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      Micro LED巨量轉移技術

      Micro LED巨量轉移技術

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             本文分享Micro LED巨量轉移技術,分析該技術存在的難點與挑戰。根據在研技術流派的制程過程,可將巨量轉移技術步驟分為基板分離和晶片轉移兩個關鍵制程,將分別闡述每一制程的原理、研究進展及關鍵研究問題,最后展望巨量轉移技術的發展前景。


      1.巨量轉移

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      圖1 Micro LED制備流程    圖片來源:MicroDisolay  


       

             由于待轉移的LED晶片尺寸更小,大約為頭發絲的1/10,需要精度很高的精細化操作;一次轉移需要移動幾萬乃至幾十萬顆以上的LED,數量十分巨大,要求有極高的轉移速率,傳統LED晶片在封裝環節,主要采用真空吸取的方式,而真空管的物理極限下只能做到大約80μm,而Micro LED尺寸基本在50μm以下;而當前的轉移設備(Pick & Place)的精密度是±34μm (Multi-chipper Transfer),覆晶固晶機(Flip Chip Bonder)的精密度是±1.5μm (每次移轉為單一晶片)??梢妭鹘y晶片轉移技術無法以經濟且高精度的方式轉移數量達百萬個、尺寸為微米級的晶片。


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      表1 傳統晶片轉移制程與巨量轉移制程對比        圖片來源:MicroDisolay  


      針對這些問題,許多公司和科研機構基于不同原理已開展大量研究,形成了精準拾取。



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      圖2 巨量轉移主流技術發展        圖片來源:MicroDisolay  


            精準拾取流派技術主要區別于轉移頭吸附LED作用力的不同。Luxvue公司采用具有雙電極結構的轉移頭,通過靜電力拾取放置晶片,完成從源基板到目標基板的轉移 X-Celeprint采用彈性印章作為轉移頭,利用范德華力拾取晶片,然后放置到目標基板上 隨著技術的發展,巨量轉移不再局限于傳統的拾取制程,雷射驅動轉移技術在轉移中得到應用,以非接觸式的加工技術,實現晶片的批量并行轉移 Uniqarta、Coherent、QMAT公司采用雷射誘導前向轉移(LIFT)制程,通過雷射與材料發生光-物質相互作用而實現晶片的分離,同時產生的局部沖擊力推動晶片向基板轉移。Optovate公司提出p-LLO制程,通過雷射作用GaN分解為氮氣和液態Ga,實現剝離與轉移。此外,elux和Self array公司采用自組裝技術,分別以流體自組裝和磁力自組裝為原理完成LED的自組裝過程。韓國機械與材料研究所( KIMM)提出了自對準滾印轉移技術,通過輥印的方式實現巨量轉移 當前技術基于不同的作用原理取得了一定的研究進展,但仍然存在良率、精度、轉移速率等問題,如何控制成本和良率成為當前商業化的關鍵。


      敬請留意續篇。

      來源:知識酷   MicroDisolay



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