近三個月以來,將近75億的資金注入Mini/Micro LED領(lǐng)域,同時,也越來越多的應(yīng)用端品牌采用Mini LED技術(shù),這勢必會推動Mini LED供應(yīng)鏈快速成熟,大大拉動市場Mini LED的需求。
2020年Q3 LED顯示投資情況 來源:行家說CEO/CMO季度內(nèi)參2020Q3
LED顯示朝著Mini LED發(fā)展意味著LED尺寸的縮小,而LED尺寸的縮小使得對工藝中切割環(huán)節(jié)產(chǎn)生誤差的容忍度越來越低,對精細(xì)度要求越來越高。此外,LED芯片與燈珠尺寸縮小,意味著同樣面積的晶圓或PCB板切割出來的顆粒越多,因此對劃片機的效率也提出了更高的要求。
然而傳統(tǒng)的半自動砂輪式晶圓切割設(shè)備采用手工進(jìn)行上料及下料操作,加工技術(shù)因人工操作存在工件安裝位置不準(zhǔn)確,加工精度低,勞動強度大,自動化程度低,廢品率高,加工效率低。傳統(tǒng)半自動砂輪式晶圓切割手段已經(jīng)無法滿足晶圓產(chǎn)品高效率、高精度生產(chǎn)需求。
產(chǎn)業(yè)需要全自動高精度的劃片機以滿足生產(chǎn)需求。在國產(chǎn)設(shè)備商中,華騰是國內(nèi)最早從事LED相關(guān)設(shè)備制造的企業(yè)之一,業(yè)務(wù)涉及顯示屏、背光及照明領(lǐng)域。華騰劃片機事業(yè)部致力于劃片機的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售,幫助客戶解決精密切割工藝問題。
華騰劃片機設(shè)備采用HT- 1210軟件控制系統(tǒng), 具有單/雙向切割方式,可以按通道或按工件選擇切割模式,可以完成矩形和圓形等不同形狀的工件切割。此外,設(shè)備配備了高精度的DD馬達(dá)驅(qū)動,保證了轉(zhuǎn)角精度和加工平整度。同時,設(shè)備具備接觸式測高及非接觸式測高,可以實現(xiàn)切割深度自動補償功能、刀片破損補償功能,有效保證了切割質(zhì)量。
目前華騰的劃片機設(shè)備有全自動單軸劃片機和全自動雙軸劃片機兩大類型,全自動單軸劃片機主推型號有FAD1210A劃片機,全自動雙軸劃片機主推型號有FAD1220A-雙刀有水切割劃片機和FAD1221A-雙刀無水切割劃片機。
● 全自動單軸劃片機
全自動單雙軸劃片機FAD1210A由湖南大學(xué)機械與運載工程學(xué)院尹韶輝教授、陳逢軍副教授等與長沙華騰智能裝備有限公司合作組成研發(fā)團(tuán)隊,歷時兩年刻苦攻關(guān)所完成。實現(xiàn)全自動上下料應(yīng)用于LED基板的切割,為國內(nèi)首創(chuàng),并獲得專利許可。FAD1210A劃片機可實現(xiàn)LED芯片、集成電路芯片等硬脆材料切割加工。設(shè)備的接觸式測高精度達(dá)0.003mm,非接觸式測高精度可達(dá)0.005mm,同時設(shè)備具有自動上下料功能,通過全自動上下料配合自動識別切割和自動測高,可實現(xiàn)二十盤連續(xù)作業(yè),單人可負(fù)責(zé)多達(dá)10臺劃片機,有效節(jié)省了人工成本。此外,F(xiàn)AD1210A的自動對準(zhǔn)識別率高達(dá)99%,能保證全自動作業(yè)的連續(xù)性。據(jù)客戶反饋,因為機臺具備上述優(yōu)點,華騰劃片機深受客戶喜愛,及其基層操作工人的喜愛。
FAD1210A單刀劃片機
● 全自動雙軸劃片機
華騰研制的雙軸劃片機也在2018年正式量產(chǎn)。全自動雙軸劃片機配備了兩根高精密空氣靜壓電主軸,徑向跳動為1μ,Y軸進(jìn)給分辨率為0.25μ,全程定位精度小于1.5μ/300mm,X/Z軸進(jìn)給分辨率1μ。機臺配備了高分辨率的視覺系統(tǒng),具備自動對焦、自動校準(zhǔn)、特征自動識別以及刀痕檢測等功能。此外,還配備了高精度DD馬達(dá),有效保證了旋轉(zhuǎn)角精度和加工的平整度。為了節(jié)省人工成本,提升自動化水平,整機具備自動上下料功能,料盒可放置20片料盤,能實現(xiàn)4-6小時自動上下料。操作方面,全自動雙軸劃片機搭載了觸控屏幕,客戶可以通過點擊屏幕來控制設(shè)備運行。設(shè)備初始時處于自動切割模式,會自動識別材料特征。由于機臺配備了雙軸劃片,雙軸聯(lián)動會顯著提升切割工藝的效率。值得一提的是,雙軸同時切割效率最高可達(dá)單軸1.8倍。
值得一提的是,以1010為代表的LED小間距產(chǎn)品,由于環(huán)氧樹脂成型后,整塊基板翹曲度高,常規(guī)切割過程中,容易出現(xiàn)材料移位、切到焊盤的現(xiàn)象。為解決上述產(chǎn)業(yè)痛點,華騰劃片機團(tuán)隊針對1010切割工藝的特殊性,專為機臺開發(fā)了視覺動態(tài)識別,按照刀數(shù)補償?shù)纫幌盗泄δ,成功實現(xiàn)了1010的精密高效切割。目前多家上市光電企業(yè),采用華騰FAD1220劃片機切割小間距和Mini LED產(chǎn)品。
FAD1220A-雙刀有水切割劃片機(左)/FAD1221A-雙刀無水切割劃片機(右)
據(jù)行家說產(chǎn)業(yè)研究中心調(diào)查,目前產(chǎn)業(yè)劃片機相關(guān)指標(biāo)的產(chǎn)業(yè)水平主要如下:
來源:小間距LED調(diào)研白皮書2020
➤ 工作臺規(guī)格。產(chǎn)業(yè)普遍的劃片機工作臺規(guī)格為12吋或275mm×275mm。
➤ X軸。X軸方面產(chǎn)品平均水平為行程650mm、0.1~500mm/s。
➤ Y軸。Y軸產(chǎn)業(yè)目前普遍可實現(xiàn)全閉環(huán)控制,切割范圍達(dá)420mm,分辨率達(dá)0.00025mm,定位精度小于0.0015mm/420mm。
➤ Z軸。Z軸方面產(chǎn)品平均水平為行程60mm,行程分辨率達(dá)0.001mm,重復(fù)精度達(dá) 0.001mm。
據(jù)了解,華騰半導(dǎo)體的劃片機在滿足上述基本的性能指標(biāo)之外,還具備自動上下料功能以及1010、Mini LED切割功能,順應(yīng)了產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢,滿足了產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)追求高精度、高效率、全自動以及LED尺寸微縮化的需求。
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