自從 LED 取代 CFL 管成為 LCD 的主要背光以來，顯示器行業幾乎沒有創新。然而，隨著背光模塊越來越多地采用Mini LED，這種情況正在發生變化，其對比度可與 OLED 媲美。

Mini LED 顯示出用于新型顯示器的前景，如基于 LED 的視頻墻，讓大面積顯示器的性能遠遠超過了以前的技術。

使用Mini LED 最困難的部分是將其組裝并焊接到 PCB 上。典型Mini LED 的邊緣長度為 240μ 或以下。能容納這些微小元件的焊接點更小。

錫膏印刷驗證

鋼網印刷仍然是為Mini LED 應用涂抹錫膏的主要方法，但在這些尺寸級別上需要微小的模版孔徑。為了將極小的錫膏印刷均勻且可靠地印刷在電路板上，錫膏的顆粒直徑必須小于 15μ。鋼網必須按最高精度制造。

只有當印刷機能夠提供精確對準且印刷頭能夠分配最細的結構時，錫膏才能有效地進行印刷。為了可靠地檢測和驗證這種小幾何形狀，需要一個準確綜合的檢測設備。

Christian Koenen 公司的應用中心憑借其專業知識，為電路板貼裝和電子制造工藝的技術發展做出了重大貢獻。該中心作為一個合作平臺，可以與客戶一起為苛刻的要求開發最佳的解決方案。該中心配備了無塵室。這些都是確保工藝條件能夠可靠地保持最佳品質的基本前提條件。

Koh Young、Heraeus、ASYS 和 Christian Koenen共同進行了一系列的實驗，在不使用阻焊劑的情況下，在 PCB 上印刷10 次，PCB底部在印刷過程中從未被清潔過。

印刷品質直接用 Koh Young Meister S 錫膏檢測設備進行檢測。為統計數據鋼網上使用了大約 1000 個孔，使用顯微鏡和激光掃描儀驗證結果。這些 PCB 既沒有貼裝，也沒有印刷。這些測試是在實際制造條件下進行的，使用的是可從市場上購買的元器件和材料。

使用的系統和材料包括：由 EKRA SERIO 5000 印刷機組成的 ASYS SMD 生產線，帶有運輸和處理模塊；Heraeus LED131（6 型）和 LED100（7 型）迷你 LED 焊膏；CK Nanovate?鎳網板，帶等離子處理；以及 Koh Young 的 Meister S SPI 系統。

在 Christian Koenen的Mini LED 印刷測試環境。

超細錫膏

對于小型化的Mini LED 焊盤的幾何形狀，需要錫膏顆粒小于 15μ 的特殊錫膏，這樣才能為該應用得到可靠的錫膏。

鋼網厚度在 15 到 30μ 之間，孔徑小于 80μ，這些顆粒能可靠地減少潛在的印刷不良，如大幅波動的錫膏量或錫膏印刷。

在這里描述的研究中，使用了 6、7號粉，由Welco? 專利工藝生產。在這個過程中，焊料合金首先在熱穩定的分散介質中被加熱到高于其熔點范圍。通過一個特殊的轉子-定子程序，生產出熔化后的均勻焊料顆粒。

冷卻后，得到了錫膏顆粒分布范圍非常細的焊粉，在這種情況下，即 6 號粉（5 至 15μ）和 7號粉（2 至 11μ）錫膏。其特點是具有特別好的球形度（長寬比約為 1）和光滑的表面。

這些錫膏參數有助于保證出色的初始印刷能力以及長期的印刷穩定性，這對Mini LED 裝配技術的提升尤為重要。

Heraeus 為這些 LED 應用開發了一個優化的 NC 助焊劑配方系列（LED131/LED100），旨在確保出色的印刷性和必要的可焊性。由于顆粒較小，錫膏球體的表面積會大大增加（氧化程度較高），因此首先必須設計一個可靠的活化設計。

其目的是使所有參與的連接部分（特別是Mini LED 和基板）實現良好的潤濕，并達到低空隙率，以保持剩余助焊劑殘留物的必要絕緣值（SIR）。

除了這些考慮因素和對焊膏的標準要求之外（如低坍落度和低焊球形成），還要特別注意在回流焊之前確保錫膏有足夠的粘性。這可以將Mini LED 的顆粒及其明顯最小化的連接區域在回流焊之前保持在原位。

鋼網

CK 鎳鋼網的材料近年來得到了 Christian Koenen團隊的改進。因此產生了 CK Nanovate鎳鋼網。這種超級合金的引入讓用激光切割鎳而不形成微裂縫成為可能。這種材料結合了鎳和不銹鋼鋼網的優點，解決了期其缺點。

該公司可以生產厚度為 15μ 以上的鋼網系列。該團隊在實驗中使用了厚度為 15 至 30 μ 的鋼網，從而評估不同的面積和填充率。

為了獲得具有代表性的結果，盡管有不同尺寸的Mini LED，但該團隊仍決定采用 45 x 45μ、60 x 60μ 和 80 x 80μ 的尺寸。

小孔的可印刷性得到了進一步改善，因為鋼網的底面和孔的內壁都有 Plasma 3.0 涂層。該涂層可減少錫膏和鋼網之間的粘附力，從而使其能更好地從孔隙中釋放出來，并減少了各個凹槽之間以及后續印刷周期之間的體積分散。

Koh Young 的 Meister S SPI 設備。

印刷系統

現代鋼網印刷機必須具有高度的靈活性，就像 EKRA SERIO 5000 一樣，可以動態地滿足不斷變化的要求。決定錫膏印刷的關鍵因素是基板的平整度及其與鋼網的共面性。

通常情況下，Mini LED 基材只有十分之幾毫米薄，因此容易彎曲。

EKRA 的先進印刷頭是專門為超細間距應用而設計的。刮刀的壓力在一個狹窄的公差范圍內精確印刷。

錫膏檢測

所有相關的印刷參數都通過 EKRA 高端閉環接口連續傳輸到 Koh Young KPO 檢測解決方案，并進行記錄和自動優化。刮刀和脫?？梢葬槍Ω叨任⑿突腗ini LED 等應用進行微調，且無需操作人員的任何調試。

在自動光學檢測中，總是需要在檢測速度和測量精度之間做出讓步。用 SPI 系統處理Mini LED 也會涉及像素大小的問題。在該應用中，這意味著 LED 越小，顯示器的分辨率就越高。一個可重復的測量需要大約 100 個像素的信息。然后，就可以快速地從圖案的大小來推斷。

另一個重要的方面是 z 軸分辨率。光學測量系統會評估單個像素之間的灰度值相移。光線以一個確定的角度從兩側投射到相機領域。投影角度和像素大小與 Z 軸高度分辨率有關。

Meister S SPI 系統正是為了滿足這些要求而設計的。在這項研究中，像素尺寸被降低到 5μ，同時投射角也將至了最低。雖然這會導致高度測量范圍比標準 SPI 減少了一半，但在 Meister S 系統的具體應用中，低高度的高精度是必須的。此外，Meister 設備的 Plus 版本對反光表面進行了特別優化。

該研究揭示了光學檢查的物理極限。為了滿足未來的要求，Koh Young 已經在設計一個新的相機系統，其分辨率可以達到 3.5μ。

對于這樣小的印刷，印刷機必須能夠提供出色的解決方案，以實現基板和鋼網之間的最大共面性。