在顯示技術飛速迭代的今天，微型LED、柔性屏、透明顯示等新型器件對制造工藝提出了前所未有的挑戰(zhàn)：更精密的結構、更低的損傷率、更高的量產一致性。作為研發(fā)顯示行業(yè)精密檢測設備的的企業(yè)，美能顯示憑借對先進制造工藝的深刻理解，將濕法蝕刻這一關鍵技術與我們自主研發(fā)的高精度檢測系統(tǒng)相結合，為行業(yè)提供從工藝開發(fā)到量產管控的完整解決方案。

濕法蝕刻工藝：高精度制造的核心技術

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濕法蝕刻（Wet Etching）是通過化學溶液選擇性溶解材料的一種微加工技術，其核心在于利用不同材料對化學試劑的反應差異實現精準結構控制。

濕法蝕刻示意圖

本文以復合金屬基板（如銅-因瓦-銅，CIC）的切割為例，介紹濕法蝕刻的分步分層蝕刻策略：

分層蝕刻：針對CIC的三明治結構，依次使用銅蝕刻液（CuR-8000S）和因瓦蝕刻液（NiE-7520），通過選擇性反應逐層去除金屬，最終形成獨立芯片。

工藝參數優(yōu)化：如表所示，首層銅蝕刻速率為1.25–1.43 μm/min，因瓦層為3–3.3 μm/min，末層銅蝕刻速率提升至2–2.5 μm/min。這種分步控制可避免過度蝕刻導致的側壁粗糙或層間剝離。

2無損傷優(yōu)勢：相較于機械切割或激光切割，濕法蝕刻無熱應力、振動或碎屑殘留，尤其適合脆性材料（如超薄硅基板）或精密結構（如Micro LED陣列）的加工。

光學顯微鏡（OM）測量的切割過程中芯片圖案的通道變化圖：（a）頂層（Cu）；（b）中間層（Invar）；（c）底層（Cu）；（d）去除整層

從CIC 背面切割 LED/CIC 芯片的工藝流程圖

濕法蝕刻在顯示制造中的關鍵應用

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微型LED與高密度顯示

微型LED（Micro LED）的制造對芯片尺寸一致性要求極高（如1140 μm × 1140 μm）。濕法蝕刻通過掩膜設計可實現批量加工，且通道寬度誤差可控制在±5 μm以內（如從300 μm擴展至350 μm）。這一精度對高分辨率顯示（如AR/VR設備）的像素排列至關重要。

柔性顯示基板加工

柔性顯示需使用超薄金屬或高分子基板（如50 μm厚CIC），傳統(tǒng)機械切割易導致基板變形或斷裂。濕法蝕刻通過化學溶解實現“無接觸”加工，可避免物理損傷，同時支持復雜圖形化設計（如曲邊或鏤空結構）。

• 性能提升與成本優(yōu)化

電學性能：濕法蝕刻后的AlGaInP LED芯片漏電流低至1.5×10?? A（@-5 V），正向驅動電壓從2.81 V（@350 mA）降至2.34 V，顯著降低能耗。

光學性能：輸出功率在0–700 mA電流范圍內線性增長，波長紅移現象（627.9 nm→633.13 nm）較傳統(tǒng)工藝減少30%，適合高色彩還原度的顯示需求。

成本效益：CIC基板的成本較傳統(tǒng)CuW基板降低40%，且蝕刻液可循環(huán)利用，進一步減少材料浪費。

顯示檢測技術：工藝可靠性的基石

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濕法蝕刻的工藝穩(wěn)定性高度依賴檢測技術的全流程支持，涵蓋以下關鍵環(huán)節(jié)：

尺寸與形貌監(jiān)控

光學顯微鏡（OM）與掃描電鏡（SEM）：實時監(jiān)測蝕刻通道的寬度變化（如從300 μm擴展至350 μm），驗證掩膜對準精度與側蝕控制。

三維輪廓儀：量化蝕刻深度與側壁角度，避免因溶液濃度波動導致的非均勻性（如首層銅蝕刻速率差異）。

電學與光學性能驗證

I-V特性測試：通過KEITFILEY 2400等多功能電表，檢測芯片的漏電流、正向電壓等參數，確保器件可靠性。

（a）輸出功率；（b）切割后 LED/CIC 芯片的波長作為電流的函數。

積分球光譜分析：測量光輸出功率、波長偏移及光效，優(yōu)化蝕刻工藝對發(fā)光層的影響（如減少熱應力導致的效率衰減）。

缺陷與良率控制

自動光學檢測（AOI）：識別蝕刻殘留、側蝕過度或金屬層剝離等缺陷，結合機器學習算法分類缺陷類型（如化學污染或掩膜偏移）。

良率統(tǒng)計：論文數據顯示，濕法蝕刻良率達99%，僅1%損失源于芯片與UV膠帶的剝離問題，可通過膠帶黏附性優(yōu)化進一步改善。

濕法蝕刻工藝與顯示檢測技術的協同創(chuàng)新，正推動顯示行業(yè)向更高精度、更低成本邁進。從微型LED的批量加工到柔性顯示的復雜圖形化，二者缺一不可。未來，隨著智能化檢測與綠色工藝的深度融合，美能顯示將為下一代顯示器件（如透明顯示、可折疊屏）提供更強大的檢測支持。

原文出處:《Dicing of composite substrate for thin flm AlGaInP power LEDs by wet etching》

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