摘要
Micro-LED显示面板具有高亮度、高分辨率、低能耗等优势，在巨幅大屏及柔性显示等领域具有广阔应用前景，被认为是下一代新型显示技术主要发展方向。然而Micro-LED生产制程复杂、制备工序繁多，制造良率无法得到有效提升，生产成本居高不下，为此对不良芯片去除及修复成为Micro-LED显示屏整体良率提升的必备制程。本文以不良芯片的快速精准剥离和焊盘高质量整平修复为目标，针对芯片剥离去除过程中解焊成功率低、除晶不彻底、剥离速度慢等问题，开展Micro-LED不良芯片的激光快速精准剥离去除技术研究。具体主要内容如下： （1）构建飞秒激光双温烧蚀模型和传热模型，探索飞秒激光和材料超快非线性演化机理，并分析电子与晶格温度的耦合过程，结合热弹塑性力学建立飞秒激光的扫描应力场模型，为开展飞秒激光辐照Micro-LED芯片的烧蚀机理和去除规律研究奠定基础。 （2）通过COMSOL?仿真分析软件，分析飞秒激光电子能量密度时空分布与材料反射率、材料内激光强度的影响规律，揭示了不同时间对应不同扫描区域下芯片表面和纵深的应力场分布特征，通过单脉冲激光对Micro-LED芯片烧蚀所形成光斑直径平方来推算芯片烧蚀阈值，拟合出激光参数与烧蚀纵深的对应关系，预测单脉冲烧蚀的凹坑形貌，并对双温烧蚀模型的准确性进行验证。 （3）搭建Micro-LED不良芯片的激光快速去除实验平台，并结合模拟分析结果，开展不良芯片飞秒激光烧蚀实验，分析激光光斑重叠率、能量密度和不同扫描路径下对应芯片的烧蚀特征及去除机理，对不同激光扫描路径下芯片的烧蚀去除效率及焊盘表面的平整度进行分析。研究结果表明，飞秒激光烧蚀模型对Micro-LED芯片激光烧蚀加工的最大误差为9.28%，进一步明确了影响去除效果的关键因素和对应的优化区间。 （4）提出多道次逐层快速扫描的去除工艺，结合双温烧蚀模型的仿真分析对激光扫描路径及加工工艺参数进行优化，完成了两种规格Micro-LED芯片的烧蚀去除实验，分别在1.05s和1.32s内实现单颗芯片的快速精准剥离和焊盘表面高质量整平修复，对大幅面Micro-LED显示面板规模化生产具有指导作用。
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