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飞纳电镜助力浙江大学宋吉舟教授团队探索新型转印技术

 发布时间:2020-11-30 点击量:1304

H. Luo, C. Wang, C. Linghu, K. Yu, C. Wang, J. Song*, “Laser-Driven Programmable Non-Contact Transfer Printing of Objects onto Arbitrary Receivers via an Active Elastomeric Micro-Structured Stamp,” National Science Review 7, 296-304 (2020).

 

 

在电子产品的制备过程中,由于功能器件制备环境的限制(如高温条件、物理化学腐蚀等),通常需要将不同性质的材料集成在一起。转移印刷是一种新兴的转移微纳器件的装配技术,可以在每秒转移成千上万的器件,主要通过高聚物印章实现,其流程可分为拾取和印制两个过程:拾取过程,即利用印章将功能器件从其施主基体上剥离;印制过程,即利用印章将功能器件印制到受主基体上。

 

 

转印技术可以分为接触式转印和非接触式转印两类,其中接触式转印技术由于需要印章与受主基体相接触,受主基体的性质和几何形状会限制接触式转印技术的适用范围;而现有的非接触式转印技术的实现通常需要较高的温度(约 300℃),这可能会对印章和电子器件造成损坏。

 

为解决上述问题,浙江大学的宋吉舟教授团队提出了一种新型激光驱动的转印技术,他们通过巧妙的力学设计,获得了一种具有微结构的薄膜的弹性印章,印章对环境温度产生响应进而调节界面黏附,其强弱黏附比可达 1000 倍。同时,印章制备过程通过采用商用砂纸作为模具,避开了繁琐复杂的光刻、刻蚀等工艺,使得印章的成本大大降低。

 

该技术可在较低的温度下实现非接触转印,不会对器件和印章造成损伤。通过对激光束的编程控制,该方法可以将微米尺度的 LED 芯片和超薄硅片集成在各种各样的基底上,且在集成后器件的性能并未发生改变。这种创新性的激光驱动的非接触转印技术为各种各样的电子系统的集成创造了广泛的应用前景。

 

新型印章及其转印过程

 

转印微观硅片

 

转印 LED 芯片

 

该研究发表于《国家科学评论》(National Science Review, NSR)。浙江大学宋吉舟教授为通讯作者,博士生罗鸿羽为di一作者。该项目得到了国家 973 计划、国家自然科学基金和中央高校基本科研业务费专项资金等的支持,该文章用到了型号为 Phenom XL 的台式扫描电子显微镜。

 

飞纳台式扫描电镜 Phenom XL G2

 

2020 年飞纳电镜发布第二代 Phenom XL,Phenom XL G2 升级为全面屏成像,平均成像时间仅为 60 秒,比市场上其他台式电镜的速度快 5 倍之多。系统可对大 100 x 100mm 的样品进行分析,10nm 的分辨率为分析提供更多的细节。

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