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巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)最新動(dòng)態(tài):滾輪轉(zhuǎn)印、流體自組裝、磁動(dòng)力

jh18616091022 ? 來(lái)源:AIOT大數(shù)據(jù) ? 2023-08-02 16:31 ? 次閱讀
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巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)是當(dāng)前Mini/MicroLED廠商最值得研究的課題之一。目的是為了打破傳統(tǒng)封裝和芯片轉(zhuǎn)移技術(shù)的天花板,通過高精度的設(shè)備把巨量的微米級(jí)LED芯片正確且高效地移動(dòng)到目標(biāo)基板及PCB板上,最終實(shí)現(xiàn)Mini/MicroLED的量產(chǎn)需求。

巨量轉(zhuǎn)移過程中存在的主要技術(shù)難點(diǎn)可分為:轉(zhuǎn)移數(shù)量、轉(zhuǎn)移速度、轉(zhuǎn)移精度、轉(zhuǎn)移良率和轉(zhuǎn)移成本。在轉(zhuǎn)移數(shù)量和速度方面,由于具有較高的像素密度,相對(duì)于其他顯示設(shè)備,MicroLED顯示設(shè)備所需組件數(shù)量和轉(zhuǎn)移速度需要大幅提高。

在轉(zhuǎn)移精度方面,必須將單色MicroLED從生長(zhǎng)基板上取下,并和其他兩種顏色的Micro-LED進(jìn)行組裝以形成RGB像素,且轉(zhuǎn)移過程對(duì)位精度要控制在±1.5μm以內(nèi)。在轉(zhuǎn)移良率方面,為了保證Micro-LED顯示設(shè)備的質(zhì)量,業(yè)界的標(biāo)準(zhǔn)是在全高清顯示屏(1920×1080像素)中的無(wú)效像素的數(shù)量應(yīng)控制在3個(gè)以內(nèi),換算成良率為99.9999%。

在轉(zhuǎn)移成本方面,根據(jù)估算表明,對(duì)于5.8英寸2K分辨率的智能手機(jī)(LED器件尺寸約為10μm)和55英寸4K分辨率的電視(LED器件尺寸約為20μm)這樣的Micro-LED顯示設(shè)備,巨量轉(zhuǎn)移成本將占總成本的20%。由此可見,實(shí)現(xiàn)低成本巨量轉(zhuǎn)移對(duì)于Micro-LED顯示設(shè)備的價(jià)格降低至合理范圍至關(guān)重要。

近日,又有兩項(xiàng)MicroLED巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)取得研究新進(jìn)展,分別是MicroLED連續(xù)滾輪轉(zhuǎn)印技術(shù)及MicroLED流體自組裝技術(shù)。

英國(guó)研究者開發(fā)MicroLED連續(xù)滾輪轉(zhuǎn)印技術(shù),單次轉(zhuǎn)移超75000顆。近日,英國(guó)斯特拉思克萊德大學(xué)(UniversityofStrathclyde)的研究者宣布開發(fā)了一項(xiàng)MicroLED新型轉(zhuǎn)移工藝:連續(xù)滾輪轉(zhuǎn)印技術(shù),可在一次轉(zhuǎn)印中精準(zhǔn)地轉(zhuǎn)移超75000顆MicroLED,并針對(duì)轉(zhuǎn)移的數(shù)量和良率開發(fā)了自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)。

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a)滾輪轉(zhuǎn)印設(shè)備示意圖;b)轉(zhuǎn)印制程(左到右),器件從供體釋放到轉(zhuǎn)移頭,再放置到接收芯片上

研究人員表示,這項(xiàng)工藝可以實(shí)現(xiàn)MicroLED的巨量集成,可在一次轉(zhuǎn)印中轉(zhuǎn)移一個(gè)320x240像素陣列,相當(dāng)于75000顆以上的MicroLED,相對(duì)位置精度達(dá)亞微米級(jí),而且能夠保持像素陣列的幾何結(jié)構(gòu),像素空間定位誤差與設(shè)計(jì)布局的偏差控制1μm以內(nèi)。

另外,研究者還采用了基于簡(jiǎn)單光學(xué)顯微鏡的自動(dòng)亞微米級(jí)精準(zhǔn)計(jì)量系統(tǒng),用于評(píng)估如此大規(guī)模數(shù)量的器件,同時(shí)還可以評(píng)估良率。

除了MicroLED巨量轉(zhuǎn)移,該工藝還可用于其他類型的設(shè)備,包括硅和印刷電子設(shè)備,如柔性和可穿戴電子設(shè)備、智能包裝和射頻識(shí)別標(biāo)簽;同時(shí),該工藝在光伏設(shè)備制造、藥物輸送系統(tǒng)、生物傳感器和組織工程等生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用中也具有應(yīng)用潛力。

8月1日消息,據(jù)報(bào)道,近日首爾大學(xué)研究人員與LG電子合作,開發(fā)出「流體自組裝」(FluidicSelfAssembly,F(xiàn)SA)新技術(shù),這是一種基于流體制程的新巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)。

首爾大學(xué)首席研究員LeeDae-won形象描述了FSA背后的原理:想象一個(gè)裝滿液體的盒子,里面漂浮著許多“小拼圖”。當(dāng)盒子被震動(dòng)時(shí),這些拼圖碎片自己會(huì)找到它們指定的插槽,就像LED芯片在基板上找到它們的位置一樣。通過仔細(xì)控制液體的粘度,研究人員能夠?qū)崿F(xiàn)高達(dá)99.88%的組裝成功率。

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采用FSA技術(shù)制造的MicroLED面板(來(lái)源:《自然》雜志)

采用FSA技術(shù)不僅加快了制造速度,而且降低了成本,使其成為有前途的大規(guī)模生產(chǎn)解決方案。不過,雖然該技術(shù)顯示出巨大的潛力,但產(chǎn)品真正實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)并進(jìn)入市場(chǎng)還需要時(shí)間。在LeeDae-won看來(lái),這項(xiàng)技術(shù)如果要在智能手機(jī)、平板電腦、智能手表和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)設(shè)備等商業(yè)顯示器上全面應(yīng)用,可能需要大約五年的時(shí)間?!爸圃旒夹g(shù)的進(jìn)步、生產(chǎn)過程的可擴(kuò)展性和市場(chǎng)需求都將發(fā)揮推動(dòng)作用?!彼麖?qiáng)調(diào)。

事實(shí)上,早在20多年前就已經(jīng)使用這種做法來(lái)組裝直徑約300微米的元件。

在首次測(cè)試中,研究人員發(fā)現(xiàn)當(dāng)芯片尺寸小于100微米時(shí),組裝良率會(huì)大幅下降;要想以高產(chǎn)量組裝50微米以下芯片,必須增加從組裝溶液傳到每個(gè)芯片的動(dòng)量。

對(duì)此,研究人員在溶液中加入poloxamer聚合物,提高溶液黏度的同時(shí),也能清除結(jié)合點(diǎn)上任何微小氣泡或顆粒,提升緊密接觸機(jī)率。最后,研究人員制造出由19,000多個(gè)MicroLED芯片組成的照明面板,每個(gè)芯片都能發(fā)出藍(lán)光,直徑為45微米,實(shí)現(xiàn)高達(dá)99.88%的組裝良率。

目前流體組裝技術(shù)以美國(guó)eLux公司為主,該公司已經(jīng)將MicroLED顯示器的流體自組裝商業(yè)化。

流體自組裝技術(shù)英文全稱FluidicSelfAssembly簡(jiǎn)稱FSA,又稱流水封裝。很少人聽過這個(gè)技術(shù),聽過或者了解過這個(gè)技術(shù)的人也許會(huì)質(zhì)疑筆者為什么會(huì)講一個(gè)非主流的技術(shù)。這里有兩點(diǎn)理由,一是這個(gè)技術(shù)非常具有創(chuàng)新力,也許是下一代封裝技術(shù)的始祖;二是現(xiàn)在市場(chǎng)依然使用的條帶(Strap)最初是由FSA技術(shù)產(chǎn)生的。

FSA技術(shù)通過4個(gè)步驟可以生產(chǎn)出Strap,通過5個(gè)步驟可以生產(chǎn)出干Inlay,如圖4-82所示其步驟如下:

準(zhǔn)備大量Wafer,這臺(tái)FSA設(shè)備一次開機(jī)就要吃掉幾百萬(wàn)顆芯片,如果沒有那么多芯片這個(gè)機(jī)器根本無(wú)法運(yùn)轉(zhuǎn)。

把整盤Wafer中的芯片切成圖4-82中(b)的特定形狀,這樣的形狀可以在流水封裝中翻轉(zhuǎn)為正方向。

進(jìn)入流體沖刷過程,最終停留在指定的方格中,由于流體的沖力和可以讓每一個(gè)方格被芯片按正方向填充。

正面凸點(diǎn)與導(dǎo)電印刷基板連接,這樣就形成了Strap。

將Strap與天線封裝在一起就形成了干Inlay。

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FSA生產(chǎn)線是美國(guó)意聯(lián)科技公司發(fā)明的,大概2008年開始運(yùn)轉(zhuǎn),據(jù)說(shuō)花了1.5億美元的研發(fā)費(fèi)用。一條生產(chǎn)線的年產(chǎn)能達(dá)2億顆,相當(dāng)于30臺(tái)紐豹TAL-1500的產(chǎn)能。當(dāng)年全球沒有成熟的超高頻RFID倒封裝設(shè)備,這樣一臺(tái)龐然大物真的是巨獸一般的存在。但是2008年的時(shí)候全球超高頻RFID標(biāo)簽需求量還不到2億顆,市場(chǎng)還沒有等來(lái),卻等來(lái)了金融危機(jī),從此這臺(tái)機(jī)器就放在了意聯(lián)公司位于俄亥俄州Dayton的實(shí)訓(xùn)基地倉(cāng)庫(kù)里,至今一直寂寞的等在那里。如果今后物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展像計(jì)算機(jī)一樣風(fēng)靡,相信這臺(tái)大家伙一定能進(jìn)入物聯(lián)網(wǎng)博物館。

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另外今年5月3日,韓國(guó)LG電子(LGElectronics)WonjaeChang,JungsubKim,JeongSooLee等,在Nature上發(fā)文,提出了一種基于流體自組裝(FSA)技術(shù)的新轉(zhuǎn)移方法,稱為磁力輔助介電泳自組裝技術(shù)(MDSAT),它結(jié)合了磁力和介電泳(DEP)力,在15分鐘內(nèi),實(shí)現(xiàn)了同時(shí)的紅色,綠色和藍(lán)色(RGB)LED轉(zhuǎn)移,轉(zhuǎn)移良率為99.99%。

該報(bào)告中的磁力輔助介電泳自組裝技術(shù)(MDSAT)即是通過在MicroLED中嵌入鐵磁材料鎳,控制整個(gè)運(yùn)動(dòng),并通過施加以受體孔為中心的局部DEP力,這些MicroLED被有效地捕獲并組裝在受體位點(diǎn)。此外,通過MicroLED和受體之間的形狀匹配,展示了RGBLED的并行組裝。

最后,還制造了發(fā)光面板,顯示出了無(wú)損傷轉(zhuǎn)移特性和均勻RGB電致發(fā)光發(fā)射。研究證明了,磁力輔助介電電泳自組裝技術(shù)MDSAT方法,有望成為有力的轉(zhuǎn)移技術(shù),用以實(shí)現(xiàn)MicroLED主流商業(yè)產(chǎn)品大批量生產(chǎn)。

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磁力輔助介電電泳自組裝技術(shù)magnetic-force-assisteddielectrophoreticself-assemblytechnology,MDSAT流體裝配過程示意圖,以及根據(jù)COMSOL模擬計(jì)算的電泳Dielectrophoresis,DEP和磁力分布。

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電泳DEP力,與微發(fā)光二極管顯示材料MicroLightEmittingDiode,MicroLED組裝行為和轉(zhuǎn)移屈服力的關(guān)系。

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形狀失配缺陷的顯微鏡圖像和示意圖,以及作為受體孔高度函數(shù)的電泳DEP力和轉(zhuǎn)移屈服的變化。

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無(wú)源矩陣微發(fā)光二極管MicroLED面板的圖像,I–V特性和RGB光譜。

行業(yè)正在研究的Micro-LED巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)匯總

Micro-LED巨量轉(zhuǎn)移是走向量產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù),同時(shí)為下一階段RGB像素全彩化做準(zhǔn)備,其旨在將原始襯底上數(shù)量巨大的Micro-LED器件快速精確地轉(zhuǎn)移到目標(biāo)襯底表面,使MicroLED器件與其驅(qū)動(dòng)集成電路系統(tǒng)之間形成良好的機(jī)械固定和電氣連接。

為了解決巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)的種種技術(shù)難題,許多研究機(jī)構(gòu)提出了各種不同的巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)解決方案,目前正在開發(fā)的Micro-LED巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)主要涉及粘彈體印章、激光剝離、滾軸轉(zhuǎn)印、靜電、電磁、流體自組和化學(xué)剝離等。雖然它們各具特色,但是仍不能同時(shí)滿足巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)對(duì)于轉(zhuǎn)移數(shù)量、轉(zhuǎn)移速度、轉(zhuǎn)移精度、轉(zhuǎn)移良率和轉(zhuǎn)移成本的要求。

粘彈體印章轉(zhuǎn)移技術(shù)

粘彈體印章微轉(zhuǎn)移印刷技術(shù)最早是2004年由Rogers實(shí)驗(yàn)小組構(gòu)想的[3],其關(guān)鍵技術(shù)是采用具有一定粘彈柱狀高分子聚合物印章來(lái)調(diào)控與目標(biāo)襯底的粘性力,制備該粘彈體印章普遍是使用聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane,PDMS)制成的。當(dāng)Micro-LED顯示器件與粘彈體印章充分接觸時(shí),二者表面將產(chǎn)生范德華力作用從而形成印章對(duì)器件的粘附。

如圖2所示,此種轉(zhuǎn)移技術(shù)主要分為拾取和放置兩個(gè)步驟:拾取過程主要依靠粘彈體印章與原始襯底之間的范德華力將Micro-LED顯示器件從原始襯底上剝離;放置過程是利用粘彈體印章將Micro-LED顯示器件印制到目標(biāo)襯底上。在這兩個(gè)過程中,解決界面的粘附性問題主要涉及粘彈體印章與Micro-LED器件和Micro-LED器件與襯底兩個(gè)界面之間的關(guān)系。

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圖2粘彈體印章轉(zhuǎn)移技術(shù)示意圖

X-Celeprint公司率先開發(fā)了一種可用Micro-LED大規(guī)模轉(zhuǎn)移的粘彈體印章轉(zhuǎn)移技術(shù)。該方法使用柔軟的PDMS印章通過范德華力作用拾取和放置Micro-LED顯示器件,由于粘附作用對(duì)速率十分敏感,當(dāng)印章快速抬起時(shí),Micro-LED顯示器件可以從原始襯底被拾取并粘附在PDMS印章上。當(dāng)印章緩慢抬起時(shí),Micro-LED顯示器件可以被粘附至目標(biāo)襯底表面指定位置并與PDMS印章分離。

BOWER等研究了PDMS彈性印章轉(zhuǎn)移技術(shù),使用粘彈體印章將Micro-LED顯示器件從原始襯底轉(zhuǎn)移到目標(biāo)襯底。實(shí)驗(yàn)證明,75μm×90μm芯片的晶圓級(jí)印章轉(zhuǎn)移能夠使一個(gè)印章每次可轉(zhuǎn)移8萬(wàn)多顆Micro-LED,良率達(dá)99.95%,12.8μm×12.8mm和25.6μm×25.6mm的粘彈體印章轉(zhuǎn)移70μm×35μm的Micro-LED芯片,良率達(dá)到99.99%[4]。

激光剝離轉(zhuǎn)移技術(shù)

激光剝離轉(zhuǎn)移技術(shù)是一種可以大規(guī)模轉(zhuǎn)移Micro-LED器件的工藝,它利用激光束誘導(dǎo)Micro-LED顯示器件與其原始襯底分離,然后將它們轉(zhuǎn)移到目標(biāo)襯底上。其中激光誘導(dǎo)正向轉(zhuǎn)移工藝30年前就被Bohandy等人提出,如圖3所示。

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圖3激光誘導(dǎo)前向轉(zhuǎn)移過程示意圖

Delaporte等人在激光輔助轉(zhuǎn)移MicroLED顯示器件陣列的過程中,使用激光束誘導(dǎo)Micro-LED器件從其原始襯底分離,然后轉(zhuǎn)移至目標(biāo)襯底表面[5]。激光束的照射導(dǎo)致在生長(zhǎng)襯底和Micro-LED器件之間的界面處產(chǎn)生光與物質(zhì)相互作用,使器件與襯底徹底分離,同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生局部機(jī)械力將已經(jīng)脫落的器件推向目標(biāo)襯底。

這種界面相互作用與從藍(lán)寶石襯底上進(jìn)行GaN基LED激光剝離工藝中所產(chǎn)生的相互作用相同,激光在襯底/外延界面上燒蝕u-GaN層,并將其分解為氮?dú)夂鸵簯B(tài)Ga金屬。UNIQARTA公司研發(fā)的大規(guī)模并行激光傳輸技術(shù)(MassivelyParallelLaser-enabledTransfer,MPLET)適用于各種尺寸和材料,有良好的缺陷檢測(cè)能力和高速檢測(cè)單顆或多顆Micro-LED顯示器件的能力。

此外,研究人員研發(fā)了激光驅(qū)動(dòng)的非接觸式微轉(zhuǎn)移印花技術(shù),利用激光誘導(dǎo)加熱,在彈性印章和硬質(zhì)微/納米材料之間的界面處開始分離,對(duì)于發(fā)展先進(jìn)的工程系統(tǒng),例如可伸縮和曲線電子學(xué),是非常有價(jià)值的,但卻不適用的小尺寸硅芯片。

滾軸轉(zhuǎn)移技術(shù)

滾軸轉(zhuǎn)移技術(shù)又稱卷到卷或卷到面板印刷技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)低成本、高通量和高效率的印刷Micro-LED顯示器件在柔性襯底或剛性襯底上。2017年7月24日韓國(guó)機(jī)械與材料研究所KIMM的NanoAppliedMechanics團(tuán)隊(duì)對(duì)外提出了自對(duì)準(zhǔn)滾印轉(zhuǎn)移技術(shù)。該技術(shù)可用于厚度小于10μm、尺寸小于100μm的MicroLED顯示器件的轉(zhuǎn)移,其轉(zhuǎn)移速率達(dá)到每秒1萬(wàn)個(gè)器件,可以滿足柔性、可拉伸和便攜式顯示設(shè)備的制成。

如圖4所示,整個(gè)轉(zhuǎn)移過程包括三個(gè)輥轉(zhuǎn)移步驟:第一步是通過涂覆一次性轉(zhuǎn)移膜的壓印輥將控制的薄膜晶體管(ThinFilmTransistor,TFT)陣列拾起并放置到臨時(shí)襯底表面;第二步將Micro-LED顯示器件從其原始襯底剝離并轉(zhuǎn)移至臨時(shí)襯底上,同時(shí)通過共晶鍵合的方式將Micro-LED顯示器件與TFT鍵合在一起;第三步將完成鍵合的Micro-LED顯示器件與TFT陣列滾動(dòng)轉(zhuǎn)移到目標(biāo)襯底,以形成有源矩陣Micro-LED顯示器。

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圖4滾軸轉(zhuǎn)移技術(shù)示意圖

電磁力轉(zhuǎn)移技術(shù)

電磁力轉(zhuǎn)移技術(shù)是通過改變電磁轉(zhuǎn)移頭和Micro-LED顯示器件上鐵磁層之間的磁引力來(lái)捕獲和釋放Micro-LED顯示器件。這個(gè)過程包括用電磁轉(zhuǎn)移頭將Micro-LED從原始襯底上剝離出來(lái),施加電信號(hào)產(chǎn)生磁性吸引,然后將Micro-LED顯示轉(zhuǎn)移到目標(biāo)襯底上。每個(gè)Micro-LED顯示器件單獨(dú)的被磁性吸引控制,使選擇性和大規(guī)模的Micro-LED傳輸不需要任何壓縮過程。Yu等人提出了一種基于磁力控制的轉(zhuǎn)移技術(shù),其設(shè)計(jì)了一種具有獨(dú)特結(jié)構(gòu)的電磁輔助轉(zhuǎn)移印章,如圖5所示。

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圖5電磁輔助轉(zhuǎn)移印章示意圖

該電磁印章中含有一個(gè)填滿不可壓縮液體的腔室,位于可壓縮氣體腔室的頂部,液體腔室的頂部為磁響應(yīng)薄膜材料,其可以由外部磁場(chǎng)致動(dòng)而產(chǎn)生形變。外加磁場(chǎng)時(shí),磁響應(yīng)薄膜的形變可以通過不可壓縮液體傳導(dǎo)至底部氣體腔室,引起氣體壓力變化,從而有效調(diào)節(jié)電磁印章與待轉(zhuǎn)移存底接觸界面的粘附力。

LinghuC等人受到蚜蟲啟發(fā),設(shè)計(jì)了一種可快速調(diào)節(jié)粘附力的磁驅(qū)動(dòng)印章系統(tǒng),其使用表面包覆有薄膜的磁性材料填滿儲(chǔ)液槽,通過磁場(chǎng)控制磁性材料以使印章底部發(fā)生變形,從而到達(dá)快速調(diào)節(jié)粘附力的效果。不過該磁控轉(zhuǎn)移印章體積過于龐大,尚不能應(yīng)用于Micro-LED顯示器件的轉(zhuǎn)移。

靜電力轉(zhuǎn)移技術(shù)

2012年,蘋果公司旗下的LuxVue公司提出了一種根據(jù)靜電原理運(yùn)行的轉(zhuǎn)移技術(shù),并成功地利用異性電荷的吸引力的方式吸引MicroLED顯示器件。這種方法的工作原理見圖6。通過向一種包含單極或雙極電極結(jié)構(gòu)的靜電印章施加電壓,該靜電印章通過帶電吸附力從原襯底拾取該Micro-LED顯示器件陣列。然后將目標(biāo)襯底與Micro-LED顯示器件陣列接觸,去除靜電印章的控制電壓,從而將Micro-LED顯示器件陣列釋放到目標(biāo)襯底上。

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圖6靜電力轉(zhuǎn)移技術(shù)示意圖

靜電轉(zhuǎn)移技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是可以選擇性地轉(zhuǎn)移單個(gè)元件或部分元件,并且靜電印章的間距與原始襯底上Micro-LED顯示器件的間距不必相同,因此轉(zhuǎn)移非常靈活。然而,在靜電感應(yīng)過程中施加到靜電印章上的電壓很可能會(huì)導(dǎo)致LED被擊穿,從而損壞Micro-LED顯示器件。

PARC開發(fā)了一種確定性的、定向的、并行的MicroLED靜電組裝和轉(zhuǎn)移工藝[8]??梢陨蓜?dòng)態(tài)電場(chǎng)模式主動(dòng)控制單個(gè)芯片的運(yùn)動(dòng),將它們排列成確定性的模式,然后轉(zhuǎn)移到目標(biāo)襯底上,通過投影儀進(jìn)行尋址,以實(shí)現(xiàn)陣列的有源矩陣尋址。也可以使用帶有互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體CMOS或大面積薄膜晶體管背板TFT的全電子有源矩陣尋址,實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)并行組裝、微米級(jí)配準(zhǔn)及異構(gòu)集成等功能。

流體自組裝轉(zhuǎn)移技術(shù)

流體自組裝(FluidicallySelfassembled,F(xiàn)SA)技術(shù)通過重力和毛細(xì)管力來(lái)驅(qū)動(dòng)和捕獲驅(qū)動(dòng)集成電路陣列表面上的MicroLED顯示器件。從而實(shí)現(xiàn)Micro-LED的大規(guī)模轉(zhuǎn)移。以富士康旗下的elux公司提出的FSA為代表,其轉(zhuǎn)移技術(shù)是將大量Micro-LED顯示器件放置于轉(zhuǎn)移系統(tǒng)中,以流體力或磁力轉(zhuǎn)移作用力使得芯片以一定的速度快速移動(dòng),以動(dòng)態(tài)注入速率穿過目標(biāo)襯底,然后懸浮液體將MicroLED顯示器件捕獲在孔中,同時(shí)液體還被作為介質(zhì)以實(shí)現(xiàn)器件和襯底之間電氣和機(jī)械連接,并自行完成與襯底相應(yīng)組裝位置的對(duì)位組裝。

據(jù)報(bào)道,每小時(shí)可以實(shí)現(xiàn)超過5000萬(wàn)個(gè)設(shè)備的填充(傳輸)速率。Yeh等人通過流體自組裝技術(shù)實(shí)現(xiàn)了從生長(zhǎng)晶片到硅襯底的梯形砷化鎵基板的轉(zhuǎn)移,其過程如圖7所示。

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圖7流體自組裝轉(zhuǎn)移技術(shù)示意圖

Cho等采用流體自組裝方式,將圓形芯片、表面具有低熔點(diǎn)合金涂層的襯底和自組裝溶液放在一起,加熱并振蕩,Micro-LED顯示器件在流動(dòng)時(shí)被低熔點(diǎn)合金捕獲并與襯底形成電氣連接,在1分鐘內(nèi)將1.9萬(wàn)多塊藍(lán)色Micro-LED組裝在襯底上,成功率達(dá)到99.9%[9]。

化學(xué)剝離轉(zhuǎn)移技術(shù)

化學(xué)剝離是指通過選擇性蝕刻工藝將LED從藍(lán)寶石基板上分離。Chan等介紹了一種納米級(jí)LED的化學(xué)剝離方法,結(jié)合膠體光刻和光電化學(xué)刻蝕,具有通過金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積外延生長(zhǎng)的活性和犧牲多量子阱層,并釋放到溶液中蝕刻犧牲MQW層[10]。優(yōu)化蝕刻條件以最大限度地減少咬邊粗糙度,從而限制對(duì)有源MQW層的損壞??蓪ED與襯底有效分離。

總而言之,相比于激光剝離轉(zhuǎn)移技術(shù),化學(xué)剝離轉(zhuǎn)移技術(shù)不需要使用高功率深紫外激光器,成本更低,制程時(shí)間更短,可用于柔性器件的巨量轉(zhuǎn)移。

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原文標(biāo)題:巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)最新動(dòng)態(tài):滾輪轉(zhuǎn)印、流體自組裝、磁動(dòng)力

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