激光巨量轉移
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-04
激光巨量轉移的實例教程
大族半導體Mini LED巨量轉移項目中心研發總監莊昌輝受邀并在峰會上作主題《Micro LED顯示研發進度及激光巨量轉移技術分享》的分享。
CINNO
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大族半導體的Micro LED發展之路
自2019年起，大族半導體率先在國內啟動Micro LED領域的激光加工設備研發，先后開發了準分子激光剝離、固體及準分子激光巨量轉移、全段激光修復、激光鍵合、玻璃基板測走線無縫拼接等多項國內首創的技術設備，成為國內唯一一家完成Micro LED領域激光應用全套解決方案的公司。
盡管行業在此過程中面臨了不少挑戰，尤其是早期蘋果項目的取消對行業信心造成了一定打擊，但國內企業如京東方等仍在積極開拓車載、大型電視和AR等更具潛力的應用領域。莊昌輝堅信：“Micro LED技術的發展道路雖然曲折，但其核心技術優勢決定了前景是光明的。”
激光巨量轉移技術加速Micro LED商業化
激光巨量轉移技術被認為是Micro LED制造中的關鍵技術，莊昌輝表示：“我們主要從準分子激光和固體激光兩個方向對激光巨量轉移技術進行技術開發。準分子系統具有較大的工藝窗口和高良率優勢，一次可以轉移多顆芯片，適用于大規模生產；固體激光系統則因其靈活性，特別適用于需要快速修復的應用場景。
據了解，大族半導體于2021年5月率先推出了固體激光巨量轉移樣機，并在2022年7月推出了準分子激光巨量轉移樣機。目前兩套系統均已經實現了2.5代線，轉移精度小于2微米的穩定量產，并已小批量合同出貨。
展開 Micro LED COG封裝工藝制程是使用激光剝離設備將生長基板上的芯片剝離到臨時基板上，再通過激光巨量轉移設備將三色RGB芯片依次轉移到驅動電路基板后，采用激光巨量鍵合設備將芯片和焊盤進行鍵合，最后進行大屏拼接的過程。當然，各工藝制程環節中均穿插了AOI檢測、激光去除和激光修補的動作。激光剝離技術和激光巨量轉移技術在前兩期中均有詳細講述（可點擊文末鏈接查看），本期我們重點講述Micro LED制程中最重要的環節之一—激光巨量鍵合技術。
Micro LED COG常規制程
Micro LED芯片尺寸的縮小，意味著在制造同樣尺寸大小的顯示屏幕時，Micro LED的驅動電路基板上需要鍵合更多數量的芯片，其焊點大幅增加，鍵合工藝難度因此大幅提升，這對芯片鍵合的制造工藝和設備提出了更高的要求。
傳統鍵合方式利用印章、靜電力等巨量轉移的方式將芯片與目標基板進行貼合后，再采用加熱加壓的方式將芯粒和焊盤進行共晶合金鍵合。目前鍵合多采用Au-In鍵合、Au-Au鍵合和Au-Sn鍵合，效果穩定，鍵合強度大，但Au單價偏高，影響生產成本，不符合Micro LED的商業化發展趨勢；不僅如此，傳統鍵合方式還要克服因為溫度升高，轉移頭和目標基板的熱膨脹系數不一樣而導致的對位偏移等問題。
展開 通常來說，受限于外延生長技術，在大面積外延基板上同時生長高質量的三色RGB芯片極為困難，因此需要將生長在外延基板上數百萬甚至數千萬顆微米級的三色RGB芯片依次轉移到驅動電路基板上，實現RGB排布。
三色RGB芯片轉移示意圖
然而，由于Micro LED的特征尺寸小于100μm，傳統轉移技術在轉移效率、轉移精度上很難達到要求。傳統轉移技術對單顆芯片的尺寸要求存在物理極限，芯片太小無法轉移，轉移精度也難以滿足；機械臂在芯片轉移的過程中也存在時間極限，轉移效率難以提高，這意味著傳統轉移技術及設備已無法適配Micro LED轉移制程。
面對以上技術挑戰，為實現快速且精準地轉移及減少后續檢修壓力，巨量轉移技術應運而生。Micro LED巨量轉移技術已被證明是能夠克服組裝Micro LED芯片極端要求的有效解決方案。Micro LED巨量轉移設備是采用激光轉移技術，利用特殊整形后的方形光斑，結合高速振鏡掃描，可以實現高速加工，將微米級Micro LED芯片逐一轉移到下層基板（玻璃或者膜材）上。Micro LED巨量轉移設備是Micro LED生產過程中的核心裝備之一，是影響Micro LED的良率與制造成本的關鍵。
Micro LED激光巨量轉移技術示意圖
大族半導體自2019年開始對激光巨量轉移技術進行布局，探索應對Micro LED芯片轉移要求的關鍵解決方案，于2021年11月，自主研發并推出國內首臺固體Micro LED激光巨量轉移設備；于2022年10月，自主研發并推出國內首臺準分子Micro LED激光巨量轉移設備，均通過頭部客戶驗證，實現銷售。
展開 CINNO Research產業資訊，
3D-Micromac AG
公司
是半導體，光伏，醫療設備和電子市場激光微加工和卷對卷激光系統的行業領導者
。
該公司近日
推出了M
icroCETI?
，這是第一款
支持
M
icro
-
LED
顯示器制造中所有激光工藝的激光微加工平臺
，除此之外它還
具有批量生產所需的高吞吐量
、高
精度
和
較低擁有成本
特點
。
根據外媒Display Daily報道，MicroCETI平臺具有三種不同的配置，可實現經濟高效的Micro-LED芯片轉移，剝離和維修工藝。該平臺無需施加機械力，就可以每小時轉移數億顆Micro-LED芯片，這比其他方法要快幾個數量級。另外，這種可以實時輸出方形光束的激光器幾乎可以轉移任何大小和形狀的Micro-LED芯片。3D-Micromac已經從北美和亞洲的領先Micro-LED芯片制造商那里獲得了多個針對Micro-CETI平臺的系統訂單，這些訂單產品將主要用于激光剝離和芯片轉移。
Micro-LED顯示器具有革新顯示行業的潛力，具有多種優勢，例如超廣視角，高動態范圍，完美的黑態和白態亮度，寬色域，高刷新率，長壽命和低功耗等。
展開 “為此，Terecircuits開發了一種具有獨特物理性能的、具有粘合效果的聚合物轉移膜，它能夠讓數千顆芯片同時從供體基板上轉移到目標電路基板上，”Rickard接著補充道：“我們擁有這種多用途生產設備的專利許可權，這種設備能夠達到亞微米級的放置精度。通過將聚合物的新配方與半導體領域開發的、具有亞微米精度的光刻技術相結合，我們最終讓快速、低成本的大規模微器件轉移和組裝成為可能”。
Terecircuits的工藝是使用掩模來定義哪些Micro-LED芯片需要從供體基板上釋放，這一概念與激光誘導正向轉移（LIFT）技術相關。據了解，LIFT使用激光改變將Micro-LED固定在供體板上的臨時粘合劑的物理或化學性質。在傳統的LIFT工藝中，激光器能夠單獨釋放供體基板上的芯片，接著使用機械載物臺或檢流計反射鏡重新定位，以釋放下一顆芯片器件。
Rickard說：“Terecircuits設計的這種光聚合物為Tereifilm?，它能夠在低于典型掩模材料燒蝕閾值的情況下激活。因此，我們能夠利用Tereifill?的LIFT工藝，使用掩模在一次操作中轉移數千顆芯片器件。”
使用其他材料的LIFT設備需要在逐個芯片的過程中，順序移動梁體和目標芯片。如果顯示器的目標間距（像素間距）是晶圓基板上Micro-LED芯片間距的整數倍，則該工藝還可以利用這種已有的優勢實現更快的制作工藝。
工藝示例
作為一個工藝示例，我們借此理解下基于光致聚合物的巨量轉移工藝，其完整工藝步驟如圖1所示。Terecircuits的設備和工藝可以使用SiP或Micro-LED芯片等基本器件組裝完成顯示面板等完整的系統，不需要像傳統拾取和放置工藝一樣就能高速實現亞微米級器件放置精度。
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據了解，大族半導體于2021年5月率先推出了固體激光巨量轉移樣機，并在2022年7月推出了準分子激光巨量轉移樣機。目前兩套系統均已經實現了2.5代線，轉移精度小于2微米的穩定量產，并已小批量合同出貨。
莊昌輝指出，高精度高效率的自動化對位加工、光斑調制以及與激光相匹配的材料研發是激光巨量轉移技術研發中的三大瓶頸。
演講主題：《Micro LED顯示研發進度及激光巨量轉移技術分享》
演講嘉賓：大族半導體Mini LED巨量轉移項目中心 研發總監 莊昌輝
大族半導體Mini LED巨量轉移項目中心研發總監莊昌輝詳細介紹了大族半導體在Micro LED顯示技術上的五年研發歷程，強調Micro LED在商顯民用大屏、車載和AR等領域的核心應用。
CINNO Research產業資訊，碳化硅（SiC）是一種寬帶隙半導體材料，可用于制作高電壓和高電流半導體組件，有助于開發電動汽車等現代電力應用的節能系統。不過一直以來，碳化硅材料都非常的脆，這使得制造工廠無法使用一些傳統面向硅等不太脆材料的半導體設備直接對其進行加工。然而現在，市場對該材料的需求正不斷增加，且目前加工這一類較脆材料的成本也在不斷攀升，該行業和市場正面臨著規模進一步擴張的困難。
其中，彭信翰介紹海目星激光利用最新的激光和光學技術，已實現了激光巨量轉移的全流程工藝。該技術可以實現高精度的轉移，同時大大提高了生產效率和產量，為MicroLED商業化帶來了新的希望。
演講主題：《先進半導體制程及晶圓檢測技術介紹》
演講嘉賓：COWIN (韓國) 總裁 S.I. Yang
來自韓國COWIN 總裁 S.I.
激光剝離技術和激光巨量轉移技術在前兩期中均有詳細講述（可點擊文末鏈接查看），本期我們重點講述Micro LED制程中最重要的環節之一—激光巨量鍵合技術。
Micro LED激光巨量轉移技術示意圖
大族半導體自2019年開始對激光巨量轉移技術進行布局，探索應對Micro LED芯片轉移要求的關鍵解決方案，于2021年11月，自主研發并推出國內首臺固體Micro LED激光巨量轉移設備；于2022年10月，自主研發并推出國內首臺準分子Micro LED激光巨量轉移設備，均通過頭部客戶驗證，實現銷售。
被譽為“下一代顯示技術”的Micro-LED正處于商業化關鍵節點，技術突破在即，商業應用在望。日前，The Information報道稱，近十年來，蘋果一直在投入巨資自主研發Micro-LED技術，以擺脫三星作為其供應商。傳聞蘋果計劃將Micro-LED技術先引入智能手表，再引入iPhone等產品，而搭載Micro-LED技術的Apple Watch預計2024年面世。
從技術上看，Micro-LED
CINNO Research產業資訊，4月18日，微印刷技術領導者VueReal公司宣布融資1440萬美元，超額完成其由Cycle Capital領投的B輪融資。這筆資金將主要用于公司進一步擴大其客戶群和人力團隊，提升其現有設備設施能力。 本輪融資包括3家主要投資商，包括Cycle Capital、TDK和Vitro。作為領投公司的Cycle Capital是一家非常有影響力的投資公司，另外它也是
CINNO Research產業資訊，三星在Micro LED領域的動作不斷，年初三星發布了110吋Micro LED電視，預測三星將新增Micro LED電視生產線，并計劃在2021年底前依序推出99寸、88寸與76寸的三星Micro LED電視。
根據韓媒thelec報道，三星目前正在開發小于100英寸用于家庭的Micro LED面板，因此需要把芯片像素間距(Pixel
