CN110911331A - 一种转移并便于led芯片固定的吸嘴及单颗led芯片转移、固定于背板的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种转移并便于LED芯片固定的吸嘴及其使用方法，所述的吸嘴在吸附LED芯片时，通过吸嘴内外气体压力差吸住LED芯片，所述吸嘴包括上底、下底及侧壁，上底、下底均为玻璃材质，侧壁带有弹性形变。本方法转移LED芯片主要用于LED芯片批量转移中对不良处进行返工，以此来提高LED芯片向背板转移的良率，本产品结构简单，使用方法简便。

Description

一种转移并便于LED芯片固定的吸嘴及单颗LED芯片转移、固 定于背板的方法
技术领域
本发明涉及LED芯片转移技术及其工具。更具体地说，本发明涉及转移并便于 LED芯片固定的吸嘴及单颗LED芯片转移及固定于背板的方法。
背景技术
LED的生产技术日趋成熟，不管是普通LED芯片还是Mini LED芯片、Micro LED芯片,目前其生产技术已经不再是任何LED企业的难题所在。各企业技术的不断提升，水涨船高，LED芯片的光效也相应得到提高，单位面积的外延片可切割的芯片数量不断增加，以至于芯片的成本随着下降，价格也逐年成下降趋势，淘汰了低端产能，由于LED芯片高端产能紧缺，自2016年以来中小尺寸的LED芯片却在持续提价。随着国内政府、企业对LED技术研发、生产投入大量的人力、财力成果显著，近来海外企业在LED芯片领域的竞争力已经呈现落后国内企业的状态，海外LED芯片企业减产，如三星、LG、Cree等部分产能的关停，国内LED芯片在全球的市场占有率得于持续提升，海外订单纷纷向国内转移，这是国内企业前期投入的必然结果，这一转移将是消化国内新增产能的另一重要途径。
LED芯片的生产技术对国内企业来说已经趋于成熟，但对于微型LED芯片转移技术，仍处于起步阶段，现有的转移技术主要集中在LuxVue、X-celeprint、eLux、Uniqarta、QMAT等海外企业手中，国内企业要想在转移技术上不受他们的牵制，必须要开发出属于自己的技术。
发明内容
本发明的目的是提供一种转移并便于 LED芯片固定的吸嘴，用于LED芯片的转移，以及转移至背板后与背板上的±接触点熔合固定。所述的吸嘴结构简单，易于生产，并且方便使用。
本发明的另一个目的是提供一种单颗LED芯片转移、固定于背板的方法，方法简便，易于实际制程中对于背板中有缺陷的LED芯片进行替换操作。提高了LED芯片固定于背板的良率。
为了实现根据本发明的目的和其它优点，本发明提供了一种转移并便于 LED芯片固定的吸嘴，所述的吸嘴在吸附LED芯片时，通过吸嘴内外气体压力差吸住LED芯片，所述吸嘴包括上底、下底及侧壁，上底、下底均为玻璃材质，侧壁带有弹性形变：上底、下底分别为第一玻璃底面、第二玻璃底面，第一玻璃底面面积≥第二玻璃底面面积，第二玻璃底面面积>LED芯片面积，第二玻璃底面设有一个气孔，孔径<芯片发光面最小边长；吸嘴以第一玻璃、第二玻璃作为上下底面，以带有弹性形变的侧壁为侧壁，侧壁与第一玻璃底面、第二玻璃底面密封固定连接；第一玻璃底面、第二玻璃底面、带有弹性形变侧壁构成吸嘴，且在第一玻璃底面、第二玻璃底面、带有弹性形变侧壁内部构成气体空腔。第二玻璃底面所设的气孔,用于吸嘴内部气体与外界气体的流通，通过给侧壁弹性形变部位一个外力，使其产生形变，使吸嘴腔体内的气体向外界流动，而外力撤销或减弱，侧壁弹性形变部位需要向原状态恢复，吸嘴产生负压，则需通过气孔吸收外界空气，使压力平衡，此时把气孔对准LED芯片，LED芯片堵住气孔，吸嘴对LED芯片产生吸力，从而可以通过移动吸嘴来转移LED芯片，当LED芯片放置入预订位置，完成LED芯片的转移。若此时利用激光透过第一玻璃底面、第二玻璃底、LED芯片，使LED芯片上的P\N电极与背板上的±极接点熔合，只需对侧壁的弹性形变部位再次施压力或加大压力即可使吸嘴与LED芯片分离。
本发明所述的转移并便于 LED芯片固定的吸嘴，其中所述的第一玻璃、第二玻璃均为透明玻璃。
本发明所述的转移并便于 LED芯片固定的吸嘴，其中所述第一玻璃底面与第二玻璃底面平行且两者相对位置固定。
本发明所述的转移并便于 LED芯片固定的吸嘴，其中所述第一玻璃底面与第二玻璃底面中心轴在同一条直线上。
本发明所述的转移并便于 LED芯片固定的吸嘴，其中所述第二玻璃底面设有一个气孔，气孔在第二玻璃底面中心点位置上。
本发明所述的转移并便于 LED芯片固定的吸嘴，其中所述侧壁的材料为全部弹性形变材料或局部弹性形变。
本发明所述的转移并便于 LED芯片固定的吸嘴，其中所述的侧壁的弹性形变部位，在受到压力后发生弹性形变，压力撤销后恢复原样。
本发明所述的转移并便于 LED芯片固定的吸嘴，其中所述侧壁的弹性形变部位，在受到压力后发生弹性形变，使吸嘴内外产生气体压力差，从而用于LED芯片的吸附转移。
本发明另一方面提供了一种单颗LED芯片转移及固定于背板的方法，其利用以上所述的转移并便于 LED芯片固定的吸嘴，步骤包括：
A、对吸嘴侧壁的弹性形变部位施加压力，使弹性形变部位产生形变，吸嘴腔体内的气体通过第二玻璃底面上的气孔向外界流出；
B、第二玻璃底面上的气孔对准LED芯片底部，使LED芯片堵住气孔；
C、撤销或降低对弹性形变部位施加的压力；
D、LED芯片被吸附于吸嘴的第二玻璃底面上的气孔处，借助吸嘴移动，LED芯片被转移至背板预设位置处；
E、微调LED芯片方向，使P\N电极与背板上的±接触点相贴合；
F、激光从第一玻璃底面、第二玻璃底面射过，并透过LED芯片，使LED芯片上的P\N电极与背板上的±极接点熔合；
G、LED芯片上的P\N电极与背板上的±极接点熔合冷却后，对吸嘴的弹性形变侧壁再次施压力或加大压力，吸嘴与LED芯片分离。
本发明至少包括以下有益效果：
LED芯片在批量转移率上已经得到了空前的提高，LED芯片的转移良率接近100%，但对单个背板上LED芯片的合格率问题还是没能得到有效解决，一般情况下每块背板上或多或少都存在LED芯片缺陷，需要对背板上单颗有缺陷LED芯片进行返工、修复，在此需要对单颗LED芯片进行转移，以此提高背板的合格率。现有技术中对于这些单颗LED芯片的重工修复，采用锡膏使LED芯片固定于背板，但对于微型小芯片，如Mini LED、Micro LED却很难用此方法进行返工，因芯片太小的话，P\N极离的非常近，相应背板上于LED芯片上的P\N极电性相通±极离得也相当近，±极上的锡膏也相当近，非常容易相粘连，从而使固定于背板的LED芯片短路。本发明的发明人凭借着多年在LED行业研发、生产经验，对单颗LED芯片的转移技术进行了重新定义开发，发明了一种在重工修复过程中不需要用到锡膏的工具，即本发明转移并便于 LED芯片固定的吸嘴。LED芯片简单的转移并不能实际解决问题，需要在转移后对其进行固定，才能真正达到我们的目的。而本发明的吸嘴可在转移芯片的同时便于下一步的固定，为背板返工提供了便利。并且本发明的吸嘴结构简单，仅由两个玻璃底面和一个弹性侧壁或带有弹性部位的侧壁组成，易于工业化生产，为背板上分散的单颗LED芯片的返工提供了便利。
本发明的发明人同时提供了利用本发明的吸嘴在单颗LED芯片转移、固定于背板的方法，本转移、固定方法的步骤中不但涵括了吸嘴在LED芯片转移方面的利用，还公开了利用本发明的吸嘴在LED芯片固定于背板方面的操作方法。利用本发明的吸嘴使单颗LED芯片在转移并固定于背板操作简单，提高了生产效率及良率。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
说明书附图是为了进一步解释本发明，不是对本发明的发明保护范围的限制。
图1 为本发明一种转移并便于 LED芯片固定的吸嘴A示意图。
图2 为本发明一种转移并便于 LED芯片固定的吸嘴A示意图。
图3 为本发明一种转移并便于 LED芯片固定的吸嘴A在使用时结构示意图。
图4 为本发明一种转移并便于 LED芯片固定的吸嘴A在转移芯片时剖面结构示意图。
图5 为本发明一种转移并便于 LED芯片固定的吸嘴A在固定芯片时剖面结构示意图。
图6为本发明一种转移并便于 LED芯片固定的吸嘴B示意图。
图7 为本发明一种转移并便于 LED芯片固定的吸嘴A可能操作不当示意图
图8 为本发明一种转移并便于 LED芯片固定的吸嘴B示意图。
图9 为本发明一种转移并便于 LED芯片固定的吸嘴B示意图。
图10 为本发明一种转移并便于 LED芯片固定的吸嘴C示意图。
说明：01为第一玻璃底面，02为第二玻璃底面，03为侧壁，04为第二玻璃底面上的气孔，05为激光，06为LED芯片，07为背板，08为P\N电极，09为背板上的电源±极接触点，10为熔合后的P\N电极和电源±极接触点，11为第一玻璃底面于第二玻璃底面之间的支架，031为侧壁带有弹性形变部位，032为侧壁不带弹性形变部位。
具体实施方式
在说明书中描述了本公开的实施例。所公开的实施例仅仅是示例，并且其他实施例可以采取各种和替代形式。数字不一定按比例；某些功能可能被夸大或最小化，以显示特定组件的细节。因此，公开的特定结构和功能细节不应被解释为限制性的，而是仅作为教导本领域技术人员各种应用实施例的代表性基础。
下面结合具体实施方式，对本发明做进一步详细的说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施，而非对本发明发明范围的限制。
在本发明中所述的LED芯片，包括了普通LED芯片、Mini LED芯片、Micro LED芯片等系列不同尺寸的LED芯片，即本发明技术适用于任何不同尺寸的LED芯片。
在本发明中利用本发明的吸嘴，区别于现有技术对背板上单颗LED芯片的重工、修复，其对LED芯片的固定不再需要用到锡膏。
实施例1 一种转移并便于 LED芯片固定的吸嘴A。
如图1、图2所示，吸嘴包括上底、下底，均由透明玻璃所制，为第一玻璃底面、第二玻璃底面，及密封固定包覆于第一玻璃底面、第二玻璃底面的橡胶侧壁。第二玻璃底面上带有通气小孔，为便于LED芯片固定于背板，其中第一玻璃底面大于第二玻璃底面，第二玻璃底面的面积大于所要转移、固定的LED芯片的面积，并且第二玻璃底面上的气孔小于此LED芯片，简单的第一玻璃底面、第二玻璃底面、橡胶侧壁构成本发明的吸嘴，且在第一玻璃底面、第二玻璃底面、橡胶侧壁内部构成气体空腔。第二玻璃底面所设的气孔,用于吸嘴内部气体与外界气体的流通，通过给橡胶侧壁一个外力，使其产生形变，使吸嘴腔体内的气体向外界流动，而外力撤销或减弱，橡胶侧壁需要向原状态恢复，吸嘴产生负压，则需通过气孔吸收外界空气，使压力平衡，此时把气孔对准LED芯片，LED芯片堵住气孔，吸嘴对LED芯片产生吸力，从而可以通过移动吸嘴来转移LED芯片，当LED芯片放置入预订位置，完成LED芯片的转移。若此时利用激光，如图3所示，激光透过第一玻璃底面、第二玻璃底面、LED芯片，使LED芯片上的P\N电极与背板上的±极接点熔合，只需对侧壁的弹性形变部位再次施压力或加大压力即可使吸嘴与LED芯片分离。图3中仅为了便于理解激光透过吸嘴作用于LED芯片，而不是本发明实际情况。实际激光使用时LED芯片是仍然吸附在小孔处的。如图4所示，LED转移至背板，固定前结构示意图。如图5所示，经激光熔合，LED芯片固定于背板。图4、图5中吸嘴侧壁必有一定的形变，在图形中不再特别标示。
实施例2 一种转移并便于 LED芯片固定的吸嘴B。
如图6所示，在实施例1的基础上，在吸嘴空腔内部增加一个支架，一方面用于固定第一玻璃底面与第二玻璃底面，使第一玻璃底面与第二玻璃底面平行且两者相对位置固定，第一玻璃底面与第二玻璃底面中心轴在同一条直线上。第二玻璃底面上的气孔在第二玻璃底面中心点位置上。另一方面，支架用于防止侧壁带有形变部位，在受外力时过分形变，影响下一步激光固定LED芯片时，激光的通过，如图7所示。为不影响激光的通过，支架在吸嘴的上下底面之间内为空心的，支架的上底围≥支架的下底围，优选支架的下底围等于吸嘴的下底面，支架的上底围大于下底围，但为使侧壁上弹性形变部位形变产生的吸力≥LED芯片的重力，支架的上底围<吸嘴的上底围，如图8所示。在吸嘴空腔内部，支架内外空气可自由流动。如本实施例上述提及，本发明中吸嘴支架只要满足上述功能、作用，任何材料、形状都可以用于吸嘴中，如图9所示。
实施例3一种转移并便于 LED芯片固定的吸嘴C。
如图10所示，在实施例2的基础上，本发明的转移并便于 LED芯片固定的吸嘴的侧壁可以是部分带有弹性形变的，图10中弹性部位与非弹性部位上下划分，实际中可以有多种方式，只需不影响LED芯片的转移及固定，任何此类方式均可以实现。
显而易见的是，本领域的技术人员可以根据本发明的实施方式的各种结构中获得根据不麻烦的各个实施方式尚未直接提到的各种效果。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (9)

1.一种转移并便于 LED芯片固定的吸嘴，其特征在于，所述的吸嘴在吸附LED芯片时，通过吸嘴内外气体压力差吸住LED芯片，所述吸嘴包括上底、下底及侧壁，上底、下底均为玻璃材质，侧壁带有弹性形变：
A、第一玻璃、第二玻璃分别作为吸嘴的上底、下底，分别为第一玻璃底面、第二玻璃底面，第一玻璃底面面积≥第二玻璃底面面积，第二玻璃底面面积>LED芯片面积，第二玻璃底面设有一个气孔，孔径<芯片发光面最小边长；
B、吸嘴以第一玻璃、第二玻璃作为上下底面，以带有弹性形变的侧壁为侧壁，侧壁与第一玻璃底面、第二玻璃底面密封固定连接；
C、第一玻璃底面、第二玻璃底面、带有弹性形变侧壁构成吸嘴，且在第一玻璃底面、第二玻璃底面、带有弹性形变侧壁内部构成气体空腔。
2.权利要求1所述的转移并便于 LED芯片固定的吸嘴，其特征在于，所述的第一玻璃、第二玻璃均为透明玻璃。
3.权利要求1所述的转移并便于 LED芯片固定的吸嘴，其特征在于，所述第一玻璃底面与第二玻璃底面平行且两者相对位置固定。
4.权利要求3所述的转移并便于 LED芯片固定的吸嘴，其特征在于，所述第一玻璃底面与第二玻璃底面中心轴在同一条直线上。
5.权利要求3所述的转移并便于 LED芯片固定的吸嘴，其特征在于，所述第二玻璃底面设有一个气孔，气孔在第二玻璃底面中心点位置上。
6.权利要求1所述的转移并便于 LED芯片固定的吸嘴，其特征在于，所述侧壁的材料为全部弹性形变材料或局部弹性形变。
7.权利要求6所述的转移并便于 LED芯片固定的吸嘴，其特征在于，所述的侧壁的弹性形变部位，在受到压力后发生弹性形变，压力撤销后恢复原样。
8.权利要求7所述的转移并便于LED芯片固定的吸嘴，其特征在于，所述侧壁的弹性形变部位，在受到压力后发生弹性形变，使吸嘴内外产生气体压力差，从而用于LED芯片的吸附转移。
9.一种单颗LED芯片转移及固定于背板的方法，其特征在于，利用权利要求1-8任一项所述的转移并便于 LED芯片固定的吸嘴：
A、对吸嘴侧壁的弹性形变部位施加压力，使弹性形变部位产生形变，吸嘴腔体内的气体通过第二玻璃底面上的气孔向外界流出；
B、第二玻璃底面上的气孔对准LED芯片底部，使LED芯片堵住气孔；
C、撤销或降低对弹性形变部位施加的压力；
D、LED芯片被吸附于吸嘴的第二玻璃底面上的气孔处，借助吸嘴移动，LED芯片被转移至背板预设位置处；
E、微调LED芯片方向，使P\N电极与背板上的±接触点相贴合；
F、激光从第一玻璃底面、第二玻璃底面射过，并透过LED芯片，使LED芯片上的P\N电极与背板上的±极接点熔合；
G、LED芯片上的P\N电极与背板上的±极接点熔合冷却后，对吸嘴的弹性形变侧壁再次施压力或加大压力，吸嘴与LED芯片分离。
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