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薄膜封装工艺

由于MicroLED芯片本身极为微小，暴露在空气中时，很容易受到水汽和氧气的侵蚀，进而出现发光效率衰减甚至失效的情况。所以，为确保器件能够稳定运行且拥有较长的寿命，必须采用具有超薄特性和高阻隔性能的封装膜层对其进行保护。

目前，薄膜封装（Thin Film Encapsulation，TFE）成为主流解决方案，它具有诸多优势：

· 可替代传统的玻璃 / 盖板封装方式，不会增加器件的厚度；

· 能够实现柔性显示以及大面积的可弯折封装；

· 支持自动化、高精度的工业量产。

在工业实践中，通常采用 “多层堆叠结构”。以 SiNx / AlOx / SiOx 结构为例，其能有效结合各材料优势，实现以下效果：

1. 构建多层水汽阻隔路径（迷宫效应）：通过材料堆叠形成复杂路径，延长水汽渗透路径，提升阻隔性能；

2. 互补应力匹配：不同材料的应力特性相互补偿，防止封装层翘曲或开裂；

3. 更高封装致密度与稳定性：多层结构协同作用，增强整体封装的紧密性与长期可靠性。

技术要点

薄膜的沉积方式主要有 PECVD、ALD 或 PVD。在 Micro-LED 应用中，更倾向于采用以下路径：

SiNx/SiOx：采用 PECVD 法沉积，温度控制在 150–250℃之间，可兼容 PI 基板，适用于柔性封装场景；

AlOx：采用 ALD 法沉积，凭借其原子级均匀性和致密性，成为超高阻隔层的首选工艺。

关键工艺参数需重点关注：气体流量比（如 SiH?/N?O 等气体的配比）；封装膜厚控制（单层层厚通常为 50–200 nm）；应力控制（残余应力需＜150 MPa）。

如何优化封装结构？

在研发用于 AR 眼镜的 Micro LED 阵列时，团队采用了特定的薄膜封装（TFE）设计方案：以 PI 为基底，依次沉积 80 nm 的 SiNx、20 nm 的 AlOx、80 nm 的 SiOx，最后覆盖表面平整层。

通过对各膜层厚度比例与应力分布的精准优化，该设计实现了多重优异性能：

极致水汽阻隔：水汽透过率（WVTR）低于 10?? g/m2/day；

超长使用寿命：器件运行寿命延长至 10000 小时以上；

卓越显示品质：无可见干扰条纹，持续保持高亮显示效果。

未来趋势

随着Micro LED逐步向大尺寸、柔性、透明方向拓展，未来封装膜层将呈现出以下发展方向：Hybrid结构封装：无机+有机交替沉积，更好缓解应力；Roll-to-roll大面积封装：与印刷、蒸镀结合，实现连续化生产；自修复封装材料：引入纳米粒子材料，提高封装抗裂性和使用寿命。

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