Las pantallas MicroLED se enfrentan al triple reto de transferir millones de componentes increíblemente pequeños con una precisión submicrónica. Una forma de conseguirlo es utilizar la química y las herramientas de la microlitografía, aprovechando los procesos utilizados para la fabricación de semiconductores a escala nanométrica.
Este enfoque ha sido desarrollado por Terecircuits, que realizará una presentación del 30 de noviembre al 1 de diciembre de 2022 en la conferencia MicroLED de TechBlick, que tendrá lugar en directo a través de Internet. Aquí está la agenda www.TechBlick.com/microLEDs
La diapositiva 1 muestra una optimización: Se utiliza una fuente de luz ultravioleta profunda para exponer un soporte completo que contiene una oblea electrónica de MicroLEDs, liberados y singularizados en el soporte mediante Laser Lift Off (LLO) o un proceso químico. Al mismo tiempo, se coloca una máscara para liberar selectivamente sólo los MicroLED en el paso de píxel. De este modo se pueden transferir decenas de miles de componentes en una sola operación, preservando la precisión de las relaciones troquel a troquel del paso de fabricación. Las máscaras también pueden utilizarse para despoblar troqueles defectuosos y reparar defectos en ensamblajes existentes.
El diseño del material que sujeta los MicroLED en el soporte donante es fundamental. Este material debe sujetar firmemente los MicroLED sin que se desplacen antes de su liberación y, una vez activados por el proceso LIFT (Laser-Induced Forward Transfer), liberarlos limpiamente y propulsarlos hacia el sustrato sin dañarlos y con un residuo mínimo o nulo.
La diapositiva 2 muestra que Optimizar un material de transferencia para trabajar con una máscara (M-LIFT) significa conseguir una energía de activación que esté por debajo del umbral de ablación del material de la máscara. La mayoría de los materiales de transferencia convencionales, como las poliimidas y los polímeros termoestables, son materiales ablativos que requieren grandes dosis de activación, dejan residuos y son difíciles de controlar. Normalmente requieren 500-800mJ/cm2 de energía (fluencia) para activarse, superando en 10 veces el umbral de ablación de la máscara. Un material ideal se descompone limpiamente a la vez que imparte una fuerza de colocación descendente al componente (lo que permite la colocación sin contacto). También debe tener unos "efectos de borde" mínimos, que pueden pasar a los componentes adyacentes y afectar negativamente a la precisión de las transferencias posteriores.
Además de facilitar el uso de una máscara que pueda proporcionar un patronaje real sin ópticas sofisticadas, conseguir una fluencia más baja aporta beneficios adicionales al coste de propiedad de todo el proceso de transferencia. Una energía más baja transferirá mucho menos calor perjudicial, y puede activarse potencialmente con fuentes de luz UV no láser de bajo coste y alta fiabilidad. Una menor necesidad de energía también significa que se puede exponer una superficie 10 veces mayor para la liberación paralela o, alternativamente, se puede utilizar un láser 10 veces más pequeño para ahorrar costes. Esta reducción de la complejidad de la herramienta se traduce en menores costes de mantenimiento y menos tiempo de inactividad.
Este enfoque ha sido desarrollado por Terecircuits, que realizará una presentación del 30 de noviembre al 1 de diciembre de 2022 en la conferencia MicroLED de TechBlick, que tendrá lugar en directo a través de Internet. Aquí está la agenda www.TechBlick.com/microLEDs
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