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Micro LED巨量轉移技術
分享篇（一）
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。
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。
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。
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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