CN113764548A - 微型器件的转移方法 - Google Patents
微型器件的转移方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113764548A CN113764548A CN202111028326.1A CN202111028326A CN113764548A CN 113764548 A CN113764548 A CN 113764548A CN 202111028326 A CN202111028326 A CN 202111028326A CN 113764548 A CN113764548 A CN 113764548A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- adhesive layer
- micro device
- target
- laser
- transparent substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000012546 transfer Methods 0.000 title claims abstract description 68
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 65
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 268
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 claims abstract description 173
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims abstract description 14
- 238000012549 training Methods 0.000 claims description 13
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 claims description 7
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 claims description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 11
- 238000012706 support-vector machine Methods 0.000 description 18
- 239000000463 material Substances 0.000 description 13
- 230000006870 function Effects 0.000 description 8
- 239000003505 polymerization initiator Substances 0.000 description 8
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 4
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 3
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 3
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N alpha-methacrylic acid Natural products CC(=C)C(O)=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- -1 (methyl) acrylic acid hydroxyalkyl ester Chemical class 0.000 description 1
- 239000012986 chain transfer agent Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 1
- 238000010041 electrostatic spinning Methods 0.000 description 1
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 238000010023 transfer printing Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/005—Processes
- H01L33/0093—Wafer bonding; Removal of the growth substrate
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
Abstract
本申请涉及一种微型器件的转移方法，包括以下步骤：透明基板的一侧具有第一粘胶层，多个微型器件通过第一粘胶层粘附于透明基板；将透明基板的粘附有微型器件的一侧与一载体基板的具有第二粘胶层的一侧贴靠；确定使用的激光能量，对目标微型器件所在目标区域的第一粘胶层进行照射固化以降低粘度，使目标微型器件转移至载体基板上；将载体基板的粘附有目标微型器件的一侧与接收基板的接收侧对位贴靠，并降低第二粘胶层的粘度，使目标微型器件转移至接收基板上。通过选择激光能量对目标区域的第一粘胶层进行精准、快速的局部固化，并利用具有第二粘胶层的载体基板准确对位转移目标微型器件，提高了转移速度和转移精度，且转移过程高效易操作。
Description
技术领域
本申请涉及微型器件技术领域，具体涉及一种微型器件的转移方法。
背景技术
LED是一种能发光的半导体电子元件，具有能量转换效率高、反应时间短、使用寿命长等优点，微型LED(Micro-LED)是通过将传统的LED结构进行薄膜化、微小化、阵列化所得到的微型器件，由于LED显示技术的优点，Micro-LED越来越多地被用到显示的场合。制成一块大尺寸、高分辨率的Micro-LED显示屏需要对百万或千万片微米级尺寸的Micro-LED晶片进行转移组装，巨量转移(Mass Transfer Printing，MTP)要求把微米级大小的Micro-LED晶片从施主晶圆上精准转移固定到目标基板上，以现有的主流LED固晶速度，需要花费数十天时间对一块使用Micro-LED的手机屏幕进行贴装，与OLED可以采用印刷等廉价的生产方法轻易制造出大面积的发光面相比，带来了巨大的制造成本消耗，不能满足产业化的要求。因此，需要提出一种新的方法来提高转移速度和转移精度，以加快Micro-LED显示技术的产业化。
发明内容
针对上述技术问题，本申请提供一种微型器件的转移方法，可以提高转移速度和转移精度，且转移过程高效易操作。
为解决上述技术问题，本申请提供一种微型器件的转移方法，包括以下步骤：
S1:提供一透明基板，所述透明基板的一侧具有第一粘胶层，多个微型器件通过所述第一粘胶层粘附于所述透明基板；
S2:将所述透明基板的粘附有所述微型器件的一侧与一载体基板的具有第二粘胶层的一侧贴靠；
S3:确定使用的激光能量，并使激光从所述透明基板的未粘附所述微型器件的一侧进行照射，对目标微型器件所在目标区域的第一粘胶层进行固化以降低位于所述目标区域的第一粘胶层的粘度，使所述目标微型器件转移至所述载体基板上；
S4:将所述载体基板的粘附有所述目标微型器件的一侧与接收基板的接收侧对位贴靠，并降低所述第二粘胶层的粘度，使所述目标微型器件转移至所述接收基板上。
可选地，所述S3步骤中，所述激光能量用于确定激光的聚焦斑点与所述透明基板之间的距离、激光频率、激光功率中的至少一项。
可选地，所述S3步骤，包括：
S31：基于预设模型，确定与位于所述目标区域的第一粘胶层在吸收激光能量前后的目标粘度差对应的目标激光能量；
S32：根据所述目标激光能量确定激光的聚焦斑点与所述透明基板之间的距离、激光频率、激光功率中的至少一种；
S33：使用激光从所述透明基板的未粘附所述微型器件的一侧进行照射，对目标微型器件所在目标区域的第一粘胶层进行固化以降低位于所述目标区域的第一粘胶层的粘度，使所述目标微型器件转移至所述载体基板上。
可选地，所述S32步骤，包括：
根据所述微型器件之间的间距确定激光的聚焦斑点与所述透明基板之间的距离；
根据所述目标激光能量及激光的聚焦斑点与所述透明基板之间的距离确定激光频率与激光功率。
可选地，位于所述目标区域的第一粘胶层在吸收激光能量后的粘度为初始粘度的1/10-1/1000。
可选地，所述第二粘胶层为弹性材料，所述第二粘胶层的粘度小于所述第一粘胶层吸收激光能量前的粘度且大于所述第一粘胶层吸收激光能量后的粘度。
可选地，所述方法，还包括：
进行多组实验；
采集多组实验数据，所述实验数据包括激光能量、所述第一粘胶层的粘度差和所述微型器件从所述透明基板到所述载体基板的转移结果；
将多组实验数据作为训练数据训练SVM模型，并采用PSO算法优化所述SVM模型的参数，得到所述预设模型。
可选地，所述S4步骤，包括以下步骤：
S41：将所述载体基板的粘附有所述目标微型器件的一侧与接收基板的接收侧对位贴靠；
S42：对所述载体基板进行升温和/或光辐射处理，降低所述第二粘胶层的粘度，使所述目标微型器件转移至所述接收基板上。
可选地，所述微型器件为Micro-LED，所述S41步骤之后，还包括：
在转移前对所述接收基板进行升温，使所述目标微型器件与所述接收基板的接收侧上的焊点键合。
可选地，所述透明基板、所述载体基板与所述接收基板上分别设有对位标记。
本申请还提供第二种微型器件的转移方法，包括以下步骤：
S10:提供一透明基板，所述透明基板的一侧具有第一粘胶层，多个微型器件通过所述第一粘胶层粘附于所述透明基板；
S20:将所述透明基板的粘附有所述微型器件的一侧与一载体基板进行对位；
S30:基于预设模型，确定与位于所述透明基板的目标区域的第一粘胶层在吸收激光能量前后的目标粘度差对应的目标激光能量；
S40:根据所述目标激光能量确定激光的聚焦斑点与所述透明基板之间的距离、激光频率、激光功率中的至少一种；
S50:使用激光从所述透明基板的未粘附所述微型器件的一侧进行照射，对位于所述目标区域的第一粘胶层进行固化以降低位于所述目标区域的第一粘胶层的粘度，使所述目标区域中的目标微型器件转移至所述载体基板上。
可选地，所述S40步骤，包括：
根据所述微型器件之间的间距确定激光的聚焦斑点与所述透明基板之间的距离；
根据所述目标激光能量及激光的聚焦斑点与所述透明基板之间的距离确定激光频率与激光功率。
可选地，第二种方法中，位于所述目标区域的第一粘胶层在吸收激光能量后的粘度为初始粘度的1/10-1/1000。
可选地，第二种方法，还包括：
进行多组实验；
采集多组实验数据，所述实验数据包括激光能量、所述第一粘胶层的粘度差和所述微型器件从所述透明基板到所述载体基板的转移结果；
将多组实验数据作为训练数据训练SVM模型，并采用PSO算法优化所述SVM模型的参数，得到所述预设模型。
可选地，所述S20步骤，包括：
提供所述载体基板，所述载体基板的一侧具有第二粘胶层；
将所述透明基板的粘附有所述微型器件的一侧与所述载体基板的具有所述第二粘胶层的一侧对位贴靠。
可选地，第二种方法中，所述第二粘胶层为弹性材料，所述第二粘胶层的粘度小于所述第一粘胶层吸收激光能量前的粘度且大于所述第一粘胶层吸收激光能量后的粘度。
可选地，所述S50步骤之后，还包括以下步骤：
S60:将所述载体基板的粘附有所述目标微型器件的一侧与接收基板的接收侧对位贴靠，并降低所述第二粘胶层的粘度，使所述目标微型器件转移至所述接收基板上。
可选地，所述S60步骤，包括以下步骤：
S61：将所述载体基板的粘附有所述目标微型器件的一侧与接收基板的接收侧对位贴靠；
S62：对所述载体基板进行升温和/或光辐射处理，降低所述第二粘胶层的粘度，使所述目标微型器件转移至所述接收基板上。
可选地，所述微型器件为Micro-LED，所述S61步骤之后，还包括：
在转移前对所述接收基板进行升温，使所述目标微型器件与所述接收基板的接收侧上的焊点键合。
可选地，第二种方法中，所述透明基板、所述载体基板与所述接收基板上分别设有对位标记。
本申请的微型器件的转移方法，包括以下步骤：透明基板的一侧具有第一粘胶层，多个微型器件通过第一粘胶层粘附于透明基板；将透明基板的粘附有微型器件的一侧与一载体基板的具有第二粘胶层的一侧贴靠；确定使用的激光能量，对目标微型器件所在目标区域的第一粘胶层进行照射固化以降低粘度，使目标微型器件转移至载体基板上；将载体基板的粘附有目标微型器件的一侧与接收基板的接收侧对位贴靠，并降低第二粘胶层的粘度，使目标微型器件转移至接收基板上。通过选择激光能量对目标区域的第一粘胶层进行精准、快速的局部固化，并利用具有第二粘胶层的载体基板准确对位转移目标微型器件，提高了转移速度和转移精度，且转移过程高效易操作。
本申请的微型器件的转移方法，包括以下步骤：提供一透明基板，透明基板的一侧具有第一粘胶层，多个微型器件通过第一粘胶层粘附于透明基板；将透明基板的粘附有微型器件的一侧与一载体基板进行对位；基于预设模型，确定与位于透明基板的目标区域的第一粘胶层在吸收激光能量前后的目标粘度差对应的目标激光能量；根据目标激光能量确定激光的聚焦斑点与透明基板之间的距离、激光频率、激光功率中的至少一种；使用激光从透明基板的未粘附微型器件的一侧进行照射，对位于目标区域的第一粘胶层进行固化以降低位于目标区域的第一粘胶层的粘度，使目标区域中的目标微型器件转移至载体基板上。通过选择激光能量，可以使激光的聚焦斑点与透明基板之间的最佳距离所对应的聚合起始剂波动范围应不会影响到邻近的微型器件，尤其不会影响到不需要转移的微型器件，通过调控最佳距离、确定相应的激光频率与激光功率，可以对目标区域的第一粘胶层进行精准、快速的局部固化，可以保证目标微型器件转移而邻近微型器件不发生转移，提高转移精度。
附图说明
图1是根据第一实施例示出的微型器件的转移方法的流程示意图；
图2是根据第一实施例示出的微型器件的转移方法中S1步骤的示意图；
图3是根据第一实施例示出的微型器件的转移方法中S2步骤的示意图；
图4是根据第一实施例示出的微型器件的转移方法中S3步骤的示意图之一；
图5是根据第一实施例示出的微型器件的转移方法中S3步骤的示意图之二；
图6是根据第一实施例示出的微型器件的转移方法中S4步骤的示意图之一；
图7是根据第一实施例示出的微型器件的转移方法中S4步骤的示意图之二；
图8是根据第二实施例示出的微型器件的转移方法的流程示意图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本申请的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点及功效。
在下述描述中，参考附图，附图描述了本申请的若干实施例。应当理解，还可使用其他实施例，并且可以在不背离本申请的精神和范围的情况下进行机械组成、结构、电气以及操作上的改变。下面的详细描述不应该被认为是限制性的，这里使用的术语仅是为了描述特定实施例，而并非旨在限制本申请。
虽然在一些实例中术语第一、第二等在本文中用来描述各种元件，但是这些元件不应当被这些术语限制。这些术语仅用来将一个元件与另一个元件进行区分。
再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。因此，“A、B或C”或者“A、B和/或C”意味着“以下任一个：A；B；C；A和B；A和C；B和C；A、B和C”。仅当元件、功能、步骤或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。
第一实施例
图1是根据第一实施例示出的微型器件的转移方法的流程示意图。如图1所示，本申请的微型器件的转移方法，包括以下步骤：
S1:提供一透明基板，透明基板的一侧具有第一粘胶层，多个微型器件通过第一粘胶层粘附于透明基板；
S2:将透明基板的粘附有微型器件的一侧与一载体基板的具有第二粘胶层的一侧贴靠；
S3:确定使用的激光能量，并使激光从透明基板的未粘附微型器件的一侧进行照射，对目标微型器件所在目标区域的第一粘胶层进行固化以降低位于目标区域的第一粘胶层的粘度，使目标微型器件转移至载体基板上；
S4:将载体基板的粘附有目标微型器件的一侧与接收基板的接收侧对位贴靠，并降低第二粘胶层的粘度，使目标微型器件转移至接收基板上。
请参考图2，S1步骤中，在透明基板100的第一面涂覆粘度可变的光感应材料，形成第一粘胶层101，可利用诸如旋涂或静电纺丝等涂覆方式来形成第一粘胶层101。第一粘胶层101可为对紫外、红外等光敏胶材，本实施例采用的第一粘胶层101为紫外敏感胶材，可选地，紫外敏感胶材包含以下重量百分比组成：20-50％(甲基)丙烯酸烷基酯、15-40％(甲基)丙烯酸羟烷基酯、10-15％N原子极性单体、10-20％活性稀释剂、0.1-2％链转移剂、0.5-1％热引发剂、0.5-1％光引发剂。可选地，透明基板100可为蓝宝石衬底或其它透明材料，多个微型器件102通过转印的方式从蓝宝石衬底上剥离并转移至透明基板100的第一粘胶层101上，从而通过第一粘胶层101粘附于透明基板100的第一面。可选地，微型器件102包括Micro-LED。
请参考图3，S2步骤中，将透明基板100的粘附有微型器件102的一侧与载体基板105的具有第二粘胶层104的一侧贴靠，使微型器件102与第二粘胶层104接触，第二粘胶层104的粘度小于第一粘胶层101吸收激光能量前的粘度且大于第一粘胶层101吸收激光能量后的粘度，从而在第一粘胶层101被激光照射而粘度降低后，被激光照射位置的第一粘胶层101上的微型器件102与第一粘胶层101的粘合力小于与第二粘胶层104的粘合力，实现微型器件102从透明基板100到载体基板105的转移。
可选地，第二粘胶层104为弹性材料，一方面可固定微型器件102，另一方面还可作为缓冲层，在透明基板100与载体基板105贴合时吸收部分应力减少微型器件102破碎。可选地，第二粘胶层104为粘度可变材料，包括但不限于热敏材料、光敏材料，可为单组分聚合物，也可为多组分聚合物。
请参考图4与图5，透明基板100与载体基板105设有对位标记进行对位，S3步骤中，使激光103从透明基板100的未粘附微型器件102的一侧进行照射，对目标微型器件102所在目标区域的第一粘胶层101进行固化以降低位于目标区域的第一粘胶层101的粘度，使目标微型器件102转移至载体基板105上。通过设置第二粘胶层104的载体基板105从透明基板100上以接触的方式拾取目标微型器件102，可以避免目标微型器件102在转移过程中移位，定位精度更高。
可选地，通过平衡衍射和光斑效应得到激光103在特定透镜的最小光斑尺寸的聚焦斑点，将贴靠后的透明基板100和载体基板105调整至适当的位置并使激光103从透明基板100的第二面进行照射，使激光103作为第一粘胶层101的光感应材料的聚合起始剂，局部固化特定间距的目标微型器件102所在目标区域的第一粘胶层101，使位于目标区域的第一粘胶层101的粘度降低。目标微型器件102也即待转移的微型器件102，可选地，激光103可为紫外、红外等有源激光，位于目标区域的第一粘胶层101在吸收激光能量后的粘度优选为初始粘度的1/10-1/1000。
可选地，S3步骤中，激光能量用于确定激光103的聚焦斑点与透明基板100之间的距离、激光频率、激光功率中的至少一项。可选地，S3步骤，包括：
S31：基于预设模型，确定与位于目标区域的第一粘胶层在吸收激光能量前后的目标粘度差对应的目标激光能量；
S32：根据目标激光能量确定激光的聚焦斑点与透明基板之间的距离、激光频率、激光功率中的至少一种；
S33：使用激光从透明基板的未粘附微型器件的一侧进行照射，对目标微型器件所在目标区域的第一粘胶层进行固化以降低位于目标区域的第一粘胶层的粘度，使目标微型器件转移至载体基板上。
可选地，预设模型为基于实验数据优化得到的模型，用于表征激光103的激光能量、第一粘胶层101在吸收激光能量前后的粘度差、微型器件102从透明基板100到载体基板105的转移结果之间的关系。在S31步骤之前，可根据第一粘胶层101的材料类型、第一粘胶层101的厚度、目标微型器件的尺寸等参考因素确定第一粘胶层101在吸收激光能量前后的目标粘度差，进而，将目标粘度差输入预设模型中，基于预设模型输出的激光能量和转移结果，确定转移结果为成功时可以选择的激光能量，即为目标激光能量。
可选地，为得到所述预设模型，本申请的方法，还包括：
进行多组实验；
采集多组实验数据，实验数据包括激光能量、第一粘胶层的粘度差和微型器件从透明基板到载体基板的转移结果；
将多组实验数据作为训练数据训练SVM模型，并采用PSO算法优化SVM模型的参数，得到预设模型。
可选地，微型器件102的转移系统由XY平台、Z平台、定向平台和光学相机组成，XY平台的定位分辨率在0.5μm，透明基板100沿Z平台上下移动，以与载体基板105接触或分离。微型器件102从透明基板100到载体基板105的转移结果主要受两个因素影响，即第一粘胶层101在吸收激光能量前后的粘度差及激光能量，在实验中，使用软件来控制转移系统的运动控制器，具体来说，调控激光能量(调整激光频率、功率以及聚焦斑点与透明基板100之间的距离)，然后将透明基板100沿Z轴向下移动，直至透明基板100上的微型器件102和载体基板105上的第二粘胶层104接触。激光103作为第一粘胶层101的光感应材料的聚合起始剂，以改变待转移的微型器件102所在位置的第一粘胶层101的粘度。
可选地，为了区分微型器件102从透明基板100到载体基板105的转移结果是否成功，需要一个基于SVM(Support Vector Machine，支持向量机)的分类器模型。本实施例引入高斯核函数作为基于SVM的分类器模型的核函数来识别特征信号，微型器件102从透明基板100到载体基板105的转移实验重复执行数百次，从实验数据中提取激光能量、第一粘胶层101在吸收激光能量前后的粘度差作为特征信号，训练数据包括大量的激光能量、第一粘胶层101的粘度差、微型器件102从透明基板100到载体基板105的转移结果。
当SVM用于处理非线性不可分样本时，可以先将原始维空间数据映射到更高维空间。给定一个训练集T：
T＝{(X1,Y1),(X1,Y1),…,(XN,YN)}其中，Xi∈Rn,Yi∈{+1,-1},i＝1,2,...N；
其中，xi和yj分别是输入向量和输出向量，输入向量即以激光能量、第一粘胶层101在吸收激光能量前后的粘度差作为特征信号，输出向量为微型器件102从透明基板100到载体基板105的转移结果，转移结果可以用1表示成功，用-1表示失败。本实施例中，选择最优成本参数C＞0，选择高斯核函数作为核函数K(x,y)：
具有高斯核函数的SVM模型的训练参数为最优成本参数(C)，用于控制模型的过拟合。SVM模型的分类性能取决于C，为了改进分类，采用PSO(Particle Swarm Optimization，粒子群优化算法)算法优化SVM模型的参数。PSO算法通过迭代搜索最优解，利用局部最优值可以实现全局最优。
通常，每个激光功率(p)和粘力差(a)可以表示为，
pid(f+1)＝w×pid(f)+c1×rabd1×(pbestd(f)-aid(f))+c2×rand2×(gbestd(f)-aid(f))
aid(f+1)＝aid(f)+pid(f+1)
其中，pid(f+1)表示粒子i在第d次迭代时的能量；aid(f+1)表示粒子i在第d次迭代时的位置；w是控制上一步激光能量影响的惯性权重；t是迭代次数；f为激光频率；c1和c2是非负学习因子；rand1和rand2是[0,1]范围内的随机数作为记忆能力；pbestd和gbestd分别表示第d次迭代后粒子i的局部最优解和全局最优解的位置。
最后，基于SVM模型可以达到分类精度，通过调整模型的传递参数来优化传递过程。基于SVM模型的预测结果能够优化微型器件的转移过程，并有益于微型器件102的自动大规模转移。
实际实现时，上述获取预设模型的步骤可以在S31步骤之前进行，还可以将S4步骤的基于预设模型的转移结果作为实验数据，对预设模型进行再次训练和优化。
可选地，S32步骤，包括：
根据微型器件之间的间距确定激光的聚焦斑点与透明基板之间的距离；
根据目标激光能量及激光的聚焦斑点与透明基板之间的距离确定激光频率与激光功率。
可选地，本实施例使用的激光器为固体激光器，由激光工作物质、抽运源、聚光腔和光学谐振腔组成，工作物质是作为基质材料的晶体或玻璃种均匀掺入少量激活离子。本实施例中所选用的为可调谐Ce3+激光器，通过反射镜来完成聚焦激光束，将大光束聚焦到单个精确点，且该点的热密度极高，通过调整透明基板100的位置可以获得最佳的聚合起始剂。
调整聚合起始剂的过程是通过调整激光103的聚焦斑点与透明基板100(或与第一粘胶层101)的距离来实现的，聚焦斑点与透明基板100的距离直接影响到聚合起始剂所达到的目标微型器件102所对应目标区域的第一粘胶层101的聚合程度及波动范围，聚焦斑点与透明基板100之间的最佳距离所对应的聚合起始剂波动范围应不能影响到邻近的微型器件102，尤其不能影响到不需要转移的微型器件102，因而在确定所需要的激光能量后，通过调控最佳距离，进而确定相应的激光频率与激光功率，可以保证目标微型器件102转移而邻近微型器件102不发生转移，提高转移精度。可选地，激光调焦的装置可为一个或者多个。
可选地，S4步骤，包括以下步骤：
S41：将载体基板的粘附有目标微型器件的一侧与接收基板的接收侧对位贴靠；
S42：对载体基板进行升温和/或光辐射处理，降低第二粘胶层的粘度，使目标微型器件转移至接收基板上。
可选地，参考图6和图7，载体基板105与接收基板106上分别设有对位标记(图6和图7未示出)，载体基板105与接收基板106之间通过对位标记进行对位。可选地，第二粘胶层104为弹性材料，一方面可固定微型器件102，另一方面还可作为缓冲层，在载体基板105与接收基板106贴合时吸收部分应力减少微型器件102破碎。可选地，第二粘胶层104为粘度可变材料，包括但不限于热敏材料、光敏材料，可为单组分聚合物，也可为多组分聚合物，从而通过对载体基板105进行升温和/或光辐射处理可以降低第二粘胶层104的粘度，目标微型器件102与接收基板106之间的连接力大于与载体基板105之间的粘力时，即可将目标微型器件102转移至接收基板106上。
可选地，微型器件102为Micro-LED，S41步骤之后，还包括：
在转移前对接收基板进行升温，使目标微型器件与接收基板的接收侧上的焊点键合。
当目标微型器件102与接收基板106的接收侧上的焊点键合后，目标微型器件102与接收基板106之间的连接力将大于与载体基板105之间的粘力，通过将载体基板105与接收基板106进行分离，即可将目标微型器件102转移至接收基板106上。
通过上述方式，本申请改善了激光剥离技术中微型器件转移存在的对位难题，并利用粘胶层承载局部固化的目标微型器件，可提高对位效果且容易剥离，降低了微型器件的不良率。并且，采用激光局部固化，无需制备掩膜图形，工艺简单易操作，降低成本，是微型器件高效选择性批量转移的有效方法。
本申请的微型器件的转移方法，包括以下步骤：透明基板的一侧具有第一粘胶层，多个微型器件通过第一粘胶层粘附于透明基板；将透明基板的粘附有微型器件的一侧与一载体基板的具有第二粘胶层的一侧贴靠；确定使用的激光能量，对目标微型器件所在目标区域的第一粘胶层进行照射固化以降低粘度，使目标微型器件转移至载体基板上；将载体基板的粘附有目标微型器件的一侧与接收基板的接收侧对位贴靠，并降低第二粘胶层的粘度，使目标微型器件转移至接收基板上。通过选择激光能量对目标区域的第一粘胶层进行精准、快速的局部固化，并利用具有第二粘胶层的载体基板准确对位转移目标微型器件，提高了转移速度和转移精度，且转移过程高效易操作。
第二实施例
图8是根据第二实施例示出的微型器件的转移方法的流程示意图。如图8所示，本申请的微型器件的转移方法，包括以下步骤：
S10:提供一透明基板，透明基板的一侧具有第一粘胶层，多个微型器件通过第一粘胶层粘附于透明基板；
S20:将透明基板的粘附有微型器件的一侧与一载体基板进行对位；
S30:基于预设模型，确定与位于透明基板的目标区域的第一粘胶层在吸收激光能量前后的目标粘度差对应的目标激光能量；
S40:根据目标激光能量确定激光的聚焦斑点与透明基板之间的距离、激光频率、激光功率中的至少一种；
S50:使用激光从透明基板的未粘附微型器件的一侧进行照射，对位于目标区域的第一粘胶层进行固化以降低位于目标区域的第一粘胶层的粘度，使目标区域中的目标微型器件转移至载体基板上。
可选地，S40步骤，包括：
根据微型器件之间的间距确定激光的聚焦斑点与透明基板之间的距离；
根据目标激光能量及激光的聚焦斑点与透明基板之间的距离确定激光频率与激光功率。
可选地，位于目标区域的第一粘胶层在吸收激光能量后的粘度为初始粘度的1/10-1/1000。
可选地，所述方法，还包括：
进行多组实验；
采集多组实验数据，实验数据包括激光能量、第一粘胶层的粘度差和微型器件从透明基板到载体基板的转移结果；
将多组实验数据作为训练数据训练SVM模型，并采用PSO算法优化SVM模型的参数，得到预设模型。
可选地，S20步骤，包括：
提供载体基板，载体基板的一侧具有第二粘胶层；
将透明基板的粘附有微型器件的一侧与载体基板的具有第二粘胶层的一侧对位贴靠。
可选地，第二种方法中，第二粘胶层为弹性材料，第二粘胶层的粘度小于第一粘胶层吸收激光能量前的粘度且大于第一粘胶层吸收激光能量后的粘度。
可选地，S50步骤之后，还包括以下步骤：
S60:将载体基板的粘附有目标微型器件的一侧与接收基板的接收侧对位贴靠，并降低第二粘胶层的粘度，使目标微型器件转移至接收基板上。
可选地，S60步骤，包括以下步骤：
S61：将载体基板的粘附有目标微型器件的一侧与接收基板的接收侧对位贴靠；
S62：对载体基板进行升温和/或光辐射处理，降低第二粘胶层的粘度，使目标微型器件转移至接收基板上。
可选地，微型器件为Micro-LED，S61步骤之后，还包括：
在转移前对接收基板进行升温，使目标微型器件与接收基板的接收侧上的焊点键合。
可选地，透明基板、载体基板与接收基板上分别设有对位标记。
以上步骤的一种实现方式可以与第一实施例所述的内容相同，在此不再赘述。
在另一种可实现的方式中，步骤S50中，可以使用激光从透明基板的未粘附微型器件的一侧进行照射，对位于目标区域的第一粘胶层进行固化以降低位于目标区域的第一粘胶层的粘度，使目标区域中的目标微型器件从透明基板上掉落，从而转移至一载体基板上，该实现方式中，载体基板只需放置在透明基板下方的指定距离进行对位即可。此外，该实现方式中，载体基板用于接收微型器件的一侧也可设有第二粘胶层，从而在目标微型器件从透明基板上掉落后，可以对目标微型器件起到缓冲和定位的作用，提高转移精度。该实现方式中，目标微型器件转移至一载体基板上之后，可以结束转移，或者仍然可以继续进行步骤S60，目标微型器件从载体基板转移到接收基板的过程与第一实施相同，在此不再赘述。
本申请的微型器件的转移方法，包括以下步骤：提供一透明基板，透明基板的一侧具有第一粘胶层，多个微型器件通过第一粘胶层粘附于透明基板；将透明基板的粘附有微型器件的一侧与一载体基板进行对位；基于预设模型，确定与位于透明基板的目标区域的第一粘胶层在吸收激光能量前后的目标粘度差对应的目标激光能量；根据目标激光能量确定激光的聚焦斑点与透明基板之间的距离、激光频率、激光功率中的至少一种；使用激光从透明基板的未粘附微型器件的一侧进行照射，对位于目标区域的第一粘胶层进行固化以降低位于目标区域的第一粘胶层的粘度，使目标区域中的目标微型器件转移至载体基板上。通过选择激光能量，可以使激光的聚焦斑点与透明基板之间的最佳距离所对应的聚合起始剂波动范围应不会影响到邻近的微型器件，尤其不会影响到不需要转移的微型器件，通过调控最佳距离、确定相应的激光频率与激光功率，可以对目标区域的第一粘胶层进行精准、快速的局部固化，可以保证目标微型器件转移而邻近微型器件不发生转移，提高转移精度。
上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效，而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本申请的权利要求所涵盖。
Claims (13)
1.一种微型器件的转移方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1:提供一透明基板，所述透明基板的一侧具有第一粘胶层，多个微型器件通过所述第一粘胶层粘附于所述透明基板；
S2:将所述透明基板的粘附有所述微型器件的一侧与一载体基板的具有第二粘胶层的一侧贴靠；
S3:确定使用的激光能量，并使激光从所述透明基板的未粘附所述微型器件的一侧进行照射，对目标微型器件所在目标区域的第一粘胶层进行固化以降低位于所述目标区域的第一粘胶层的粘度，使所述目标微型器件转移至所述载体基板上；
S4:将所述载体基板的粘附有所述目标微型器件的一侧与接收基板的接收侧对位贴靠，并降低所述第二粘胶层的粘度，使所述目标微型器件转移至所述接收基板上。
2.根据权利要求1所述的微型器件的转移方法，其特征在于，所述S3步骤中，所述激光能量用于确定激光的聚焦斑点与所述透明基板之间的距离、激光频率、激光功率中的至少一项。
3.根据权利要求2所述的微型器件的转移方法，其特征在于，所述S3步骤，包括：
S31：基于预设模型，确定与位于所述目标区域的第一粘胶层在吸收激光能量前后的目标粘度差对应的目标激光能量；
S32：根据所述目标激光能量确定激光的聚焦斑点与所述透明基板之间的距离、激光频率、激光功率中的至少一种；
S33：使用激光从所述透明基板的未粘附所述微型器件的一侧进行照射，对目标微型器件所在目标区域的第一粘胶层进行固化以降低位于所述目标区域的第一粘胶层的粘度，使所述目标微型器件转移至所述载体基板上。
4.根据权利要求3所述的微型器件的转移方法，其特征在于，所述S32步骤，包括：
根据所述微型器件之间的间距确定激光的聚焦斑点与所述透明基板之间的距离；
根据所述目标激光能量及激光的聚焦斑点与所述透明基板之间的距离确定激光频率与激光功率。
5.根据权利要求1所述的微型器件的转移方法，其特征在于，所述S4步骤，包括以下步骤：
S41：将所述载体基板的粘附有所述目标微型器件的一侧与接收基板的接收侧对位贴靠；
S42：对所述载体基板进行升温和/或光辐射处理，降低所述第二粘胶层的粘度，使所述目标微型器件转移至所述接收基板上。
6.根据权利要求5所述的微型器件的转移方法，其特征在于，所述微型器件为Micro-LED，所述S41步骤之后，还包括：
在转移前对所述接收基板进行升温，使所述目标微型器件与所述接收基板的接收侧上的焊点键合。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的微型器件的转移方法，其特征在于，所述透明基板、所述载体基板与所述接收基板上分别设有对位标记。
8.一种微型器件的转移方法，其特征在于，包括以下步骤：
S10:提供一透明基板，所述透明基板的一侧具有第一粘胶层，多个微型器件通过所述第一粘胶层粘附于所述透明基板；
S20:将所述透明基板的粘附有所述微型器件的一侧与一载体基板进行对位；
S30:基于预设模型，确定与位于所述透明基板的目标区域的第一粘胶层在吸收激光能量前后的目标粘度差对应的目标激光能量；
S40:根据所述目标激光能量确定激光的聚焦斑点与所述透明基板之间的距离、激光频率、激光功率中的至少一种；
S50:使用激光从所述透明基板的未粘附所述微型器件的一侧进行照射，对位于所述目标区域的第一粘胶层进行固化以降低位于所述目标区域的第一粘胶层的粘度，使所述目标区域中的目标微型器件转移至所述载体基板上。
9.根据权利要求8所述的微型器件的转移方法，其特征在于，所述S40步骤，包括：
根据所述微型器件之间的间距确定激光的聚焦斑点与所述透明基板之间的距离；
根据所述目标激光能量及激光的聚焦斑点与所述透明基板之间的距离确定激光频率与激光功率。
10.根据权利要求8所述的微型器件的转移方法，其特征在于，位于所述目标区域的第一粘胶层在吸收激光能量后的粘度为初始粘度的1/10-1/1000。
11.根据权利要求8所述的微型器件的转移方法，其特征在于，所述方法，还包括：
进行多组实验；
采集多组实验数据，所述实验数据包括激光能量、所述第一粘胶层的粘度差和所述微型器件从所述透明基板到所述载体基板的转移结果；
将多组实验数据作为训练数据训练SVM模型，并采用PSO算法优化所述SVM模型的参数，得到所述预设模型。
12.根据权利要求8所述的微型器件的转移方法，其特征在于，所述S20步骤，包括：
提供所述载体基板，所述载体基板的一侧具有第二粘胶层；
将所述透明基板的粘附有所述微型器件的一侧与所述载体基板的具有所述第二粘胶层的一侧对位贴靠。
13.根据权利要求12所述的微型器件的转移方法，其特征在于，所述第二粘胶层为弹性材料，所述第二粘胶层的粘度小于所述第一粘胶层吸收激光能量前的粘度且大于所述第一粘胶层吸收激光能量后的粘度。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111028326.1A CN113764548A (zh) | 2021-09-02 | 2021-09-02 | 微型器件的转移方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111028326.1A CN113764548A (zh) | 2021-09-02 | 2021-09-02 | 微型器件的转移方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113764548A true CN113764548A (zh) | 2021-12-07 |
Family
ID=78792753
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111028326.1A Pending CN113764548A (zh) | 2021-09-02 | 2021-09-02 | 微型器件的转移方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113764548A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114390886A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-04-22 | 中国计量大学上虞高等研究院有限公司 | 一种微型器件转移方法及装置 |
| CN114551324A (zh) * | 2022-04-25 | 2022-05-27 | 浙江清华柔性电子技术研究院 | 微型器件的转移方法 |
| CN117276172A (zh) * | 2023-11-22 | 2023-12-22 | 清华大学 | 微型器件转移装置及转移方法 |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20170263593A1 (en) * | 2015-04-01 | 2017-09-14 | Goertek.Inc | Transferring method, manufacturing method, device and electronic apparatus of micro-led |
| CN108962789A (zh) * | 2018-06-25 | 2018-12-07 | 开发晶照明（厦门）有限公司 | 微器件转移方法和微器件转移设备 |
| CN109661122A (zh) * | 2018-11-09 | 2019-04-19 | 华中科技大学 | 一种适用于微型发光二极管的选择性巨量转移方法 |
| CN109919389A (zh) * | 2019-03-15 | 2019-06-21 | 上海海洋大学 | 一种基于pso双目标优化的海表面温度时间序列预测方法 |
| US20190334056A1 (en) * | 2016-11-03 | 2019-10-31 | Mühlbauer Gmbh & Co. Kg | Method and device for transferring electronic components between substrates |
| CN111477650A (zh) * | 2020-04-16 | 2020-07-31 | 广东工业大学 | 一种Micro-LED巨量转移方法及转移装置 |
| US20200357779A1 (en) * | 2019-05-07 | 2020-11-12 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Micro led transfer method and display module manufactured by the same |
| CN112366168A (zh) * | 2020-11-10 | 2021-02-12 | 浙江清华柔性电子技术研究院 | 微型led器件巨量转移方法及装置 |
| CN112768572A (zh) * | 2021-01-07 | 2021-05-07 | 武汉理工大学 | 基于高速扫描激光转印的微型led巨量转移方法及装置 |
| WO2021135630A1 (zh) * | 2019-12-31 | 2021-07-08 | 福州大学 | 基于grcmse与流形学习的滚动轴承故障诊断方法 |
-
2021
- 2021-09-02 CN CN202111028326.1A patent/CN113764548A/zh active Pending
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20170263593A1 (en) * | 2015-04-01 | 2017-09-14 | Goertek.Inc | Transferring method, manufacturing method, device and electronic apparatus of micro-led |
| US20190334056A1 (en) * | 2016-11-03 | 2019-10-31 | Mühlbauer Gmbh & Co. Kg | Method and device for transferring electronic components between substrates |
| CN108962789A (zh) * | 2018-06-25 | 2018-12-07 | 开发晶照明（厦门）有限公司 | 微器件转移方法和微器件转移设备 |
| CN109661122A (zh) * | 2018-11-09 | 2019-04-19 | 华中科技大学 | 一种适用于微型发光二极管的选择性巨量转移方法 |
| CN109919389A (zh) * | 2019-03-15 | 2019-06-21 | 上海海洋大学 | 一种基于pso双目标优化的海表面温度时间序列预测方法 |
| US20200357779A1 (en) * | 2019-05-07 | 2020-11-12 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Micro led transfer method and display module manufactured by the same |
| WO2021135630A1 (zh) * | 2019-12-31 | 2021-07-08 | 福州大学 | 基于grcmse与流形学习的滚动轴承故障诊断方法 |
| CN111477650A (zh) * | 2020-04-16 | 2020-07-31 | 广东工业大学 | 一种Micro-LED巨量转移方法及转移装置 |
| CN112366168A (zh) * | 2020-11-10 | 2021-02-12 | 浙江清华柔性电子技术研究院 | 微型led器件巨量转移方法及装置 |
| CN112768572A (zh) * | 2021-01-07 | 2021-05-07 | 武汉理工大学 | 基于高速扫描激光转印的微型led巨量转移方法及装置 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 吴陈等: "《计算智能与深度学习》", 西安电子科技大学出版社, pages: 150 * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114390886A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-04-22 | 中国计量大学上虞高等研究院有限公司 | 一种微型器件转移方法及装置 |
| CN114390886B (zh) * | 2021-12-30 | 2024-01-30 | 中国计量大学上虞高等研究院有限公司 | 一种微型器件转移方法及装置 |
| CN114551324A (zh) * | 2022-04-25 | 2022-05-27 | 浙江清华柔性电子技术研究院 | 微型器件的转移方法 |
| CN117276172A (zh) * | 2023-11-22 | 2023-12-22 | 清华大学 | 微型器件转移装置及转移方法 |
| CN117276172B (zh) * | 2023-11-22 | 2024-02-06 | 清华大学 | 微型器件转移装置及转移方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN113764548A (zh) | 微型器件的转移方法 | |
| US9610743B2 (en) | Method for manufacturing passive optical components, and devices comprising the same | |
| US8063975B2 (en) | Positioning wafer lenses on electronic imagers | |
| US7477452B2 (en) | Micro lens array, optical member and method of producing micro lens array | |
| CN110752167B (zh) | 芯片转移的方法及其芯片转移系统 | |
| CN1178085C (zh) | 光纤拼接用聚合物夹持元件 | |
| US20090310905A1 (en) | Printed circuit board element including an optoelectronic component and an optical waveguide | |
| JP5689319B2 (ja) | 光学素子の製造 | |
| CN114551324A (zh) | 微型器件的转移方法 | |
| TW584747B (en) | Planar optical waveguide and method of manufacturing the same | |
| CN112968108B (zh) | 一种发光结构的转移方法 | |
| CN110161596B (zh) | 一种制作变焦液体微透镜的装置及方法 | |
| TW200420925A (en) | Optical device structures based on photo-definable polymerizable composites | |
| KR100638107B1 (ko) | 이머젼 박막층을 구비하는 광변조 미세개구 어레이 장치 및이를 이용한 고속 미세패턴 기록시스템 | |
| JP2009025385A (ja) | フィルム状光導波路の製造方法 | |
| WO2022252232A1 (zh) | 电子元件的转移方法、存储介质及电子元件的转移设备 | |
| CN214672519U (zh) | 转移装置、转移系统 | |
| JP2011523597A (ja) | 微細工具の加工 | |
| CN114074429B (zh) | 弱化结构的制造方法及制造系统 | |
| CN1170459C (zh) | 有机材料高能x射线聚焦组合透镜及其制作方法 | |
| CN1773324A (zh) | 微镜阵列和制造该微镜阵列的方法 | |
| CN117374174A (zh) | 利用微轴锥镜产生的阵列光场作为光源的Micro-LED巨量转移系统 | |
| CN113805438B (zh) | 单步法的深紫外微缩投影光刻并行制造系统及方法 | |
| JP3620718B2 (ja) | ビームスキャナ光学部品接着方法 | |
| US20090278910A1 (en) | Pattern Forming Method, Pattern Forming Apparatus, Method for Manufacturing a Recording Medium and Method of Manufacturing Patterned Member |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |