【摘 要】
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微发光二极管（Micro LED）具有功耗低、响应快、寿命长等优势,潜在应用十分广泛,具有非常重要的发展意义。基于激光-材料界面相互作用的激光转移技术可用于解决Micro LED巨量转移技术难题,然而其仍面临着芯片易损伤、转移精度差和巨量转移平台技术不成熟等问题。为了解决上述问题,本文提出了一种双激光热驱微腔膨胀辅助转移工艺,对其工艺机理及工艺参数进行了分析和研究,在此基础上提出接近式转移工艺优化
【基金项目】
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国家杰出青年科学基金项目,“柔性电子制造技术与装备”,批准号:51925503；
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微发光二极管（Micro LED）具有功耗低、响应快、寿命长等优势,潜在应用十分广泛,具有非常重要的发展意义。基于激光-材料界面相互作用的激光转移技术可用于解决Micro LED巨量转移技术难题,然而其仍面临着芯片易损伤、转移精度差和巨量转移平台技术不成熟等问题。为了解决上述问题,本文提出了一种双激光热驱微腔膨胀辅助转移工艺,对其工艺机理及工艺参数进行了分析和研究,在此基础上提出接近式转移工艺优化了转移精度,最后研制了与工艺适配的激光剥离-巨量转移工艺平台。本文的主要工作包括:（1）针对目前激光工艺带来的芯片损伤问题,提出了双激光热驱微腔膨胀辅助转移工艺,通过显微观测、高速相机成像、拉曼光谱等实验手段验证了工艺原理可行性,之后基于光热反应的体积模型对激光作用的热传导过程进行了理论建模,利用COMSOL Multiphysics仿真软件分析了芯片-激光响应层界面在不同激光参数下的温度场变化,揭示了工艺对芯片热影响作用小的特点。（2）针对芯片转移的高良率要求,研究了发泡层配比、固化时间、旋涂参数等工艺参数对发泡层状态的影响规律,探究了紫外激光能量密度、照射次数等工艺参数对激光响应层的影响规律,揭示了红外激光功率参数对转移结果和热作用范围的影响规律,并建立了芯片转移工艺窗口,得到了最佳组合工艺参数。（3）针对芯片转移的精度要求,提出了“接近式转移”的工艺概念,探究了不同基板间距下的芯片转移精度和不同激光参数下发泡层高度变化规律,构建了起泡高度与基板间距的微接触工况,优化了转移精度。（4）基于工艺转移了透明芯片和低温芯片,验证了工艺用于这两类芯片转移的实用性;研制了与工艺适配的激光剥离-巨量转移工艺平台,集成了多轴高精度运动平台、控制系统等模块,为工艺在Micro LED巨量转移方面的应用提供了技术经验。
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