CN110233125A - 一种基于二维超声声梳的晶片排列系统及排列方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于二维超声声梳的晶片排列系统，固定基板沿x轴相对的两个侧边设置有第一超声换能器阵列，包括沿x轴一一对应的第一超声换能器；固定基板沿y轴相对的两个侧边设置有第二超声换能器阵列，包括沿y轴一一对应的第二超声换能器。第一超声换能器阵列以及第二超声换能器阵列可以在固定基板表面形成二维驻波声场以对晶片进行定位，第一超声换能器阵列可以形成沿x轴分布的第一偏置行波场，以在x轴方向上实现晶片的均匀分布；同时第二超声换能器阵列可以形成沿y轴分布的第二偏置行波场，以在y轴方向上实现晶片的均匀分布，从而实现晶片在固定基板表面均匀排列。本发明还提供了一种晶片排列方法，同样具有上述有益效果。

Description

一种基于二维超声声梳的晶片排列系统及排列方法

技术领域

本发明涉及电子半导体技术领域，特别是涉及一种基于二维超声声梳的晶片排列系统及一种基于二维超声声梳的晶片排列方法。

背景技术

二十一世纪，全球照明产业进入一个LED照明为首的新时代，市场对LED的需求量逐年增多，因此全球Micro-LED(微发光二极管)市场规模增长迅速，且在未来的时间里依旧拥有高速增长的趋势。近年来，Micro-LED因为其高亮度、低功耗、超高解析度与色彩饱和度的特点受到越来越多的关注，Micro-LED是将传统的LED结构进行薄膜化、微小化、阵列化所得的晶片，该晶片的尺寸仅在1～10μm。因为晶片的尺寸及间距微小，Micro-LED在画质上能够实现高ppi，从而在手机和穿戴装置等中小尺寸显示荧幕上的应用已经受到了各家厂商的关注。由于Micro-LED的尺寸在微米级别，所以制约Micro-LED生产的一个最大问题是晶片的巨量微转移，即把微米级大小的Micro-LED晶片从施主晶圆上精准抓取，扩大阵列距离，妥善安放固定到目标衬底上，以传统LED晶片通过机械手取放的方法，制作一台显示器需要2-15周，远远不能满足产业化的需求，因此，亟需提出新的方法来提高Micro-LED的转移效率，准确放置晶片，以提高Micro-LED显示技术的发展步伐。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于二维超声声梳的晶片排列系统，可以同时大量排列晶片；本发明的另一目的在于提供一种基于二维超声声梳的晶片排列方法，可以同时大量排列晶片。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于二维超声声梳的晶片排列系统，包括固定基板、第一超声换能器阵列、第二超声换能器阵列和控制中心；

所述第一超声换能器阵列设置于所述固定基板沿x轴相对的两个侧边，所述第一超声换能器阵列包括沿所述x轴一一对应的第一超声换能器；

所述第二超声换能器阵列设置于所述固定基板沿y轴相对的两个侧边，所述第二超声换能器阵列包括沿所述y轴一一对应的第二超声换能器；

所述控制中心用于控制所述第一超声换能器阵列以及所述第二超声换能器阵列在所述固定基板表面形成二维驻波声场、沿所述x轴分布的第一偏置行波场、以及沿所述y轴分布的第二偏置行波场。

可选的，所述固定基板的外周部设置有挡壁。

可选的，还包括用于回收位于所述挡壁处晶片的回收装置。

可选的，所述固定基板表面设置有用于固定所述晶片的固定件。

可选的，所述固定件包括固定吸盘和固定槽，所述固定吸盘位于所述固定槽内。

可选的，所述固定基板表面设置有均匀液体或凝胶。

可选的，还包括摄像头和机械手；

所述摄像头用于获取所述固定基板表面的晶片分布图像；

所述控制中心用于：

通过所述晶片分布图像确定所述固定基板表面的晶片分布信息；

根据所述晶片分布信息控制所述机械手调整所述固定基板表面晶片的位置。

本发明还提供了一种基于二维超声声梳的晶片排列方法，应用于控制中心，包括：

控制第一超声换能器阵列以及第二超声换能器阵列在固定基板表面形成二维驻波声场，以在所述二维驻波声场的波节处固定晶片；所述第一超声换能器阵列设置于所述固定基板沿x轴相对的两个侧边，所述第一超声换能器阵列包括沿所述x轴一一对应的第一超声换能器；所述第二超声换能器阵列设置于所述固定基板沿y轴相对的两个侧边，所述第二超声换能器阵列包括沿所述y轴一一对应的第二超声换能器；

控制所述第一超声换能器阵列在所述固定基板表面形成沿所述x轴分布的第一偏置行波场，以清除不位于沿所述x轴分布的波节中心的晶片；

控制所述第二超声换能器阵列在所述固定基板表面形成沿所述y轴分布的第二偏置行波场，以清除不位于沿所述y轴分布的波节中心的晶片。

可选的，所述控制所述第一超声换能器阵列在所述固定基板表面形成沿所述x轴分布的第一偏置行波场包括：

交替改变所述第一超声换能器阵列中相对的两个所述第一超声换能器输出超声波幅值的大小关系，以生成交替指向所述x轴两端的第一偏置行波场；

所述控制所述第二超声换能器阵列在所述固定基板表面形成沿所述y轴分布的第二偏置行波场包括：

交替改变所述第二超声换能器阵列中相对的两个所述第二超声换能器输出超声波幅值的大小关系，以生成交替指向所述y轴两端的第二偏置行波场。

可选的，在所述控制所述第一超声换能器阵列在所述固定基板表面形成沿所述x轴分布的第一偏置行波场之后，所述方法还包括：

通过摄像头获取所述固定基板表面的晶片分布图像；

通过所述晶片分布图像确定所述固定基板表面的晶片分布信息；

根据所述晶片分布信息控制机械手调整所述固定基板表面晶片的位置。

本发明所提供的一种基于二维超声声梳的晶片排列系统，固定基板沿x轴相对的两个侧边设置有第一超声换能器阵列，包括沿x轴一一对应的第一超声换能器；固定基板沿y轴相对的两个侧边设置有第二超声换能器阵列，包括沿y轴一一对应的第二超声换能器。控制中心可以控制第一超声换能器阵列以及第二超声换能器阵列在固定基板表面形成二维驻波声场以对晶片进行定位，同时控制中心可以控制第一超声换能器阵列形成沿x轴分布的第一偏置行波场，以在x轴方向上实现晶片的均匀分布；同时控制中心可以控制第二超声换能器阵列形成沿y轴分布的第二偏置行波场，以在y轴方向上实现晶片的均匀分布，从而实现晶片在固定基板表面均匀排列，从而满足产业化的需求；同时在大批量移动过程中为非接触式，不与外界部件，例如机械手接触，从而可以有效避免晶片在排列过程中受到损伤。

本发明还提供了一种基于二维超声声梳的晶片排列方法，同样具有上述有益效果，在此不再进行赘述。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的一种基于二维超声声梳的晶片排列系统的结构示意图；

图2为本发明实施例所提供的一种具体的固定基板的俯视结构示意图；

图3为本发明实施例所提供的一种具体的基于二维超声声梳的晶片排列系统的结构示意图；

图4至图6为本发明实施例所提供的一种晶片转移方法的工艺流程图；

图7至图11为本发明实施例所提供的一种具体的基于二维超声声梳的晶片排列方法的工艺流程图。

图中：1.固定基板、11.挡壁、12.固定吸盘、2.第一超声换能器阵列、21.第一超声换能器、3.第二超声换能器阵列、31.第二超声换能器、4.控制中心、5.摄像头、6.机械手。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种晶片转移系统。在现有技术中，通常是采用物理器械接触驱动的方式来转移晶片。但是由于晶片的尺寸过于微小，使用物理器械进行接触式驱动时，由于物理器械尺寸的限制无法实现大批量晶片的转移；同时在接触式驱动时，物理器械，例如机械手可能会损伤晶片，从而造成晶片良品率的下降。

而本发明所提供的一种基于二维超声声梳的晶片排列系统，固定基板沿x轴相对的两个侧边设置有第一超声换能器阵列，包括沿x轴一一对应的第一超声换能器；固定基板沿y轴相对的两个侧边设置有第二超声换能器阵列，包括沿y轴一一对应的第二超声换能器。控制中心可以控制第一超声换能器阵列以及第二超声换能器阵列在固定基板表面形成二维驻波声场以对晶片进行定位，同时控制中心可以控制第一超声换能器阵列形成沿x轴分布的第一偏置行波场，以在x轴方向上实现晶片的均匀分布；同时控制中心可以控制第二超声换能器阵列形成沿y轴分布的第二偏置行波场，以在y轴方向上实现晶片的均匀分布，从而实现晶片在固定基板表面均匀排列，从而满足产业化的需求；同时在大批量移动过程中为非接触式，不与外界部件，例如机械手接触，从而可以有效避免晶片在排列过程中受到损伤。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。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1，图1为本发明实施例所提供的一种基于二维超声声梳的晶片排列系统的结构示意图。

参见图1，在本发明实施例中，所述基于二维超声声梳的晶片排列系统包括固定基板1、第一超声换能器阵列2、第二超声换能器阵列3和控制中心4；所述第一超声换能器阵列2设置于所述固定基板1沿x轴相对的两个侧边，所述第一超声换能器阵列2包括沿所述x轴一一对应的第一超声换能器21；所述第二超声换能器阵列3设置于所述固定基板1沿y轴相对的两个侧边，所述第二超声换能器阵列3包括沿所述y轴一一对应的第二超声换能器31；所述控制中心4用于控制所述第一超声换能器阵列2以及所述第二超声换能器阵列3在所述固定基板1表面形成二维驻波声场、沿所述x轴分布的第一偏置行波场、以及沿所述y轴分布的第二偏置行波场。

在本发明实施例中，固定基板1表面用于形成棋格状均匀分布的晶片阵列。上述固定基板1通常呈矩形，具有沿x轴相对的两个侧边以及沿y轴相对的两个侧边。在固定基板1表面沿x轴相对的两个侧边设置有第一超声换能器阵列2，该第一超声换能器阵列2包括沿x轴一一对应的第一超声换能器21，即上述第一超声换能器阵列2包括两列第一超声换能器21，任一列第一超声换能器21位于固定基板1沿x轴相对的两个侧边中的任一侧边，任一列第一超声换能器21沿固定基板1的侧边设置。通常情况下，第一超声换能器21会沿固定基板1的侧边均匀分布，即任意相邻的两个第一超声换能器21之间的间距均相等。

上述两列第一超声换能器21之间，沿x轴具有一一对应的第一超声换能器21，相对应的两个第一超声换能器21分别位于固定基板1相对的两个侧边且相互对应。需要说明的是，在本发明实施例中第一超声换能器21所产生声波的频率均相同。控制中心4向第一超声换能器21施加适当的驱动信号之后，第一超声换能器21的致动材料将产生一定频率的振动以产生声波，而相对设置的两个第一超声换能器21之间产生的声波会相互叠加。有关第一超声换能器21以及第一超声换能器阵列2的具体结构可以参考现有技术，在此不再进行赘述。

相应的，上述在固定基板1表面沿y轴相对的两个侧边设置有第二超声换能器阵列3，该第二超声换能器阵列3包括沿y轴一一对应的第二超声换能器31，即上述第二超声换能器阵列3包括两列第二超声换能器31，任一列第二超声换能器31位于固定基板1沿y轴相对的两个侧边中的任一侧边，任一列第二超声换能器31沿固定基板1的侧边设置。通常情况下，第二超声换能器31会沿固定基板1的侧边均匀分布，即任意相邻的两个第二超声换能器31之间的间距均相等。

上述两列第二超声换能器31之间，沿y轴具有一一对应的第二超声换能器31，相对应的两个第二超声换能器31分别位于固定基板1相对的两个侧边且相互对应。需要说明的是，在本发明实施例中第二超声换能器31所产生声波的频率均相同。控制中心4向第二超声换能器31施加适当的驱动信号之后，第二超声换能器31的致动材料将产生一定频率的振动以产生声波，而相对设置的两个第二超声换能器31之间产生的声波会相互叠加。有关第二超声换能器31以及第二超声换能器阵列3的具体结构可以参考现有技术，在此不再进行赘述。

当第一超声换能器21产生声波的半波长可以被相对设置的两个第一超声换能器21之间间距整除，则在相对设置的两个第一超声换能器21之间可以形成沿x轴分布的一维驻波声场；相应的，当第二超声换能器31产生声波的半波长可以被相对设置的两个第二超声换能器31之间间距整除，则在相对设置的两个第二超声换能器31之间可以形成沿y轴分布的一维驻波声场。上述沿x轴分布的一维驻波声场以及上述沿y轴分布的一维驻波声场可以相互作用从而在固定基板1表面形成二维驻波声场，上述晶片在本发明实施例中作用会定位在该二维驻波声场的波节处。通常情况下，二维驻波声场的波节通常需要位于相对设置的第一超声换能器21之间连线与相对设置的第二超声换能器31之间连线的交点。

在本发明实施例中，控制中心4可以在相对设置的第一超声换能器21中间形成沿x轴分布的第一偏置行波场，并且控制中心4可以在相对设置的第二超声换能器31中间形成沿x轴分布的第二偏置行波场。有关第一偏置行波场以及第二偏置行波场的具体形成步骤将在下述发明实施例中做详细介绍，在此不再进行赘述。上述第一偏置行波场可以在x轴方向上将原本位于波节附近的晶片中，不位于波节中心的晶片沿偏置行波场指向方向推离固定基板1；上述第二偏置行波场可以在y轴方向上将原本位于波节附近的晶片中，不位于波节中心的晶片沿偏置行波场指向方向推离固定基板1，从而在一波节中心处仅固定一个晶片，实现晶片在固定基板1表面的均匀排列分布。

本发明实施例所提供的一种基于二维超声声梳的晶片排列系统，固定基板1沿x轴相对的两个侧边设置有第一超声换能器阵列2，包括沿x轴一一对应的第一超声换能器21；固定基板1沿y轴相对的两个侧边设置有第二超声换能器阵列3，包括沿y轴一一对应的第二超声换能器31。控制中心4可以控制第一超声换能器阵列2以及第二超声换能器阵列3在固定基板1表面形成二维驻波声场以对晶片进行定位，同时控制中心4可以控制第一超声换能器阵列2形成沿x轴分布的第一偏置行波场，以在x轴方向上实现晶片的均匀分布；同时控制中心4可以控制第二超声换能器阵列3形成沿y轴分布的第二偏置行波场，以在y轴方向上实现晶片的均匀分布，从而实现晶片在固定基板1表面均匀排列，从而满足产业化的需求；同时在大批量移动过程中为非接触式，不与外界部件，例如机械手接触，从而可以有效避免晶片在排列过程中受到损伤。

有关本发明所提供的一种基于二维超声声梳的晶片排列系统的具体结构将在下述发明实施例中做详细介绍。

请参考图2以及图3，图2为本发明实施例所提供的一种具体的固定基板1的俯视结构示意图；图3为本发明实施例所提供的一种具体的基于二维超声声梳的晶片排列系统的结构示意图。

区别于上述发明实施例，本发明实施例是在上述发明实施例的基础上，进一步的对基于二维超声声梳的晶片排列系统的结构进行具体限定。其余内容已在上述发明实施例中进行了详细介绍，在此不再进行赘述。

参见图2，在本发明实施例中，所述固定基板1的外周部设置有挡壁11。由于在本申请中对晶片进行排列时，不位于波节中心处的晶片通常会在固定基板1表面沿x轴往复移动或者是沿y轴往复移动，以便二维驻波声场捕获晶片，并将晶片固定在波节中心。为了保证晶片在往复运动过程中不会脱离固定基板1表面，上述固定基板1的外周部可以设置有挡壁11，此时固定基板1整体呈槽型，上述晶片会在该槽内移动。

具体的，在本发明实施例中所述基于二维超声声梳的晶片排列系统还可以包括用于回收位于所述挡壁11处晶片的回收装置。当晶片一直没有被二维驻波声场捕获时，需要将该晶片回收，此时晶片通常处于固定基板1表面的挡壁11处，即边缘处。在本发明实施例中，回收装置可以将位于挡壁11处的晶片回收。有关上述回收装置的具体结构可以根据实际情况自行设定，在此不做具体限定。

具体的，为了避免在固定基板1表面排列晶片的过程中，在排列待排列晶片时影响已排列晶片的位置，上述固定基板1表面可以设置有用于固定所述晶片的固定件，该固定件可以固定已经处于预设位置的晶片。具体的，上述固定件通常包括固定吸盘12和固定槽，所述固定吸盘12位于所述固定槽内。上述固定槽可以用于容纳固定吸盘12，从而避免固定吸盘12突出固定基板1表面对晶片排列的过程造成干扰。上述固定吸盘12可以向已经处于预设位置的晶片施加指向固定基板1的力，从而将已经处于预设位置的晶片固定在固定基板1表面。有关固定吸盘12的具体结构可以参考现有技术，在此不再进行赘述。

需要说明的是，由于晶片需要在固定基板1表面移动，上述固定基板1表面通常需要为光滑表面，以使晶片可以在固定基板1表面自由移动。另外，为了增强固定基板1表面的驻波声场，上述固定基板1表面还可以设置均匀液体或者是凝胶，以增强固定基板1表面的驻波声场。当然，在本发明实施例中也可以不设置上述均匀液体或凝胶，仅通过空耦探头在空气中形成驻波声场。

在本发明实施例中，所述基于二维超声声梳的晶片排列系统还可以包括摄像头4和机械手6；所述摄像头4用于获取所述固定基板1表面的晶片分布图像；所述控制中心4用于通过所述晶片分布图像确定所述固定基板1表面的晶片分布信息；根据所述晶片分布信息控制所述机械手6调整所述固定基板1表面晶片的位置。

由于在上述发明实施例中通过第一超声换能器阵列2以及第二超声换能器阵列3所产生的各种声场容易受外界环境的干扰，从而导致某些波节没有固定晶片，或者是某些波节留有多个晶片。则在本发明实施例中，可以通过机械手6对固定基板1表面晶片的位置进行微调。

具体的，上述摄像头4可以获取固定基板1表面的晶片分布图像，该晶片分布图像包括有固定基板1表面晶片的分布信息。上述摄像头4会将获取的晶片分布图像发送至控制中心4，该控制中心4会基于图像识别技术从晶片分布图像中分析出晶片分布信息，并根据该晶片分布信息确认固定基板1表面晶片是否存在错位，该错位包括晶片缺位以及晶片重叠。当固定基板1表面晶片存在错位时，控制中心4将会根据晶片分布信息控制机械手6调整固定基板1表面晶片的位置。有关机械手6具体的结构以及机械手6具体的控制方法可以参考现有技术，在此不再进行赘述。

本发明实施例所提供的一种晶片转移系统，可以基于图像识别技术控制机械手6对固定基板1表面晶片的位置进行微调，从而保证晶片排列的成功率；通过设置挡壁11可以保证晶片在往复运动过程中不会脱离固定基板1表面；通过设置回收装置可以对多余晶片回收；通过固定件可以避免在固定基板1表面排列晶片的过程中，在排列待排列晶片时影响已排列晶片的位置。

下面对本发明实施例所提供的一种基于二维超声声梳的晶片排列方法进行介绍，下文描述的基于二维超声声梳的晶片排列方法与上文描述的基于二维超声声梳的晶片排列系统可相互对应参照。

请参考图4至图6，图4至图6为本发明实施例所提供的一种基于二维超声声梳的晶片排列方法的工艺流程图。

参见图4，在本发明实施例中，所述基于二维超声声梳的晶片排列方法应用于控制中心4，该方法包括：

S101：控制第一超声换能器阵列以及第二超声换能器阵列在固定基板表面形成二维驻波声场，以在二维驻波声场的波节处固定晶片。

在本发明实施例中，所述第一超声换能器阵列2设置于所述固定基板1沿x轴相对的两个侧边，所述第一超声换能器阵列2包括沿所述x轴一一对应的第一超声换能器21；所述第二超声换能器阵列3设置于所述固定基板1沿y轴相对的两个侧边，所述第二超声换能器阵列3包括沿所述y轴一一对应的第二超声换能器31。有关固定基板1、第一超声换能器阵列2、第一超声换能器21、第二超声换能器阵列3、第二超声换能器31的具体结构已在上述发明实施例中做详细介绍，在此不再进行赘述。

参见图5，在本步骤之前，会将晶片放置在转移基板表面，此时晶片呈无序排列。参见图6，在本步骤中，通常会控制第一超声换能器21以及第二超声换能器31生成相同频率，相同振幅的声波，以在固定基板1表面形成二维驻波声场。此时呈无序排列的晶片会在二维驻波声场的作用下向波节处移动，并最终集中在波节附近。有关二维驻波声场具体形成的条件可以参考现有技术，在此不再进行赘述。

S102：控制第一超声换能器阵列在固定基板表面形成沿x轴分布的第一偏置行波场，以清除不位于沿x轴分布的波节中心的晶片。

在本步骤中，会控制第一超声换能器阵列2形成沿x轴分布的第一偏置行波场，以清除沿x轴方向不位于波节中心的晶片。有关第一偏置行波场具体的形成方法将在下述发明实施例中做详细介绍，在此不再进行赘述。上述第一偏置行波场可以在x轴方向将不位于波节中心的晶片推至固定基板1的边缘，从而在x轴方向上形成均匀排列的晶片。

S103：控制第二超声换能器阵列在固定基板表面形成沿y轴分布的第二偏置行波场，以清除不位于沿y轴分布的波节中心的晶片。

在本步骤中，会控制第二超声换能器阵列3形成沿y轴分布的第二偏置行波场，以清除沿y轴方向不位于波节中心的晶片。有关第二偏置行波场具体的形成方法将在下述发明实施例中做详细介绍，在此不再进行赘述。上述第二偏置行波场可以在y轴方向将不位于波节中心的晶片推至固定基板1的边缘，从而在y轴方向上形成均匀排列的晶片。

经过上述S102以及S103之后，可以在固定基板1表面形成均匀分布的晶片。需要说明的是，上述S102以及S103之间没有具体的先后顺序，在本发明实施例中可以先执行S102再执行S103，也可以先执行S103在执行S102，甚至可以同时执行S102以及S103，在本发明实施例中均不作具体限定。

本发明实施例所提供的一种基于二维超声声梳的晶片排列方法，可以通过超声换能器所产生的声波在固定基板1大批量的将晶片均匀排列，从而满足产业化的需求；同时在大批量移动过程中为非接触式，不与外界部件，例如机械手接触，从而可以有效避免晶片在转移过程中受到损伤。

有关本发明所提供的一种基于二维超声声梳的晶片排列方法的具体内容将在下述发明实施例中做详细介绍。

请参考图7至图11，图7至图11为本发明实施例所提供的一种具体的基于二维超声声梳的晶片排列方法的工艺流程图。

参见图7，在本发明实施例中，所述基于二维超声声梳的晶片排列方法应用于控制中心4，该方法包括：

S201：控制第一超声换能器阵列以及第二超声换能器阵列在固定基板表面形成二维驻波声场，以在二维驻波声场的波节处固定晶片。

本步骤与上述发明实施例中S101基本一致，详细内容请参考上述发明实施例，在此不再进行赘述。

S202：交替改变第一超声换能器阵列中相对的两个第一超声换能器21输出超声波幅值的大小关系，以生成交替指向x轴两端的第一偏置行波场。

参见图8以及图9，在本步骤中，会通过改变第一超声换能器阵列2中相对的两个第一超声换能器21输出超声波幅值的大小关系，来产生第一偏置行波场。具体的，本步骤在相对设置的两个第一超声换能器21中，维持任一个第一超声换能器21的输入电压不变，减小另一个第一超声换能器21的输入电压，即减少另一第一超声换能器21输出声波的振幅。此时在相对设置的两个第一超声换能器21之间会形成指向减小输入电压的第一超声换能器21一侧的第一偏置行波场，该第一偏置行波场会将原本位于波节附近的晶片中，不位于波节中心的晶片沿x轴指向减小输入电压的第一超声换能器21一侧方向推至固定基板1边缘。

具体的，在本步骤中会产生交替指向所述x轴两端的第一偏置行波场，即在本步骤中会交替改变第一超声换能器阵列2中相对的两个第一超声换能器21输出超声波幅值的大小关系。与上述步骤类似，在本步骤中后续会将原减少输入电压的第一超声换能器21的输入电压还原，并减少另一第一超声换能器21的输入电压，从而产生与上述第一偏置行波场指向相反的第一偏置行波场，并循环上述步骤。此时在固定基板1表面会产生交替指向x轴两端的第一偏置行波场，该第一偏置行波场会使得晶片沿x轴往复运动，从而使得晶片在x轴方向填充至二维驻波声场中波节的中心。

S203：交替改变第二超声换能器阵列中相对的两个第二超声换能器输出超声波幅值的大小关系，以生成交替指向y轴两端的第二偏置行波场。

参见图10以及图11，与上述S202相类似，在本步骤中，会通过改变第二超声换能器阵列3中相对的两个第二超声换能器31输出超声波幅值的大小关系，来产生第二偏置行波场。具体的，本步骤在相对设置的两个第二超声换能器31中，维持任一个第二超声换能器31的输入电压不变，减小另一个第二超声换能器31的输入电压，即减少另一第二超声换能器31输出声波的振幅。此时在相对设置的两个第二超声换能器31之间会形成指向减小输入电压的第二超声换能器31一侧的第二偏置行波场，该第二偏置行波场会将原本位于波节附近的晶片中，不位于波节中心的晶片沿y轴指向减小输入电压的第二超声换能器31一侧方向推至固定基板1边缘。

具体的，在本步骤中会产生交替指向所述y轴两端的第二偏置行波场，即在本步骤中会交替改变第二超声换能器阵列3中相对的两个第二超声换能器31输出超声波幅值的大小关系。与上述步骤类似，在本步骤中后续会将原减少输入电压的第二超声换能器31的输入电压还原，并减少另一第二超声换能器31的输入电压，从而产生与上述第二偏置行波场指向相反的第二偏置行波场，并循环上述步骤。此时在固定基板1表面会产生交替指向y轴两端的第二偏置行波场，该第二偏置行波场会使得晶片沿y轴往复运动，从而使得晶片在y轴方向填充至二维驻波声场中波节的中心。

经过上述S202以及S203之后，可以在固定基板1表面形成均匀分布的晶片。需要说明的是，上述S202以及S203之间没有具体的先后顺序，在本发明实施例中可以先执行S202再执行S203，也可以先执行S203在执行S202，甚至可以同时执行S202以及S203，在本发明实施例中均不作具体限定。

S204：通过摄像头获取固定基板表面的晶片分布图像。

有关摄像头4的具体结构可以参考现有技术，在此不再进行赘述。在本步骤中，会通过摄像头4获取固定基板1表面的晶片分布图像，该晶片分布图像包括有固定基板1表面晶片的分布信息。

S205：通过晶片分布图像确定固定基板表面的晶片分布信息。

在本步骤中，会基于图像识别技术从晶片分布图像中分析出晶片分布信息，并根据该晶片分布信息确认固定基板1表面晶片是否存在错位，该错位包括晶片缺位以及晶片重叠。

S206：根据晶片分布信息控制机械手调整固定基板表面晶片的位置。

在本步骤中，当固定基板1表面晶片存在错位时，会根据晶片分布信息控制机械手6调整固定基板1表面晶片的位置。有关机械手6具体的结构以及机械手6具体的控制方法可以参考现有技术，在此不再进行赘述。在本步骤中，基于图像识别技术控制机械手6对固定基板1表面晶片的位置进行微调，可以保证晶片排列均匀。

在本步骤之后，可以过固定件固定转移至预设位置的晶片。在本发明实施例中，所述固定基板1表面设置有用于固定所述晶片的固定件。有关固定件的具体结构已在上述发明实施例中做详细介绍，在此不再进行赘述。在本步骤中，通过固定件固定晶片可以固定已经处于预设位置的晶片，以便后续对晶片进行焊接等。

本发明实施例所提供的一种基于二维超声声梳的晶片排列方法，具体提供了一种第一偏置行波场以及第二偏置行波场的方法；并且通过摄像头4以及机械手6可以对固定基板1表面晶片的位置进行微调，保证晶片排列均匀；通过固定件可以固定处于预设位置的晶片。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种基于二维超声声梳的晶片排列系统及一种基于二维超声声梳的晶片排列方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于二维超声声梳的晶片排列系统，其特征在于，包括固定基板、第一超声换能器阵列、第二超声换能器阵列和控制中心；

所述第一超声换能器阵列设置于所述固定基板沿x轴相对的两个侧边，所述第一超声换能器阵列包括沿所述x轴一一对应的第一超声换能器；

所述第二超声换能器阵列设置于所述固定基板沿y轴相对的两个侧边，所述第二超声换能器阵列包括沿所述y轴一一对应的第二超声换能器；

所述控制中心用于控制所述第一超声换能器阵列以及所述第二超声换能器阵列在所述固定基板表面形成二维驻波声场、沿所述x轴分布的第一偏置行波场、以及沿所述y轴分布的第二偏置行波场。

2.根据权利要求1所述的晶片排列系统，其特征在于，所述固定基板的外周部设置有挡壁。

3.根据权利要求2所述的晶片排列系统，其特征在于，还包括用于回收位于所述挡壁处晶片的回收装置。

4.根据权利要求1所述的晶片排列系统，其特征在于，所述固定基板表面设置有用于固定所述晶片的固定件。

5.根据权利要求4所述的晶片排列系统，其特征在于，所述固定件包括固定吸盘和固定槽，所述固定吸盘位于所述固定槽内。

6.根据权利要求1所述的晶片排列系统，其特征在于，所述固定基板表面设置有均匀液体或凝胶。

7.根据权利要求1至6任一项权利要求所述的晶片排列系统，其特征在于，还包括摄像头和机械手；

所述摄像头用于获取所述固定基板表面的晶片分布图像；

所述控制中心用于：

通过所述晶片分布图像确定所述固定基板表面的晶片分布信息；

根据所述晶片分布信息控制所述机械手调整所述固定基板表面晶片的位置。

8.一种基于二维超声声梳的晶片排列方法，其特征在于，应用于控制中心，包括：

控制第一超声换能器阵列以及第二超声换能器阵列在固定基板表面形成二维驻波声场，以在所述二维驻波声场的波节处固定晶片；所述第一超声换能器阵列设置于所述固定基板沿x轴相对的两个侧边，所述第一超声换能器阵列包括沿所述x轴一一对应的第一超声换能器；所述第二超声换能器阵列设置于所述固定基板沿y轴相对的两个侧边，所述第二超声换能器阵列包括沿所述y轴一一对应的第二超声换能器；

控制所述第一超声换能器阵列在所述固定基板表面形成沿所述x轴分布的第一偏置行波场，以清除不位于沿所述x轴分布的波节中心的晶片；

控制所述第二超声换能器阵列在所述固定基板表面形成沿所述y轴分布的第二偏置行波场，以清除不位于沿所述y轴分布的波节中心的晶片。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述控制所述第一超声换能器阵列在所述固定基板表面形成沿所述x轴分布的第一偏置行波场包括：

交替改变所述第一超声换能器阵列中相对的两个所述第一超声换能器输出超声波幅值的大小关系，以生成交替指向所述x轴两端的第一偏置行波场；

所述控制所述第二超声换能器阵列在所述固定基板表面形成沿所述y轴分布的第二偏置行波场包括：

交替改变所述第二超声换能器阵列中相对的两个所述第二超声换能器输出超声波幅值的大小关系，以生成交替指向所述y轴两端的第二偏置行波场。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，在所述控制所述第一超声换能器阵列在所述固定基板表面形成沿所述x轴分布的第一偏置行波场之后，所述方法还包括：

通过摄像头获取所述固定基板表面的晶片分布图像；

通过所述晶片分布图像确定所述固定基板表面的晶片分布信息；

根据所述晶片分布信息控制机械手调整所述固定基板表面晶片的位置。