CN113675317B - 一种led芯片的混合方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种LED芯片的混合方法,包括以下步骤:S1、将x个晶圆的LED芯片进行初次分选,同一个晶圆的LED芯片若属于同一个档位区间,则置于同一张方片上;S2、将步骤S1中每张方片上的LED芯片分别分成m行和n列,每张方片各选取1列LED芯片组成1组芯片组,共有n组芯片组,并将每组芯片组的LED芯片置于新的方片上;S3、将步骤S2所得的新方片上的LED芯片分别分成a列和b行,每张方片各选取1行LED芯片组成1组芯片组,共有b组芯片组,并将每组芯片组的LED芯片置于新的方片上。本发明的混合方法容易实现,成本低,有效提高LED显示屏的均匀性。
Description
技术领域
本发明涉及发光二极管技术领域,尤其涉及一种LED芯片的混合方法。
背景技术
LED显示屏由多颗LED芯片组成,LED显示屏“点点绚烂,片片辉煌”就是对像素之间和模块之间严重不均匀的一种形象比喻,专业的说法是灰尘效应和马赛克现象。
造成LED显示屏不均匀的原因主要有:LED芯片各项性能参数的不一致;LED显示屏在生产、装置过程中组装精度的缺乏;其他电子元器件的电参数一致性不够;模块、PCB设计的不规范等。
其中LED芯片各项性能参数的不一致是主要原因,这些性能参数的不一致主要包括:光强不一致、光轴不一致、色坐标不一致、各基色光强分布曲线不一致以及衰减特性不一致等。
如何解决LED芯片性能参数的不一致问题,目前业内主要有两种技术途径:一是通过对LED芯片规格参数的进一步细分,提高LED芯片各项性能的一致性;二是通过后续校正的方式来改善显示屏均匀性。其中,光轴不一致、光强分布曲线不一致、衰减特性不一致、拼装精度差以及设计的不规范等是无法通过后续校正来消除的甚至这种后续校正会使光轴、衰减、拼装精度方面的不一致更加恶化。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于,提供一种LED芯片的混合方法,容易实现,成本低,有效提高LED显示屏的均匀性。
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种LED芯片的混合方法,包括以下步骤:
S1、将x个晶圆的LED芯片进行初次分选,同一个晶圆的LED芯片若属于同一个档位区间,则置于同一张方片上,其中,x≥2;
S2、将步骤S1中每张方片上的LED芯片分别分成m行和n列,每张方片各选取1列LED芯片组成1组芯片组,共有n组芯片组,并将每组芯片组的LED芯片置于新的方片上,其中,m≥n,每列LED芯片的数量为(0.8~1.2)m,且至少有1列的LED芯片是数量为m;
S3、将步骤S2所得的新方片上的LED芯片分别分成a列和b行,每张方片各选取1行LED芯片组成1组芯片组,共有b组芯片组,并将每组芯片组的LED芯片置于新的方片上,其中,b≥a,每行LED芯片的数量不能少于(0.8~1.2)a,且至少有1行的LED芯片是数量为a。
作为上述方案的改进,x=n=b。
作为上述方案的改进,m=(20~100)n,a=(20~100)b。
作为上述方案的改进,步骤S1中,经过初次分选的LED芯片的波长、亮度和电压在同一个档位区间内。
作为上述方案的改进,步骤S1中,同一个档位区间的LED芯片的波长差值≤2nm,电压差值≤0.1V,亮度差≤5%。
作为上述方案的改进,步骤S2中,每张方片各选取1列LED芯片组成1组芯片组的方法包括:
第一种方法
将第1张方片第1列的LED芯片、第2张方片第2列的LED芯片、第n-1张方片第n-1列的LED芯片、以及第n张方片第n列的LED芯片组成第1组芯片组;
将第1张方片第2列的LED芯片、第2张方片第3列的LED芯片、第n-1张方片第n列的LED芯片、以及第n张方片第1列的LED芯片组成第2组芯片组;
将第1张方片第n列的LED芯片、第2张方片第1列的LED芯片、第n-1张方片第n-2列的LED芯片、以及第n张方片第n-1列的LED芯片组成第n组芯片组;
第二种方法
将第1张方片第1列的LED芯片、第2张方片第1列的LED芯片、第n-1张方片第1列的LED芯片、以及第n张方片第1列的LED芯片组成第1组芯片组;
将第1张方片第2列的LED芯片、第2张方片第2列的LED芯片、第n-1张方片第2列的LED芯片、以及第n张方片第2列的LED芯片组成第2组芯片组;
将第1张方片第n列的LED芯片、第2张方片第n列的LED芯片、第n-1张方片第n列的LED芯片、以及第n张方片第n列的LED芯片组成第n组芯片组。
作为上述方案的改进,步骤S3中,每张方片各选取1行LED芯片组成1组芯片组的方法包括:
第一种方法
将第1张方片第1行的LED芯片、第2张方片第2行的LED芯片、第b-1张方片第b-1行的LED芯片、以及第b张方片第b行的LED芯片组成第1组芯片组;
将第1张方片第2行的LED芯片、第2张方片第3行的LED芯片、第b-1张方片第b行的LED芯片、以及第b张方片第1行的LED芯片组成第2组芯片组;
将第1张方片第b行的LED芯片、第2张方片第1行的LED芯片、第b-1张方片第b-2行的LED芯片、以及第b张方片第b-1行的LED芯片组成第b组芯片组;
第二种方法
第1张方片第1行的LED芯片、第2张方片第1行的LED芯片、第b-1张方片第1行的LED芯片、以及第b张方片第1行的LED芯片组成第1组芯片组;
第1张方片第2行的LED芯片、第2张方片第2行的LED芯片、第b-1张方片第2行的LED芯片、以及第b张方片第2行的LED芯片组成第2组芯片组;
第1张方片第b行的LED芯片、第2张方片第b行的LED芯片、第b-1张方片第b行的LED芯片、以及第b张方片第b行的LED芯片组成第b组芯片组。
作为上述方案的改进,步骤S2和步骤S3重复若干次。
作为上述方案的改进,步骤S2和步骤S3中,采用分选机来抓取和放置LED芯片。
作为上述方案的改进,步骤S3所得的LED芯片应用在LED显示屏。
实施本发明,具有如下有益效果:
经过本发明混合方法混合后,同一张方片的LED芯片由不同晶圆的LED芯片组成,本发明方片上的LED芯片应用在LED显示屏后,LED显示屏的均匀性好,有效解决了同一个晶圆的LED芯片的集中性较强的问题。
本发明的混合方法容易实现,成本低,采用芯片厂现有的设备即可完成,不需要额外增加设备。
附图说明
图1是本发明一种LED芯片的混合方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
LED芯片是按晶圆为单位进行生产的,其中,一个晶圆包括衬底、外延和电极等,一个晶圆可以根据需要切割成多个LED芯片,不同的晶圆,即使外延结构相同,但由于生长的环境、工艺等存在差异,因此不同晶圆的LED芯片之间的差异明显,而同一个晶圆的LED芯片的集中性较强。
LED显示屏需要采用多个晶圆上的LED芯片来制作,若将LED显示屏分成n个区域,若1号区域采用1号晶圆的LED芯片,2号区域采用2号晶圆的LED芯片,即使1号区域和2号区域的LED芯片的波长、亮度都在预设范围内,LED显示屏1号区域和2号区域的显示差异性非常明显。这是由不同晶圆之间的差异性造成。为了解决上述差异性的问题,本发明将不同晶圆的LED芯片进行混合。
参见图1,本发明提供的一种LED芯片的混合方法,包括以下步骤:
S1、将x个晶圆的LED芯片进行初次分选,同一个晶圆的LED芯片若属于同一个档位区间,则置于同一张方片上,其中,x≥2;
需要说明的是,晶圆一般是圆形的,因此晶圆上的LED进行也是按照圆形分布的,而经过初次分选后的LED芯片是按方形阵列行布与方片上,因此方片上的LED芯片可以分成多列和多行。
其中,x越大,即晶圆的数量越多,LED芯片的混合效果越好,LED显示屏的均匀性越好。但x越大,分选的时间就越长,效率就低。为了满足混合效果,同时又不增加过多的分选时间,晶圆的数量优选为5~10个,即x=5~10。
对应地,经过步骤S1的初次分选后,5~10个晶圆的LED芯片分别置于5~10张方片上。例如,5个晶圆的LED芯片,经过初次分选后,同一个晶圆的、波长差值≤2nm,电压差值≤0.1V,亮度差≤5%的LED芯片置于同一张方片上。再例如,波长为455~457nm,电压为3.1~3.2V,亮度为10~15lm的LED芯片属于同一档位。即,5个晶圆的LED芯片经过初次分选后,波长、亮度和电压均在上述范围。
其中,所述方片为LED芯片的载体,可以为蓝膜、基板等,本发明不作具体限定。此外,所述LED芯片在方片上行列成方形或圆形。优选的,所述LED芯片在方片上行列成方形。
例如,提供了10张方片,则对应有10个晶圆,1号晶圆的LED芯片经过初次分选后,波长、亮度和电压符合预设值的LED芯片放置在1号方片上;2号晶圆的LED芯片经过初次分选后,波长、亮度和电压符合预设值的LED芯片放置在2号方片上。
上述的分选方法为常规的分选方法,现有同一个晶圆的LED芯片经过初次分选后就是放置在一块方片上,同时,现有的LED显示屏直接采用经过初次分选的LED芯片来制成屏幕,虽然经过初次分选的LED芯片的波长、亮度和电压在同一个档位区间内,但不同晶圆的LED芯片之间存在一定的差异,在一个大屏幕上,这些具有差异的LED芯片集中在一个区域内,这样看起来就很明显。
为了解决这些差异,本发明将步骤S1中经过初次分选的LED芯片进行混合、分配,以减少差异的LED芯片集中在一起,使得所有的LED芯片均匀分配。
S2、将步骤S1中每张方片上的LED芯片分别分成m行和n列,每张方片各选取1列LED芯片组成1组芯片组,共有n组芯片组,并将每组芯片组的LED芯片置于新的方片上,其中,m≥n,每列LED芯片的数量不能少于0.8m,且至少有1列的LED芯片是数量为m;
具体的,经过步骤S2后,方片的数量为n张,其中每张方片上放置1组芯片组,但每张方片上的LED芯片已经不是同一个晶圆的LED芯片,而是由x个晶圆的LED芯片组成。经过步骤S2后,不同晶圆的LED芯片分散后重新组合,可以减少LED晶圆的集中性。
其中,步骤S2中,每张方片上的LED芯片分成n列,理论上来说,n越大,形成的组芯片数量也越多,LED芯片的混合效果越好,LED显示屏的均匀性越好。其中,n越大,则m越小,分选的时间就越长,效率就低。根据发明人的研究发现,n也并不是越大越好,只有当m和n的数量在一定的范围内时,才能获得最佳的混合效果和分选效率,优选的,m=(20~100)n。
需要说明的是,每列的LED芯片数量可以相同,也可以不相同。为了混合得更加均匀,且提高分选效率,每列LED芯片的数量为(0.8~1.2)m,且至少有1列的LED芯片是数量为m。
例如,若步骤S1中的方片上有110颗LED芯片,则方片上的LED芯片分成11列和10行,其中,每列的LED芯片数量为10颗。若步骤S1中的方片上有100颗LED芯片,则方片上的LED芯片也可以分成11列和10行,其中,有5列的LED芯片数量为9颗,有1列的LED芯片数量为10颗,有5列的LED芯片数量为11颗;或者,有6列的LED芯片数量为9颗,有2列的LED芯片数量为10颗,有3列的LED芯片数量为12颗。
具体的,每张方片各选取1列LED芯片组成1组芯片组的第一种方法包括:
将第1张方片第1列的LED芯片、第2张方片第2列的LED芯片、第n-1张方片第n-1列的LED芯片、以及第n张方片第n列的LED芯片组成第1组芯片组;
将第1张方片第2列的LED芯片、第2张方片第3列的LED芯片、第n-1张方片第n列的LED芯片、以及第n张方片第1列的LED芯片组成第2组芯片组;
将第1张方片第n列的LED芯片、第2张方片第1列的LED芯片、第n-1张方片第n-2列的LED芯片、以及第n张方片第n-1列的LED芯片组成第n组芯片组。
具体的,每张方片各选取1列LED芯片组成1组芯片组的第二种方法包括:
将第1张方片第1列的LED芯片、第2张方片第1列的LED芯片、第n-1张方片第1列的LED芯片、以及第n张方片第1列的LED芯片组成第1组芯片组;
将第1张方片第2列的LED芯片、第2张方片第2列的LED芯片、第n-1张方片第2列的LED芯片、以及第n张方片第2列的LED芯片组成第2组芯片组;
将第1张方片第n列的LED芯片、第2张方片第n列的LED芯片、第n-1张方片第n列的LED芯片、以及第n张方片第n列的LED芯片组成第n组芯片组。
S3、将步骤S2所得的新方片上的LED芯片分别分成a列和b行,每张方片各选取1行LED芯片组成1组芯片组,共有b组芯片组,并将每组芯片组的LED芯片置于新的方片上,其中,b≥a,每行LED芯片的数量不能少于(0.8~1.2)a,且至少有1行的LED芯片是数量为a;
具体的,经过步骤S3后,方片的数量为b张,其中每张方片上放置1组芯片组,同样地,经过步骤S3后,不同晶圆的LED芯片分散后重新组合,可以减少LED晶圆的集中性。
其中,步骤S3中,每张方片上的LED芯片分成b行,理论上来说,b越大,形成的组芯片数量也越多,LED芯片的混合效果越好,LED显示屏的均匀性越好。其中,b越大,则a越小,分选的时间就越长,效率就低。根据发明人的研究发现,b也并不是越大越好,只有当a和b的数量在一定的范围内时,才能获得最佳的混合效果和分选效率,优选的,a=(20~100)b。
需要说明的是,每行的LED芯片数量可以相同,也可以不相同。为了混合得更加均匀,且提高分选效率,每行LED芯片的数量为(0.8~1.2)a,且至少有1行的LED芯片是数量为a。
例如,若步骤S1中的方片上有110颗LED芯片,则方片上的LED芯片分成10列和11行,其中,每行的LED芯片数量为10颗。若步骤S1中的方片上有100颗LED芯片,则方片上的LED芯片也可以分成10列和11行,其中,有5行的LED芯片数量为9颗,有1行的LED芯片数量为10颗,有5行的LED芯片数量为11颗;或者,有6行的LED芯片数量为9颗,有2行的LED芯片数量为10颗,有3行的LED芯片数量为12颗。
具体的,每张方片各选取1行LED芯片组成1组芯片组的第一种方法包括:
将第1张方片第1行的LED芯片、第2张方片第2行的LED芯片、第b-1张方片第b-1行的LED芯片、以及第b张方片第b行的LED芯片组成第1组芯片组;
将第1张方片第2行的LED芯片、第2张方片第3行的LED芯片、第b-1张方片第b行的LED芯片、以及第b张方片第1行的LED芯片组成第2组芯片组;
将第1张方片第b行的LED芯片、第2张方片第1行的LED芯片、第b-1张方片第b-2行的LED芯片、以及第b张方片第b-1行的LED芯片组成第b组芯片组。
具体的,每张方片各选取1行LED芯片组成1组芯片组的第二种方法包括:
将第1张方片第1行的LED芯片、第2张方片第1行的LED芯片、第b-1张方片第1行的LED芯片、以及第b张方片第1行的LED芯片组成第1组芯片组;
将第1张方片第2行的LED芯片、第2张方片第2行的LED芯片、第b-1张方片第2行的LED芯片、以及第b张方片第2行的LED芯片组成第2组芯片组;
将第1张方片第b行的LED芯片、第2张方片第b行的LED芯片、第b-1张方片第b行的LED芯片、以及第b张方片第b行的LED芯片组成第b组芯片组。
具体的,步骤S3中重新排列的方片数量与步骤S2中提供的方片数量相同,也可以不同。
其中,步骤S2和步骤S3可以分别单独重复,也可以交替重复,重复次数不限,可以重复1次、2次或多次,重复次数越多混合效果更加均匀,但耗时长。此外,步骤S2和步骤S3的顺序可以调换。
为了兼容生产效率和混合均匀性,优选的,步骤S2和步骤S3各进行一次就行。优选的,x=n=b,即步骤S1中的晶圆数量等于步骤S2中的方片数量等于步骤S3中的方片数量,这样可以最有效地提高混合均匀性和缩短分选时间。
需要说明的是,本发明的LED芯片采用分选机来抓取和重新行列,即,步骤S2和步骤S3中,采用分选机来抓取和放置LED芯片。分选机是LED芯片的常规分选设备,本发明的混合方法采用芯片厂现有的设备即可完成,不需要额外增加设备。
最后,经过本发明混合方法混合后的LED芯片应用在LED显示屏,可以有效提高LED显示屏的均匀性。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已,当然不能以此来限定本发明之权利范围,因此依本发明权利要求所作的等同变化,仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (9)
1.一种LED芯片的混合方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、将x个晶圆的LED芯片进行初次分选,同一个晶圆的LED芯片若属于同一个档位区间,则置于同一张方片上,其中,x≥2;
S2、将步骤S1中每张方片上的LED芯片分别分成m行和n列,每张方片各选取1列LED芯片组成1组芯片组,共有n组芯片组,并将每组芯片组的LED芯片置于新的方片上,其中,m≥n,每列LED芯片的数量为(0.8~1.2)m,且至少有1列的LED芯片是数量为m;
S3、将步骤S2所得的新方片上的LED芯片分别分成a列和b行,每张方片各选取1行LED芯片组成1组芯片组,共有b组芯片组,并将每组芯片组的LED芯片置于新的方片上,其中,b≥a,每行LED芯片的数量不能少于(0.8~1.2)a,且至少有1行的LED芯片是数量为a;
步骤S1中,经过初次分选的LED芯片的波长、亮度和电压在同一个档位区间内;
同一个档位区间的LED芯片的波长差值≤2nm,电压差值≤0.1V,亮度差≤5%。
2.如权利要求1所述的LED芯片的混合方法,其特征在于,x=n=b;m=(20~100)n,a=(20~100)b。
3.如权利要求1所述的LED芯片的混合方法,其特征在于,步骤S2中,每张方片各选取1列LED芯片组成1组芯片组的方法包括:
将第1张方片第1列的LED芯片、第2张方片第2列的LED芯片、第n-1张方片第n-1列的LED芯片、以及第n张方片第n列的LED芯片组成第1组芯片组;
将第1张方片第2列的LED芯片、第2张方片第3列的LED芯片、第n-1张方片第n列的LED芯片、以及第n张方片第1列的LED芯片组成第2组芯片组;
将第1张方片第n列的LED芯片、第2张方片第1列的LED芯片、第n-1张方片第n-2列的LED芯片、以及第n张方片第n-1列的LED芯片组成第n组芯片组。
4.如权利要求1所述的LED芯片的混合方法,其特征在于,步骤S2中,每张方片各选取1列LED芯片组成1组芯片组的方法包括:
将第1张方片第1列的LED芯片、第2张方片第1列的LED芯片、第n-1张方片第1列的LED芯片、以及第n张方片第1列的LED芯片组成第1组芯片组;
将第1张方片第2列的LED芯片、第2张方片第2列的LED芯片、第n-1张方片第2列的LED芯片、以及第n张方片第2列的LED芯片组成第2组芯片组;
将第1张方片第n列的LED芯片、第2张方片第n列的LED芯片、第n-1张方片第n列的LED芯片、以及第n张方片第n列的LED芯片组成第n组芯片组。
5.如权利要求1所述的LED芯片的混合方法,其特征在于,步骤S3中,每张方片各选取1行LED芯片组成1组芯片组的方法包括:
将第1张方片第1行的LED芯片、第2张方片第2行的LED芯片、第b-1张方片第b-1行的LED芯片、以及第b张方片第b行的LED芯片组成第1组芯片组;
将第1张方片第2行的LED芯片、第2张方片第3行的LED芯片、第b-1张方片第b行的LED芯片、以及第b张方片第1行的LED芯片组成第2组芯片组;
将第1张方片第b行的LED芯片、第2张方片第1行的LED芯片、第b-1张方片第b-2行的LED芯片、以及第b张方片第b-1行的LED芯片组成第b组芯片组。
6.如权利要求1所述的LED芯片的混合方法,其特征在于,步骤S3中,每张方片各选取1行LED芯片组成1组芯片组的方法包括:
第1张方片第1行的LED芯片、第2张方片第1行的LED芯片、第b-1张方片第1行的LED芯片、以及第b张方片第1行的LED芯片组成第1组芯片组;
第1张方片第2行的LED芯片、第2张方片第2行的LED芯片、第b-1张方片第2行的LED芯片、以及第b张方片第2行的LED芯片组成第2组芯片组;
第1张方片第b行的LED芯片、第2张方片第b行的LED芯片、第b-1张方片第b行的LED芯片、以及第b张方片第b行的LED芯片组成第b组芯片组。
7.如权利要求1所述的LED芯片的混合方法,其特征在于,步骤S2和步骤S3重复若干次。
8.如权利要求1所述的LED芯片的混合方法,其特征在于,步骤S2和步骤S3中,采用分选机来抓取和放置LED芯片。
9.如权利要求1所述的LED芯片的混合方法,其特征在于,步骤S3所得的LED芯片应用在LED显示屏。
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