Zagraniczne media donoszą, że zespół badawczy z Uniwersytetu Nauki i Technologii w Hongkongu (Guangzhou) opracował niedawno nowatorski proces transferu mikrodiod LED. Proces ten opiera się na dynamicznie programowalnej głowicy transferowej, która wykorzystuje lokalne nagrzewanie do kontrolowania lepkości polimeru.
Naukowcy stwierdzili, że to nowe narzędzie może selektywnie przetwarzać urządzenia o różnej geometrii, rozwiązując kluczowy problem w konstrukcji złożonych mikrosystemów. Zespół badawczy wykazał, że system transferu może selektywnie sortować i przenosić normalnie działające mikrodiody LED o wymiarach 45 × 25 mikrometrów, układając je w niestandardowe układy bez pogorszenia ich wydajności.
Podczas badań naukowcy z powodzeniem przenieśli układy scalone półprzewodnikowe, 90-nanometrowe folie miedziane oraz sferyczne mikrosfery polistyrenowe o średnicy 50 mikrometrów. Dokładność rozmieszczenia tych komponentów była niezwykle wysoka, z przesunięciem położenia mniejszym niż 0,7 mikrometra i błędem rotacji mniejszym niż 0,04 radiana.
Aby zbudować ten system transferu, zespół badawczy opracował specjalny polimer, który ulega szybkiej przemianie fizycznej w temperaturze 44 stopni Celsjusza, przechodząc ze stanu sztywnego tworzywa sztucznego w stan gumy. Zespół badawczy nałożył ten polimer na szereg niezależnie sterowanych mikrogrzałek.
Podczas procesu transferu zespół dociskał stempel do matrycy elementów, aktywując specjalne grzałki, które w ciągu około 60 milisekund topiły obszar docelowy polimeru o grubości 50 mikrometrów, umożliwiając jego przyklejenie do wybranego układu scalonego. Polimer następnie naturalnie stygł i twardniał w ciągu około 40 milisekund, fizycznie blokując układ scalony. Gdy element należało przenieść w nowe miejsce, grzałki były ponownie aktywowane, aby zmiękczyć polimer i uwolnić układ scalony. Ten mechanizm sterowany temperaturą zapewnia współczynnik siły adhezji „podnieś i odłącz” przekraczający 190:1.
Obecnie zespół badawczy bada, jak zwiększyć skalę macierzy mikrogrzałek. Stanowi to wyzwanie: gęsto upakowane grzałki mogą prowadzić do przesłuchów termicznych, czyli wycieku ciepła do sąsiednich pikseli. Aby temu zaradzić, naukowcy planują zastosować cieńsze warstwy polimerów i wprowadzić układy sterowania aktywną matrycą, podobne do architektury stosowanej w komercyjnych telewizorach z płaskim ekranem, aby zarządzać macierzami o dużej skali bez nadmiernie skomplikowanego okablowania.
Obecnie zespół badawczy bada, jak zwiększyć skalę macierzy mikrogrzałek. Stanowi to wyzwanie: gęsto upakowane grzałki mogą prowadzić do przesłuchów termicznych, czyli wycieku ciepła do sąsiednich pikseli. Aby temu zaradzić, naukowcy planują zastosować cieńsze warstwy polimerów i wprowadzić układy sterowania aktywną matrycą, podobne do architektury stosowanej w komercyjnych telewizorach z płaskim ekranem, aby zarządzać macierzami o dużej skali bez nadmiernie skomplikowanego okablowania.
