未来将依托新材料来扩展材料产品线，并在Micro LED、半导体和其他新领域拓展业务。

LEDinside Janice编译

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