CN109887867B - 一种微型器件转移装置和微型器件转移方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及微型器件技术领域,公开了一种微型器件转移装置和微型器件转移方法,该微型器件转移装置用于将固定于器件原基板上的微型器件移动到目标基板,包括:用于自器件原基板背离微型器件的一侧将微型器件与器件原基板剥离的剥离器件和用于自器件原基板设置微型器件的一侧镊取微型器件的光镊器件,剥离器件与光镊器件之间形成用于放置微型器件及器件原基板的容纳空间。该微型器件转移装置实现了对几百纳米到几十微米的微型器件的高精度的转移。
Description
技术领域
本发明涉及微型器件技术领域,特别涉及一种微型器件转移装置和微型器件转移方法。
背景技术
目前电子器件越来越集成化、小型化,如微芯片和微型发光二极管。但是在性能或运算能力提升的同时,也增加了加工制造和组装操作的难度。现有技术中的真空吸头抓取放置的方式,无法对应尺寸在几百微米甚至更小尺寸的器件,而且精度上也无法满足需求。
发明内容
本发明提供了一种微型器件转移装置和微型器件转移方法,上述微型器件转移装置实现了对几百纳米到几十微米的微型器件的高精度的转移。
为达到上述目的,本发明提供以下技术方案:
一种微型器件转移装置,用于将固定于器件原基板上的微型器件移动到目标基板,包括:
用于自所述器件原基板背离微型器件的一侧将所述微型器件与所述器件原基板剥离的剥离器件和用于自所述器件原基板设置微型器件的一侧镊取所述微型器件的光镊器件,所述剥离器件与所述光镊器件之间形成用于放置所述微型器件及器件原基板的容纳空间。
上述微型器件转移装置用于将与器件原基板固定的微型器件由器件原基板上剥离,并将微型器件移动到目标基板,微型器件转移装置包括剥离器件和光镊器件,剥离器件与光镊器件之间形成用于放置微型器件及器件原基板的容纳空间,剥离器件自器件原基板背离微型器件一侧对微型器件施加作用力,将微型器件由器件原基板剥离,光镊器件将与器件原基板分离的微型器件镊取到目标基板,在使用过程中,首先将带有微型器件的器件原基板放置于容纳空间,使得微型器件位于靠近光镊器件一侧、器件原基板位于靠近剥离器件一侧,然后通过剥离器件将微型器件与器件原基板进行剥离,使得微型器件与器件原基板分离,最后由光镊器件镊取微型器件并将微型器件移动到目标基板,从而实现了微型器件的转移。上述微型器件转移装置采用光镊器件镊取微型器件,与现有技术中采用真空吸头或其他的机械抓取的方式相比较,本发明中的微型器件转移装置精度更高,适用于几百纳米到几十微米的微型器件,实现了对微型器件高精度的转移,且极大地提高了微型器件的转移操作性。
优选地,所述光镊器件为激光光镊器件。
优选地,还包括用于辅助转移所述微型器件的辅助基板和用于移动所述辅助基板的动力装置,所述辅助基板设置于所述微型器件与所述光镊器件之间且所述辅助基板朝向所述微型器件的一侧表面与所述微型器件接触。
优选地,所述辅助基板的材料为透明的塑料或者玻璃。
优选地,所述辅助基板的一侧表面设有用于粘结所述微型器件的粘结层,所述微型器件通过粘结层与所述辅助基板粘结。
优选地,所述辅助基板的一侧表面通过光镊器件透过所述辅助基板对所述微型器件施加的作用力与所述微型器件接触。
优选地,所述光镊器件与所述辅助基板之间设置有用于对所述辅助基板施加朝向所述微型器件方向的作用力的加压板。
优选地,所述剥离器件为激光剥离器件。
本发明还提供了一种微型器件转移方法,包括:
通过设置于器件原基板背离微型器件一侧的剥离器件将所述微型器件与所述器件原基板剥离;
通过设置于微型器件背离器件原基板一侧的光镊器件将与器件原基板分离后的微型器件移动到目标基板;
所述微型器件通过设置于所述目标基板上的连接材料与所述目标基板固定。
优选地,所述连接材料为粘结剂、锡膏、银浆或者金属。
附图说明
图1a为本发明提供的一种微型器件转移装置作用于原基板的示意图;
图1b为本发明提供的一种微型器件转移装置作用于目标基板的示意图;
图2a为本发明提供的另一种微型器件转移装置作用于原基板的示意图;
图2b为本发明提供的另一种微型器件转移装置作用于目标基板的示意图;
图3为本发明提供的一种微型器件转移方法流程图。
图标:
1-微型器件;2-剥离器件;3-光镊器件;4-器件原基板;5-目标基板;6-辅助基板;7-加压板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参考图1a和图1b,本发明提供一种微型器件转移装置,用于将固定于器件原基板4上的微型器件1移动到目标基板5,包括:
用于自器件原基板4背离微型器件1的一侧将微型器件1与器件原基板4剥离的剥离器件2和用于自器件原基板4设置微型器件1的一侧镊取微型器件1的光镊器件3,剥离器件2与光镊器件3之间形成用于放置微型器件1及器件原基板4的容纳空间。
上述微型器件转移装置用于将与器件原基板4固定的微型器件1由器件原基板4上剥离,并将微型器件1移动到目标基板5,微型器件转移装置包括剥离器件2和光镊器件3,剥离器件2与光镊器件3之间形成用于放置微型器件1及器件原基板4的容纳空间,剥离器件2自器件原基板4背离微型器件1一侧对微型器件1施加作用力,将微型器件1由器件原基板4剥离,光镊器件3将与器件原基板4分离的微型器件1镊取到目标基板5,在使用过程中,首先将带有微型器件1的器件原基板4放置于容纳空间,使得微型器件1位于靠近光镊器件3一侧、器件原基板4位于靠近剥离器件2一侧,然后通过剥离器件2将微型器件1与器件原基板4进行剥离,使得微型器件1与器件原基板4分离,最后由光镊器件3镊取微型器件1并将微型器件1移动到目标基板5,从而实现了微型器件1的转移。上述微型器件转移装置用光镊器件镊取微型器件,与现有技术中采用真空吸头或其他的机械抓取的方式相比较,本发明中的微型器件转移装置精度更高,适用于几百纳米到几十微米的微型器件1,实现了对微型器件1高精度的转移,且极大地提高了微型器件1的转移操作性。
具体地,光镊器件3为激光光镊器件3。
在一种实施方式中,如图2a和图2b所示,上述微型器件转移装置还包括用于辅助转移微型器件1的辅助基板6和用于移动辅助基板6的动力装置,辅助基板6设置于微型器件1与光镊器件3之间且辅助基板6朝向微型器件1的一侧表面与微型器件1接触。
采用辅助基板6辅助转移微型器件1,辅助基板6设置于微型器件1与光镊器件3之间,在移动过程中,由于辅助基板6朝向微型器件1的一侧表面与微型器件1接触,使得微型器件1在转移过程中在垂直于辅助基板6表面的方向上的位置固定,提高了对微型器件1的转移稳定性。
具体地,辅助基板6的材料为透明的塑料或者玻璃。
辅助基板6的材料为可透过光镊器件3的激光的透明材料,可以采用塑料或者玻璃材料等。
具体地,辅助基板6的一侧表面设有用于粘结微型器件1的粘结层,微型器件1通过粘结层与辅助基板6粘结。
辅助基板6朝向微型器件1的一侧表面设有用于与微型器件1粘结以固定微型器件1的粘结层,该粘结层可以采用一定粘度、使得在光镊器件3不对微型器件1施加作用力时微型器件1可自由掉落,或者,该粘结层为在电场的作用下粘性强度进行转变的电粘结层,该粘结层在电场的作用下在液体状态和固体状态之间转换,电场强度越大,该电粘结层的粘性强度越大,且粘结层在固体状态下的粘性强度大于在液体状态下的粘性强度,因此可当微型器件1与目标基板5对准后,通过降低电粘结层的粘度从而使得微型器件1与辅助基板6脱离。
具体地,辅助基板6的一侧表面通过光镊器件3透过辅助基板6对微型器件1施加的作用力与微型器件1接触。
辅助基板6在不设置粘结层时,可通过光镊器件3对微型器件1施加的作用力与辅助基板6贴合,辅助基板6限制了微型器件1在垂直于辅助器件的方向上的位置,提高了转移稳定性。
具体地,光镊器件3与辅助基板6之间设置有用于对辅助基板6施加朝向微型器件1方向的作用力的加压板7。
在某些情况下微型器件1与目标基板5之间的连接需要施加一定的压力,所以在光镊器件3与辅助基板6之间设置有加压板7,通过加压板7对辅助基板6进行加压,使得微型器件1与目标基板5之间的连接更加可靠。
具体地,加压板7对辅助基板进行加压的方式可以为:通过外部动力源控制加压板7对辅助基板进行加压,外部动力源可以为气缸、电机等;或者,可以通过光镊器件3与加压板7接触从而对加压板7施加机械式压力,加压板7将压力传递到辅助基板6以对辅助基板6进行加压。
具体地,剥离器件2为激光剥离器件2。
本发明还提供了一种微型器件转移方法,如图3所示,包括:
S1:通过设置于器件原基板4背离微型器件1一侧的剥离器件2将微型器件1与器件原基板4剥离;
S2:通过设置于微型器件1背离器件原基板4一侧的光镊器件3将与器件原基板4分离后的微型器件1移动到目标基板5;
S3:微型器件1通过设置于目标基板5上的连接材料与目标基板5固定。
上述微型器件转移方法通过使用本发明中提供的微型器件转移装置将微型器件1由器件原基板4转移到目标基板5,普遍适用于几百纳米到几十微米的微型器件1,实现了对微型器件1高精度的转移。
具体地,连接材料为粘结剂、锡膏、银浆或者金属。
微型器件1通过设置于目标基板5上的连接材料与目标基板5固定,连接材料可以选用粘结剂、锡膏、银浆或者金属等材料,可以起到固定微型器件1的作用,当连接材料选用锡膏、银浆或者金属等导电材料时,连接材料在起到固定作用的同时还可以起到电性连接的作用。
采用本发明中提供的微型器件转移装置对微型器件1进行转移时,对微型器件1的镊取和转移过程可以在液体环境中进行,以降低对镊取力的要求,具体地,在液体环境中,微型器件转移装置的放置需要满足光镊器件3对微型器件1的作用力方向与水对微型器件1的浮力方向相同,此时由于微型器件1在水中或空气中的重力一定,在水中由于浮力的作用,可降低对光镊器件3镊取所需要的作用力的大小。
显然,本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (9)
1.一种微型器件转移装置,用于将固定于器件原基板上的微型器件移动到目标基板,其特征在于,包括:
用于自所述器件原基板背离微型器件的一侧将所述微型器件与所述器件原基板剥离的剥离器件和用于自所述器件原基板设置微型器件的一侧镊取所述微型器件的光镊器件,所述剥离器件与所述光镊器件之间形成用于放置所述微型器件及器件原基板的容纳空间;
还包括用于辅助转移所述微型器件的辅助基板和用于移动所述辅助基板的动力装置,所述辅助基板设置于所述微型器件与所述光镊器件之间且所述辅助基板朝向所述微型器件的一侧表面与所述微型器件接触。
2.根据权利要求1所述的微型器件转移装置,其特征在于,所述光镊器件为激光光镊器件。
3.根据权利要求1所述的微型器件转移装置,其特征在于,所述辅助基板的材料为透明的塑料或者玻璃。
4.根据权利要求3所述的微型器件转移装置,其特征在于,所述辅助基板的一侧表面设有用于粘结所述微型器件的粘结层,所述微型器件通过粘结层与所述辅助基板粘结。
5.根据权利要求3所述的微型器件转移装置,其特征在于,所述辅助基板的一侧表面通过光镊器件透过所述辅助基板对所述微型器件施加的作用力与所述微型器件接触。
6.根据权利要求1所述的微型器件转移装置,其特征在于,所述光镊器件与所述辅助基板之间设置有用于对所述辅助基板施加朝向所述微型器件方向的作用力的加压板。
7.根据权利要求1所述的微型器件转移装置,其特征在于,所述剥离器件为激光剥离器件。
8.一种微型器件转移方法,其特征在于,包括:
通过设置于器件原基板背离微型器件一侧的剥离器件将所述微型器件与所述器件原基板剥离;
通过设置于微型器件背离器件原基板一侧的光镊器件以及设置于所述微型器件与所述光镊器件之间的辅助基板将与器件原基板分离后的微型器件移动到目标基板,其中,所述辅助基板朝向所述微型器件的一侧表面与所述微型器件接触,且所述辅助基板通过动力装置移动;
所述微型器件通过设置于所述目标基板上的连接材料与所述目标基板固定。
9.根据权利要求8所述的微型器件转移方法,其特征在于,所述连接材料为粘结剂、锡膏、银浆或者金属。
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PB01 | Publication | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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