CN106228913A - 转印设备及其转印方法 - Google Patents

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CN106228913A CN201610720984.XA CN201610720984A CN106228913A CN 106228913 A CN106228913 A CN 106228913A CN 201610720984 A CN201610720984 A CN 201610720984A CN 106228913 A CN106228913 A CN 106228913A
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Abstract

本发明公开了一种转印设备及其转印方法。该转印设备包括：第一机台和位于所述第一机台上方的至少一个转印系统；所述第一机台用于承载基片；所述转印系统用于将目标器件转印至基片的指定位置上。本发明提供的转印设备及其转印方法的技术方案中，转印系统位于第一机台的上方，转印系统将目标器件转印至第一机台承载的基片的指定位置上，本发明中，由于转印系统位于第一机台的上方，因此转印头完成转印过程需要移动路径较短，从而提高了生产效率。

Description

转印设备及其转印方法
技术领域
本发明涉及微转印技术领域，特别涉及一种转印设备及其转印方法。
背景技术
微转印技术可低成本、大规模、高精度地将目标器件转移到塑料、玻璃等材料的基板上。若微转印技术实现量产，预计可推动柔性显示产品的量产与成本降低，实现集成电路、传感器与显示屏的集成，实现微型LED显示等，将给显示产业乃至半导体产业带来变革。
现有技术中的微转印技术是将基板、目标器件和清洗器件放置于同一平面上，而后可采用人工或者机械方式通过转印头完成转印过程。
现有技术中，转印头完成转印过程需要较长的移动路径，从而降低了生产效率。
发明内容
本发明提供一种转印设备及其转印方法，用于提高生产效率。
为实现上述目的，本发明提供了一种转印设备，包括：第一机台和位于所述第一机台上方的至少一个转印系统；
所述第一机台用于承载基片；
所述转印系统用于将目标器件转印至基片的指定位置上。
可选地，所述转印系统包括第二机台、第三机台和转印头，所述第二机台、第三机台和所述转印头位于所述第一机台的上方，所述转印头设置于所述第三机台上；
所述第二机台用于承载所述目标器件；
所述转印头用于从所述第二机台上印取所述目标器件，并将所述目标器件转印至基片的指定位置上。
可选地，所述转印系统还包括：光学对位装置和第一对位标记，所述光学对位装置设置于第三机台上，所述第一对位标记设置于转印头上，所述第一对位标记和所述光学对位装置相对设置且所述第一对位标记位于所述光学对位装置的下方，所述基片上设置有第二对位标记；
所述光学对位装置用于对准第一对位标记和第二对位标记，以使目标器件与基片的指定位置对位。
可选地，还包括第二驱动机构和第三驱动机构，第二驱动机构与第二机台连接，所述第三驱动机构和所述第三机台连接；
所述第三驱动机构用于驱动所述第三机台向所述第二机台移动以驱动所述转印头从所述第二机台上印取所述目标器件，以及驱动所述第三机台向基片移动以驱动所述转印头将所述目标器件转印至基片的指定位置上；
所述第二驱动机构用于在所述转印头印取所述目标器件之后驱动所述第二机台从所述转印头的下方移开。
可选地，所述第二机台还用于承载清洗装置；
所述第二驱动机构还用于在所述转印头将所述目标器件转印至基片的指定位置上之后驱动所述第二机台移动至所述转印头的下方；
所述第三驱动机构还用于驱动所述第三机台向所述第二机台移动以驱动所述转印头压向所述清洗装置以实现对转印头进行清洗。
可选地，还包括：设备主体和设置于所述设备主体上的机械臂；
所述第二驱动机构设置于所述机械臂上，所述第三驱动机构设置于所述机械臂上。
可选地，所述机械臂包括支撑结构、承载结构和连接结构，所述支撑结构的一端设置于所述设备主体之上，所述支撑结构的另一端支撑所述承载结构；
所述连接结构的一端设置于所述承载结构上，所述第二驱动机构设置于所述连接结构的另一端上，所述第三驱动机构设置于所述承载结构上；或者，
所述连接结构的一端设置于所述支撑结构上，所述第二驱动机构设置于所述连接结构的另一端上，所述第三驱动机构设置于所述承载结构上。
可选地，所述转印系统为多个时，多个所述转印系统并排设置，且并排设置的多个所述转印系统同步将目标器件转印至基片的指定位置上。
可选地，所述转印系统为多个时，每个所述转印系统单独将目标器件转印至基片的指定位置上。
可选地，还包括：设备主体和位于所述设备主体上的多个机械臂，每个转印系统设置于一个机械臂上。
为实现上述目的，本发明提供了一种转印设备的转印方法，所述转印设备包括第一机台和位于所述第一机台上方的至少一个转印系统；
所述方法包括：
所述转印系统将目标器件转印至所述第一机台承载的基片的指定位置上。
可选地，所述转印系统包括第二机台、第三机台和转印头，所述第二机台、第三机台和所述转印头位于所述第一机台的上方，所述转印头设置于所述第三机台上；
所述转印系统将目标器件转印至所述第一机台承载的基片的指定位置上包括：
所述转印头从所述第二机台上印取所述目标器件，并将所述目标器件转印至基片的指定位置上。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供的转印设备及其转印方法的技术方案中，转印系统位于第一机台的上方，转印系统将目标器件转印至第一机台承载的基片的指定位置上，本发明中，由于转印系统位于第一机台的上方，因此转印头完成转印过程需要移动路径较短，从而提高了生产效率。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的一种转印设备的结构示意图；
图2为本发明实施例二提供的一种转印设备的结构示意图；
图3为本发明实施例三提供的一种转印设备的结构示意图；
图4为图3中转印设备的工作示意图；
图5为本发明实施例四提供的一种转印设备的结构示意图；
图6为图5中转印设备的工作示意图。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供的转印设备及其转印方法的进行详细描述。
图1为本发明实施例一提供的一种转印设备的结构示意图，如图1所示，该转印设备包括：第一机台1和位于第一机台1上方的至少一个转印系统2。第一机台1用于承载基片3，转印系统2用于将目标器件4转印至基片3的指定位置上。
第一机台1通过基板卡盘(substrate chuck)实现承载基片3。具体地，第一机台1上设置有基板卡盘，基片3位于基板卡盘上，其中，基板卡盘在图1中未具体画出。本实施例中，基片3为大尺寸基片，本实施例的方案实现了对大尺寸基板进行转印。
本实施例中，优选地，目标器件4可以为晶圆器件。
转印系统2包括第二机台21、第三机台22和转印头23，第二机台21、第三机台22和转印头23位于第一机台1的上方，转印头23设置于第三机台22上。第二机台21用于承载目标器件4。转印头23用于从第二机台21上印取目标器件4，并将目标器件4转印至基片3的指定位置上。其中，转印头23可通过静电吸附或者聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane，简称：PDMS)粘附的方式印取目标器件4。其中，转印头23可通过粘附的方式将目标器件4转印至基片3的指定位置上，而后通过范德华力或者树脂加热对目标器件4进行固化，从而将目标器件4固定于基片3的指定位置上。可选地，第二机台21上设置有基板24，基板24上设置目标器件4以实现第二机台21承载目标器件4，其中，基板24的材料为单晶硅或者蓝宝石，目标器件4生长于基板24上。
转印系统2还包括光学对位装置25和第一对位标记26。光学对位装置25设置于第三机台22上，第一对位标记26设置于转印头23上，第一对位标记26和光学对位装置25相对设置且第一对位标记26位于光学对位装置25的下方。基片3上设置有第二对位标记5。光学对位装置25用于对准第一对位标记26和第二对位标记5，以使目标器件4与基片3的指定位置对位。优选地，光学对位装置25位于第三机台22的边缘位置，第一对位标记26位于转印头23的边缘位置。优选地，光学对位装置25可以为光学对位镜头，且转印头23的材料为透明材料。优选地，光学对位装置25的对位精度可以为微米级。
转印系统2还包括第二驱动机构27和第三驱动机构28，第二驱动机构27与第二机台21连接，第三驱动机构28和第三机台22连接。第三驱动机构28用于驱动第三机台22向第二机台21移动以驱动转印头23从第二机台21上印取目标器件4，以及驱动第三机台22向基片3移动以驱动转印头23将目标器件4转印至基片3的指定位置上。第二驱动机构27用于在转印头23印取目标器件4之后驱动第二机台21从转印头23的下方移开。第二驱动机构27和第三驱动机构2828均可在xyz坐标系中沿x、y、z方向移动，并且可在移动过程中旋转角度θ。
第二机台21还用于承载清洗装置29。第二驱动机构27还用于在转印头23将目标器件4转印至基片3的指定位置上之后驱动第二机台21移动至转印头23的下方；第三驱动机构28还用于驱动第三机台22向第二机台21移动以驱动转印头23压向清洗装置29以实现对转印头23进行清洗。转印头23在转印过程中会粘附颗粒和/或残留目标器件4，因此需要对转印头23进行清洗以清除粘附的颗粒和/或残留的目标器件4。清洗装置29上设置有粘性层，当转印头23压向清洗装置29时，颗粒和/或目标器件4会粘附于清洗装置29的粘性层上，从而实现了对清洗装置29进行清洗。本实施例中，优选地，清洗装置29可以为清洗片。
转印设备还包括：设备主体6和设置于设备主体6上的机械臂7。第二驱动机构27设置于机械臂1上，第三驱动机构28设置于机械臂7上。其中，设备主体6可设置于防震台上，防震台的反震级别可以为VCB级别以上，从而有效减少转印设备运行时的震动。
本实施例中，机械臂7包括支撑结构71、承载结构72和连接结构73。支撑结构71的一端设置于设备主体6之上，支撑结构71的另一端支撑承载结构72。连接结构73的一端设置于承载结构72上，第二驱动机构27设置于连接结构73的另一端上，第三驱动机构28设置于承载结构72上。具体地，第三驱动机构28的一端设置于承载结构72上，另一端与第三机台22连接。从图1可以看出，支撑结构71竖直设置，承载结构72水平设置，连接结构73竖直设置。
本实施例中，转印系统2的数量为一个。
本实施例中，优选地，在转印设备转印过程中，第一机台1不移动，从而使得基片3更加稳定的设置于第一机台1上，保证了转印过程的精确性。但在实际应用中，考虑到生产效率以及转印设备本身设计的问题，可以使第一机台1移动至预定位置，以配合转印头23进行转印。因此，进一步地，该转移设备还包括第一驱动机构8，第一驱动机构8设置于设备主体6上，第一机台1设置于第一驱动机构8上，第一驱动机构8用于驱动第一机台1移动。第一驱动机构8可在xyz坐标系中沿x、y、z方向移动，并且可在移动过程中旋转角度θ，其中，x为图中水平方向，y为图中竖直方向，z为垂直于纸面方向。例如：第一驱动机构8可驱动第一机台1在y方向上向上移动达到预定位置。优选地，第一驱动机构8可精确移动，移动精度可以为1μm。在对位过程中，第一驱动机构8和第三驱动机构28相互配合，以实现目标器件4与基片3的指定位置的精确对位。
优选地，第一驱动机构8、第二驱动机构27和第三驱动机构28均为伺服马达。
下面对本实施例的转移设备的转印过程进行详细描述。
第三驱动机构28驱动第三机台22从初始位置向第二机台21移动以驱动转印头23从第二机台21上的基板24上印取目标器件4。第二驱动机构27驱动第二机台21从转印头23的下方移开，使得转印头23直接对准基片3。第三驱动机构28驱动第三机台22向基片3移动，以驱动转印头23向下靠近基片3。第三驱动机构28驱动第三机台22移动以驱动光学对位装置25移动直至光学对位装置25对准第一对位标记26和第二对位标记5为止。第三驱动机构28继续驱动第三机台22向下移动，以驱动转印头23将目标器件4转印至基片3的指定位置上，在此过程中，转印头23在第三驱动机构28的驱动下下压，将目标器件4压印到基片3的指定位置上。而后第三驱动机构28驱动第三机台22向上移动，转印头23抬起，返回初始位置。第二驱动机构27驱动第二机台21移动至转印头23的下方，在此之前，第二机台21上更换了新的基板24，基板24上设置有新的目标器件4；第二机台21上还可以更换新的清洗装置29，更换新的清洗装置29的周期可根据需要进行设定，例如：可每次转印过程均更换新的清洗装置29，也可以每10次转印过程更换新的清洗装置29。第三驱动机构28驱动第三机台22向第二机台21移动以驱动转印头23压向清洗装置29以实现对转印头23进行清洗。第三驱动机构28驱动第三机台22向上移动以驱动转印头23脱离清洗装置29，并驱动第三机台22向第二机台21上的基板24移动，继续下一次的驱动转印头23从基板24上印取目标器件4的步骤。
本实施例提供的转印设备的技术方案中，转印系统位于第一机台的上方，转印系统将目标器件转印至第一机台承载的基片的指定位置上，本实施例中，由于转印系统位于第一机台的上方，因此转印头完成转印过程需要移动路径较短，从而提高了生产效率。
图2为本发明实施例二提供的一种转印设备的结构示意图，如图2所示，本实施例与上述实施例一的区别在于，本实施例中连接结构73的一端设置于支撑结构71上，第二驱动机构27设置于连接结构73的另一端上，第三驱动机构28设置于承载结构72上。
其中，从图2可以看出，支撑结构71竖直设置，承载结构72水平设置，连接结构73水平设置。
本实施例中其余结构和实施例一相同，此处不再重复描述。
本实施例提供的转印设备的技术方案中，转印系统位于第一机台的上方，转印系统将目标器件转印至第一机台承载的基片的指定位置上，本实施例中，由于转印系统位于第一机台的上方，因此转印头完成转印过程需要移动路径较短，从而提高了生产效率。
图3为本发明实施例三提供的一种转印设备的结构示意图，如图3所示，该转移设备包括：第一机台1和位于第一机台1上方的至少一个转印系统2。第一机台1用于承载基片3，转印系统2用于将目标器件4转印至基片3的指定位置上。
其中，转印系统2为多个时，多个转印系统2并排设置，且并排设置的多个转印系统2同步将目标器件4转印至基片3的指定位置上。
本实施例中，每个转印系统2可采用上述实施例一提供的转印系统，此处不再重复描述。
本实施例中，机械臂7包括支撑结构71、承载结构72和连接结构73。支撑结构71的一端设置于设备主体6之上，支撑结构71的另一端支撑承载结构72。支撑结构71的数量二个，二个支撑结构71在设备主体6之上相对设置。连接结构73的一端设置于承载结构72上，第二驱动机构27设置于连接结构73的另一端上，第三驱动机构28设置于承载结构72上，具体可参见实施例一中的图1所示。支撑结构71竖直设置，承载结构72水平设置，连接结构73竖直设置。
图3中其余结构的具体描述可参见上述实施例一中的描述，此处不再重复描述。
图4为图3中转印设备的工作示意图，如图4所示，转印设备从基片3的第一侧进行转印直至对基片3的第二侧进行转印完成为止。具体地，首先，并排设置的多个转印系统2(实线所示)同步将目标器件4转印至基片3的第一行(靠近第一侧)的指定位置上；其次，并排的多个转印系统2(虚线所示)向第二侧移动，移动至第二行，并同步将目标器件4转印至基片3的第二行的指定位置上；而后，并排设备的多个转印系统2(虚线所示)继续向第二侧移动，并依次同步将目标器件4转印至基片3的第二行之后的每一行的指定位置上。
从上述内容可以看出，本实施例中，多个转印系统采用并行方式将目标器件转印至基片的指定位置上。
本实施例提供的转移设备的技术方案中，并排设置的多个转印系统同步将目标器件转印至基片的指定位置上，从而提高了生产效率。
图5为本发明实施例四提供的一种转印设备的结构示意图，如图5所示，该转移设备包括：第一机台1和位于第一机台1上方的至少一个转印系统2。第一机台1用于承载基片3，转印系统2用于将目标器件4转印至基片3的指定位置上。
其中，转印系统2为多个时，每个转印系统2单独将目标器件4转印至基片3的指定位置上。其中，每个转印系统2可在其所在列上单独将目标器件4转印至基片3的指定上。
转印设备还包括：设备主体6和设置于设备主体6上的多个机械臂7，每个转印系统2设置于一个机械臂7上。
本实施例中，每个转印系统2可采用上述实施例一提供的转印系统，此处不再重复描述。其中，转印系统2和机械臂7的连接方式可根据需要进行变更。
图5中其余结构的具体描述可参见上述实施例一中的描述，此处不再重复描述。
图6为图5中转印设备的工作示意图，如图6所示，由于每个转印系统2可单独进行转印，因此若某一列需要单独进行转印时可通过该列中的转印系统2进行转印，其余列的转印系统无需运行。如图6所示，基片3的左侧的第一列需要进行转印，则第一列的转印系统2(实线所示)将目标器件4转印至基片3的第一行的指定位置上；第一列的转印系统2(虚线所示)向第二侧移动，移动至第二行，将目标器件4转印至基片3的第二行的指定位置上；而后,第一列的转印系统2(虚线所示)继续向第二侧移动，并依次将目标器件4转印至基片3的第二行之后的每一行的指定位置上。在此过程中，其余列的转印系统2(实线所示)无需运行。在实际应用中，多个转印系统2还可以同步将目标器件4转印至基片3的指定位置上。
本实施例提供的转移设备的技术方案中，每个转印系统可单独将目标器件转印至基片的指定位置上，从而提高了转印过程的灵活性；同时多个转印系统还可以同步将目标器件转印至基片的指定位置上，从而提高了生产效率。
本发明实施例五提供了一种转印设备的转印方法，转印设备包括第一机台和位于所述第一机台上方的至少一个转印系统。该方法包括：所述转印系统将目标器件转印至所述第一机台承载的基片的指定位置上。
本实施例中，转印系统包括第二机台、第三机台和转印头，所述第二机台、第三机台和所述转印头位于所述第一机台的上方，所述转印头设置于所述第三机台上。则转印系统将目标器件转印至所述第一机台承载的基片的指定位置上包括：所述转印头从所述第二机台上印取所述目标器件，并将所述目标器件转印至基片的指定位置上。
本发明中的转移设备为微转印设备，转印方法为微转印方法。
本实施例提供的转印设备的转印方法的技术方案中，转印系统位于第一机台的上方，转印系统将目标器件转印至第一机台承载的基片的指定位置上，本实施例中，由于转印系统位于第一机台的上方，因此转印头完成转印过程需要移动路径较短，从而提高了生产效率。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种转印设备，其特征在于，包括：第一机台和位于所述第一机台上方的至少一个转印系统；
所述第一机台用于承载基片；
所述转印系统用于将目标器件转印至基片的指定位置上。
2.根据权利要求1所述的转印设备，其特征在于，所述转印系统包括第二机台、第三机台和转印头，所述第二机台、第三机台和所述转印头位于所述第一机台的上方，所述转印头设置于所述第三机台上；
所述第二机台用于承载所述目标器件；
所述转印头用于从所述第二机台上印取所述目标器件，并将所述目标器件转印至基片的指定位置上。
3.根据权利要求2所述的转印设备，其特征在于，所述转印系统还包括：光学对位装置和第一对位标记，所述光学对位装置设置于第三机台上，所述第一对位标记设置于转印头上，所述第一对位标记和所述光学对位装置相对设置且所述第一对位标记位于所述光学对位装置的下方，所述基片上设置有第二对位标记；
所述光学对位装置用于对准第一对位标记和第二对位标记，以使目标器件与基片的指定位置对位。
4.根据权利要求2所述的转印设备，其特征在于，还包括第二驱动机构和第三驱动机构，第二驱动机构与第二机台连接，所述第三驱动机构和所述第三机台连接；
所述第三驱动机构用于驱动所述第三机台向所述第二机台移动以驱动所述转印头从所述第二机台上印取所述目标器件，以及驱动所述第三机台向基片移动以驱动所述转印头将所述目标器件转印至基片的指定位置上；
所述第二驱动机构用于在所述转印头印取所述目标器件之后驱动所述第二机台从所述转印头的下方移开。
5.根据权利要求4所述的转印设备，其特征在于，所述第二机台还用于承载清洗装置；
所述第二驱动机构还用于在所述转印头将所述目标器件转印至基片的指定位置上之后驱动所述第二机台移动至所述转印头的下方；
所述第三驱动机构还用于驱动所述第三机台向所述第二机台移动以驱动所述转印头压向所述清洗装置以实现对转印头进行清洗。
6.根据权利要求4所述的转印设备，其特征在于，还包括：设备主体和设置于所述设备主体上的机械臂；
所述第二驱动机构设置于所述机械臂上，所述第三驱动机构设置于所述机械臂上。
7.根据权利要求6所述的转印设备，其特征在于，所述机械臂包括支撑结构、承载结构和连接结构，所述支撑结构的一端设置于所述设备主体之上，所述支撑结构的另一端支撑所述承载结构；
所述连接结构的一端设置于所述承载结构上，所述第二驱动机构设置于所述连接结构的另一端上，所述第三驱动机构设置于所述承载结构上；或者，
所述连接结构的一端设置于所述支撑结构上，所述第二驱动机构设置于所述连接结构的另一端上，所述第三驱动机构设置于所述承载结构上。
8.根据权利要求1所述的转印设备，其特征在于，所述转印系统为多个时，多个所述转印系统并排设置，且并排设置的多个所述转印系统同步将目标器件转印至基片的指定位置上。
9.根据权利要求1所述的转印设备，其特征在于，所述转印系统为多个时，每个所述转印系统单独将目标器件转印至基片的指定位置上。
10.根据权利要求9所述的转印设备，其特征在于，还包括：设备主体和位于所述设备主体上的多个机械臂，每个转印系统设置于一个机械臂上。
11.一种转印设备的转印方法，其特征在于，所述转印设备包括第一机台和位于所述第一机台上方的至少一个转印系统；
所述方法包括：
所述转印系统将目标器件转印至所述第一机台承载的基片的指定位置上。
12.根据权利要求11所述的转印设备的转印方法，其特征在于，所述转印系统包括第二机台、第三机台和转印头，所述第二机台、第三机台和所述转印头位于所述第一机台的上方，所述转印头设置于所述第三机台上；
所述转印系统将目标器件转印至所述第一机台承载的基片的指定位置上包括：
所述转印头从所述第二机台上印取所述目标器件，并将所述目标器件转印至基片的指定位置上。
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