Micro LED巨量转移技术

Micro LED巨量转移技术

分享篇（一）

本文分享Micro LED巨量转移技术，分析该技术存在的难点与挑战。根据在研技术流派的制程过程，可将巨量转移技术步骤分为基板分离和晶片转移两个关键制程，将分别阐述每一制程的原理、研究进展及关键研究问题，最后展望巨量转移技术的发展前景。

1.巨量转移

图1 Micro LED制备流程图片来源：MicroDisolay

由于待转移的LED晶片尺寸更小，大约为头发丝的1/10，需要精度很高的精细化操作；一次转移需要移动几万乃至几十万颗以上的LED，数量十分巨大，要求有极高的转移速率，传统LED晶片在封装环节，主要采用真空吸取的方式，而真空管的物理极限下只能做到大约80μm，而Micro LED尺寸基本在50μm以下；而当前的转移设备（Pick ＆ Place）的精密度是±34μm (Multi－chipper Transfer），覆晶固晶机（Flip Chip Bonder）的精密度是±1.5μm （每次移转为单一晶片）。可见传统晶片转移技术无法以经济且高精度的方式转移数量达百万个、尺寸为微米级的晶片。

表1 传统晶片转移制程与巨量转移制程对比图片来源：MicroDisolay

针对这些问题，许多公司和科研机构基于不同原理已开展大量研究，形成了精准拾取。

图2 巨量转移主流技术发展图片来源：MicroDisolay

精准拾取流派技术主要区别于转移头吸附LED作用力的不同。Luxvue公司采用具有双电极结构的转移头，通过静电力拾取放置晶片，完成从源基板到目标基板的转移 X-Celeprint采用弹性印章作为转移头，利用范德华力拾取晶片，然后放置到目标基板上随着技术的发展，巨量转移不再局限于传统的拾取制程，雷射驱动转移技术在转移中得到应用，以非接触式的加工技术，实现晶片的批量并行转移 Uniqarta、Coherent、QMAT公司采用雷射诱导前向转移（LIFT）制程，通过雷射与材料发生光-物质相互作用而实现晶片的分离，同时产生的局部冲击力推动晶片向基板转移。Optovate公司提出p-LLO制程，通过雷射作用GaN分解为氮气和液态Ga，实现剥离与转移。此外，elux和Self array公司采用自组装技术，分别以流体自组装和磁力自组装为原理完成LED的自组装过程。韩国机械与材料研究所( KIMM)提出了自对准滚印转移技术，通过辊印的方式实现巨量转移当前技术基于不同的作用原理取得了一定的研究进展，但仍然存在良率、精度、转移速率等问题，如何控制成本和良率成为当前商业化的关键。

敬请留意续篇。

来源：知识酷 MicroDisolay

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