CN112992759A - 一种器件转移设备及其制备方法、器件转移方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种器件转移设备及其制备方法、器件转移方法。器件转移设备中设置了容纳腔室来容纳固液相变材料,每个容纳腔室都有与之对应的电热转换件,利用电热转换件将电能转换为热能,向固液相变材料提供热量,使得固液相变材料熔化,流至与容纳腔室连通的吸嘴,同时又通过通气道在容纳腔室内形成负压,避免液体从吸嘴口滴落,从而实现了通过液体张力进行器件吸附的效果,摒弃了真空器件吸附方案,打破了真空管尺寸对被转移器件尺寸的限制,扩大了器件转移设备的应用场景。

Description

一种器件转移设备及其制备方法、器件转移方法
技术领域
本发明涉及器件转移领域,尤其涉及一种器件转移设备及其制备方法、器件转移方法。
背景技术
在Micro-LED(微LED)显示设备的生产过程中,需要将数千万甚至上亿的Micro-LED芯片从生长基板转移至驱动基板。相关技术中,针对传统LED芯片的转移,主要是采用真空吸附的方式进行。但目前真空管只能做到大约80μm,而Micro-LED的尺寸基本小于50μm,所以真空吸附的转移方式在Micro-LED时代不再适用。
因此,提供一种新的芯片转移方案是亟需解决的问题。
发明内容
鉴于上述相关技术的不足,本申请的目的在于提供一种器件转移设备及其制备方法、器件转移方法,旨在解决目前没有适用于Micro-LED芯片的转移方案的问题。
一种器件转移设备,包括腔体层与吸附层,吸附层中包括多个吸嘴;腔体层中包括:通气道;控制电路;多个容纳腔室;以及分别设置在各容纳腔室内的固液相变材料,固液相变材料受热后将由固态变为液态;分别与各容纳腔室对应,且彼此电性独立的电热转换件;各容纳腔室分别与通气道连通;控制电路中包括供电线路,各电热转换件分别与供电线路连接;吸附层中的吸嘴与腔体层中的容纳腔室一一对应,且吸嘴的一端同对应的容纳腔室之间连通,吸嘴的另一端用于与外部环境连通。
上述器件转移设备中设置了容纳腔室来容纳固液相变材料,每个容纳腔室都有与之对应的电热转换件,该电热转换件与供电线路连接,可以将电能转换为热能,让固液相变材料受热后由固态变为液态。另外,器件转移设备中还包括与容纳腔室连通的吸嘴,在使用该器件转移设备转移器件时,吸嘴朝向并接触待转移器件,固液相变材料熔化之后,将受重力影响自容纳腔室流至吸嘴,但因为器件转移设备中还包括与各容纳腔室连通的通气道,利用该通气道结合气泵可以在容纳腔室内形成负压,从而平衡重力对固液相变材料的影响,避免熔化后的固液相变材料自吸嘴口滴落。因此,熔化后的固液相变材料就可以在吸嘴口保持平衡,吸嘴就可以利用液体的张力吸附待转移器件,从而将待转移器件从当前位置转移到目标位置。该器件转移方案因为不需要利用真空吸附原理来吸附待转移器件,因此吸嘴尺寸可以突破真空管制造所面临的物理极限,这样可以根据器件转移需求制备出可转移小尺寸器件的器件转移设备,从而实现Micro-LED芯片、mini-LED(迷你LED)芯片的转移。
基于同样的发明构思,本申请还提供一种器件转移设备的制备方法,包括:制备吸嘴结构面与腔顶结构面,其中,制备吸嘴结构面的流程包括:自第一基片的第一表面对多个吸嘴镂空区进行蚀刻形成多个吸嘴,并连通吸嘴与第一基片的第二表面;制备腔顶结构面的流程包括:对第二基片的第一表面的多个腔室镂空区进行蚀刻形成多个腔室上部,腔室镂空区的面积大于吸嘴镂空区的面积,腔室上部与吸嘴一一对应,且位置匹配;分别为各腔室上部设置电热转换件,且各电热转换件彼此电性独立;形成控制电路,并将各电热转换件与控制电路的供电线路连接;形成连接各腔室上部的通气道;为各腔室上部设置对应的固液相变材料;控制第一基片的第二表面朝向第二基片的第一表面,并对吸嘴与对应的腔室上部进行对位;对位完成后,贴合第一基片与第二基片,制得器件转移设备。
上述器件转移设备的制备方法,在制备器件转移设备时,将器件转移设备分为吸嘴结构面与腔顶结构面两个部分,采用两个基片分别进行制备,在第一基片上形成吸嘴,在第二基片上形成腔室上部,这样吸嘴结构面与腔顶结构面合体后就可以构成与吸嘴连通的容纳腔室。在制备器件转移设备时,还会为各腔室上部设置电热转换件,并形成连接各电热转换件的控制电路,同时,为腔室上部设置固液相变材料,让固液相变材料在吸嘴结构面与腔顶结构面合体后处于容纳腔室内,电热转换件可以将电能转换为热能,让固液相变材料受热后由固态变为液态。固液相变材料熔化之后,将受重力影响自容纳腔室流至吸嘴,但因为还形成了与各容纳腔室连通的通气道,利用该通气道结合气泵可以在容纳腔室内形成负压,从而平衡重力对固液相变材料的影响,避免熔化后的固液相变材料自吸嘴口滴落。因此,熔化后的固液相变材料就可以在吸嘴口保持平衡,吸嘴就可以利用液体的张力吸附待转移器件,从而将待转移器件从当前位置转移到目标位置。该器件转移方案因为不需要利用真空吸附原理来吸附待转移器件,因此吸嘴尺寸可以突破真空管制造所面临的物理极限,这样可以根据器件转移需求制备出可转移小尺寸器件的器件转移设备,从而实现Micro-LED芯片、Mini-LED芯片的转移。
基于同样的发明构思,本申请还提供一种器件转移方法,包括:提供前述任一项中的器件转移设备;通过控制电路控制电热转换件对容纳腔室进行加热,至容纳腔室中的固液相变材料熔化,并控制气泵通过通气道在容纳腔室中形成负压;采用熔化后流至吸嘴的固液相变材料粘附待转移的目标器件,将目标器件转移至目标区。
由于器件转移设备中设置了容纳腔室来容纳固液相变材料,每个容纳腔室都有与之对应的电热转换件,该电热转换件与供电线路连接,可以将电能转换为热能,让固液相变材料受热后由固态变为液态。另外,器件转移设备中还包括与容纳腔室连通的吸嘴,在使用该器件转移设备转移器件时,吸嘴朝向并接触待转移器件,固液相变材料熔化之后,将受重力影响自容纳腔室流至吸嘴,但因为器件转移设备中还包括与各容纳腔室连通的通气道,利用该通气道结合气泵可以在容纳腔室内形成负压,从而平衡重力对固液相变材料的影响,避免熔化后的固液相变材料自吸嘴口滴落。因此,熔化后的固液相变材料就可以在吸嘴口保持平衡,吸嘴就可以利用液体的张力吸附待转移器件,从而将待转移器件从当前位置转移到目标位置。该器件转移方案因为不需要利用真空吸附原理来吸附待转移器件,因此吸嘴尺寸可以突破真空管制造所面临的物理极限,这样可以根据器件转移需求制备出可转移小尺寸器件的器件转移设备,从而实现Micro-LED芯片、mini-LED芯片的转移。
可选地,若控制电路还包括控制器以及分别与各电热转换件一一对应的控制开关,且电热转换件通过对应的控制开关与供电线路连接,控制开关的开启与关闭受控制器的控制;则通过控制电路控制电热转换件对容纳腔室进行加热包括:
根据器件转移要求从器件转移设备的各吸嘴中确定此次参与器件转移的目标吸嘴;
通过控制器控制打开目标吸嘴对应的控制开关,让对应的电热转换件对目标吸嘴对应的容纳腔室进行加热。
上述器件转移方法中,因为每一个电热转换件都是通过控制开关与供电线路连接的,同时控制开关的开闭受到控制器的控制,因此,器件转移设备可以通过控制器选择性地控制电热转换件工作,进而选择性地控制吸嘴吸附待转移器件,实现待转移器件的选择性转移,提升器件转移过程的灵活性,更好的满足器件转移的需求。
附图说明
图1为本发明一可选实施例中提供的器件转移设备的制备方法的一种流程图;
图2为本发明一可选实施例中提供的形成吸嘴结构面的一种流程图;
图3为本发明一可选实施例中提供的形成吸嘴结构面的一种制程状态变化示意图;
图4a为本发明一可选实施例中提供的一种吸嘴的示意图;
图4b为本发明一可选实施例中提供的另一种吸嘴的示意图;
图5为本发明一可选实施例中提供的形成腔顶结构面的一种流程图;
图6为本发明一可选实施例中提供的形成腔顶结构面的一种制程状态变化示意图;
图7为本发明一可选实施例中提供的在吸嘴结构面上形成通气道的一种示意图;
图8为本发明另一可选实施例中提供的器件转移设备的一种结构示意图;
图9为本发明另一可选实施例中提供的器件转移设备的另一种结构示意图;
图10为本发明又一可选实施例中提供的器件转移方法的一种流程图;
图11为本发明又一可选实施例中示出的器件转移前后的排布示意图;
图12为本发明再一可选实施例中提供的器件转移设备的制备方法的一种流程图;
图13为图12中制备方法的一种制程状态变化示意图;
图14为本发明再一可选实施例中提供的器件转移方法的一种流程图;
图15为本发明再一可选实施例中提供的器件转移各阶段的状态变化示意图。
附图标记说明:
30-第一基片;30a-第一表面;30b-第一表面;301-吸嘴;302-腔室下部;303-通气道;60-第二基片;601-腔室上部;602-电热转换件;603-控制电路;80-器件转移设备;81-腔体层;811-通气道811;812-控制电路;813-容纳腔室;814-固液相变材料;815-电热转换件;82-吸附层;820-吸嘴;83-中间层;111-第一基板;112-第二基板;120-SOI基片;121-吸嘴;122-腔室下部;123-通风道;130-硅片;131-腔室上部;132-离子掺杂区;133-供电线路;134-固液相变材料。
具体实施方式
为了便于理解本申请,下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳实施方式。但是,本申请可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施方式。相反地,提供这些实施方式的目的是使对本申请的公开内容理解的更加透彻全面。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本申请。
相关技术中,因为通常是采用真空吸附的方式来吸附待转移器件,该转移方式中必不可少的器件就是真空管,但目前真空管的尺寸也远远达不到Micro-LED芯片、Mini-LED芯片的转移需求。
基于此,本申请希望提供一种能够解决上述技术问题的方案,其详细内容将在后续实施例中得以阐述。
本发明一可选实施例:
本实施例首先提供一种器件转移设备的制备方法,请参见图1示出的器件转移设备的制备方法的一种可选流程图:
S102:制备吸嘴结构面与腔顶结构面。
在本实施例中,器件转移设备整体包括两个主要部分:吸嘴结构面与腔顶结构面,其中,吸嘴结构面上设置有吸嘴,腔顶结构面上设置有容纳腔室的上部,即腔室上部,腔顶结构面上的腔室上部与吸嘴结构面上的吸嘴一一对应,二者在对应基板上的位置也是相匹配的。腔顶结构面上的腔室上部实际上就是凹槽,在腔顶结构面与吸嘴结构面相互贴合后,吸嘴结构面可以向该凹槽提供底壁,因此腔顶结构面与吸嘴结构面相互贴合后,腔室上部可以形成容纳腔室。
在本实施例的一些示例中,吸嘴结构面上除了包括多个吸嘴以外,还包括多个腔体下部,即容纳腔室的下部。腔室下部与吸嘴一一对应,且二者连通。由于吸嘴与腔室上部一一对应,因此,腔室下部与腔室上部也是一一对应的,而且,腔室下部在吸嘴结构面上的排布同腔室上部在腔顶结构面上的排布一致,所以当腔顶结构面与吸嘴结构面相互贴合后,腔室下部对应的凹槽与腔室上部对应的凹槽共同形成容纳腔室。
毫无疑义的是,器件转移设备的制备流程中包括吸嘴结构面的制备与腔顶结构面的制备,本实施例中不对二者的时序做严格的显示,可以先实现吸嘴结构面的制备,也可以先实现腔顶结构面的制备,或者也可以两个制备过程同时进行。
下面请结合图2示出的吸嘴结构面的制备流程图,以及图3中示出的吸嘴结构面制备流程中的各制程的状态示意图:
S202:自第一基片的第一表面对多个吸嘴镂空区进行蚀刻形成多个吸嘴。
在本实施例中,第一基片可以是普通的基片,其可以整体由单种材质构成,例如,在本实施例的一些示例中,第一基片为硅基片,其仅由硅构成。在另一些示例中,第一基片可以为氧化硅(SiO2)基片,其整体材质均为氧化硅。在本实施例的另一些示例中,第一基片可以由两种甚至多种材质构成,例如在一种示例中,第一基片分为两层,第一层的材质为硅,第二层的材质为氧化硅。在另一种示例中,第一基片包括下部分层、中间层与上部分层,中间层的两个表面分别与下部分层、上部分层贴合。在该示例中,下部分层与上部分层的材质相同,而中间层的材质则与另外两个分层的材质不同。例如,在一些示例中,第一基片为SOI基片,所以第一基片的下部分层、上部分层的材质为硅,则中间层的材质为氧化硅。
在对第一基片进行蚀刻形成吸嘴与腔室下部时,可以自第一基片的一个表面向另一表面进行蚀刻,形成吸嘴。在图3中,以第一基片包括上部分层、下部分层以及位于二者间的中间层为例进行说明,上部分层与下部分层的材质均与中间层不同,如,第一基片为SOI基片,图3(a)中首先提供一块平整的SOI基片作为第一基片30。随后,自第一基片30的第一表面30a对多个吸嘴镂空区进行蚀刻形成多个吸嘴301,可选地,可以在第一表面30a上设置图案化的掩膜版,例如,先在第一表面30a上形成光刻胶层,然后曝光、显影,进而形成光刻胶材质的掩膜版。掩膜版包括多个镂空区域,第一基片30上与镂空区域对应的区域就是吸嘴镂空区,是会遭受蚀刻的区域。掩膜版形成以后,可以根据需要形成的吸嘴301的深度进行蚀刻,在一些示例中,吸嘴301的深度与第一基片30的厚度相等,也即吸嘴301的两端分别位于第一基片30的两个表面上。不过通常情况下,吸嘴301的深度小于第一基片30的厚度。
如果第一基片30是SOI基片,则蚀刻形成吸嘴的时候,可以仅蚀刻到下部分层与中间层的交界处,让氧化硅材质的中间层外露即可,如图3(b)。
在本实施例的一些示例中,第一基片30的第一表面30a上不仅吸嘴镂空区会遭到蚀刻,而且间隔镂空区也会遭到蚀刻,间隔镂空区即一个吸嘴与相邻吸嘴之间的区域,通过对间隔镂空区进行蚀刻,可以使得各吸嘴的侧壁相互独立,如图3(b)所示。而在图4a中,一个吸嘴与其相邻吸嘴的侧壁是共用的。
在本实施例的一些示例中,吸嘴内壁的横截面可以始终保持不变,吸嘴内壁垂直于第一基片的表面。例如,一些示例中,吸嘴内壁的横截面为圆形,吸嘴内的整体空间为圆柱形;另一些示例中,吸嘴内壁的横截面为三角形,则吸嘴内的整体空间为三棱柱状;还有一些示例中,吸嘴内壁的横截面为矩形,则吸嘴内的整体空间为长方体。
还有一些示例中,吸嘴内壁各处的横截面大小不相等,在一些示例中,吸嘴内壁的横截面在朝着吸嘴口的方向上逐渐增大。也即,当容纳腔室在上,吸嘴在下时,吸嘴内壁的纵剖面为梯形。还有一些示例中,吸嘴内壁的横截面面积在朝着容纳腔室的方向上逐渐增大,即当容纳腔室在上,吸嘴在下时,吸嘴内壁的纵剖面为倒梯形,如图4b所示。这样在器件转移设备工作过程中,可以利用吸嘴内壁形成的斜坡向固液相变材料提供一向上的支撑力,在一定程度上抵消向下的重力带来的影响,阻止固液相变材料滴落,维护器件转移设备的可靠性。
S204:连通吸嘴与第一基片的第二表面。
在本实施例的一些示例中,形成吸嘴之后,可以进一步进行蚀刻,直至吸嘴与基片的第二表面连通为止。连通吸嘴与第一基片第二表面的蚀刻过程可以继续从第一表面侧向着第二表面侧进行,也可以从第二表面侧向着第一表面侧进行。
在本实施例的一些示例中,可以自第一基片30的第二表面30b对多个腔底镂空区进行蚀刻形成多个腔室下部,如图3(c)所示,各腔室下部302与吸嘴一一对应,且位置匹配。在本实施例中,腔室下部302的横截面略大于吸嘴的301的横截面,也即腔底镂空区的面积大于吸嘴镂空区的面积。可以理解的是,形成腔室下部302的蚀刻过程可以参照吸嘴301的形成过程:先在第一基片30的第二表面30b上设置图案化的掩膜版,然后在透过掩膜版上的镂空区对第一基片30进行蚀刻,从而形成腔室下部302。如果第一基片30是SOI基片,则蚀刻形成腔室下部时,可以仅蚀刻到上部分层与中间层的交界处,让氧化硅材质的中间层外露即可,如图3(c)。
在本实施例的一些示例中,在对第一基片30进行蚀刻形成吸嘴301与腔室下部302时,可以先形成全部的吸嘴301,然后再形成全部的腔室下部302,也可以先形成全部的腔室下部302,然后再形成全部的吸嘴301。或者还有一些示例中,可以吸嘴301的形成与腔室下部302的形成过程交替进行,例如先形成一部分吸嘴301,然后再形成一部分腔室下部302,随后再形成另一部分吸嘴301,接着再形成另一部分腔室下部302。
在本实施例的一些示例中,可以在形成腔室下部302与吸嘴301之后,从吸嘴301侧,或者从腔室下部302侧,继续对腔室下部302与吸嘴301对应的区域进行蚀刻,从而连通吸嘴301与腔室下部302。不过,在本实施例的一些示例中,因为第一基片30上部分层、下部分层的材质与中间层的材质不同,所以,在这种情况下,可以根据第一基片30的材质选择一种化学溶液作为目标溶液,该目标溶液可以与中间层发生化学反应,但对上部分层、下部分层基本无影响,或者该目标溶与下部分层、上部分层的反应速度小于,甚至是远小于其与中间层之间的反应速度。例如,如果第一基片30为SOI基片,则目标溶液可以是BOE(BufferedOxide Etch,缓冲氧化物刻蚀液)然后,将第一基片30置于该目标溶中,让目标溶对外露的中间层进行腐蚀,从而实现吸嘴与腔室下部的连通。应当明白的是,实现了吸嘴与腔室下部的连通,实际上也就实现了吸嘴与第一基片30第二表面30b的连通,如图3(d)所示。
下面请结合图5示出的腔顶结构面的制备流程图,以及图6中示出的腔顶结构面制备流程中的各制程的状态示意图:
S502:对第二基片第一表面的多个腔室镂空区进行蚀刻形成多个腔室上部。
首先提供一第二基片60,如图6(a)所示,在本实施例的一些示例中,第二基片为硅基片,其仅由硅构成。在另一些示例中,第二基片可以为氧化硅基片,其整体材质均为氧化硅。在本实施例的另一些示例中,第二基片可以由两种甚至多种材质构成,例如在一种示例中,第二基片分为复合层结构,其中一部分层结构的材质为硅,另一部分层结构的材质为氧化硅。
在本实施例中第二基片的第一表面上有多个腔室镂空区,各腔室镂空区与第一基片上吸嘴镂空区一一对应,所以,经过对腔室镂空区进行蚀刻形成的腔室上部与第一基片上的吸嘴也是一一对应的。而且,腔室镂空区在第二基片上的位置与吸嘴镂空区在第一基片上的位置也是对应的,在本实施例的一些示例中,第一基片与第二基片的尺寸一致,当两个基片重合时,腔室镂空区与吸嘴镂空区的中心位置间的连线垂直于第一基片的表面。
可以理解的是,因为形成腔室上部是为了在后续过程中形成容纳腔室,而容纳腔室的横截面通常是大于吸嘴的横截面的,所以,腔室上部的横截面大于吸嘴的横截面,即腔室镂空区的面积大于吸嘴镂空区的面积。当吸嘴结构面上包括腔体下部时,腔室上部的横截面可以等于腔室下部的横截面。
蚀刻形成腔室上部时,可以在第二基片的第一表面上形成光刻胶层,然后曝光、显影,进而形成光刻胶材质的掩膜版。掩膜版包括多个镂空区域,第二基片与镂空区域对应的区域就是腔室镂空区,是会遭受蚀刻的区域。掩膜版形成以后,可以根据需要形成的腔室上部的深度进行蚀刻从而形成腔室上部601,如图6(b)所示。不过,在本实施例中,腔室上部601的深度必然小于第二基片60的厚度。
S504:分别为各腔室上部设置电热转换件,且各电热转换件彼此电性独立。
所谓“电热转换件”,就是指能够将电能转换成热能的器件,电热转换件602用于提升容纳腔室的温度,从而使得位于该容纳腔室内的固液相变材料受热转换为液体。所以,电热转换件602可以设置容纳腔室的腔壁上、容纳腔室内甚至是容纳腔室附近。考虑到器件转移设备的实际使用过程这能够电热转换件的加热效果以及器件转移设备的制备难度,本实施例中可以将电热转换件602设置在容纳腔室的腔壁上,例如,在本实施例的一些示例中,可以设置在腔室上部601的顶壁上,也可以设置在腔室上部601的侧壁上。还有一些示例中,电热转换件602可以同时位于腔室上部601的顶壁与侧壁上。
比较常见的电热转换件602包括电阻,所以,在本实施例的一种示例中,电热转换件602可以是电阻,应当明白的是,由于器件转移设备是对尺寸微小的多个器件进行转移,所以,器件转移设备中容纳腔室的尺寸也并不大,因此如果电热转换件602是电阻,则应当是尺寸很小的电阻,否则可能导致容纳腔室无法容纳。
另外,也可以设置金属沉积区作为电热转换件602,金属沉积区的金属材质可以是铜、铁等电阻率比较大的金属,这样便于金属沉积区将电能更大效率的转换为热能。
还有一些示例中,可以采用离子掺杂区作为电热转换件602,离子掺杂区可以通过离子掺杂技术在腔室上部的侧壁或顶壁上形成,如图6(c)所示,通过离子掺杂技术,使得掺杂离子扩散到腔室上部的侧壁内部或顶壁内部,这种设置电热转换件602的方式不会因为设置了电热转换件602而占用容纳腔室内的空间,可以将容纳腔室内的空间全部用于容纳固液相变材料。
当然,本领域技术人员可以理解的是,在设置电热转换件602的时候,可以将上述三种方式中的至少两种结合,例如,既设置离子掺杂区,又设置金属沉积区,或者同时设置金属沉积区与电阻作为电热转换件602,甚至还有一些示例中,可以同时设置离子掺杂区、金属沉积区以及电阻作为电热转换件602。
值得注意的是,每一个容纳腔室都有与之唯一对应的电热转换件602,且各腔室上部对应的电热转换件602应该相互电性独立,即,在没有额外设置线路的情况下,任意两个容纳腔室上部对应的电热转换件602不会电性连通。
S506:形成控制电路,并将各电热转换件602与控制电路的供电线路连接。
可以理解的是,控制电路至少应该能够向各电热转换件602供电,所以,在本实施例中,控制电路包括供电线路603(例如供电线路分为正极线路与负极线路),电热转换件602分别与供电线路连接,如图6(d),这样,当供电线路中流有电流时,电热转换件602将在电流的驱动下发热。
在本实施例的一些示例中,控制电路603中还包括控制器与控制开关,控制开关与电热转换件602一一对应,每一个电热转换件602都可以通过控制开关与供电线路连接。控制开关的开启与关闭受控制器的控制,控制器可以通过控制不同的控制开关开启,从而使得不同的电热转换件602工作,控制开关控制各电热转换件602的工作原理可以类似于TFT(Thin Film Transistor,薄膜晶体管)显示面板中TFT驱动各LED芯片发光的工作原理。
S104:形成连接各腔室上部的通气道。
在本实施例中,通气道的作用是为了在器件转移设备工作过程中向容纳腔室内提供负压,平成液态的固液相变材料所受的重力,从而使得熔化后的固液相变材料不至于从吸嘴口流出。所以,在本实施例中,形成的通气道应该要能够连通各容纳腔室,但在容纳腔室形成以前,通气道可以连通腔室上部和腔室下部中的至少一个就可以。
在本实施例的一些示例中,可以在将通气道形成在吸嘴结构面上,也可以将通气道形成在腔顶结构面上,例如,如果吸嘴结构面上设置有腔室下部302,则可以将通气道303设置在第一基片30的第二表面30b上,使得通气道303连通各腔室下部302,如图7;当然,即便是吸嘴结构面上不包括腔室下部,也可以将通气道设置在第一基片的第二表面上,只要保证当将吸嘴结构面与腔顶结构面结合后,通气道能够连通容纳腔室即可。可以理解是,如果将通气到设置在吸嘴结构面上,则通气道的设置过程不必等到腔顶结构面制备完成之后进行,例如,在一些示例中,可以在腔室下部形成以后,就直接设置通气道,随后才在第二基片上设置腔室上部。
在本实施例的另外一些示例中,可以将通气道设置在腔顶结构面上,例如,在一种示例中,可以在第二基片的第一表面上设置通气道,通气道与各腔室上部连通。当然,本领域技术人员可以理解的是,在腔顶结构面上设置通气道时,也可以在每个腔室上部的顶壁上设置通气道,该通气道连通第二基片的两个表面,即通气道为贯穿孔。此时,第二基片上设置有多个贯穿孔,虽然在这种情况下分别针对每一个贯穿孔设置气泵不太可行,但器件转移设备可以结合一些辅助设备来使用,例如,在第二基片的第二表面上设置一个密封罩,该密封罩类似于倒扣在第二基片第二表面上的一个漏斗,其包括一个主通气道,在向容纳腔室内提供负压时,器件转移设备中各容纳腔室内的气流可以经过对应的通气道(即贯穿孔)到达密封罩,并同来自其他容纳腔室的气流汇合,随后再通过密封罩的主通气道流出。同样应该明白的是,如果将通气到设置在腔顶结构面上,则通气道的设置过程不必等到吸嘴结构面制备完成之后才进行。
还有一些示例中,可以同时在吸嘴结构面和腔顶结构面上设置通气道,例如,在设置在吸嘴结构面上的第一通气道可以用于连通一部分容纳腔室,而未被该第一通气道连通的容纳腔室则可以通过设置在腔顶结构面上的第二通气道连通。或者,设置在吸嘴结构面上的第一通气道与设置在腔顶结构面上的第二通气道位置、走向都相同,当吸嘴结构面与腔顶结构面贴合以后,第一通气道与第二通气道可以合拢形成一个流量更大的管道。
S106:为各腔室上部设置对应的固液相变材料。
固液相变材料是指通过受热可以从固态变为液态的材料,在本实施例中,要求固液相变材料在常温下保持固态,这里所说的常温至少包括25℃,例如,常温可以是指5℃-40℃。一些示例中,常温的范围可以为10℃-30℃,另一些示例中,常温的范围可以为5℃-35℃。
在本实施例的一些示例中,固液相变材料包括以下几种中的至少一种:结晶水和盐(例如Na2SO4·10H2O)、诸如镓等熔点较低的金属、石蜡以及酸酯类材料等。
在为一个腔室上部设置固液相变材料时,可以直接将固液相变材料设置在该腔室上部中,也可以将固液相变材料设置在与该腔室上部对应的腔室下部中。还有一些示例中,可以同时在腔室上部内与腔室下部内设置固液相变材料。不过,本领域技术人员可以理解的是,由于在将吸嘴结构面与腔顶结构面进行贴合时,腔室下部与腔室上部的开口朝向是相对的,如果,将吸嘴结构面与腔顶结构面中的一个开口朝上放置在操作台上,那么另外一个的开口就会朝下,在这种情况下,如果开口朝下的一个中也设置有固液相变材料,则该固液相变材料容易因为重力影响而从对应的开口掉落,所以,通常情况下,仅在腔室下部与腔室上部中的一个中设置固液相变材料,这样便于在结合吸嘴结构面与腔顶结构面时,可以采用没有设置固液相变材料的一个去接近放置在操作平台上的另一个,避免固液相变材料脱落。
S108:控制第一基片的第二表面朝向第二基片的第一表面,并对吸嘴与对应的腔室上部进行对位。
在结合腔顶结构面和吸嘴结构面时,实际上是让第一基片的第二表面与第二基片的第一表面贴合,让腔室上部在吸嘴结构面提供底壁的情况下形成容纳腔室。所以,应该要让第一基片的第二表面和第二基片的第一表面相对,同时实现吸嘴与腔室上部的对位。如果第一基片上设置有腔室下部,则可以利用腔室下部与腔室上部进行对位。通常,腔室下部横截面的规格与腔室上部横截面的规格是一致的,在这种情况下,只要保证其中两个腔室上部分别同与之对应的腔室下部对齐,那么所有的腔室上部都能同对应的腔室下部对齐。如果第一基片上没有设置腔室下部,则只要吸嘴同与之对应的腔室上部对齐即可,例如,吸嘴中心与腔室上部中心之间的连线垂直于第一基片表面。
S110:对位完成后,贴合第一基片与第二基片,制得器件转移设备。
在每一个吸嘴与腔室上部的对位完成后,将第一基片与第二基片结合在一起。在本实施例的一些示例中,可以在第一基片的第二表面和第二基片的第一表面上设置粘附层(例如涂覆胶水层),然后利用粘附层的粘性将腔顶结构面与吸嘴结构面粘合在一起。还有一些示例中,可以在将腔顶结构面与吸嘴结构面贴合在一起后,在二者的侧面设置密封圈,利用密封圈密封二者间的缝隙,同时将二者固定在一起。
第一基片与第二基片贴合以后,容纳腔室形成,通风道也成为了真正可以引导气流的管道,器件转移设备制备基本完成。
在本实施例的一些示例中,当吸嘴与吸嘴相互独立时,还可以在吸嘴的外侧设置保温层,利用保温层避免吸嘴处的热量传导到其他吸嘴处,保存吸嘴处的热量,避免热量流失后吸嘴处温度达不到固液相变材料的熔化温度,导致固液相变材料在吸嘴处固化,影响器件转移设备进行器件转移的效果的问题。可以理解的是,设置保温层的过程只要在独立吸嘴形成之后即可,不一定是在第一基片与第二基片贴合之后。
还有一些示例中,器件转移设备自带气泵,所以,在贴合第一基片与第二基片后,还可以为器件转移设备设置气泵,将气泵与通气道连通。
本实施例提供的器件转移设备的制备方法,能够制备出不基于真空吸附原理的器件转移设备,而是利用液体的张力实现的器件的转移,适用于各种微小尺寸的器件转移场合。
进一步地,本实施例中制备方法所制备出的器件转移设备可以通过控制器选择性地控制电热转换件工作,进而选择性地控制吸嘴吸附待转移器件,实现待转移器件的选择性转移,提升器件转移过程的灵活性,更好的满足器件转移的需求。
本发明另一可选实施例:
本发明提供一种器件转移设备,请参见图8示出的该器件转移设备的示意图:
器件转移设备80包括腔体层81与吸附层82,吸附层82中包括多个吸嘴820;腔体层81中包括通气道811、控制电路812、多个容纳腔室813,以及多个固液相变材料814、多个电热转换件815。
吸附层82中的吸嘴820与腔体层中容纳腔室813一一对应,且吸嘴820的一端同对应的容纳腔室813之间连通,另一端与外部环境连通。
各容纳腔室813内均设置有固液相变材料814,固液相变材料814是指通过受热可以从固态变为液态的材料,在本实施例中,要求固液相变材料在常温下保持固态,这里所说的常温至少包括25℃,例如,常温可以是指5℃-40℃。可选地,固液相变材料814可以包括结晶水和盐(例如Na2SO4·10H2O)、镓等低熔点金属、石蜡以及酸酯类材料等几种中的至少一种。
电热转换件815与容纳腔室813一一对应,而且各电热转换件815彼此电性独立。电热转换件815与控制电路812中的供电线路连接,例如电热转换件815两端分别与供电线路的正极线路、负极线路连接。电热转换件815用于在供电线路的供电下将电能转换为热能,从而使得容纳腔室813内的固液相变材料814从固态变为液态,并在重力影响下流至吸嘴820的吸嘴口,这样可以使得吸嘴820利用液体的张力吸附待转移器件。
电热转换件815可以设置容纳腔室的腔壁上、容纳腔室内甚至是容纳腔室附近。考虑到器件转移设备的实际使用过程以及器件转移设备的制备过程,本实施例中可以将电热转换件815设置在容纳腔室的腔壁上,例如,在本实施例的一些示例中,可以设置在腔室上部的顶壁上,也可以设置在腔室上部的侧壁上。还有一些示例中,电热转换件815可以同时位于腔室上部的顶壁与侧壁上。
比较常见的电热转换件815包括电阻,所以,在本实施例的一种示例中,电热转换件815可以是电阻,应当明白的是,由于器件转移设备是对尺寸微小的多个器件进行转移,所以,器件转移设备中容纳腔室的尺寸也并不大,因此如果电热转换件815是电阻,则应当是尺寸很小的电阻,否则可能导致容纳腔室无法容纳。
另外,也可以设置金属沉积区作为电热转换件815,金属沉积区的金属材质可以是铜、铁等电阻率比较大的金属,这样便于金属沉积区将电能更大效率的转换为热能。
还有一些示例中,可以采用离子掺杂区作为电热转换件815,离子掺杂区可以通过离子掺杂技术在腔室上部的侧壁或顶壁上形成,通过离子掺杂技术,使得掺杂离子扩散到腔室上部的侧壁内部或顶壁内部,这种设置电热转换件815的方式不会因为设置了电热转换件815而占用容纳腔室内的空间,限制容纳腔室可容纳固液相变材料的量。
当然,本领域技术人员可以理解的是,在设置电热转换件815的时候,将上述三种方式中的至少两种结合,例如,既设置离子掺杂区,又设置金属沉积区,或者同时设置金属沉积区与电阻作为电热转换件815,甚至还有一些示例中,可以同时设置离子掺杂区、金属沉积区以及电阻作为电热转换件815。
应当理解的是,如果在没有其他外力的所用下,熔化后的固液相变材料会因为重力影响而从吸嘴口流出,无法完成器件吸附,所以在本实施例中还设置了连通各容纳腔室813的通气道811,这样可以在气泵等装置的作用下通过通气道811向容纳腔室813内提供负压,抵消重力对固液相变材料814的影响,使得熔化后的固液相变材料814可以在吸嘴口保持平衡。
在本实施例的一些示例中,控制电路812中还包括控制器与控制开关(图8中未示出),控制开关与电热转换件815一一对应,每一个电热转换件815都可以通过控制开关与供电线路连接。控制开关的开启与关闭受控制器的控制,控制器可以通过控制不同的控制开关开启,从而使得不同的电热转换件815工作,控制开关控制各电热转换件815的工作原理可以类似于TFT显示面板中TFT驱动各LED芯片发光的工作原理。
在本实施例的一些示例中,相邻吸嘴之间会共用侧壁。不过,考虑到相邻吸嘴共用侧壁时,一个吸嘴a在工作时,其中的热量会通过侧壁传导到其相邻吸嘴b处,这一方面可能会导致原本不工作的吸嘴b因为吸热,而导致对应的固液相变材料熔化,进而使得吸嘴b错误地工作;另一方面,可能会导致原本工作的吸嘴a处热量流失,温度降低,吸嘴a处的固液相变材料固化,影响吸嘴a的器件吸附效果。所以,在本实施例的另外一些示例中,吸嘴和吸嘴之间相互独立,不会共用侧壁,如图8所示。
在吸嘴和吸嘴相互独立的情况下,还可以在吸嘴820的外侧设置保温层,保温层的材质可以是导热率比较低的材质,这样可以利用保温层避免吸嘴处的热量传导到其他吸嘴处,保存吸嘴处的热量,维护吸嘴器件转移的可靠性。
在本实施例的一些示例中,吸嘴820内壁的横截面可以始终保持不变,吸嘴820内壁垂直于第一基片的表面。例如,一些示例中,吸嘴820内壁的横截面为圆形,吸嘴820内的整体空间为圆柱形;另一些示例中,吸嘴820内壁的横截面为三角形,则吸嘴820内的整体空间为三棱柱状;还有一些示例中,吸嘴820内壁的横截面为矩形,则吸嘴820内的整体空间为长方体。
还有一些示例中,吸嘴820内壁各处的横截面大小不相等,在一些示例中,吸嘴820内壁的横截面在朝着吸嘴820口的方向上逐渐增大。也即,当容纳腔室在上,吸嘴820在下时,吸嘴820内壁的纵剖面为梯形。还有一些示例中,吸嘴820内壁的横截面面积在朝着容纳腔室的方向上逐渐增大,即当容纳腔室在上,吸嘴820在下时,吸嘴820内壁的纵剖面为倒梯形。这样在器件转移设备工作过程中,可以利用吸嘴820内壁形成的斜坡向固液相变材料提供一向上的支撑力,在一定程度上抵消向下的重力带来的影响,阻止固液相变材料滴落,维护器件转移设备的可靠性。
在本实施例的一些示例中,器件转移设备80除了包括腔体层81与吸附层82以外,还可以包括中间层,如图9所示,中间层83位于腔体层81与吸附层82之间,用于连接腔体层81与吸附层82。在本实施例的一些示例中,腔体层81与吸附层82的材质均不同于中间层83,一些示例中,这三层的材质各不相同;另外一些示例中,腔体层81与吸附层82的材质相同,但这两者的材质与中间层83的材质不同,例如,在本实施例的一些示例中,腔体层81与吸附层82的材质为硅,而中间层的材质为氧化硅。
本发明又一可选实施例:
本实施例提供一种器件转移方法,请参见图10示出的流程图:
S1002:提供器件转移设备。
该器件转移设备可以为前述任意一种基于液体张力实现器件吸附的器件转移设备,该器件转移设备的具体结构以及制造方案,请参见前述实施例的介绍,这里不再赘述。
S1004:通过控制电路控制电热转换件对容纳腔室进行加热,至容纳腔室中的固液相变材料熔化,并利用气泵通过通气道在容纳腔室中形成负压。
可以理解的是,在控制电路中的供电线路中有电流流过时,电热转换件将开始工作,将电能转换为热能,由于电热转换件设置在容纳腔室内壁或者容纳腔室附近,因此,电热转换件释放的热量将对容纳腔室进行加热,使得固液相变材料吸收热量熔化。在器件转移设备吸附待转移器件时,吸嘴的吸嘴口通常是朝下的,因此,容纳腔室中熔化的固液相变材料将在重力的作用下流至吸嘴口。
另一方面,器件转移设备可以利用气泵通过通气道在容纳腔室内形成负压,即器件转移设备利用气泵抽吸容纳腔室内的气体,从而使得熔化的固液相变材料在受到重力的同时也能受到向上的拉力。
S1006:采用熔化后流至吸嘴的固液相变材料粘附待转移的目标器件,将目标器件转移至目标区。
在所受的拉力与重力相等的情况下,固液相变材料将保持平衡,此时,可以利用吸嘴口的液体张力吸附待转移的目标器件,然后将目标器件转移到目标区。
可以理解的是,如果器件转移设备中电热转换件直接与供电线路连接,那么,一旦电源向供电线路供电,则器件转移设备中所有的电热转换件都会开始工作,所有的吸嘴口都有熔化的固液相变材料,都能进行器件吸附。可见,这种器件转移设备无法单独控制某个或某些吸嘴工作,仅适用于对器件进行无差别转移的场景。
考虑到在另外一些场景下,器件转移设备需要实现对器件的选择性转移,例如,假定器件转移设备上相邻吸嘴之间的距离为n,请结合图11所示,现需要将第一基板111上相邻器件间的距离为n的器件转移到第二基板112上,要求转移后相邻器件之间的距离增大一倍,即为2n,在这种情况下,器件转移设备不能直接让所有的吸嘴同时参与工作,而是应该从每间隔一个吸嘴选择一个参与工作的吸嘴,例如,假定一行吸嘴从左至右的编号分别为1,2,3,4,…15,那么器件转移设备可以选择编号为偶数(或者奇数)的所有吸嘴参与工作,在这种情况下,参与工作的吸嘴之间的间距也正好是2n,所以这些吸嘴在从第一基板111上吸附待转移器件时,也是每间隔一个器件吸附一个器件,这样,被吸附的器件转移到第二基板112上的间距也是2n。当然,可以理解的是,在其他一些情景中转移要求可能会更复杂,例如,第二基板上各器件的间距可能并不是均匀的,某两个相邻芯片之间的距离可能是2n,而另外两个相邻芯片之间的间距可能是4n,还有一些相邻芯片之间的距离可能为5n等。
为了实现器件的选择性转移,本实施例的一些示例中所使用的器件转移设备中电热转换件是通过控制开关连接到供电线路上的,而各控制开关的开启与关闭受控制器的控制,器件转移设备可以根据器件转移要求从众多吸嘴中确定出此次参与器件转移的目标吸嘴,然后仅控制这些目标吸嘴对应的电热转换件加热使得对应的固液相变材料熔化,进行器件吸附;其他未被选择作为目标吸嘴的吸嘴,因为其对应电热转换件没有工作,因此固液相变材料不会熔化,无法借用液体张力吸附器件,自然也就不会进行器件转移。
本实施例提供的器件转移设备及应用该器件转移设备进行器件转移的方案,利用电热转换件将电能转换为热能,向固液相变材料提供热量,使得固液相变材料熔化,同时又通过通气道在容纳腔室内形成负压,避免液体滴落,从而实现了通过液体张力进行器件吸附的效果,摒弃了真空器件吸附方案,打破了真空管尺寸对被转移器件尺寸的限制,扩大了器件转移设备的应用场景。
另外,器件转移设备可以选择性地控制电热转换件工作,因此可以选择性地进行器件转移,提升了器件转移的灵活性,有利于满足各种器件转移需求。
本发明再一可选实施例:
为了使本领域技术人员对前述器件转移方法、器件转移设备及制备方法的优点与细节更清楚,本实施例将继续结合示例对前述方案做进一步阐述,首先请参见图12示出的一种器件转移设备的制备方法,以及图13示出的该器件转移设备的制程状态变化示意图:
S1202:自SOI基片的第一表面对吸嘴镂空区与间隔镂空区进行蚀刻至氧化硅层外露,形成多个独立的吸嘴。
首先,提供一SOI基片120,如图13(a)所示。
在本实施例中,可以通过光刻胶层在SOI基片120的第一表面上形成包括吸嘴镂空区与间隔镂空区的图案化掩膜版,然后再透过该图案化掩膜版对SOI基片120进行蚀刻。在本实施例中,因为采用了SOI基片120作为第一基片,因此,在蚀刻形成吸嘴时,可以一直蚀刻直至蚀刻区域(包括吸嘴镂空区与间隔镂空区)中的氧化硅层外露为止。
在本实施例的一些示例中,形成的吸嘴的内壁在沿着远离氧化硅层的方向逐渐靠拢,也即吸嘴内壁的纵剖面呈倒梯形。
可选地,在形成吸嘴121之后,由于各吸嘴121相互独立,不会共用侧壁,如图13(b),因此,可以在吸嘴121外壁设置保温层,降低甚至隔绝吸嘴向外部的热传导。保温层的材质包括但不限于以下几种中的任意一种:玻璃纤维、石棉、岩棉、硅酸盐、气凝胶毡等。
S1204:自SOI基片的第二表面对腔底镂空区进行蚀刻至氧化硅层外露,形成多个腔室下部。
和形成吸嘴的过程类似,在蚀刻形成腔室下部的过程中,可以在SOI基片120的第二表面上形成包括腔底镂空区的图案化掩膜版,然后再透过该图案化掩膜版对SOI基片120进行蚀刻,直至蚀刻区域中的氧化硅层外露为止,在蚀刻区域中的氧化硅层外露后,腔室下部122形成,如图13(c)。
值得注意的是,腔底镂空区与吸嘴镂空区应当一一对应,且位置也应当对应,例如,在一些示例中,腔底镂空区与吸嘴镂空区的中心位置的连线垂直于SOI基片120的第一表面。所以,吸嘴121与腔室下部122也是一一对应的,二者横截面的中心位置的连线垂直于SOI基片120的第一表面。
应当明白的是,S1204也可以先于S1202执行,即可以先形成腔室下部,然后再形成吸嘴。
S1206:将SOI基片置于BOE溶液中,至腔室下部与吸嘴连通。
随后,因为腔底镂空区与吸嘴镂空区位置对应,所以,通过将SOI基片120置于BOE溶液就可以使得氧化硅层被蚀刻掉,从而使得腔室下部122与吸嘴121连通,如图13(d),图13(d)示出的是自SOI基片第二表面上方俯视SOI基片的示意图。
S1208:在SOI基片的第二表面形成连通各腔室下部的通气道。
如图13(e),在SOI基片120的第二表面形成连通各腔室下部的通气道123时,实质就是在第二表面形成线形的凹槽,在SOI基片120与另一基片贴合后,凹槽就可以构成通气的微管道,即形成真正的通风道123。
S1210:自硅片的第一表面对腔室镂空区进行蚀刻形成多个腔室上部。
在本实施例中采用硅片130作为第二基片,如图13(f)所示。
请结合图13(g),可以理解的是,在硅片130上形成的腔室上部131实际上就是容纳腔室的上部分,因此在硅片130上形成的腔室上部131应该与SOI基片120上的腔室下部122一一对应,不仅要位置对应,而且横截面的形状、尺寸也应当相同。
S1212:采用离子掺杂技术在腔室上部形成离子掺杂区。
如图13(h),离子掺杂区132与腔室上部131一一对应,对应,在本实施例中,离子掺杂区位于腔室上部131中,但在本实施例的其他一些示例中,离子掺杂区132也可以位于腔室上部131的附近。因为离子掺杂技术所形成的离子掺杂区132并不会占用额外的空间,因此,即便将离子掺杂区132设置在腔室上部131以外,也不会影响吸嘴结构面与腔顶结构面之前贴合的严密性。
S1214:在硅片的第一表面形成控制电路,并将各离子掺杂区通过控制开关与控制电路中的供电电路连接。
请参见图13(i),形成的控制电路包括供电线路133,供电线路包括正极线路与负极线路。在本实施例的一些示例中,可以采用PVD(物理气相沉积)等工艺上制作金属的供电线路连接到离子掺杂区132两端。而且,正极线路和负极线路可以先后沉积,在沉积正极线路和负极线路中的一个以后,可以再沉积一层绝缘层,然后再在绝缘层上沉积另外一个。
在本实施例的一些示例中,控制电路可以为TFT电路,这样,控制电路中不仅包括供电线路,还包括控制开关,各离子掺杂区132可以通过控制开关连接到供电线路上。
S1216:在各腔室上部内设置固液相变材料。
可以理解的是本实施例中,固液相变材料134是先放置在腔室上部131中的,如图13(j),但在本实施例的其他一些示例中,也可以先将固液相变材料134放置在腔室下部中。
另外,需要说明的是,虽然图13中,是先对SOI基片进行处理,对SOI基片的处理完成后才对硅片进行处理,也即是先对第一基片进行处理,然后再对第二基片进行处理,但在本实施例的其他一些示例中,二者的处理时序可以颠倒,或者两个处理过程可以同时进行。
S1218:贴合SOI基片与硅片,制得器件转移设备。
由于固液相变材料134是先放置在腔室上部131中的为了防止贴合SOI基片与硅片时固液相变材料134从腔室上部131中脱落,所以,在结合SOI基片与硅片时,可以让硅片130中的腔室上部开口朝上,并将该硅片130平放于操作台上,利用SOI基片120接近硅片130,在SOI基片120中的腔室下部122与硅片130中的腔室上部131对位完成以后,贴合SOI基片120与硅片130,从而得到器件转移设备,如图13(k)所示。
下面结合图14示出的一种器件转移方法以及图15示出的器件转移方法中各流程的状态变化示意图:
S1402:提供一生长基板以及在该生长基板上生长出来的多颗LED芯片。
如图15(a),提供了带有LED芯片的COW(Chip On Wafer,晶元芯片)。
S1404:采用暂存基板设有粘附层的一面粘接LED芯片。
请参见图15(b),将带有LED芯片的COW与带有胶材(光解胶或者热解胶)的暂存基板进行对向贴合(Wafer Bonding,晶圆键合)。
S1406:激光剥离生长基板。
使用LLO(Laser Lift Off,激光剥离)技术将生长基板剥离,如图15(c),其原理为激光使生长基板与LED芯片间的氮化镓分解为金属镓和氮气。
S1408:根据芯片转移要求确定器件转移设备中的目标吸嘴,并控制目标吸嘴启动工作。
选择性对器件转移设备中的离子掺杂区进行通电,以便让离子掺杂区发热,产生的热量使对应容纳腔室中温度升高,进而使容纳腔室中的固液相变材料由固体变为液体。液体会在重力作用下向下流动在吸嘴结构附近聚集,此时可以开启气泵产生负压平衡液体的重力,使其不至于从吸嘴中流出,如图15(d)。当然,本领域技术人员可以理解的是,气泵可以在开启控制开关之前就已经启动工作,或者还有一些示例中,可以在启动控制开关的通知启动气泵,甚至还有一些示例中,可以在控制开关启动一段时间以后再启动气泵,只要保证气泵启动时固液相变材料尚未自吸嘴流出即可。
S1410:采用目标吸嘴吸附LED芯片。
在液体张力和负压的作用下,吸嘴可以将LED芯片吸住,请参见图15(e),该原理类似于使用沾水的筷子去粘取芝麻。
S1412:将吸附的LED芯片转移至目标区。
请结合图15(f),在本实施例的一些示例中,目标区可以是驱动基板,转移LED芯片是为了实现显示面板的制备。器件转移设备可以交替进行红绿蓝(RGB)LED芯片的转移,直至完成全彩化Micro LED显示面板的制备。
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)

1.一种器件转移设备,其特征在于,包括腔体层与吸附层,所述吸附层中包括多个吸嘴;所述腔体层中包括:
通气道;
控制电路;
多个容纳腔室;以及
分别设置在各所述容纳腔室内的固液相变材料,所述固液相变材料受热后将由固态变为液态;
分别与各所述容纳腔室对应,且彼此电性独立的电热转换件;
各所述容纳腔室分别与所述通气道连通;所述控制电路中包括供电线路,各所述电热转换件分别与所述供电线路连接;所述吸附层中的吸嘴与所述腔体层中的容纳腔室一一对应,且所述吸嘴的一端同对应的容纳腔室之间连通,所述吸嘴的另一端用于与外部环境连通。
2.如权利要求1所述的器件转移设备,其特征在于,所述器件转移设备还包括中间层,所述中间层位于所述腔体层与所述吸附层之间,用于连接所述腔体层与所述吸附层;所述中间层的材质为氧化硅,所述腔体层与所述吸附层的材质均为硅。
3.如权利要求1或2所述的器件转移设备,其特征在于,所述固液相变材料包括以下几种中的至少一种:结晶水和盐、镓、石蜡以及酸酯类材料。
4.如权利要求1或2所述的器件转移设备,其特征在于,所述吸嘴内壁的横截面面积在朝着容纳腔室的方向上逐渐增大。
5.一种器件转移设备的制备方法,其特征在于,包括:
制备吸嘴结构面与腔顶结构面,其中,制备所述吸嘴结构面的流程包括:自第一基片的第一表面对多个吸嘴镂空区进行蚀刻形成多个吸嘴,并连通所述吸嘴与所述第一基片的第二表面;制备所述腔顶结构面的流程包括:对第二基片的第一表面的多个腔室镂空区进行蚀刻形成多个腔室上部,所述腔室镂空区的面积大于所述吸嘴镂空区的面积,所述腔室上部与所述吸嘴一一对应,且位置匹配;分别为各所述腔室上部设置电热转换件,且各所述电热转换件彼此电性独立;形成控制电路,并将各所述电热转换件与所述控制电路的供电线路连接;
形成连接各所述腔室上部的通气道;
为各所述腔室上部设置对应的固液相变材料;
控制所述第一基片的第二表面朝向所述第二基片的第一表面,并对所述吸嘴与对应的腔室上部进行对位;
对位完成后,贴合所述第一基片与所述第二基片,制得器件转移设备。
6.如权利要求5所述的器件转移设备的制备方法,其特征在于,所述连通所述吸嘴与所述第一基片的第二表面包括:
自所述第一基片的第二表面对多个腔底镂空区进行蚀刻形成多个腔室下部,所述腔底镂空区在所述第一基片上的排布与所述腔室镂空区在所述第二基片上的排布相同;
连通所述吸嘴与所述腔室下部。
7.如权利要求6所述的器件转移设备的制备方法,其特征在于,所述形成连接各所述腔室上部的通气道的方式包括以下至少一种:
在所述第一基片的第二表面形成分别连通各所述腔室下部的通气道;
在所述第二基片的第一表面形成分别连通各所述腔室上部的通气道。
8.如权利要求6或7所述的器件转移设备的制备方法,其特征在于,所述第一基片包括下部分层、中间层与上部分层,所述中间层的材质与所述下部分层与上部分层的材质均不同;
所述自第一基片的第一表面对多个吸嘴镂空区进行蚀刻形成多个吸嘴包括:自第一基片的第一表面对多个吸嘴镂空区进行蚀刻至所述中间层外露,形成多个吸嘴;
所述连通所述吸嘴与所述第一基片的第二表面之前,还包括:
自所述第一基片的第二表面对多个腔底镂空区进行蚀刻至所述中间层外露,形成多个腔室下部;
所述连通所述吸嘴与所述第一基片的第二表面包括:
将所述第一基片置于目标溶液中,所述目标溶液对所述下部分层与所述上部分层无影响,或所述目标溶液对所述下部分层及所述上部分层的腐蚀速度小于所述目标溶液对所述中间层的腐蚀速度。
9.一种器件转移方法,其特征在于,包括:
提供如权利要求1-4任一项所述的器件转移设备;
通过控制电路控制所述电热转换件对所述容纳腔室进行加热,至所述容纳腔室中的固液相变材料熔化,并利用气泵通过所述通气道在所述容纳腔室中形成负压;
采用熔化后流至所述吸嘴的固液相变材料粘附待转移的目标器件,将所述目标器件转移至目标区。
10.如权利要求9所述的器件转移方法,其特征在于,若所述控制电路还包括控制器以及分别与各所述电热转换件一一对应的控制开关,且所述电热转换件通过对应的控制开关与所述供电线路连接,所述控制开关的开启与关闭受所述控制器的控制;则所述通过控制电路控制所述电热转换件对所述容纳腔室进行加热包括:
根据器件转移要求从所述器件转移设备的各吸嘴中确定此次参与器件转移的目标吸嘴;
通过控制器控制打开目标吸嘴对应的控制开关,让对应的电热转换件对所述目标吸嘴对应的容纳腔室进行加热。
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