CN109494181B - 一种微型芯片转移吸嘴的制造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微型芯片转移吸嘴的制造工艺，属于微型阵列器件制作技术领域，用于解决尺寸在5‑100μm范围内的微型芯片转移制备问题，本发明设置有基座，其一端具有基座导气孔，用于与真空吸盘的导气孔贯通，所述基座另一端具有与芯片接触的密封层，所述基座位于所述基座导气孔端的表面通过密封胶与所述真空吸盘固连；凸台，其固连在所述基座远离所述基座导气孔的一侧，所述密封层固连在所述凸台上表面，所述凸台具有贯穿于所述基座、并与所述基座导气孔连通的凸台导气孔，本发明具有转移效率高、结构简单、易于制备的特点。
Description
技术领域
本发明涉及微型阵列器件制作技术领域，尤其涉及一种微型芯片转移吸嘴的制造工艺。
背景技术
目前，集成电路封装中微型阵列器件(微型LED阵列、MEMS开光等)进一步小型化、集成化，芯片的转移是集成电路封装过程最重要的环节，传统的阵列器件的芯片转移主要采用Chip on Board(COB)工艺，COB技术采用高精度贴片机实现芯片到基板的转移，受固晶机转移吸嘴尺寸的限制，通常可转移芯片的最小尺寸约100μm，这限制了微型阵列芯片的进一步微型化。
近年来，为了实现更小尺寸的芯片(5-100μm)的转移，研究者们开发了基于PMDS的转印技术和基于微型硅电极的静电转移技术,PDMS转移技术通过制作的PDMS模具与芯片间的吸附力(范德华力)拾取芯片，微型硅电极转移技术在硅电极和芯片之间施加一个电压，通过静电吸附力来拾取芯片。
所以，提供一种微型芯片转移吸嘴及转移吸嘴的制造工艺，通过半导体工艺实现该转移吸嘴的加工制造，通过真空吸力实现微型芯片的拾取，特别适用于尺寸在5-100μm范围内的微型芯片的转移是必要的。
发明内容
本发明的目的是提供一种微型芯片转移吸嘴，能够转移尺寸在5-100μm范围内的微型芯片，转移效率高、结构简单、易于制备。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明公开的一种微型芯片转移吸嘴，包括：
基座，其一端具有基座导气孔，用于与真空吸盘的导气孔贯通，所述基座另一端具有与芯片接触的密封层，所述基座位于所述基座导气孔端的表面通过密封胶与所述真空吸盘固连；
凸台，其固连在所述基座远离所述基座导气孔的一侧，所述密封层固连在所述凸台上表面，所述凸台具有贯穿于所述基座、并与所述基座导气孔连通的凸台导气孔。
进一步的，所述凸台的水平截面为圆形，其外径小于所述基座外径。
进一步的，所述凸台导气孔为圆形或多边形。
进一步的，被转移的5-100μm芯片外形尺寸完全覆盖所述凸台导气孔的孔径尺寸。
进一步的，所述基座导气孔尺寸大于所述凸台导气径尺寸。
进一步的，所述基座材料为硅晶圆或玻璃晶圆。
进一步的，所述密封层材料为PDMS或PI或PMMA或光刻胶。
进一步的，所述基座远离所述基座导气孔的一侧布设有呈矩阵布置的多个所述凸台，所述凸台均设有贯穿于所述基座、并与所述基座导气孔连通的所述凸台导气孔。
本发明公开的一种微型芯片转移吸嘴的制造工艺，包括以下步骤：
步骤S301，提供所述基座；
步骤S302，在所述基座一侧制造所述基座导气孔；
步骤S303，在所述基座另一侧制造所述凸台；
步骤S304，在所述凸台表面制造贯穿于所述基座、并与所述基座导气孔连通的凸台导气孔；
步骤S305，在所述凸台上表面粘接所述密封层；
步骤S306，在所述基座相对于所述凸台的一侧表面上通过密封胶与所述真空吸盘固连。
在上述技术方案中，本发明提供的一种微型芯片转移吸嘴，有益效果，利用该微型芯片转移吸嘴实现了转移尺寸在5-100μm的微型芯片、并且结构简单、成本低廉、易于采用通用半导体工艺制造，另外，还可以实现单颗芯片转移，也可以多颗芯片转移同时转移，提高了转移效率，节约生产时间和成本。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明公开的一种微型芯片转移吸嘴的结构示意图；
图2是本发明公开的一种微型芯片转移吸嘴的一实施例结构示意图；
图3是本发明公开的一种微型芯片转移吸嘴的制造工艺流程图；
图4是本发明公开的一种微型芯片转移吸嘴的单颗芯片转移流程示意图；
图5是本发明公开的一种微型芯片转移吸嘴的多颗芯片转移流程示意图。
附图标记说明：
10、基座；11、基座导气孔；12、凸台；13、凸台导气孔；14、密封层；15、真空吸盘；16、密封胶；17、吸盘导气孔。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。
参见图1所示；
本发明一种微型芯片转移吸嘴，包括：
基座10，其一端具有基座导气孔11，用于与真空吸盘15的导气孔17贯通，基座10另一端具有与芯片接触的密封层14，基座10位于基座导气孔11端的表面通过密封胶与真空吸盘15固连；
凸台12，其固连在基座10远离基座导气孔11的一侧，密封层14固连在凸台12上表面，凸台12具有贯穿于基座10、并与基座导气孔11连通的凸台导气孔13。
优选的，凸台12的水平截面为圆形，其外径小于基座10外径。
优选的，凸台导气孔13为圆形或多边形。
优选的，被转移的5-100μm芯片外形尺寸完全覆盖凸台导气孔13的孔径尺寸。。
优选的，基座导气孔11尺寸大于凸台导气孔13尺寸。
优选的，基座10材料为硅晶圆或玻璃晶圆。
优选的，密封层14材料为PDMS或PI或PMMA或光刻胶。
具体的，该结构中转移吸嘴包括基座10、基座导气孔11、凸台12、凸台导气孔13、密封层14、真空吸盘15、密封胶16、吸盘导气孔17；
基座10的一端具有基座导气孔11，另一端具有凸台12，凸台12设有贯穿于基座10并与基座导气孔11连通的凸台导气孔13，凸台12的水平截面为圆形，其外径小于基座10外径，并且凸台导气孔13为圆形或多边形，凸台导气孔13的孔径尺寸小于被转移的5-100μm芯片外形尺寸，基座导气孔11尺寸大于凸台导气孔13尺寸，当凸台导气孔13为圆形或多边形时，基座导气孔11的面积均大于凸台导气孔13的面积，基座10与凸台12相对的下表面通过密封胶16与真空吸盘15固连，真空吸盘15的导气孔17与基底导气孔11连通，真空吸盘15的另一侧连接真空装置，真空装置包括真空阀和真空泵，真空泵将导气孔中空气吸走，真空阀控制转移吸嘴抽真空的开启和释放；
基座10材料为硅晶圆或玻璃晶圆，硅晶圆是指硅半导体电路制作所用的硅晶片，晶圆是制造半导体元件产品的基本原料，成本低廉，易于采用通过半导体工艺制造；
凸台12上表面具有与被转移芯片接触的密封层14，密封层14材料为PDMS或PI或PMMA或光刻胶；
PDMS(polydimethylsiloxane)是聚二甲基硅氧烷的英文缩写，成本低，使用简单，同硅片之间具有良好的粘附性，而且具有良好的化学惰性等特点；
PI(Polyimide)，中文名称聚酰亚胺，耐疲劳、耐磨性好，收缩率、线膨胀系数小，尺寸稳定性好，常用电子电器、工业机械等领域；
PMMA(poly(methyl methacrylate)是聚甲基丙烯酸甲酯，或称有机玻璃，其低价格，易于机械加工等优点；
密封层14用于拾取被转移芯片，与被转移芯片表面接触，增加转移吸嘴的密封性，防止芯片脱落，通过上述技术方案，该转移吸嘴结构简单、实现了尺寸在5-100μm单颗芯片转移，成本低廉、易于采用通用半导体工艺制造。
参见图2所示；
优选的，基座10远离基座导气孔11的一侧布设有呈矩阵布置的多个凸台12，凸台12均设有贯穿于基座10、并与基座导气孔11连通的凸台导气孔13。
具体的，该结构中基座10远离基座导气孔11的一侧固连有多个凸台12，每个凸台12均开有与与基座导气孔11连通的凸台导气孔13，凸台12布设形状呈矩阵布置、并且与被转移芯片矩阵形状匹配，其用于实现多颗芯片的同时转移，实现批量生产，提高了工作效率、节省工时和成本。
参见图3所示；
本发明一种微型芯片转移吸嘴的制造工艺，
包括以下步骤；
步骤S301，提供基座10；
步骤S302，在基座10一侧制造基座导气孔11；
步骤S303，在基座10另一侧制造凸台12；
步骤S304，在凸台12表面制造贯穿于基座10、并与基座导气孔11连通的凸台导气孔13；
步骤S305，在凸台12上表面粘接密封层14；
步骤S306，在基座10相对于凸台12的一侧表面上通过密封胶16与真空吸盘15固连。
在上述技术方案中，本发明提供的一种微型芯片转移吸嘴，使用方法：参见图4-5所示：
步骤401，转移吸嘴对准被转移芯片，转移吸嘴下降、凸台的密封层与被转移芯片表面接触，抽真空装置对导气孔内进行抽真空，转移吸嘴拾取被转移芯片；
步骤402，转移吸嘴上升、并移动，将被转移芯片移动到接收基底上；
步骤403，转移吸嘴下降，被转移芯片与接收基底接触，抽真空装置真空释放，转移吸嘴上升，完成芯片转移。
有益效果：利用该微型芯片转移吸嘴实现了转移尺寸在5-100μm的微型芯片、并且结构简单、成本低廉、易于采用通用半导体工艺制造，另外，还可以实现单颗芯片转移，也可以多颗芯片转移同时转移，提高了转移效率，节约生产时间和成本。
以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。
Claims (7)
1.一种微型芯片转移吸嘴的制造工艺，其特征在于，微型芯片转移吸嘴，包括：
基座(10)，其一端具有基座导气孔(11)，用于与真空吸盘(15)的导气孔(17)贯通，所述基座(10)另一端具有与芯片接触的密封层(14)，所述基座(10)位于所述基座导气孔(11)端的表面通过密封胶(16)与所述真空吸盘(15)固连；
凸台(12)，其固连在所述基座(10)远离所述基座导气孔(11)的一侧，所述密封层(14)固连在所述凸台(12)上表面，所述凸台(12)具有贯穿于所述基座(10)、并与所述基座导气孔(11)连通的凸台导气孔(13)；
所述凸台导气孔(13)的孔径尺寸小于被转移的5-100μm芯片外形尺寸；
所述基座(10)材料为硅晶圆或玻璃晶圆；
该微型芯片转移吸嘴的制造工艺，包括以下步骤：
步骤S301，提供所述基座(10)；
步骤S302，在所述基座(10)一侧制造所述基座导气孔(11)；
步骤S303，在所述基座(10)另一侧制造所述凸台(12)；
步骤S304，在所述凸台(12)表面制造贯穿于所述基座(10)、并与所述基座导气孔(11)连通的凸台导气孔(13)；
步骤S305，在所述凸台(12)上表面粘接所述密封层(14)；
步骤S306，在所述基座(10)相对于所述凸台(12)的一侧表面上通过密封胶(16)与所述真空吸盘(15)固连。
2.根据权利要求1所述的一种微型芯片转移吸嘴的制造工艺，其特征在于；
所述凸台(12)的水平截面为圆形，其外径小于所述基座(10)外径。
3.根据权利要求2所述的一种微型芯片转移吸嘴的制造工艺，其特征在于；
所述凸台导气孔(13)为圆形或多边形。
4.根据权利要求3所述的一种微型芯片转移吸嘴的制造工艺，其特征在于；
被转移的5-100μm芯片外形尺寸完全覆盖所述凸台导气孔(13)的孔径尺寸。
5.根据权利要求3所述的一种微型芯片转移吸嘴的制造工艺，其特征在于；
所述基座导气孔(11)尺寸大于所述凸台导气孔(13)尺寸。
6.根据权利要求1所述的一种微型芯片转移吸嘴的制造工艺，其特征在于；
所述密封层(14)材料为PDMS或PI或PMMA或光刻胶。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种微型芯片转移吸嘴的制造工艺，其特征在于；
所述基座(10)远离所述基座导气孔(11)的一侧布设有呈矩阵布置的多个所述凸台(12)，所述凸台(12)均设有贯穿于所述基座(10)、并与所述基座导气孔(11)连通的所述凸台导气孔(13)。
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