CN112967988A - 一种微元件的转移装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种微元件的转移装置及其方法,包括:暂态基板,所述暂态基板的一侧间隔设置有多个元件放置部,各个所述元件放置部设置有用于放置待转移的微元件的记忆合金夹持部件,所述记忆合金夹持部件在第一温度条件下收缩,在第二温度条件下扩张;温度控制单元,使得所述记忆合金夹持部件的温度在第一温度条件和第二温度条件之间变换;当处于第一温度条件时,所述记忆合金夹持部件收缩并夹持所述微元件,当处于第二温度条件时,所述记忆合金夹持部件扩张并控制放置在其一侧的所述微元件远离所述暂态基板。通过温度控制单元控制暂态基板上多个记忆合金夹持部件的温度,控制记忆合金夹持部件的收缩或者扩张,以实现精准且高效的巨量转移。
Description
技术领域
本发明涉及Micro-LED显示技术领域,涉及一种微元件的转移装置,同时,还涉及一种Micro-LED巨量转移方法。
背景技术
Micro-LED作为新一代显示技术相比传统的液晶显示技术,相比起传统的发光二极管,具有亮度更高、发光效率更好、色彩还原力更强和功耗更低等优势,因而备受业界青睐。在Micro-LED的制造过程中,需要把数量众多的微元件从原始的生长基板上转移到接收基板上,并在接收基板上按照既定规则排列形成显示阵列,故而在本领域中,如何实现Micro-LED的巨量转移,是限制Micro-LED发展的瓶颈之一。业界亟需提出一种巨量转移方案,以精准地对数量众多的Micro-LED进行转移。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于,针对现有技术的上述缺陷,提供一种微元件的转移装置及其方法,能够选择性地拾取微元件,便于降低巨量转移难度,提高产品良率,实现精准且高效的巨量转移。
本发明解决技术问题所采用的技术方案如下:
一种微元件的转移装置,包括:
暂态基板,所述暂态基板的一侧间隔设置有多个元件放置部,各个所述元件放置部设置有用于放置待转移的微元件的记忆合金夹持部件,所述记忆合金夹持部件在第一温度条件下收缩,在第二温度条件下扩张;
温度控制单元,设置在所述暂态基板远离所述元件放置部的一侧,用于控制所述记忆合金夹持部件的温度,使得所述记忆合金夹持部件的温度在第一温度条件和第二温度条件之间变换;当处于第一温度条件时,所述记忆合金夹持部件收缩并夹持所述微元件,当处于第二温度条件时,所述记忆合金夹持部件扩张并控制放置在其一侧的所述微元件远离所述暂态基板。
本技术方案通过温度控制单元控制暂态基板上多个记忆合金夹持部件的温度,控制记忆合金夹持部件的收缩或者扩张,以将微元件转移至暂态基板上,再将暂态基板上的微元件有选择地转移出去,从而实现精准且高效的巨量转移。
可选地,所述记忆合金夹持部件至少包括一组夹持组件,所述夹持组件用于夹持固定所述微元件的至少一组对边。
如此,在记忆合金夹持部件上设置至少一组夹持组件,通过夹持组件夹持固定微元件的一组对边,从而更好地将微元件固定于暂态基板上。可选地,一组所述夹持组件至少包括两个用于放置所述微元件的夹持结构;
所述夹持结构包括顶起臂和侧面支撑臂,所述顶起臂的一端与所述侧面支撑臂的一端连接,所述顶起臂的另一端设置在所述暂态基板的一侧;
在所述第一温度条件下,所述夹持结构收缩,设置在所述夹持结构的一侧的所述微元件与所述暂态基板的间距为第一间距;
在所述第二温度条件下,所述夹持结构扩张,设置在所述夹持结构的一侧的所述微元件与所述暂态基板的间距为第二间距;
所述第二间距大于所述第一间距。
如此,夹持结构包括顶起臂和侧面支撑臂,顶起臂的作用在于顶起微元件,而侧面支撑臂的作用在于从微元件的侧面对其进行限位固定,通过夹持结构在不同温度条件下的收缩或者扩张,从而将微元件固定在暂态基板上或者抬离暂态基板。
可选地,所述记忆合金夹持部件包括两组所述夹持组件,其中,一组所述夹持组件用于固定所述微元件的一组对边,另一组所述夹持组件用于固定所述微元件的另一组对边。
如此,所述记忆合金夹持部件包括两组所述夹持组件,其中,一组所述夹持组件用于固定所述微元件的一组对边,另一组所述夹持组件用于固定所述微元件的另一组对边。
可选地,各个所述记忆合金夹持部件呈矩阵设置,各个所述记忆合金夹持部件之间设置有间隔柱。
如此,在记忆合金夹持部件之间设置有间隔柱,对于微元件的就位起到一定的辅助作用,有效防止微元件错位。
可选地,所述温度控制单元包括激光阵列,所述激光阵列包括多个发光单元,各个所述发光单元与所述记忆合金夹持部件一一对应设置;
所述温度控制单元用于对所述暂态基板整体加热,以控制全部所述记忆合金夹持部件扩张;或者所述温度控制单元用于对目标位置的元件放置部进行加热,以控制部分所述记忆合金夹持部件扩张。
如此,采用激光阵列作为温度控制单元,便于单独控制各个记忆合金夹持部件的状态。
本发明解决技术问题所采用的技术方案如下:
一种微元件的转移方法,所述方法应用于上述微元件的转移装置,所述方法包括以下步骤:
通过暂态基板接收微元件,所述暂态基板设置的一侧间隔设置有多个元件放置部,各个所述元件放置部设置有用于放置待转移的微元件的记忆合金夹持部件,所述记忆合金夹持部件在第一温度条件下收缩,在第二温度条件下扩张;
通过所述温度控制单元对所述暂态基板的目标位置进行局部温度调节,控制所述目标位置对应的所述记忆合金夹持部件扩张,以使其对应的待转移的微元件远离所述暂态基板移动;
通过目标基板接收所述待转移的微元件。
本技术方案通过温度控制单元控制暂态基板上多个记忆合金夹持部件的温度,控制记忆合金夹持部件的收缩或者扩张,以将微元件转移至暂态基板上,再将暂态基板上的微元件有选择地转移出去,从而实现精准且高效的巨量转移。
可选地,通过暂态基板接收微元件具体包括以下步骤:
通过所述温度控制单元对所述暂态基板进行加热,使得所述暂态基板上的各个所述记忆合金夹持部件在第二温度条件下扩张,为嵌入所述微元件预留空间;
将生长基板靠近所述暂态基板,使得所述生长基板上的多个所述微元件一一对应嵌入所述暂态基板上张开的所述记忆合金夹持部件;
对所述暂态基板进行全面降温,使得所述暂态基板上的各个所述记忆合金夹持部件在第一温度条件下收缩,从而通过所述记忆合金夹持部件夹紧所述微元件;
将所述微元件从所述生长基板的一侧分离,并转移至所述暂态基板上。
如此,利用温度控制单元和记忆合金夹持部件,实现微元件从生长基板到暂态基板的转移,具有操作简单的优点,便于控制转移成本。
可选地,所述温度控制单元包括激光阵列,所述激光阵列包括多个发光单元,各个所述发光单元与所述记忆合金夹持部件一一对应设置;
所述温度控制单元用于对所述暂态基板整体加热,以控制全部所述记忆合金夹持部件扩张;或者所述温度控制单元用于对目标位置的元件放置部进行加热,以控制部分所述记忆合金夹持部件扩张。
如此,采用激光阵列作为温度控制单元,便于单独控制各个记忆合金夹持部件的状态。
可选地,所述记忆合金夹持部件至少包括一组夹持组件,所述夹持组件用于夹持固定所述微元件的至少一组对边,一组所述夹持组件至少包括两个用于放置所述微元件的夹持结构;
所述夹持结构包括顶起臂和侧面支撑臂,所述顶起臂的一端与所述侧面支撑臂的一端连接,所述顶起臂的另一端设置在所述暂态基板的一侧;
在所述第一温度条件下,所述夹持结构收缩,设置在所述夹持结构的一侧的所述微元件与所述暂态基板的间距为第一间距;
在所述第二温度条件下,所述夹持结构扩张,设置在所述夹持结构的一侧的所述微元件与所述暂态基板的间距为第二间距;
所述第二间距大于所述第一间距。
如此,夹持结构包括顶起臂和侧面支撑臂,顶起臂的作用在于顶起微元件,而侧面支撑臂的作用在于从微元件的侧面对其进行限位固定,通过夹持结构在不同温度条件下的收缩或者扩张,从而将微元件固定在暂态基板上或者抬离暂态基板。
附图说明
图1是本发明微元件的转移装置中当记忆合金夹持部件为高温相时暂态基板的俯视图。
图2是本发明微元件的转移装置中当记忆合金夹持部件为高温相时的示意图。
图3是本发明微元件的转移装置中当记忆合金夹持部件为低温相时暂态基板的俯视图。
图4是本发明微元件的转移装置中当记忆合金夹持部件为低温相时的示意图。
图5是本发明Micro-LED巨量转移方法中对暂态基板升温的示意图。
图6是本发明Micro-LED巨量转移方法中对暂态基板降温的示意图。
图7是本发明Micro-LED巨量转移方法中剥离生长基板后的示意图。
图8是本发明Micro-LED巨量转移方法中顶出微元件的示意图。
图9是本发明Micro-LED巨量转移方法中拾取微元件的示意图。
图10是本发明Micro-LED巨量转移方法中转移微元件的示意图。
图11是本发明Micro-LED巨量转移方法中将微元件固定在目标基板上的示意图。
图中,各标号所代表的部件列表如下:
生长基板1、暂态基板2、微元件3、转移基板4、目标基板5;
夹持结构201、顶起臂202、侧面支撑臂203、元件放置部204。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确,以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语中“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的单元或组件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“连接”、“相连”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以是通过中间媒介间接相连,可以是两个组件内部的连通。当组件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。
Micro-LED作为新一代显示技术相比传统的液晶显示技术,相比起传统的有机发光二极管显示技术,具有亮度更高、发光效率更好、色彩还原力更强和功耗更低等优势,因而备受业界青睐。在Micro-LED的制造过程中,需要把数量众多的微元件从原始的生长基板上转移到接收基板上,并在接收基板上按照既定规则排列形成显示阵列,故而在本领域中,如何实现Micro-LED的巨量转移,是限制Micro-LED发展的瓶颈之一。业界亟需提出一种巨量转移方案,以精准且高效地对数量众多的Micro-LED进行转移。
针对这一问题,结合图1-图11,本发明提供了一种微元件的转移装置和一种Micro-LED巨量转移方法,能够选择性地拾取微元件,便于降低巨量转移难度,提高产品良率,实现精准且高效的巨量转移。下面结合附图对本发明中的技术方案进行详细叙述。
如图1和图3所示,一种微元件的转移装置,主要包括暂态基板2和温度控制单元。其中,所述暂态基板2的一侧间隔设置有多个元件放置部204,各个所述元件放置部204设置有用于放置待转移的微元件3的记忆合金夹持部件,所述记忆合金夹持部件在第一温度条件下收缩,在第二温度条件下扩张;所述温度控制单元设置在所述暂态基板2远离所述元件放置部204的一侧,用于控制所述记忆合金夹持部件的温度,使得所述记忆合金夹持部件的温度在第一温度条件和第二温度条件之间变换;当处于第一温度条件时,所述记忆合金夹持部件收缩并夹持所述微元件3,当处于第二温度条件时,所述记忆合金夹持部件扩张并控制放置在其一侧的所述微元件3远离所述暂态基板2。
另外,为了完成微元件3的转移,本转移装置还包括激光剥离单元,所述激光剥离单元用于将微元件3从生长基板1上分离出来,转移至暂态基板2上。
本发明在暂态基板2上设置有多个记忆合金夹持部件。多个记忆合金夹持部件并排设置,其中,记忆合金夹持部件的作用在于通过扩张或者收缩够松开或者固定微元件3,借助温度控制单元对暂态基板2上记忆合金夹持部件的状态进行控制,进而完成巨量转移。
本发明基于上述技术方案,通过温度控制单元控制暂态基板2上多个记忆合金夹持部件的温度,控制记忆合金夹持部件的扩张或者收缩,以将微元件3从生长基板1上转移至暂态基板2上,再将暂态基板2上的微元件3有选择地转移出去,从而实现精准且高效的巨量转移。
可选地,多个所述微元件3在所述生长基板1上形成芯片矩阵,多个所述记忆合金夹持部件在所述暂态基板2上形成夹持矩阵;所述芯片矩阵中的微元件3和所述夹持矩阵中的记忆合金夹持部件一一对应。
根据生长基板1中芯片矩阵的具体情况,针对性地设置暂态基板2上形成夹持矩阵,以使得所述芯片矩阵中的微元件3和所述夹持矩阵中的记忆合金夹持部件一一对应,便于将微元件3从生长基板1上转移至暂态基板2上。
具体操作时,通过温度控制单元控制暂态基板2上的记忆合金夹持部件扩张,将生长基板1移动至暂态基板2上,使得微元件3与记忆合金夹持部件一一对应后,将各个微元件3放入与之对应的记忆合金夹持部件之中,进而,再通过温度控制单元控制暂态基板2上的记忆合金夹持部件收缩,从而固定其中的微元件3,再将微元件3从生长基板1剥离开来,即可将微元件3从生长基板1转移至暂态基板2上。因此,上述结构中,所述芯片矩阵中的微元件3和所述夹持矩阵中的记忆合金夹持部件一一对应,从而批量式地将生长基板1上的微元件3转移至暂态基板2上。
一般地,微元件3为长方体结构,其俯视图为长方形,存在两组对边。可选地,在本发明中,所述记忆合金夹持部件包围所述微元件3的至少一组对边,即当记忆合金夹持部件处于闭合状态时,至少可夹持固定住微元件3的其中一组对边。上述结构能够简化暂态基板2和记忆合金夹持部件的结构,同时保证在转移过程中微元件3的固定效果。
如图1、图2、图3和图4所示,所述记忆合金夹持部件至少包括一组夹持组件,所述夹持组件用于夹持固定所述微元件3的至少一组对边。在记忆合金夹持部件上设置至少一组夹持组件,通过夹持组件夹持固定微元件3的一组对边,从而更好地将微元件3固定于暂态基板2上。
如图1、图2、图3和图4所示,一组所述夹持组件至少包括两个用于放置所述微元件3的夹持结构201;所述夹持结构201包括顶起臂202和侧面支撑臂203,所述顶起臂202的一端与所述侧面支撑臂203的一端连接,所述顶起臂202的另一端设置在所述暂态基板2的一侧。
在所述第一温度条件下,所述夹持结构201收缩,设置在所述夹持结构201的一侧的所述微元件3与所述暂态基板2的间距为第一间距;在所述第二温度条件下,所述夹持结构201扩张,设置在所述夹持结构201的一侧的所述微元件3与所述暂态基板2的间距为第二间距。其中,所述第二间距大于所述第一间距。
夹持结构201包括顶起臂202和侧面支撑臂203,顶起臂202的作用在于顶起微元件3,而侧面支撑臂203的作用在于从微元件3的侧面对其进行限位固定,通过夹持结构201在不同温度条件下的收缩或者扩张,从而将微元件3固定在暂态基板2上或者抬离暂态基板2。
第一温度条件为低温相状态,第二温度条件为高温相状态,即第一温度条件的温度高于第二温度条件的温度。
如图1和图2所示,处于第二温度条件时,所述记忆合金夹持部件张开,一方面,在巨量转移工序开始之前,张开的述记忆合金夹持部件会给嵌入微元件3预留一定的空间;另一方面,在巨量转移工序进行中,张开的所述记忆合金夹持部件会将微元件3顶出,从而便于转移出特定位置的微元件3。
如图3和图4所示,微元件3嵌入记忆合金夹持部件后,将记忆合金夹持部件的温度,从第二温度条件转变为第一温度条件,记忆合金夹持部件从张开转成闭合,闭合的记忆合金夹持部件可将与之对应的微元件3夹紧固定,从而为巨量转移做好准备。
可选地,所述记忆合金夹持部件包括两组所述夹持组件,其中,一组所述夹持组件用于固定所述微元件3的一组对边,另一组所述夹持组件用于固定所述微元件3的另一组对边。微元件3其结构类似于长方形结构,具有两级对应,为了更好地固定微元件3,所述记忆合金夹持部件包括两组所述夹持组件,其中,一组所述夹持组件用于固定所述微元件3的一组对边,另一组所述夹持组件用于固定所述微元件3的另一组对边。
可选地,各个所述记忆合金夹持部件呈矩阵设置,各个所述记忆合金夹持部件之间设置有间隔柱;即所述暂态基板2上设置有多个间隔柱,所述间隔柱位于相邻的两个所述记忆合金夹持部件之间。将生长基板1移动至暂态基板2上时,可能会发生错位,而设置有间隔柱,一方面能够起到更加明显的标识作用,另一方面通过间隔柱将相邻两个记忆合金夹持部件隔开,对于微元件3的就位起到一定的辅助作用,有效防止微元件3错位。
在本发明的技术方案中,所述记忆合金夹持部件采用双程形状记忆合金。当所述记忆合金夹持部件的温度低于第一临界温度时,所述记忆合金夹持部件处于低温相,所述记忆合金夹持部件发生低温变形;当所述记忆合金夹持部件的温度高于第二临界温度时,所述记忆合金夹持部件处于高温相,所述记忆合金夹持部件回复初始形状。简单地说,采用双程形状记忆合金作为记忆合金夹持部件,记忆合金夹持部件具有一个初始状态,当温度低于第一临界温度时,记忆合金夹持部件发生形变;当温度高于第二临界温度时,记忆合金夹持部件回复初始状态。
可选地,所述温度控制单元为激光阵列,所述激光阵列包括多个发光单元,所述发光单元的位置与所述记忆合金夹持部件的位置一一对应。所述温度控制单元用于对所述暂态基板2整体加热,以控制全部所述记忆合金夹持部件扩张;或者所述温度控制单元用于对目标位置的元件放置部204进行加热,以控制部分所述记忆合金夹持部件扩张。具体地,激光光斑直径控制与微元件3的尺寸一致。
激光阵列与暂态基板2上各个放置微元件3的位置匹配,通过光束控制系统中控制不同位置的发光单元出光来实现选择;激光光斑直径控制与微元件3的尺寸一致,从而精确拾取所需微元件3。采用激光阵列作为温度控制单元,便于单独控制各个记忆合金夹持部件的状态。
具体地,所述记忆合金夹持部件的材料包括Ti-Ni-Pd、Ti-Ni-PT、Ni-Ti-Hf、Ni-Ti-Zr、Cu-Al-Ni-Mn、NiMnGa、NiFeGa、Fe基和Co基合金中的至少两种。
对应地,一种Micro-LED巨量转移方法,所述方法应用于上述微元件的转移装置,所述Micro-LED巨量转移方法包括以下步骤:
通过暂态基板2接收微元件3,所述暂态基板2设置的一侧间隔设置有多个元件放置部204,各个所述元件放置部204设置有用于放置待转移的微元件3的记忆合金夹持部件,所述记忆合金夹持部件在第一温度条件下收缩,在第二温度条件下扩张;
通过温度控制单元对所述暂态基板2的目标位置进行局部温度调节,控制所述目标位置对应的所述记忆合金夹持部件扩张,以使其对应的待转移的微元件3远离所述暂态基板2移动;
通过目标基板5接收所述待转移的微元件3。
通过温度控制单元控制暂态基板2上多个记忆合金夹持部件的温度,控制记忆合金夹持部件的收缩或者扩张,以将微元件3转移至暂态基板2上,再将暂态基板2上的微元件3有选择地转移出去,从而实现精准且高效的巨量转移。
通过暂态基板2接收微元件3具体包括以下步骤:
通过所述温度控制单元对所述暂态基板2进行加热,使得所述暂态基板2上的各个所述记忆合金夹持部件在第二温度条件下扩张,为嵌入所述微元件3预留空间;
将生长基板1靠近所述暂态基板2,使得所述生长基板1上的多个所述微元件3一一对应嵌入所述暂态基板2上张开的所述记忆合金夹持部件;
对所述暂态基板2进行全面降温,使得所述暂态基板2上的各个所述记忆合金夹持部件在第一温度条件下收缩,从而通过所述记忆合金夹持部件夹紧所述微元件3;
将所述微元件3从所述生长基板1的一侧分离,并转移至所述暂态基板2上。
基于上述方案,利用温度控制单元和记忆合金夹持部件,实现微元件3从生长基板1到暂态基板2的转移,具有操作简单的优点,便于控制转移成本。
结合上述方案,在具体实施本发明时,Micro-LED巨量转移方法具体包括:
通过所述温度控制单元对所述暂态基板2进行加热,使得所述暂态基板2上的各个所述记忆合金夹持部件在第二温度条件下扩张,为嵌入所述微元件3预留空间;
将生长基板1靠近所述暂态基板2,使得所述生长基板1上的多个所述微元件3一一对应嵌入所述暂态基板2上张开的所述记忆合金夹持部件;
对所述暂态基板2进行全面降温,使得所述暂态基板2上的各个所述记忆合金夹持部件在第一温度条件下收缩,从而通过所述记忆合金夹持部件夹紧所述微元件3;
将所述微元件3从所述生长基板1的一侧分离,并转移至所述暂态基板2上;通过暂态基板2接收微元件3,所述暂态基板2设置的一侧间隔设置有多个元件放置部204,各个所述元件放置部204设置有用于放置待转移的微元件3的记忆合金夹持部件,所述记忆合金夹持部件在第一温度条件下收缩,在第二温度条件下扩张;
通过温度控制单元对所述暂态基板2的目标位置进行局部温度调节,控制所述目标位置对应的所述记忆合金夹持部件扩张,以使其对应的待转移的微元件3远离所述暂态基板2移动;
通过目标基板5接收所述待转移的微元件3。
可选地,所述温度控制单元包括激光阵列,所述激光阵列包括多个发光单元,各个所述发光单元与所述记忆合金夹持部件一一对应设置;所述温度控制单元用于对所述暂态基板2整体加热,以控制全部所述记忆合金夹持部件扩张;或者所述温度控制单元用于对目标位置的元件放置部204进行加热,以控制部分所述记忆合金夹持部件扩张。
可选地,所述记忆合金夹持部件至少包括一组夹持组件,所述夹持组件用于夹持固定所述微元件3的至少一组对边,一组所述夹持组件至少包括两个用于放置所述微元件3的夹持结构201;所述夹持结构201包括顶起臂202和侧面支撑臂203,所述顶起臂202的一端与所述侧面支撑臂203的一端连接,所述顶起臂202的另一端设置在所述暂态基板2的一侧;在所述第一温度条件下,所述夹持结构201收缩,设置在所述夹持结构201的一侧的所述微元件3与所述暂态基板2的间距为第一间距;在所述第二温度条件下,所述夹持结构201扩张,设置在所述夹持结构201的一侧的所述微元件3与所述暂态基板2的间距为第二间距;所述第二间距大于所述第一间距。
以下结合附图对巨量转移过程进行详细说明:
如图5所示,通过所述温度控制单元对所述暂态基板2进行全面升温,使得所述暂态基板2上的所有记忆合金夹持部件处于第二温度条件并扩张,记忆合金夹持部件将展开。
如图6所示,将生长基板1靠近暂态基板2,微元件3放置于记忆合金夹持部件展开后所出现的预留空间,再对暂态基板2进行降温处理。当温度处于第一温度条件时,所有记忆合金夹持部件处于低温相状态并闭合,此时,记忆合金夹持部件会将微元件3卡住。
如图7所示,通过激光剥离单元将微元件3从生长基板1上剥离,从而将微元件3转移至暂态基板2上。
如图8和图9所示,采用激光阵列作为温度控制单元,在暂态基板2下方用激光阵列照射,通过光束控制系统获得所需激光阵列,暂态基板2上被激光阵列照射部分,温度会达到第二温度条件,此部分记忆合金结构会回复到初始状态,对应微元件3会被顶出。此时,再通过转移基板4,结合PDMS设备将被顶出的微元件3拾取转移。需要说明的是,PDMS设备是本领域的常用设备。
如图10所示,通过转移基板4将拾取出来的微元件3转移至目标基板5上。
如图11所示,通过粘合剂将该部分微元件3固定在目标基板5上,以形成发光阵列,完成巨量转移。
综上所述,本发明提供了一种微元件的转移装置以及Micro-LED巨量转移方法,包括暂态基板2和温度控制单元。其中,所述暂态基板2上设置有多个记忆合金夹持部件,所述记忆合金夹持部件包括高温相和低温相两种状态,当处于高温相状态时所述记忆合金夹持部件张开,当处于低温相状态时所述记忆合金夹持部件闭合。所述温度控制单元用于控制所述记忆合金夹持部件的温度,使得所述记忆合金夹持部件在高温相和低温相两种状态之间切换,以控制所述记忆合金夹持部件张开或者闭合。通过温度控制单元控制暂态基板2上多个记忆合金夹持部件的温度,从而控制记忆合金夹持部件的张开或者闭合,从而将微元件3从生长基板1上转移至暂态基板2上,再将暂态基板2上的微元件3有选择地转移出去,从而实现精准且高效的巨量转移。
应当理解的是,本发明的应用不限于上述的举例,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种微元件的转移装置,其特征在于,包括:
暂态基板,所述暂态基板的一侧间隔设置有多个元件放置部,各个所述元件放置部设置有用于放置待转移的微元件的记忆合金夹持部件,所述记忆合金夹持部件在第一温度条件下收缩,在第二温度条件下扩张;
温度控制单元,设置在所述暂态基板远离所述元件放置部的一侧,用于控制所述记忆合金夹持部件的温度,使得所述记忆合金夹持部件的温度在第一温度条件和第二温度条件之间变换;当处于第一温度条件时,所述记忆合金夹持部件收缩并夹持所述微元件,当处于第二温度条件时,所述记忆合金夹持部件扩张并控制放置在其一侧的所述微元件远离所述暂态基板。
2.根据权利要求1所述的一种微元件的转移装置,其特征在于,所述记忆合金夹持部件至少包括一组夹持组件,所述夹持组件用于夹持固定所述微元件的至少一组对边。
3.根据权利要求2所述的一种微元件的转移装置,其特征在于,一组所述夹持组件至少包括两个用于放置所述微元件的夹持结构;
所述夹持结构包括顶起臂和侧面支撑臂,所述顶起臂的一端与所述侧面支撑臂的一端连接,所述顶起臂的另一端设置在所述暂态基板的一侧;
在所述第一温度条件下,所述夹持结构收缩,设置在所述夹持结构的一侧的所述微元件与所述暂态基板的间距为第一间距;
在所述第二温度条件下,所述夹持结构扩张,设置在所述夹持结构的一侧的所述微元件与所述暂态基板的间距为第二间距;
所述第二间距大于所述第一间距。
4.根据权利要求2所述的一种微元件的转移装置,其特征在于,所述记忆合金夹持部件包括两组所述夹持组件,其中,一组所述夹持组件用于固定所述微元件的一组对边,另一组所述夹持组件用于固定所述微元件的另一组对边。
5.根据权利要求1所述的一种微元件的转移装置,其特征在于,各个所述记忆合金夹持部件呈矩阵设置,各个所述记忆合金夹持部件之间设置有间隔柱。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种微元件的转移装置,其特征在于:所述温度控制单元包括激光阵列,所述激光阵列包括多个发光单元,各个所述发光单元与所述记忆合金夹持部件一一对应设置;
所述温度控制单元用于对所述暂态基板整体加热,以控制全部所述记忆合金夹持部件扩张;或者
所述温度控制单元用于对目标位置的元件放置部进行加热,以控制部分所述记忆合金夹持部件扩张。
7.一种微元件的转移方法,其特征在于,所述方法应用于权利要求1-6任一项中的一种微元件的转移装置,所述方法包括以下步骤:
通过暂态基板接收微元件,所述暂态基板设置的一侧间隔设置有多个元件放置部,各个所述元件放置部设置有用于放置待转移的微元件的记忆合金夹持部件,所述记忆合金夹持部件在第一温度条件下收缩,在第二温度条件下扩张;
通过温度控制单元对所述暂态基板的目标位置进行局部温度调节,控制所述目标位置对应的所述记忆合金夹持部件扩张,以使其对应的待转移的微元件远离所述暂态基板移动;
通过目标基板接收所述待转移的微元件。
8.根据权利要求7所述的一种微元件的转移方法,其特征在于,通过暂态基板接收微元件具体包括以下步骤:
通过所述温度控制单元对所述暂态基板进行加热,使得所述暂态基板上的各个所述记忆合金夹持部件在第二温度条件下扩张,为嵌入所述微元件预留空间;
将生长基板靠近所述暂态基板,使得所述生长基板上的多个所述微元件一一对应嵌入所述暂态基板上张开的所述记忆合金夹持部件;
对所述暂态基板进行全面降温,使得所述暂态基板上的各个所述记忆合金夹持部件在第一温度条件下收缩,从而通过所述记忆合金夹持部件夹紧所述微元件;
将所述微元件从所述生长基板的一侧分离,并转移至所述暂态基板上。
9.根据权利要求7所述的一种微元件的转移方法,其特征在于,所述温度控制单元包括激光阵列,所述激光阵列包括多个发光单元,各个所述发光单元与所述记忆合金夹持部件一一对应设置;
所述温度控制单元用于对所述暂态基板整体加热,以控制全部所述记忆合金夹持部件扩张;或者所述温度控制单元用于对目标位置的元件放置部进行加热,以控制部分所述记忆合金夹持部件扩张。
10.根据权利要求7所述的一种微元件的转移方法,其特征在于,所述记忆合金夹持部件至少包括一组夹持组件,所述夹持组件用于夹持固定所述微元件的至少一组对边,一组所述夹持组件至少包括两个用于放置所述微元件的夹持结构;
所述夹持结构包括顶起臂和侧面支撑臂,所述顶起臂的一端与所述侧面支撑臂的一端连接,所述顶起臂的另一端设置在所述暂态基板的一侧;
在所述第一温度条件下,所述夹持结构收缩,设置在所述夹持结构的一侧的所述微元件与所述暂态基板的间距为第一间距;
在所述第二温度条件下,所述夹持结构扩张,设置在所述夹持结构的一侧的所述微元件与所述暂态基板的间距为第二间距;
所述第二间距大于所述第一间距。
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Citations (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0379407A1 (fr) * | 1989-01-16 | 1990-07-25 | Creusot-Loire Industrie | Moule de coulée sous pression de produits plats métalliques tels que des brames |
US20030146634A1 (en) * | 2000-03-03 | 2003-08-07 | Walter Reist | Holding clamp and device for conveying flexible, flat objects containing two or several pieces |
WO2006085604A1 (ja) * | 2005-02-10 | 2006-08-17 | Nec Corporation | 分析用の蓋付きマイクロチップ、該蓋付きマイクロチップのサンプル処理方法、該蓋付きマイクロチップの自動サンプル処理方法、該処理方法に基づく、自動サンプル処理装置、ならびに、該自動サンプル処理方法を応用する物質の分析装置 |
WO2018038153A1 (ja) * | 2016-08-24 | 2018-03-01 | 東レエンジニアリング株式会社 | 実装方法および実装装置 |
WO2018061896A1 (ja) * | 2016-09-29 | 2018-04-05 | 東レエンジニアリング株式会社 | 転写方法、実装方法、転写装置、及び実装装置 |
CN108198773A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-06-22 | 深圳市华星光电技术有限公司 | 用于转移微发光二极管的转移头以及转移方法 |
CN108972415A (zh) * | 2018-09-13 | 2018-12-11 | 江苏又城智能科技有限公司 | 一种网络通信芯片加工夹持装置 |
CN109411392A (zh) * | 2018-10-16 | 2019-03-01 | 广东工业大学 | 一种Micro-LED的巨量转移装置及转移方法 |
CN110289240A (zh) * | 2019-06-27 | 2019-09-27 | 上海天马微电子有限公司 | 电子元件巨量转移头及转移方法 |
US20190366517A1 (en) * | 2018-05-29 | 2019-12-05 | Suss Microtec Lithography Gmbh | Holding apparatus and method for holding a substrate |
CN110581203A (zh) * | 2019-08-09 | 2019-12-17 | 康佳集团股份有限公司 | 一种Micro-LED微元件的巨量转移方法及装置 |
US20200020562A1 (en) * | 2018-07-16 | 2020-01-16 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Vacuum chuck for bonding substrates, apparatus for bonding substrates including the same, and method of bonding substrates using the same |
CN110998822A (zh) * | 2019-11-26 | 2020-04-10 | 重庆康佳光电技术研究院有限公司 | 一种微器件转移装置及方法 |
CN111052342A (zh) * | 2019-11-29 | 2020-04-21 | 重庆康佳光电技术研究院有限公司 | 一种巨量转移的载板、巨量转移装置及其方法 |
JP2020068379A (ja) * | 2017-02-09 | 2020-04-30 | ボンドテック株式会社 | 部品実装システムおよび部品実装方法 |
CN111108586A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-05-05 | 重庆康佳光电技术研究院有限公司 | 一种巨量转移装置及方法 |
CN111261572A (zh) * | 2018-11-30 | 2020-06-09 | 昆山工研院新型平板显示技术中心有限公司 | 转移装置以及微元件的转移方法 |
US10707105B1 (en) * | 2018-03-29 | 2020-07-07 | Facebook Technologies, Llc | Selective shape memory alloy pick-up head |
CN111606044A (zh) * | 2020-06-12 | 2020-09-01 | 苏州威达智电子科技有限公司 | 一种工作距离可调的真空吸附机构 |
-
2020
- 2020-11-04 CN CN202011214723.3A patent/CN112967988B/zh active Active
Patent Citations (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0379407A1 (fr) * | 1989-01-16 | 1990-07-25 | Creusot-Loire Industrie | Moule de coulée sous pression de produits plats métalliques tels que des brames |
US20030146634A1 (en) * | 2000-03-03 | 2003-08-07 | Walter Reist | Holding clamp and device for conveying flexible, flat objects containing two or several pieces |
WO2006085604A1 (ja) * | 2005-02-10 | 2006-08-17 | Nec Corporation | 分析用の蓋付きマイクロチップ、該蓋付きマイクロチップのサンプル処理方法、該蓋付きマイクロチップの自動サンプル処理方法、該処理方法に基づく、自動サンプル処理装置、ならびに、該自動サンプル処理方法を応用する物質の分析装置 |
WO2018038153A1 (ja) * | 2016-08-24 | 2018-03-01 | 東レエンジニアリング株式会社 | 実装方法および実装装置 |
WO2018061896A1 (ja) * | 2016-09-29 | 2018-04-05 | 東レエンジニアリング株式会社 | 転写方法、実装方法、転写装置、及び実装装置 |
JP2020068379A (ja) * | 2017-02-09 | 2020-04-30 | ボンドテック株式会社 | 部品実装システムおよび部品実装方法 |
CN108198773A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-06-22 | 深圳市华星光电技术有限公司 | 用于转移微发光二极管的转移头以及转移方法 |
US10707105B1 (en) * | 2018-03-29 | 2020-07-07 | Facebook Technologies, Llc | Selective shape memory alloy pick-up head |
US20190366517A1 (en) * | 2018-05-29 | 2019-12-05 | Suss Microtec Lithography Gmbh | Holding apparatus and method for holding a substrate |
US20200020562A1 (en) * | 2018-07-16 | 2020-01-16 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Vacuum chuck for bonding substrates, apparatus for bonding substrates including the same, and method of bonding substrates using the same |
CN108972415A (zh) * | 2018-09-13 | 2018-12-11 | 江苏又城智能科技有限公司 | 一种网络通信芯片加工夹持装置 |
CN109411392A (zh) * | 2018-10-16 | 2019-03-01 | 广东工业大学 | 一种Micro-LED的巨量转移装置及转移方法 |
CN111261572A (zh) * | 2018-11-30 | 2020-06-09 | 昆山工研院新型平板显示技术中心有限公司 | 转移装置以及微元件的转移方法 |
CN110289240A (zh) * | 2019-06-27 | 2019-09-27 | 上海天马微电子有限公司 | 电子元件巨量转移头及转移方法 |
CN110581203A (zh) * | 2019-08-09 | 2019-12-17 | 康佳集团股份有限公司 | 一种Micro-LED微元件的巨量转移方法及装置 |
CN110998822A (zh) * | 2019-11-26 | 2020-04-10 | 重庆康佳光电技术研究院有限公司 | 一种微器件转移装置及方法 |
CN111052342A (zh) * | 2019-11-29 | 2020-04-21 | 重庆康佳光电技术研究院有限公司 | 一种巨量转移的载板、巨量转移装置及其方法 |
CN111108586A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-05-05 | 重庆康佳光电技术研究院有限公司 | 一种巨量转移装置及方法 |
CN111606044A (zh) * | 2020-06-12 | 2020-09-01 | 苏州威达智电子科技有限公司 | 一种工作距离可调的真空吸附机构 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
黄威,黄运尧: "FAS可重组柔顺性装配夹具的应用研究与设计", 《中国机械工程》 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN112967988B (zh) | 2022-07-29 |
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