Advanced Functional Materials:新型热控粘合剂为高效转印集成技术提供新途径

作为制备可延展柔性电子、Micro-LED显示器等新型微纳信息电子器件的关键技术,转印技术可将电子元器件从其生长制备基底上拾取起来,并印刷集成到目标基底上。转印过程的关键是界面粘附的强弱调控,即在拾取器件时印章/器件界面粘附要强,而在印刷器件时印章/器件界面粘附要弱。而传统的转印技术往往只提供了单一的策略用来增强拾取时的界面粘附或削弱印刷时的界面粘附,这在一定程度上限制了其适用范围。

Advanced Functional Materials最近发表了浙江大学宋吉舟教授团队的研究论文“Thermal Controlled Tunable Adhesive for Deterministic Assembly by Transfer Printing”(DOI:10.1002/adfm.202010297)。该研究利用空气的热力学特性,通过简单的力学结构设计,制备出了一种新型热控粘合剂。该粘合剂创新性地在PDMS表面引入空腔,通过调节空腔内空气的温度来提供吸力增强界面粘附或提供推力削弱界面粘附,在100℃内的温升下,其吸力可达25.5kPa,推力可达32.8kPa。利用其优异的界面粘附调节能力,不同形状、材质的平面或曲面宏观物体可被该粘合剂成功抓取。

激光因其快速、可寻址等优势,一直在学术界和产业界有着广泛的应用。若将粘合剂上的空腔的尺寸缩小到微观尺度,并与激光加热设备相结合,可使用该粘合剂在较低温度下(低于165℃)实现对微观器件的高速(低于10ms)转印。通过对激光束的编程控制,可实现微观硅片和μ-LED芯片的异质异构集成,有望在可延展柔性电子和Micro-LED显示器等领域发挥重要作用。

上述研究工作得到了国家自然科学基金项目(11872331和11622221)的支持。