CN110323162B - 一种巨量转移装置及巨量转移方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种巨量转移装置及巨量转移方法,该装置包括:第一承载台;承载目标基板的第二承载台,与第一承载台相对且平行设置;设置于第一承载台和第二承载台之间的辊轮,辊轮的转动轴与第一承载台的承载面平行设置,辊轮的外周面上、沿周向间隔设置有多组拾取单元,每组拾取单元包括沿辊轮的轴向间隔排列的多个拾取点,同组拾取单元中相邻两个拾取点在所述辊轮的轴向方向上的间距大于第一承载台上微元件之间的间距;第一承载台相对辊轮在第一方向上平移,第一方向为辊轮的外周面与第一承载面接触点处辊轮的旋转切线方向;第二承载台相对辊轮在第一方向相反的方向平移。本发明提高微元件巨量转移工作效率、转移对位精度高及产品良率。

Description

一种巨量转移装置及巨量转移方法
技术领域
本发明涉及半导体显示技术领域,尤其涉及一种巨量转移装置及巨量转移方法。
背景技术
Micro-LED(微型发光二极管)是将传统的LED(发光二极管)结构进行微小化和矩阵化,并采用CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor,互补金属氧化物半导体)集成电路工艺制成驱动电路,来实现每一个像素点定址控制和单独驱动的显示技术。由于Micro-LED技术的亮度、寿命、对比度、反应时间、能耗、可视角度和分辨率等各种指标都强于LCD和OLED技术,加上其属于自发光、结构简单、体积小和节能的优点,已经被许多产家视为下一代显示技术而开始积极布局。
在Micro-LED的产业化过程中面临的一个核心技术难题是Micro-LED元器件的巨量转移(Mass Transfer)技术;由于Micro-LED元器件非常细小,而巨量转移技术要求非常高的效率、良品率和转移精度,巨量转移技术成为了Micro-LED研发过程的最大挑战,阻碍了Micro-LED技术的推广与使用。
在现有技术中,通常Micro-LED芯片是在圆形的晶片上生长,在进行巨量转移时,首先将圆形的晶片上的各单颗Micro-LED芯片切割下来,然后,将切割好的各单颗Micro-LED芯片根据集成电路上所需的间距尺寸排列至蓝膜上,然后,将蓝膜上的各Micro-LED芯片一次巨量转移至形成有集成电路的目标基板上。这种方式,需要将晶片上的各Micro-LED芯片单颗切割后,再根据集成电路上所需的间距尺寸依次排列至蓝膜上,然后再巨量转移至集成电路上,工作效率很低,且转移对位精度差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种巨量转移装置及巨量转移方法,能够提高微元件的巨量转移工作效率,转移对位精度高,可提高产品良率。
本发明所提供的技术方案如下:
一种巨量转移装置,包括:
用于承载微元件晶片的第一承载台;
用于承载待安装微元件的目标基板的第二承载台,所述第一承载台的承载面和所述第二承载台的承载面相对且平行设置;
设置于所述第一承载台和所述第二承载台之间的辊轮,所述辊轮的转动轴与所述第一承载台的承载面平行设置,且所述辊轮的外周面上、沿周向依次间隔设置有多组拾取单元,每组所述拾取单元包括沿所述辊轮的轴向依次间隔排列的多个拾取点,同组所述拾取单元中相邻两个所述拾取点在所述辊轮的轴向方向上的间距大于所述第一承载台上的微元件之间的间距;
其中,所述第一承载台相对所述辊轮在第一方向上平移,所述第一方向为所述辊轮的外周面与所述第一承载面接触点处所述辊轮的旋转切线方向;所述第二承载台相对所述辊轮在所述第一方向相反的方向上平移。
进一步的,所述辊轮相对所述第一承载台在第二方向上平移,所述第二方向与所述辊轮的轴向平行。
进一步的,所述第二承载台相对所述辊轮在第三方向上进行升降,所述第三方向垂直于所述第二承载台的承载面。
进一步的,所述拾取点包括设置于所述辊轮的外周面上的粘附结构,所述粘附结构的粘附力大于所述微元件晶片与所述微元件之间的键合力,以使所述粘附结构接触所述微元件时,从所述微元件晶片上拾取下所述微元件。
进一步的,每组所述拾取单元包括粘贴于所述辊轮的外周面上的粘胶条;其中,
所述粘胶条沿所述辊轮的轴向设置,在所述粘胶条上间隔分布有粘接区域和非粘接区域,所述粘接区域形成所述粘接结构。
进一步的,所述装置还包括:
用于对所述第一承载台上的所述微元件晶片进行预处理,以使与各所述拾取点位置对应的微元件与所述微元件晶片进行预分离的第一预处理机构,所述第一预处理机构包括:用于激光照射所述微元件晶片与所述微元件之间的固定材料,以使所述微元件晶片与所述第一承载台分离的第一激光发射器,所述第一激光发射器所发射的激光出射至所述第一承载台;和/或,用于将所述粘胶条上、与各所述拾取点对应位置处的粘接区域在与所述微元件晶片接触前进行预处理,以使所述粘胶条上与各所述拾取点对应位置处的粘接区域的粘附力增大的第二预处理机构,所述第一预处理机构包括:第二激光发射器,所述第二激光发射器所发射的激光出射至所述辊轮的外周面上;
用于将所述拾取点上所拾取的微元件在转移至所述目标基板上之前,与所述辊轮预分离的第三预处理机构,所述第三预处理机构包括:第三激光发射器,所述第三激光发射器所发射的激光出射至所述辊轮的外周面上;
以及,用于将所述目标基板在与所述拾取点上的微元件接触之前进行预处理,以使得所述目标基板与所述微元件之间的粘附力增大的第四预处理机构,所述第四预处理机构包括:第四激光发射器,所述第四激光发射器的激光出射至所述第二承载台的承载面上。
进一步的,还包括:键合机构,设置于所述第二承载台一侧,用于当各组所述拾取单元上所拾取的微元件与所述第二承载台上的目标基板接触时,将所述微元件与所述目标基板进行键合。
一种巨量转移方法,采用如上所述的巨量转移装置进行微元件的巨量转移,所述方法包括:
步骤S1、将圆形的初始微元件晶片切割为矩形状的微元件晶片,其中矩形状的所述微元件晶片上密集布设有多颗微元件;
步骤S2、将多个矩形状的所述微元件晶片阵列排列于蓝膜上,将所述蓝膜设置于所述第一承载台的承载面上;
步骤S3、将待安装微元件的目标基板放置于所述第二承载台上;
步骤S4、控制所述辊轮转动,并控制所述第一承载台相对所述辊轮在第一方向上平移,以使所述辊轮滚动时,通过所述第一承载台的平移,将各组所述拾取单元依次与所述第一承载台上不同区域的微元件接触,以使各所述拾取点拾取所述微元件;
步骤S5、控制所述第二承载台相对所述辊轮向与所述第一方向相反的方向平移,以使所述辊轮滚动时,通过所述第二承载台的平移,将各组所述拾取单元上的微元件依次与所述第二承载台的目标基板的不同区域接触,以将所述微元件巨量转移至所述目标基板上。
进一步的,所述目标基板上的待安装微元件包括发出第一颜色单色光的第一微元件和发出第二颜色单色光的第二微元件,所述步骤S1中,各所述微元件晶片上的微元件为发出同一颜色单色光的微元件;
所述方法还包括:
采用所述步骤S1至所述步骤S5,将所述第一微元件巨量转移至所述目标基板上之后,控制所述辊轮在第二方向上平移,且平移的距离等于所述目标基板上待安装的所述第一微元件和所述第二微元件在所述第二方向上的间距,所述第二方向与所述辊轮的轴向平行;
重复所述步骤S1至所述步骤S5,将所述第二微元件巨量转移至所述目标基板上。
进一步的,所述步骤S4中,通过调整所述辊轮上每组所述拾取单元中的各所述拾取点之间的间距,控制各所述拾取点上的所述微元件在第二方向上的间距为第一预设间距,所述第一预设间距为所述目标基板上待安装元件中发出同一颜色单色光的微元件在所述第二方向上的间距,所述第二方向与所述辊轮的轴向平行。
进一步的,所述步骤S5中,通过所述控制单元控制所述辊轮的转动速率及所述第二承载台的平移速率,以控制相邻两组所述拾取单元上所拾取的微元件转移至所述目标基板上之后在所述第一方向上的间距为第二预设间距,所述第二预设间距为所述目标基板上待安装元件中发出同一颜色单色光的微元件在所述第一方向上的间距。
进一步的,所述方法还包括:在所述步骤S1之后,所述步骤S2之前,对所述微元件晶片进行预处理,降低所述微元件晶片与所述微元件之间的键合力,以使所述拾取点与所述微元件晶片接触时的粘附力大于所述微元件晶片与所述微元件之间的键合力,具体包括:
在所述步骤S4之前,对所述第一承载台上的所述微元件晶片进行预处理,以使与各所述拾取点位置对应的微元件与所述微元件晶片进行预分离;
和/或,将所述粘胶条上、与各所述拾取点对应位置处的粘接区域在与所述微元件晶片接触前进行预处理,以使所述粘胶条上与各所述拾取点对应位置处的粘接区域的粘附力增大。
进一步的,所述在所述步骤S4之前,对所述第一承载台上的所述微元件晶片进行预处理,以使与各所述拾取点位置对应的微元件与所述微元件晶片进行预分离,具体包括:通过第一激光发射器激光照射与各所述拾取点位置对应处的所述微元件晶片,以使所述微元件晶片与所述微元件之间固定作用力减小;
所述将所述粘胶条上、与各所述拾取点对应位置处的粘接区域在与所述微元件晶片接触前进行预处理,以使所述粘胶条上与各所述拾取点对应位置处的粘接区域的粘附力增大,具体包括:
通过第二激光发射器激光照射所述粘胶条上与各所述拾取点对应位置处的粘接区域,以使得所述粘胶条上与各所述拾取点对应位置处的粘接区域的粘附力增大。
进一步的,所述方法中,所述步骤S5具体包括:
步骤S51、所述辊轮转动至其中一组拾取单元与所述第二承载台上的所述目标基板上对应的微元件安装点所在位置时,控制所述辊轮停止转动;
步骤S52、控制所述第二承载台在所述第三方向上移动上升,使得所述目标基板与所述辊轮上当前拾取单元上的微元件接触;
步骤S53、利用键合机构400将当前拾取单元上所拾取的微元件与所述目标基板进行键合;
步骤S54、控制所述第二承载台在所述第三方向上移动下降,使得所述目标基板与所述辊轮相分离,完成当前拾取单元上的微元件转移步骤;
步骤S55、控制所述第二承载台在与所述第一方向相反的方向上继续平移,并控制所述辊轮继续转动,重复上述步骤S51至步骤S54,以完成下一组拾取单元上的微元件转移步骤。
进一步的,所述方法中,在所述步骤S5中,在所述拾取点上所拾取的微元件与所述目标基板接触之前,将所述拾取点上所拾取的微元件与所述辊轮进行预分离,具体包括:
通过第三激光发射器激光照射所述辊轮的外周面上的拾取点,以使得所述拾取点的粘附力降低;
和/或,所述目标基板在与所述拾取点上的微元件接触之前,通过第四激光发射器照射所述目标基板,以使得所述目标基板与所述微元件之间的粘附力增大。
本发明所带来的有益效果如下:
本发明所提供的巨量转移装置及巨量转移方法,可将晶片上生长好微元件(如,Micro-LED芯片),由圆形的微元件晶片切割为整片的矩形状微元件晶片,这样,每一矩形状的微元件晶片上均密集布设多颗微元件,而无需将微元件晶片上的单颗微元件(如,单颗LED芯片)切割下来,然后将多个矩形状的微元件晶片阵列排布而直接承载于第一承载台上;由于辊轮上设有拾取单元,且每一拾取单元上具有多个拾取点,这样,再通过辊轮转动、以及辊轮与第一承载台之间的相对平移运动,可利用拾取点将微元件转移至辊轮上,继而利用辊轮的转动、以及辊轮与第二承载台之间的相对平移运动,而将辊轮上的微元件又转移至第二承载台的目标基板上。整个过程中,通过辊轮上拾取单元之间的间距、每组拾取单元中各拾取点之间的间距、辊轮及第一承载台和第二承载台的运动状态等参数来控制最终转移至待安装微元件的目标基板上的微元件的排列间距。
由此可见,本发明提供的巨量转移装置及巨量转移方法,可以无需将单颗微元件从晶片上切割下来进行排列,省去了这种切割单颗微元件以及将单颗微元件对位排列的过程,可显著提高工作效率;并且,微元件的排列间距可通过辊轮上的拾取单元之间的间距、拾取点之间的间距、及辊轮、第一承载台和第二承载台的运动状态等参数来控制,可以提高转移精度。
附图说明
图1表示本发明实施例中提供的巨量转移装置的结构示意图;
图2表示本发明实施例中提供的巨量转移装置在第一颜色单色光的第一微元件巨量完成转移之后基板的示意图;
图3表示本发明实施例中提供的巨量转移装置在第一颜色单色光的第二微元件巨量完成转移之后基板的示意图;
图4表示本发明实施例中提供的巨量转移装置在第三颜色单色光的第三微元件巨量完成转移之后基板的示意图;
图5表示本发明实施例提供的巨量转移方法的流程示意图。
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作出创造性劳动前提下所获取的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
为了更清楚地对本发明实施例提供的微元件的巨量转移装置及巨量转移方法进行详细说明,以下对相关现有技术进行以下说明。
在现有技术中,以Micro-LED为例,其可以采用CMOS集成电路工艺来制成驱动电路,实现对每一像素点定址控制和单独驱动的显示技术。通常Micro-LED元器件非常细小,其是将Micro-LED芯片在圆形的晶片上生长,在巨量转移至集成电路上时,首先将圆形的晶片上的单颗Micro-LED芯片切割下来,然后,将切割好的单颗Micro-LED芯片根据集成电路上设计所需的间距尺寸排列至蓝膜上,然后,将蓝膜上的各Micro-LED芯片再一次巨量转移至形成有集成电路的目标基板上。这种方式,需要将晶片上的各Micro-LED芯片单颗切割下来之后,再根据集成电路上设计所需的间距尺寸依次排列至蓝膜上,然后再巨量转移至集成电路上,其中切割过程及对位排列过程的工作效率很低,且最终转移至集成电路上的LED芯片的转移精度差。
针对现有技术中包括Micro-LED在内的微元件进行巨量转移时,需要将晶片上的单颗微元件切割下来进行精确排列之后再巨量转移至待安装微元件的目标基板上,存在工作效率低、转移精度差的技术问题,本发明实施例中提供了一种巨量转移装置及巨量转移方法,能够提高工作效率及转移精度。
如图1所示,本发明实施例所提供的巨量转移装置包括:
用于承载微元件晶片10的第一承载台100;
用于承载待安装微元件11的目标基板20的第二承载台200,所述第一承载台100的承载面和所述第二承载台200的承载面相对且平行设置;
设置于所述第一承载台100和所述第二承载台200之间的辊轮300,所述辊轮300能够滚动,且所述辊轮300的转动轴与所述第一承载台100的承载面平行设置,所述辊轮300的外周面上、沿周向依次间隔设置有多组拾取单元310,每组所述拾取单元310包括沿所述辊轮300的轴向依次间隔排列的多个拾取点311,同组所述拾取单元310中相邻两个所述拾取点311在所述辊轮300的轴向方向上的间距大于所述第一承载台100上的微元件11之间的间距;
其中,所述第一承载台100相对所述辊轮300在第一方向X1上平移,以使所述辊轮300上各组所述拾取单元310依次拾取所述第一承载台100上与各所述拾取部相接触的微元件11,所述第一方向X1为所述辊轮300的外周面与所述第一承载面接触点处、所述辊轮300的旋转切线方向;
所述第二承载台200相对所述辊轮300在所述第一方向X1相反的方向X2上平移,以使所述辊轮300上各组所述拾取单元310上所拾取的微元件11依次转移至所述目标基板20上。
上述方案所提供的巨量转移装置,第一承载台100和第二承载台200之间设置有可滚动的辊轮300,其中可将生长好微元件11(如,Micro-LED芯片)的晶片,由圆形晶片切割为整片的矩形状微元件晶片10,这样,每一矩形状的微元件晶片10上均密集布设多颗微元件11,此时无需将微元件晶片10上的单颗微元件11(如,单颗LED芯片)切割下来,然后将多个矩形状的微元件晶片10阵列排布而承载于第一承载台100上,也就是说,所述微元件晶片10为矩形状,且所述微元件晶片10上密集布设有多颗微元件11,多个所述微元件晶片10阵列排列在所述第一承载台100上;
由于辊轮300的外周面上沿其周向设置多组拾取单元310,每组拾取单元310在沿辊轮300轴向方向上又间隔排列多个拾取点311,且同组拾取单元310中相邻两个所述拾取点311在辊轮300轴向方向上的间距大于第一承载台100上的微元件晶片10之间的间距,因此,所述辊轮300外周面上的某一组拾取单元310与第一承载台100上的微元件晶片10接触时,即会拾取与该组拾取单元310的各拾取点311所接触的微元件11,而使得微元件11转移至辊轮300的外周面上,而不与拾取点311接触的微元件11仍会留在第一承载台100上的微元件晶片10上,这样既完成一组拾取单元310的拾取,且所拾取的微元件11在辊轮300轴向方向(即图2中所示Y方向)上的间距由每组拾取单元310中各拾取点311之间在所述辊轮300的轴向方向上的间距来确定,辊轮300为圆柱状,其外周面上各拾取点311在轴向方向上的间距可以精确控制;
而由于第一承载台100能够相对辊轮300在第一方向X1上平移(该第一方向X1为辊轮300的外周面与第一承载面接触点处、辊轮300的旋转切线方向,如图1中所示第一方向X1),因此,随着所述辊轮300的滚动、及所述第一承载台100相对所述辊轮300在第一方向X1上的平移,辊轮300上各组拾取单元310便会依次地拾取第一承载面上与各拾取点311所接触的微元件11,从而实现将微元件11从第一承载面向辊轮300上的巨量转移,并且,在此整个转移过程中,转移至辊轮300上的各微元件11之间在辊轮300轴向方向上的间距,是由辊轮300上的各拾取点311的排列间距尺寸来确定,无需将各颗微元件11从晶片上切割下来进行对位排列;
然后,通过辊轮300的转动,当辊轮300中某一组拾取单元310上的各拾取点311与第二承载台200上的目标基板20相接触时,各拾取点311上的微元件11即到达目标基板20上的微元件安装点预定位置,此时,便可将该组拾取单元310中各拾取点311上所拾取的微元件11转移至目标基板20上,同时,由于辊轮300与第二承载台200之间的相对平移运动,第二承载台200的平移方向与第一承载台100相反,这样,随着辊轮300的转动及第二承载台200的平移运动,所述辊轮300上各组所述拾取单元310上所拾取的微元件11即可依次转移至所述目标基板20上,其中,在这个转移过程中,可通过控制辊轮300和第二承载台200的工作状态,例如:辊轮300的转动速度、以及第二承载台200的平移速度等参数来控制最终转移至目标基板20上的各微元件11在与第二承载台的承载面相平行的方向(即第一方向X1)上的排列间距。
由此可见,最终转移至目标基板20上的各微元件11在辊轮300的轴向方向(Y方向)上的排列间距由辊轮300上每组拾取单元310中各拾取点311之间在辊轮300的轴向方向上的间距等参数来控制,而最终转移至目标基板20上的各微元件11在第一方向X1上的间距则由辊轮300上各组拾取单元310之间在辊轮300外周面上的间距、辊轮300的转动速度、第二承载台200的平移速度等参数来控制,也就是说,只要根据目标基板20上微元件设计所需排列尺寸来控制各拾取点311之间的间距、辊轮300上各组拾取单元310之间的间距、辊轮300的转动速率及第二承载台200的平移速度等参数,即可保证微元件11的转移精度。
从而,本发明所提供的微元件的巨量转移装置,可以无需将单颗微元件11从晶片上切割下来并进行精确地对位排列,省去了切割单颗微元件11以及将单颗微元件11对位排列的过程,可显著提高工作效率;并且,微元件11的排列间距可通过辊轮300上的拾取单元310之间的间距、拾取点311之间的间距、以及辊轮300、第一承载台100和第二承载台200的工作状态等参数来控制,可以提高转移精度。
需要说明的是,本发明实施例所提供的微元件的巨量转移装置可以应用于Micro-LED的巨量转移,也可以应用于其他微元件。
此外,还需要说明的是,在上述方案中,所述第一承载台100上所承载的微元件晶片10可以是将微元件晶片10阵列设置于蓝膜上之后,承载于第一承载台100上;也可以是直接将微元件晶片10承载于第一承载台100上。
以下示例性的说明本发明所提供的巨量转移装置的具体实施例。
对于OLED显示产品来说,其集成电路上的Micro-LED存在多种单色光的LED芯片,例如,R(红光)、G(绿光)、B(蓝光)LED芯片。
为了实现多种单色光的LED芯片巨量转移至目标基板20上,在本发明所提供的一种示例性的实施例中,所述巨量转移装置中,所述辊轮300相对所述第一承载台在第二方向上平移,所述第二方向与所述辊轮300的轴向平行。
采用上述方案,所述目标基板20上的待安装微元件11至少包括发出第一颜色单色光的第一微元件11a和发出第二颜色单色光的第二微元件11b,本发明实施例所提供的巨量转移装置可以通过以下步骤来将发出多种颜色单色光的多种LED芯片转移至目标基板20上:
首先,将发出第一颜色单色光的第一微元件晶片阵列排布于第一承载台100上,通过辊轮300将该第一颜色单色光的第一微元件11a巨量转移至目标基板20上,完成第一颜色单色光的第一微元件11a的巨量转移(如图2所示即为完成第一微元件11a转移后目标基板20的示意图);然后,将发出第二颜色单色光的第二微元件晶片承载于第一承载台100上,并控制所述辊轮300在第二方向Y上平移,且平移的距离等于所述目标基板20上待安装的所述第一微元件11a和所述第二微元件11b在所述第二方向上的间距,所述第二方向与所述辊轮300的轴向平行;再利用辊轮300,将第二微元件11b巨量转移至所述目标基板20上,从而完成两种颜色单色光的微元件11的巨量转移(如图3所示即为完成第二微元件11b转移后目标基板20的示意图);重复上述步骤,可依次完成多种颜色单色光的微元件11的巨量转移(如图4所示即为完成第三颜色单色光的第三微元件11c转移后目标基板20的示意图)。
此外,在本发明所提供的一种示例性的实施例中,所述第二承载台200相对所述辊轮300在第三方向Z上进行升降,所述第三方向Z垂直于所述第二承载台200的承载面。
采用上述方案,在辊轮300将微元件11转移至第二承载台200上的目标基板20上之前,首先控制第二承载台200与辊轮300之间在所述第三方向Z上保持一定距离,然后,所述辊轮300转动至其中一组拾取单元310与所述第二承载台200上的所述目标基板20上对应的微元件11安装点所在预定位置时(如图1中所示,在辊轮300拾取第一承载台上的微元件之后再转动90°到达第二承载台上的目标基板20上对应的微元件安装点所在预定位置),可控制所述辊轮300停止转动;然后,控制所述第二承载台200在所述第三方向Z上移动上升,使得所述目标基板20与所述辊轮300上当前拾取单元310上的微元件11接触;然后,将当前拾取单元310上所拾取的微元件11与所述目标基板20进行键合;然后,控制所述第二承载台200在所述第三方向Z上移动又下降,使得所述目标基板20与所述辊轮300相分离,完成当前拾取单元310上的微元件11转移步骤;继续控制所述第二承载台200在与所述第一方向X1相反的方向X2上继续平移,并控制所述辊轮300继续转动,重复上述步骤,以完成下一组拾取单元310上的微元件11转移步骤,从而实现从辊轮300向待安装微元件11的目标基板20上的微元件11的巨量转移。
在本发明所提供的一种示例性的实施例中,所述拾取点311包括设置于所述辊轮300的外周面上的粘附结构,所述粘附结构的粘附力大于所述微元件晶片10与所述微元件11之间的键合力,以使所述粘附结构接触所述微元件11时,从所述微元件晶片10上拾取下所述微元件11。
采用上述方案,所述拾取点311所采用的是,在辊轮300外周面上设置的粘附结构来实现,且所述粘附结构的粘附力大于微元件晶片10与微元件11之间的键合力,这样,当所述辊轮300上某一组拾取单元310与第一承载台100上的微元件晶片10接触时,各拾取点311处的粘附结构就会直接将与其接触的微元件11粘取下来,以实现将微元件11从微元件晶片10转移至辊轮300外周面上的目的,这种采用粘附结构粘取微元件11的结构简单,无需其他操作。
需要说明的是,微元件11在晶片上生长,会与微元件晶片10之前具有一定的键合力,为了保证拾取点311处的粘附结构顺利将微元件晶片10上的微元件11接触即可粘取下来,可以在将微元件晶片10放置于第一承载台100上之前,对微元件晶片10进行预处理,降低所述微元件晶片10与所述微元件11之间的键合力,以使所述拾取点311与所述微元件晶片10接触时的粘附力大于所述微元件晶片10与所述微元件11之间的键合力。
在本发明所提供的一种示例性的实施例中,所述装置还包括:
用于对所述第一承载台上的所述微元件晶片进行预处理,以使与各所述拾取点位置对应的微元件与所述微元件晶片进行预分离的第一预处理机构。
采用上述方案,可以通过第一预处理机构,来对第一承载台上的微元件晶片进行预处理,其中,在微元件晶片上,与辊轮上各拾取点位置所对应的微元件,可在第一预处理机构预处理之后,与微元件晶片进行预分离,以使得拾取点与微元件接触时,拾取点与微元件之间的粘附力大于微元件晶片与微元件之间的键合力,以使所述粘附结构接触所述微元件11时,从所述微元件晶片10上顺利拾取下所述微元件11;并且,所述第一预处理机构可仅对拾取点位置所对应的微元件进行预处理,也就是说,第一预处理机构可选择性的对第一承载台上的微元件晶片进行预处理,即,第一预处理机构可根据最终转移至目标基板20上的各微元件11的排列方式来对第一承载台上的微元件晶片进行预处理,便于微元件晶片上的微元件选择性转移至辊轮上,极大地提高了电子器件的转移操作性,选择性转移使得微元件的利用效率提升,对最终转移至基板上的微元件的排布周期控制起到决定性作用,可进一步确保转移精度。
其中,在上述方案中,示例性的,所述第一预处理机构包括:用于激光照射所述微元件晶片与所述微元件之间的固定材料,以使所述微元件晶片与所述第一承载台分离的第一激光发射器500,所述第一激光发射器500所发射的激光出射至所述第一承载台。
采用上述方案,所述第一预处理机构采用激光发射器来实现,其中,所述微元件晶片与所述微元件之间、所述第一承载台与所述微元件晶片之间可利用粘结材料等固定材料固定,通过第一激光发射器500选择性地激光照射固定材料,可采用例如热熔、烧蚀、分解、变形等方法,将微元件从第一承载台上分离。
当然可以理解的是,在实际应用中,所述第一预处理机构也可以采用其他方式实现,例如,该第一预处理机构还可以是,将微元件晶片10与微元件11之间的键合部分进行部分切割的切割机构,以减少两者之间的键合力,对此并不进行限定。此外,还需要说明的是,在实际应用中,所述拾取点311的具体结构可以并不仅局限于粘附结构,还可以采用其他方式,例如,所述拾取点311可以采用真空吸附结构,如,在辊轮300的外周面上设置真空吸附孔或者吸盘,利用真空吸附孔或者吸盘的吸附力来将微元件11从微元件晶片10上吸附下来;对于所述拾取点311的具体结构不再一一列举。
上述方案采用粘附结构作为拾取点311,与其他方式(例如拾取点311采用真空吸附孔或者吸盘)相比,具有装置结构简单,成本低的优点。
在本发明所提供的一种示例性的实施例中,每组所述拾取单元310包括粘贴于所述辊轮300的外周面上的粘胶条,所述粘胶条沿所述辊轮300的轴向设置,在所述粘胶条上间隔分布有粘接区域和非粘接区域,所述粘接区域形成所述粘接结构。
采用上述方案,可以通过在辊轮300的外周面上沿轴向设置多条粘胶条来作为拾取单元310,每一粘胶条上具有间隔分布的粘接区域和非粘接区域,其中粘接区域即形成拾取点311。这种结构简单,且由于每组拾取单元310中各拾取点311在辊轮300轴向方向(Y方向)上的间距即为最终转移至目标基板20上的微元件11在辊轮300轴向方向(Y方向)上的间距,因此,针对不同型号产品,可以更换辊轮300上的粘胶条,以适应不同型号产品需要。当然可以理解的是,在实际应用中,所述拾取单元310也可以采用其他方式来设置于辊轮300上,对此并不进行限定。
在本发明所提供的一示例性的实施例中,所述装置还包括:用于将所述粘胶条上、与各所述拾取点对应位置处的粘接区域在与所述微元件晶片接触前进行预处理,以使所述粘胶条上与各所述拾取点对应位置处的粘接区域的粘附力增大的第二预处理机构,所述第二预处理机构包括:第二激光发射器600,所述第二激光发射器600所发射的激光出射至所述辊轮的外周面上。
采用上述方案,所述辊轮的外周面上设置粘结层,初始状态下,辊轮上的粘结层不具备将第一承载台上的微元件粘下的粘力,当利用第二激光发射器600选择性照射该粘结层的部分区域时,该粘结层发生热溶,变形等变化,其粘性上升,与微元件接触时的粘附力即会增大,而第一承载台上经第一激光发射器500激光照射预处理后的微元件已经将要从第一承载台上分离,因此,当辊轮与第一承载台上微元件晶片接触时,则可以顺利地将微元件转移到辊轮上。
在上述方案中,巧妙地利用激光发射器选择性照射粘结层,来对辊轮外周面上的粘结层进行粘结力的强度处理,实现微元件选择性转移。当然可以理解的是,在实际应用中,所述第二预处理机构也可以采用其他结构实现,对此不进行限定。
此外,如图1所示,在本发明所提供的一种示例性的实施例中,所述装置还包括:用于将所述拾取点上所拾取的微元件在转移至所述目标基板上之前,与所述辊轮预分离的第三预处理机构,所述第三预处理机构包括:第三激光发射器700,所述第三激光发射器700所发射的激光出射至所述辊轮的外周面上。
采用上述方案,在将所述辊轮各拾取点上所拾取的微元件转移至基板上之前,还可以将微元件与辊轮之间进行预处理,使得微元件与辊轮之间预分离,这样,使得微元件能够顺利地从辊轮转移至基板上,具体地,示例性的,对辊轮外周面上的部分粘接区域(拾取点所在区域)进行激光照射,对辊轮上粘结层进行区域性选择处理,使其对微元件的粘结固着特性降低,以便分离。当然可以理解的是,在实际应用中,所述第三预处理机构还可以采用其他结构来实现,对此不进行限定。
此外,在本发明所提供的示例性的实施例中,如图1所示,所述装置还包括:用于将所述目标基板在与所述拾取点上的微元件接触之前进行预处理,以使得所述目标基板与所述微元件之间的粘附力增大的第四预处理机构,所述第四预处理机构包括:第四激光发射器800,所述第四激光发射器800的激光出射至所述第二承载台的承载面上。
采用上述方案,基板表面也设置有粘结剂,如:非导电粘结剂、锡膏、银膏、铜膏等,在辊轮拾取点上的微元件与基板接触前,基板上对应区域可经第四预处理机构做预处理,使基板上待安装微元件的区域的粘性增加,大于辊轮对微元件的粘附力,以使得微元件顺利地从辊轮转移至基板上。示例性的,所示第四预处理机构采用第四激光发射器800,利用激光照射,来改变基板上的粘结剂的粘性,在实际应用中,所述第四激光发射器800也可以采用其他方式来实现。
此外,需要说明的是,在上述方案中,第一承载台100和第二承载台200的移动能够精确控制,以适应各种型号产品设计需要。例如,所述第一承载台100的移动精度可达到5um,并且,为了保证第一承载台100上的微元件11与辊轮300上的拾取点311之间的精确对位,还可以控制所述第一承载台100在与所述辊轮300的轴向平行的方向上平移;而所述第二承载台的平移精度可以控制最终目标基板20上的微元件11在第一方向X1上的排列间距,因此所述第二承载台200的移动精度最好是能够达到1μm。
此外,在本发明所提供的示例性的实施例中,所述巨量转移装置还包括:键合机构400,所述键合机构400设置于所述第二承载台200一侧,用于当各组所述拾取单元310上所拾取的微元件11与所述第二承载台200上的目标基板20接触时,将所述微元件11与所述目标基板20进行键合。
采用上述方案,当辊轮300上的某一组拾取单元310转动至待安装微元件11的目标基板20上相接触的微元件安装点预定位置时,可通过所述键合机构400来将微元件11与目标基板20进行键合。
示例性的,所述键合机构400包括线性激光器,当辊轮300转动至某一组拾取单元310目标基板20上预定安装点位置时,该组拾取单元310上所拾取的微元件11与目标基板20接触,此时,控制线性激光器开启进行键合。当然可以理解的是,所述键合机构400的具体实现方式不限于此。
此外,在本发明所提供的实施例中,所述装置还包括:
用于将所述第一承载台100上的微元件晶片10与所述辊轮300上的拾取单元310进行对位的第一对位机构,所述第一对位机构包括设置于所述第一承载台100上的第一对位标记、设置于所述辊轮300的外周面上的第二对位标记、及用于采集所述第一对位标记和所述第二对位标记的图像的第一图像采集器;
以及,用于将所述第二承载台200上的目标基板20与所述辊轮300上的拾取单元310进行对位的第二对位机构,所述第二对位机构包括设置于所述第二承载台200上的第三对位标记、设置于所述辊轮300的外周面上的第二对位标记、及用于采集所述第三对位标记与所述第四对位标记的图像的第二图像采集器。
采用上述方案,第一对位机构是利用第一图像采集器采集在辊轮300外周面上的第二对位标记以及第一承载台100上的第一对位标记的图像,来将所述辊轮300上的拾取点311与所述第一承载台100上的微元件晶片10进行对位,由此保证第一承载台100上的微元件11与辊轮300上的拾取点311的精确对位;第二对位机构是利用第二图像采集器来采集辊轮300外周面上的第二对位标记以及第二承载台200上的第三对位标记的图像,来将辊轮300上的拾取点311与第二承载台200上的目标基板20的安装点位置进行对位,由此进一步的保证辊轮300与第二承载台200之间的转移精度。
在本发明的实施例中还提供了一种巨量转移方法,其是采用本发明实施例所提供的巨量转移装置进行微元件11的巨量转移,所述方法包括如下步骤:
步骤S1、将圆形的初始微元件晶片10切割为矩形状的微元件晶片10,其中矩形状的所述微元件晶片10上密集布设有多颗微元件11;
步骤S2、将多个矩形状的所述微元件晶片10阵列排列于蓝膜上,将所述蓝膜设置于所述第一承载台100的承载面上;
步骤S3、将待安装微元件11的目标基板20放置于所述第二承载台200上;
步骤S4、控制所述辊轮300转动,并控制所述第一承载台100相对所述辊轮300在第一方向X1上平移,以使所述辊轮300滚动时,通过所述第一承载台100的平移,将各组所述拾取单元310依次与所述第一承载台100上不同区域的微元件11接触,以使各所述拾取点311拾取所述微元件11;
步骤S5、控制所述第二承载台200相对所述辊轮300向与所述第一方向X1相反的方向平移,以使所述辊轮300滚动时,通过所述第二承载台200的平移,将各组所述拾取单元310上的微元件11依次与所述第二承载台200的目标基板20的不同区域接触,以将所述微元件11巨量转移至所述目标基板20上。
上述方案所提供的巨量转移方法,可将生长好微元件11(如,Micro-LED芯片)的晶片,由圆形晶片切割为整片的矩形状微元件晶片10,这样每一矩形状的微元件晶片10上均密集布设多颗微元件11,此时无需将微元件晶片10上的单颗微元件11(如,单颗LED芯片)切割下来,然后将多个矩形状的微元件晶片10阵列排布而承载于第一承载台100上,也就是说,所述微元件晶片10为矩形状,且所述微元件晶片10上密集布设有多颗微元件11,多个所述微元件晶片10阵列排列在所述第一承载台100上;
由于辊轮300的外周面上沿其周向设置多组拾取单元310,每组拾取单元310在沿辊轮300轴向方向Y上又间隔排列多个拾取点311,且同组拾取单元310中相邻两个所述拾取点311在辊轮300轴向方向(Y方向)上的间距大于第一承载台100上的微元件晶片10之间的间距,因此,所述辊轮300外周面上的某一组拾取单元310与第一承载台100上的微元件晶片10接触时,即会拾取与该组拾取单元310的各拾取点311所接触的微元件11,而使得微元件11转移至辊轮300的外周面上,而不与拾取点311接触的微元件11仍会留在第一承载台100上的微元件晶片10上,这样既完成一组拾取单元310的拾取,且所拾取的微元件11在辊轮300轴向方向(Y方向)上的间距由每组拾取单元310中各拾取点311之间在所述辊轮300的轴向方向上的间距来确定,辊轮300为圆柱状,其外周面上各拾取点311在轴向方向上的间距可以精确控制;
而由于第一承载台100能够相对辊轮300在第一方向X1上平移(该第一方向X1为辊轮300的外周面与第一承载面接触点处辊轮300的旋转切线方向,如图1中所示的第一方向X1),因此,随着所述辊轮300的滚动、及所述第一承载台100相对所述辊轮300在第一方向X1上的平移,辊轮300上各组拾取单元310便会依次地拾取第一承载面上与各拾取点311所接触的微元件11,从而实现将微元件11从第一承载面向辊轮300上的巨量转移,并且,在此整个转移过程中,转移至辊轮300上的各微元件11之间在辊轮300轴向方向Y上的间距,是由辊轮300上的各拾取点311的排列间距尺寸来确定,无需将各颗微元件11从晶片上切割下来进行对位排列;
然后,通过辊轮300的转动,当辊轮300中某一组拾取单元310上的各拾取点311与第二承载台200上的目标基板20相接触时,各拾取点311上的微元件11即到达目标基板20上的安装点预定位置,此时,便可将该组拾取单元310中各拾取点311上所拾取的微元件11转移至目标基板20上,同时,由于辊轮300与第二承载台200之间的相对平移运动,第二承载台200的平移方向与第一承载台100相反,这样,随着辊轮300的转动及第二承载台200的平移运动,所述辊轮300上各组所述拾取单元310上所拾取的微元件11即可依次转移至所述目标基板20上,其中,在这个转移过程中,可通过控制辊轮300和第二承载台200的工作状态,例如:辊轮300的转动速度、以及第二承载台200的平移速度等参数来控制最终转移至目标基板20上的各微元件11在与第二承载面相平行的方向上的排列间距。
由此可见,最终转移至目标基板20上的各微元件11在辊轮300轴向方向Y上的排列间距由辊轮300上每组拾取单元310中各拾取点311之间的间距等参数来控制,而最终转移至目标基板20上的各微元件11在第一方向X1上的间距则由辊轮300上各组拾取单元310之间的间距、辊轮300的转动速度、第二承载台200的平移速度等参数来控制,也就是说,只要根据目标基板20设计所需排列尺寸来控制各拾取点311之间的间距、辊轮300上各组拾取单元310之间的间距、辊轮300的转动速率及第二承载台200的平移速度等参数,即可保证微元件11的转移精度。
从而,本发明所提供的巨量转移方法,可以无需将单颗微元件11从晶片上切割下来并进行精确地对位排列,省去了切割单颗微元件11以及将单颗微元件11对位排列的过程,可显著提高工作效率;并且,微元件11的排列间距可通过辊轮300上的拾取单元310之间的间距、拾取点311之间的间距、以及辊轮300、第一承载台100和第二承载台200的工作状态等参数来控制,可以提高转移精度。
需要说明的是,本发明实施例所提供的巨量转移方法可以应用于Micro-LED的巨量转移,也可以应用于其他微元件11。
示例性的,在本发明实施例所提供的方法中,所述目标基板20上的待安装微元件11包括发出第一颜色单色光的第一微元件11a和发出第二颜色单色光的第二微元件11b,所述步骤S1中,各所述微元件晶片10上的微元件11为发出同一颜色单色光的微元件11;所述方法还包括:
采用所述步骤S1至所述步骤S5,将所述第一微元件11a巨量转移至所述目标基板20上之后,控制所述辊轮300在第二方向上平移,且平移的距离等于所述目标基板20上待安装的所述第一微元件11a和所述第二微元件11b在所述第二方向上的间距,所述第二方向与所述辊轮300的轴向平行;
重复所述步骤S1至所述步骤S5,将所述第二微元件11b巨量转移至所述目标基板20上。
采用上述方案,对于OLED显示产品来说,其集成电路上的Micro-LED存在多种单色光的LED芯片,例如,R(红光)、G(绿光)、B(蓝光)LED芯片。为了实现多种单色光的LED芯片巨量转移至目标基板20上,上述方案,所述目标基板20上的待安装微元件11至少包括发出第一颜色单色光的第一微元件11a和发出第二颜色单色光的第二微元件11b,本发明实施例所提供的微元件的巨量转移装置可以通过以下步骤来将多种单色光的LED芯片转移至目标基板20上:首先,将发出第一颜色单色光的第一微元件晶片阵列排布于第一承载台100上,通过辊轮300将该第一颜色单色光的第一微元件11a巨量转移至目标基板20上,完成第一颜色单色光的第一微元件11a的巨量转移;然后,将发出第二颜色单色光的第二微元件晶片承载于第一承载台100上,并通过所述第三平移机构,控制所述辊轮300在第二方向上平移,且平移的距离等于所述目标基板20上待安装的所述第一微元件11a和所述第二微元件11b在所述第二方向上的间距,所述第二方向与所述辊轮300的轴向平行;再利用辊轮300,将第二微元件11b巨量转移至所述目标基板20上,从而完成两种颜色单色光的微元件11的巨量转移,并且重复上述步骤,可依次完成多种颜色单色光的微元件11的巨量转移。
此外,在所述方法的所述步骤S4中,通过调整所述辊轮300上每组所述拾取单元310中的各所述拾取点311之间的间距,控制各所述拾取点311上的所述微元件11在第二方向上的间距为第一预设间距,所述第一预设间距为所述目标基板20上待安装元件中发出同一颜色单色光的微元件11在所述第二方向上的间距,所述第二方向与所述辊轮300的轴向平行。
采用上述方案,可以通过调整辊轮300上每组拾取单元310中各拾取点311在辊轮300的轴向方向Y上的间距,来控制最终转移至目标基板20上的微元件11在辊轮300轴向方向Y上的间距,也就是说,可根据目标基板20上设计所需的微元件11在辊轮300轴向方向Y上的间距所需尺寸,来调整辊轮300上每组拾取单元310中各拾取点311在辊轮300的轴向方向Y上的间距。
此外,在所述方法中,上述步骤S5中,通过所述控制单元控制所述辊轮300的转动速率及所述第二承载台200的平移速率,以控制相邻两组所述拾取单元310上所拾取的微元件11转移至所述目标基板20上之后在所述第一方向X1上的间距为第二预设间距,所述第二预设间距为所述目标基板20上待安装元件中发出同一颜色单色光的微元件11在所述第一方向X1上的间距。
采用上述方案,可以通过控制辊轮300的转动速率以及第二承载台200的平移速率,来控制最终转移至目标基板20上的微元件11在第一方向X1上的间距,也就是说,可根据目标基板20上所需设计的微元件11在第一方向X1上的间距,来合理控制辊轮300的转动速率及第二承载台200的平移速率。
此外,所述方法还包括:在所述步骤S1之后,所述步骤S2之前,对所述微元件晶片10进行预处理,降低所述微元件晶片10与所述微元件11之间的键合力,以使所述拾取点311与所述微元件晶片10接触时的粘附力大于所述微元件晶片10与所述微元件11之间的键合力。
采用上述方案,微元件11在晶片上生长,会与微元件晶片10之前具有一定的键合力,为了保证拾取点311处的粘附结构顺利将微元件晶片10上的微元件11接触即可粘取下来,可以在将微元件晶片10放置于第一承载台100上之前,对微元件晶片10进行预处理,降低所述微元件晶片10与所述微元件11之间的键合力,以使所述拾取点311与所述微元件晶片10接触时的粘附力大于所述微元件晶片10与所述微元件11之间的键合力。该预处理可以是,将微元件晶片10与微元件11之间的键合部分进行部分切割,以减少两者之间的键合力。
进一步的,所述对所述微元件晶片进行预处理,降低所述微元件晶片与所述微元件之间的键合力,以使所述拾取点与所述微元件晶片接触时的粘附力大于所述微元件晶片与所述微元件之间的键合力,具体包括:
在所述步骤S4之前,对所述第一承载台上的所述微元件晶片进行预处理,以使与各所述拾取点位置对应的微元件与所述微元件晶片进行预分离;
和/或,将所述粘胶条上、与各所述拾取点对应位置处的粘接区域在与所述微元件晶片接触前进行预处理,以使所述粘胶条上与各所述拾取点对应位置处的粘接区域的粘附力增大。
采用上述方案,可以通过第一预处理机构,来对第一承载台上的微元件晶片进行预处理,其中,在微元件晶片上,与辊轮上各拾取点位置所对应的微元件,可在第一预处理机构预处理之后,与微元件晶片进行预分离,以使得拾取点与微元件接触时,拾取点与微元件之间的粘附力大于微元件晶片与微元件之间的键合力,以使所述粘附结构接触所述微元件11时,从所述微元件晶片10上顺利拾取下所述微元件11;并且,所述第一预处理机构可仅对拾取点位置所对应的微元件进行预处理,也就是说,第一预处理机构可选择性的对第一承载台上的微元件晶片进行预处理,即,第一预处理机构可根据最终转移至目标基板20上的各微元件11的排列方式来对第一承载台上的微元件晶片进行预处理,便于微元件晶片上的微元件选择性转移至辊轮上,极大地提高了电子器件的转移操作性,选择性转移使得微元件的利用效率提升,对最终转移至基板上的微元件的排布周期控制起到决定性作用,可进一步确保转移精度。
进一步的,所述在所述步骤S4之前,对所述第一承载台上的所述微元件晶片进行预处理,以使与各所述拾取点位置对应的微元件与所述微元件晶片进行预分离;和/或,将所述粘胶条上、与各所述拾取点对应位置处的粘接区域在与所述微元件晶片接触前进行预处理,以使所述粘胶条上与各所述拾取点对应位置处的粘接区域的粘附力增大,具体包括:
通过第一激光发射器500激光照射与各所述拾取点位置对应处的所述微元件晶片,以使所述微元件晶片与所述微元件之间固定作用力减小;
和/或,通过第二激光发射器600激光照射所述粘胶条上与各所述拾取点对应位置处的粘接区域,以使得所述粘胶条上与各所述拾取点对应位置处的粘接区域的粘附力增大。
此外,所述方法中,所述步骤S5具体包括:
步骤S51、所述辊轮300转动至其中一组拾取单元310与所述第二承载台200上的所述目标基板20上对应的微元件11安装点所在位置时,控制所述辊轮300停止转动;
步骤S52、控制所述第二承载台200在所述第三方向Z上移动上升,使得所述目标基板20与所述辊轮300上当前拾取单元310上的微元件11接触;
步骤S53、利用键合机构400将当前拾取单元310上所拾取的微元件11与所述目标基板20进行键合;
步骤S54、控制所述第二承载台200在所述第三方向Z上移动下降,使得所述目标基板20与所述辊轮300相分离,完成当前拾取单元310上的微元件11转移步骤;
步骤S55、控制所述第二承载台200在与所述第一方向X1相反的方向上继续平移,并控制所述辊轮300继续转动,重复上述步骤S51至步骤S54,以完成下一组拾取单元310上的微元件11转移步骤。
采用上述方案,在辊轮300将微元件11转移至第二承载台200上的目标基板20上之前,首先通过升降机构,使得第二承载台200与辊轮300之间在所述第三方向Z上保持一定距离,然后,所述辊轮300转动至其中一组拾取单元310与所述第二承载台200上的所述目标基板20上对应的微元件11安装点所在预定位置时(如图中辊轮300转动90°之后),可控制所述辊轮300停止转动;然后,控制所述第二承载台200在所述第三方向Z上移动上升,使得所述目标基板20与所述辊轮300上当前拾取单元310上的微元件11接触;然后,将当前拾取单元310上所拾取的微元件11与所述目标基板20进行键合;然后,控制所述第二承载台200在所述第三方向Z上移动又下降,使得所述目标基板20与所述辊轮300相分离,完成当前拾取单元310上的微元件11转移步骤;继续控制所述第二承载台200在与所述第一方向X1相反的方向上继续平移,并控制所述辊轮300继续转动,重复上述步骤,以完成下一组拾取单元310上的微元件11转移步骤,从而实现从辊轮300向待安装微元件11的目标基板20上的微元件11的巨量转移。
此外,在上述方案中,还包括,在所述步骤S4之前,将所述辊轮300上的拾取单元310与所述第一承载台100上的微元件晶片10进行对位;在所述步骤S5之前,对所述辊轮300上的拾取单元310与所述第二承载台200上的目标基板20进行对位。
采用上述方案,通过在从第一承载台100向辊轮300上转移微元件11之前,可以将所述辊轮300上的拾取单元310与所述第一承载台100上的微元件晶片10进行对位,以提高两者之间的转移精度;通过对所述辊轮300上的拾取单元310与所述第二承载台200上的目标基板20进行对位,由此进一步的保证辊轮300与目标基板20之间的微元件11转移精度。
进一步的,所述方法中,在所述步骤S5中,在所述拾取点上所拾取的微元件与所述目标基板接触之前,将所述拾取点上所拾取的微元件与所述辊轮进行预分离。
进一步的,所述在所述拾取点上所拾取的微元件与所述目标基板接触之前,将所述拾取点上所拾取的微元件与所述辊轮进行预分离,具体包括:
通过第三激光发射器700激光照射所述辊轮的外周面上的拾取点,以使得所述拾取点的粘附力降低;
和/或,所述目标基板在与所述拾取点上的微元件接触之前,通过第四激光发射器800照射所述目标基板,以使得所述目标基板与所述微元件之间的粘附力增大。
采用上述方案,在将所述辊轮各拾取点上所拾取的微元件转移至基板上之前,还可以将微元件与辊轮之间进行预处理,使得微元件与辊轮之间预分离,这样,使得微元件能够顺利地从辊轮转移至基板上,具体地,示例性的,对辊轮外周面上的部分粘接区域(拾取点所在区域)进行激光照射,对辊轮上粘结层进行区域性选择处理,使其对微元件的粘结固着特性降低,以便分离;此外,基板表面也设置有粘结剂,如:非导电粘结剂、锡膏、银膏、铜膏等,在辊轮拾取点上的微元件与基板接触前,基板上对应区域可经第四预处理机构做预处理,使基板上待安装微元件的区域的粘性增加,大于辊轮对微元件的粘附力,以使得微元件顺利地从辊轮转移至基板上。
以上,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (15)

1.一种巨量转移装置,其特征在于,包括:
用于承载微元件晶片的第一承载台,所述微元件晶片是将生长好微元件的晶片由圆形晶片切割为整片的矩形状微元件晶片,每一矩形状微元件晶片上均密集布设多颗微元件,再通过将多个矩形状微元件晶片阵列排布而承载于第一承载台上得到的;用于承载待安装微元件的目标基板的第二承载台,所述第一承载台的承载面和所述第二承载台的承载面相对且平行设置;
设置于所述第一承载台和所述第二承载台之间的辊轮,所述辊轮的转动轴与所述第一承载台的承载面平行设置,且所述辊轮的外周面上、沿周向依次间隔设置有多组拾取单元,每组所述拾取单元包括沿所述辊轮的轴向依次间隔排列的多个拾取点,同组所述拾取单元中相邻两个所述拾取点在所述辊轮的轴向方向上的间距大于所述第一承载台上的微元件之间的间距;
其中,所述第一承载台相对所述辊轮在第一方向上平移,所述第一方向为所述辊轮的外周面与所述第一承载面接触点处所述辊轮的旋转切线方向;所述第二承载台相对所述辊轮在所述第一方向相反的方向上平移;
且最终转移至目标基板上的各微元件在辊轮的轴向方向上的排列间距由辊轮上每组拾取单元中各拾取点之间在辊轮的轴向方向上的间距来确定,最终转移至目标基板上的各微元件在第一方向上的间距由辊轮上各组拾取单元之间在辊轮外周面上的间距、辊轮的转动速度、第二承载台的平移速度来确定。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,
所述辊轮相对所述第一承载台在第二方向上平移,所述第二方向与所述辊轮的轴向平行。
3.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,
所述第二承载台相对所述辊轮在第三方向上进行升降,所述第三方向垂直于所述第二承载台的承载面。
4.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,
所述拾取点包括设置于所述辊轮的外周面上的粘附结构,所述粘附结构的粘附力大于所述微元件晶片与所述微元件之间的键合力,以使所述粘附结构接触所述微元件时,从所述微元件晶片上拾取下所述微元件。
5.根据权利要求4所述的装置,其特征在于,
每组所述拾取单元包括粘贴于所述辊轮的外周面上的粘胶条;其中,
所述粘胶条沿所述辊轮的轴向设置,在所述粘胶条上间隔分布有粘接区域和非粘接区域,所述粘接区域形成所述粘接结构。
6.根据权利要求5所述的装置,其特征在于,
所述装置还包括:
用于对所述第一承载台上的所述微元件晶片进行预处理,以使与各所述拾取点位置对应的微元件与所述微元件晶片进行预分离的第一预处理机构,所述第一预处理机构包括:用于激光照射所述微元件晶片与所述微元件之间的固定材料,以使所述微元件晶片与所述第一承载台分离的第一激光发射器,所述第一激光发射器所发射的激光出射至所述第一承载台;和/或,用于将所述粘胶条上、与各所述拾取点对应位置处的粘接区域在与所述微元件晶片接触前进行预处理,以使所述粘胶条上与各所述拾取点对应位置处的粘接区域的粘附力增大的第二预处理机构,所述第一预处理机构包括:第二激光发射器,所述第二激光发射器所发射的激光出射至所述辊轮的外周面上;
用于将所述拾取点上所拾取的微元件在转移至所述目标基板上之前,与所述辊轮预分离的第三预处理机构,所述第三预处理机构包括:第三激光发射器,所述第三激光发射器所发射的激光出射至所述辊轮的外周面上;
以及,用于将所述目标基板在与所述拾取点上的微元件接触之前进行预处理,以使得所述目标基板与所述微元件之间的粘附力增大的第四预处理机构,所述第四预处理机构包括:第四激光发射器,所述第四激光发射器的激光出射至所述第二承载台的承载面上。
7.根据权利要求1至6任一项所述的装置,其特征在于,还包括:键合机构,设置于所述第二承载台一侧,用于当各组所述拾取单元上所拾取的微元件与所述第二承载台上的目标基板接触时,将所述微元件与所述目标基板进行键合。
8.一种巨量转移方法,其特征在于,采用如权利要求1至7任一项所述的巨量转移装置进行微元件的巨量转移,所述方法包括:
步骤S1、将圆形的初始微元件晶片切割为矩形状的微元件晶片,其中矩形状的所述微元件晶片上密集布设有多颗微元件;
步骤S2、将多个矩形状的所述微元件晶片阵列排列于蓝膜上,将所述蓝膜设置于所述第一承载台的承载面上;
步骤S3、将待安装微元件的目标基板放置于所述第二承载台上;
步骤S4、控制所述辊轮转动,并控制所述第一承载台相对所述辊轮在第一方向上平移,以使所述辊轮滚动时,通过所述第一承载台的平移,将各组所述拾取单元依次与所述第一承载台上不同区域的微元件接触,以使各所述拾取点拾取所述微元件;
步骤S5、控制所述第二承载台相对所述辊轮向与所述第一方向相反的方向平移,以使所述辊轮滚动时,通过所述第二承载台的平移,将各组所述拾取单元上的微元件依次与所述第二承载台的目标基板的不同区域接触,以将所述微元件巨量转移至所述目标基板上;其中最终转移至目标基板上的各微元件在辊轮的轴向方向上的排列间距由辊轮上每组拾取单元中各拾取点之间在辊轮的轴向方向上的间距来确定,最终转移至目标基板上的各微元件在第一方向上的间距由辊轮上各组拾取单元之间在辊轮外周面上的间距、辊轮的转动速度、第二承载台的平移速度来确定。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,
所述目标基板上的待安装微元件包括发出第一颜色单色光的第一微元件和发出第二颜色单色光的第二微元件,所述步骤S1中,各所述微元件晶片上的微元件为发出同一颜色单色光的微元件;
所述方法还包括:
采用所述步骤S1至所述步骤S5,将所述第一微元件巨量转移至所述目标基板上之后,控制所述辊轮在第二方向上平移,且平移的距离等于所述目标基板上待安装的所述第一微元件和所述第二微元件在所述第二方向上的间距,所述第二方向与所述辊轮的轴向平行;
重复所述步骤S1至所述步骤S5,将所述第二微元件巨量转移至所述目标基板上。
10.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,
所述步骤S4中,通过调整所述辊轮上每组所述拾取单元中的各所述拾取点之间的间距,控制各所述拾取点上的所述微元件在第二方向上的间距为第一预设间距,所述第一预设间距为所述目标基板上待安装元件中发出同一颜色单色光的微元件在所述第二方向上的间距,所述第二方向与所述辊轮的轴向平行。
11.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,
所述步骤S5中,通过所述控制单元控制所述辊轮的转动速率及所述第二承载台的平移速率,以控制相邻两组所述拾取单元上所拾取的微元件转移至所述目标基板上之后在所述第一方向上的间距为第二预设间距,所述第二预设间距为所述目标基板上待安装元件中发出同一颜色单色光的微元件在所述第一方向上的间距。
12.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,
所述方法还包括:在所述步骤S1之后,所述步骤S2之前,对所述微元件晶片进行预处理,降低所述微元件晶片与所述微元件之间的键合力,以使所述拾取点与所述微元件晶片接触时的粘附力大于所述微元件晶片与所述微元件之间的键合力,具体包括:
在所述步骤S4之前,对所述第一承载台上的所述微元件晶片进行预处理,以使与各所述拾取点位置对应的微元件与所述微元件晶片进行预分离;
和/或,将粘胶条上、与各所述拾取点对应位置处的粘接区域在与所述微元件晶片接触前进行预处理,以使所述粘胶条上与各所述拾取点对应位置处的粘接区域的粘附力增大。
13.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,
所述在所述步骤S4之前,对所述第一承载台上的所述微元件晶片进行预处理,以使与各所述拾取点位置对应的微元件与所述微元件晶片进行预分离,具体包括:通过第一激光发射器激光照射与各所述拾取点位置对应处的所述微元件晶片,以使所述微元件晶片与所述微元件之间固定作用力减小;
所述将所述粘胶条上、与各所述拾取点对应位置处的粘接区域在与所述微元件晶片接触前进行预处理,以使所述粘胶条上与各所述拾取点对应位置处的粘接区域的粘附力增大,具体包括:
通过第二激光发射器激光照射所述粘胶条上与各所述拾取点对应位置处的粘接区域,以使得所述粘胶条上与各所述拾取点对应位置处的粘接区域的粘附力增大。
14.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,
所述方法中,所述步骤S5具体包括:
步骤S51、所述辊轮转动至其中一组拾取单元与所述第二承载台上的所述目标基板上对应的微元件安装点所在位置时,控制所述辊轮停止转动;
步骤S52、控制所述第二承载台在第三方向上移动上升,使得所述目标基板与所述辊轮上当前拾取单元上的微元件接触;
步骤S53、利用键合机构将当前拾取单元上所拾取的微元件与所述目标基板进行键合;
步骤S54、控制所述第二承载台在所述第三方向上移动下降,使得所述目标基板与所述辊轮相分离,完成当前拾取单元上的微元件转移步骤;
步骤S55、控制所述第二承载台在与所述第一方向相反的方向上继续平移,并控制所述辊轮继续转动,重复上述步骤S51至步骤S54,以完成下一组拾取单元上的微元件转移步骤。
15.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,
所述方法中,在所述步骤S5中,在所述拾取点上所拾取的微元件与所述目标基板接触之前,将所述拾取点上所拾取的微元件与所述辊轮进行预分离,具体包括:
通过第三激光发射器激光照射所述辊轮的外周面上的拾取点,以使得所述拾取点的粘附力降低;
和/或,所述目标基板在与所述拾取点上的微元件接触之前,通过第四激光发射器照射所述目标基板,以使得所述目标基板与所述微元件之间的粘附力增大。
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