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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）。可見傳統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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