CN113764550B - 一种防止led芯片损伤的转移方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种防止LED芯片损伤的转移方法，包括步骤：S1，提供一面制备有LED芯片的生长衬底、以及目标基板；S2，将目标基板朝向LED芯片放置；S3，采用激光照射生长衬底，并使激光的焦点位于生长衬底与LED芯片的连接界面靠近生长衬底的一侧，以借由激光将LED芯片从生长衬底上剥离，使LED芯片转移至目标基板。本发明使激光的焦点位于生长衬底与LED芯片的连接界面靠近生长衬底的一侧，激光实际到达生长衬底与LED芯片的连接界面的能量更加均匀、分散，避免LED芯片局部过度受热，损坏LED芯片。同时，也可以避免因LED芯片受热不均匀，出现局部已经分离，但部分还连接的情况。
Description
技术领域
本发明涉及LED芯片转移技术领域，具体涉及一种防止LED芯片损伤的转移方法。
背景技术
Mini/Micro LED芯片在制作完成之后，会通过激光剥离技术(LLO)从生长衬底(如蓝宝石衬底)剥离，转移至目标基板，例如玻璃板、PCB板等。激光光源，不管是圆形或方形，高斯光或平顶光，能量并不一致，依据焦点距离产生不同的能量分布，如图1所示。其中，(a)、(b)分别为高斯光和平顶光的能量分布示意图。
现有技术中，通过激光剥离技术(LLO)从生长衬底剥离LED芯片时，激光焦点位于LED芯片与生长衬底的连接界面处，能量会在生长衬底(如蓝宝石衬底)跟外延层(如氮化镓外延层)之间的连接界面产生一定的热积累，会造成剥离LED芯片的电气影响，如漏电流、界面损伤等，如图2所示。其中，(a)、(b)、(c)分别为连续激光01、纳秒激光02、皮秒激光/飞秒激光03作用于目标材料04，对目标材料04的影响，其中，05为热影响区域，06为冲击波。
因此，有必要提供一种新的转移方法，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够防止从生长衬底剥离LED芯片转移至目标基板时损伤LED芯片的转移方法。
为实现上述目的，本发明提供了一种转移方法，包括步骤：
S1，提供一面制备有LED芯片的生长衬底、以及目标基板；
S2，将所述目标基板朝向所述LED芯片放置；
S3，采用激光照射所述生长衬底，并使所述激光的焦点位于所述生长衬底与所述LED芯片的连接界面靠近所述生长衬底的一侧，以借由所述激光将所述LED芯片从所述生长衬底上剥离，使所述LED芯片转移至所述目标基板。
与现有技术相比，本发明在通过激光剥离技术从生长衬底剥离LED芯片时，使激光的焦点位于生长衬底与LED芯片的连接界面靠近生长衬底的一侧，激光实际到达生长衬底与LED芯片的连接界面的能量更加均匀、分散，避免LED芯片局部过度受热，损坏LED芯片。与此同时，也可以避免因LED芯片受热不均匀，出现局部已经分离，但部分还连接的情况。
较佳地，在步骤S3之前，还包括：对所述生长衬底做减薄处理。
较佳地，在步骤S3中，“采用激光照射所述生长衬底”为：首先以第一强度的激光照射所述生长衬底，再以第二强度的激光照射所述生长衬底。
更佳地，所述第一强度小于或等于所述第二强度。
在一实施例中，在步骤S3中，“采用激光照射所述生长衬底”为：首先以所述第一强度的激光照射剥离所述LED芯片与所述生长衬底的连接界面的边沿位置，再以所述第二强度的激光照射剥离所述LED芯片与所述生长衬底的连接界面的中间位置处。
较佳地，所述激光在所述生长衬底与所述LED芯片的连接界面形成多个光斑，以所述第一强度的激光照射剥离所述LED芯片与所述生长衬底的连接界面的边沿位置时，使边沿处的光斑超出所述LED芯片。
较佳地，所述激光的焦点到所述生长衬底与所述LED芯片的连接界面的距离为1μm～1mm。
较佳地，所述激光的波长为355nm或266nm或257nm或248nm或193nm；所述激光为皮秒激光或飞秒激光。
较佳地，所述激光在所述生长衬底与所述LED芯片的连接界面形成多个光斑；所述激光为方形平顶光，相邻光斑之间的重叠率为2％～10％；或，所述激光为圆形高斯光，相邻光斑之间的重叠率为20％～70％；或，所述激光为高斯平顶光，相邻光斑之间的重叠率为5％～30％。
在一实施例中，所述目标基板为一侧表面设有粘胶层的转移载板，借由所述粘胶层粘住所述LED芯片。
较佳地，“将所述目标基板朝向所述LED芯片放置”为，将所述目标基板置于所述LED芯片的一侧，并使所述粘胶层与所述LED芯片接触。
附图说明
图1为高斯光和平顶光的能量分布示意图。
图2为连续激光、纳秒激光、皮秒/飞秒激光作用于目标材料时的示意图。
图3为本发明一实施例防止LED芯片损伤的转移方法的流程图。
图4为本发明一实施例LED芯片转移至目标基板的过程示意图。
图5为本发明另一实施例LED芯片转移至目标基板的过程示意图。
图6为本发明又一实施例LED芯片转移至目标基板的过程示意图。
图7为本发明一实施例光斑与LED芯片的示意图。
具体实施方式
为详细说明本发明的内容、构造特征、所实现目的及效果，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，所描述的实施例仅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得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”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，仅是为便于描述本发明和简化描述，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。
本发明的防止LED芯片损伤的转移方法，包括以下步骤：
S1，提供一面制备有LED芯片10的生长衬底20、以及目标基板30。
S2，将目标基板30朝向LED芯片10放置。
S3，采用激光40照射生长衬底20，并使激光40的焦点位于生长衬底20与LED芯片10的连接界面靠近生长衬底20的一侧，以借由激光40将LED芯片10从生长衬底20上剥离，使LED芯片10转移至目标基板30。
下面，以具体实施例为例结合附图对本发明的转移方法进行详细说明。
在一些实施例中，在步骤S3之前，还包括：对生长衬底20做减薄处理，可选为通过研磨、刻蚀等方式进行减薄。借由在激光剥离之前减薄生长衬底20，有利于激光剥离过程中的应力释放，提高剥离良率。生长衬底20经过减薄处理后，其厚度尺寸优选为50μm～200μm。
即是，如图3所示，该转移方法包括步骤：S11，提供一面制备有LED芯片10的生长衬底20、以及目标基板30；S12，对生长衬底20做减薄处理。S2，将目标基板30朝向LED芯片10放置。S3，采用激光40照射生长衬底20，并使激光40的焦点位于生长衬底20与LED芯片10的连接界面靠近生长衬底20的一侧。当然，也可以是先将目标基板30朝向LED芯片10放置并使LED芯片10与目标基板30相贴，再对生长衬底20做减薄处理。即是，调换步骤S12与步骤S2的先后顺序，以此，可以通过目标基板30给生长衬底20提供支撑，在减薄时无需采用额外的支撑。
作为优选实施例，在步骤S3中，控制激光40的焦点到生长衬底20与LED芯片10的连接界面的距离为1μm～1mm；进一步优选为1um～100um。
为进一步避免损坏LED芯片10，采用本发明的转移方法进行LED芯片转移时，所采用激光为皮秒激光或飞秒激光，优选为飞秒激光。激光的波长可选为355nm、266nm、257nm、248nm、193nm等。
激光40照射生长衬底20时，会在生长衬底20与LED芯片10的连接界面形成多个光斑，相邻光斑之间的重叠率可以在2％～70％。相邻光斑的较佳重叠率与所采用激光光源有关，也与激光的离焦距离(激光40的焦点到生长衬底20与LED芯片10的连接界面的距离)有关，通常，离焦距离越小，较佳重叠率越小。采用方形平顶光时，由于方形平顶光斑的热量比较均匀，因此相邻光斑之间的重叠率不需要太高，优选为2％～10％。采用圆形高斯光时，由于圆形高斯光斑的热量比较聚集，相邻光斑之间的重叠率可适当增加，优选为20％～70％。采用高斯平顶光时，由于高斯平顶光斑的热量聚集程度介于方形平顶光斑与圆形高斯光斑之间，相邻光斑之间的重叠率优选为5％～30％。其中，圆形光斑的直径可以是10um～100um，方形光斑的面积可为10*10um2～100*100um2。
请参阅图4至图6，图4至图6所示实施例中，生长衬底20的下表面具有多个LED芯片10，在步骤S2中，将目标基板30置于LED芯片10的下方。在步骤S3中，激光40自生长衬底20的上方照射，激光40自上向下穿过生长衬底20到达生长衬底20与LED芯片10的连接界面，从而实现将LED芯片10从生长衬底20上剥离转移至目标基板30。激光40的焦点位于生长衬底20与LED芯片10的连接界面的上方。
在一些实施例中，有可能通过一次激光照射无法将LED芯片10剥离下来，此种情况下，针对一剥离制程，可以先后进行多次激光照射，例如，先后进行两次激光照射。具体的，在步骤S3中，首先以第一强度的激光照射生长衬底20，再以第二强度的激光照射生长衬底20。其中，第一强度小于第二强度，即，首先采用能量相对弱的激光，使LED芯片10与生长衬底20初步剥离，再采用能量相对强的激光，使LED芯片10与生长衬底20完全剥离脱落。当然，具体实施中不限于第一强度小于第二强度，第一强度等于第二强度也是可选的方案。
例如，在一剥离制程，前后两次激光剥离的数据(离焦距离、光斑类型、光斑重叠率、激光能量强度等)保持一致，此时，无需调试激光设备参数，可以在同一台激光设备完成前后两次激光剥离。在另一剥离制程，前后两次激光剥离的数据不同，可以利用两台激光设备配合或调试一台激光设备进行两次数据不同的激光剥离，如，保持离焦距离、光斑类型以及光斑重叠率不变，第一次激光剥离采用皮秒激光，激光波长为355nm或266nm，第二次激光剥离采用飞秒激光，激光波长为266nm。
在图4、图5所示实施例中，在一剥离制程中，无论是只进行一次激光照射，还是先后进行多次激光照射，均是将激光的焦点设为与LED芯片10的中心呈上下相对的位置，当然，具体实施中不以此为限。例如，在一些实施例中，首先以第一强度(能量相对弱)的激光41照射剥离LED芯片10与生长衬底20的连接界面的边沿位置，再以第二强度(能量相对强)的激光42照射剥离LED芯片10与生长衬底20的连接界面的中间位置处，如图6所示。
进一步地，以第一强度的激光41照射剥离LED芯片10与生长衬底20的连接界面的边沿位置时，使边沿处的光斑43、44向外超出LED芯片10，如图7所示。以此，降低LED芯片10的边沿位置与其中间位置的温度差。具体的，光斑43、44超出LED芯片10的部分的面积占光斑43、44总面积的2％～40％。其中，在LED芯片10四角处的光斑(标示为44)超出的面积较大，在LED芯片10其它位置处的光斑(标示为43)超出的面积较小。此外，具体的较佳超出大小还取决于光斑类型。
请继续参阅图4至图6，在图4、图6所示实施例中，在LED芯片10转移至目标基板30之前，目标基板30与LED芯片10不接触，而是与LED芯片10具有一段距离，LED芯片10与生长衬底20分离后，下落至目标基板30。目标基板30为上表面具有粘胶层31的转移载板，LED芯片10下落后，粘胶层31接住LED芯片10并固定LED芯片10。在图5所示实施例中，目标基板30的粘胶层31与LED芯片10接触，通过粘胶层31给LED芯片10施以向下的粘附力，防止部分LED芯片10分离不完全而无法自然落下。
可以理解的是，在执行上述转移方法时，是挑选生长衬底20表面品质好的LED芯片10作为目标芯片进行转移，以快速且有效的进行一步到位的制程，可减少制程中的良率损失。在步骤S3中，首先使激光器的出光口对准被挑选中的第一个LED芯片10，然后自生长衬底20的上方照射激光40，至将该被挑选中的第一个LED芯片10转移至目标基板30。每将一LED芯片10从生长衬底20转移至目标基板30后，移动目标基板30，使目标基板30的特定空位可以对准下一被挑选中的LED芯片10，从而使目标基板30上的LED芯片10呈特定阵列排布。
附带一提的是，上述转移方法仅描述了将LED芯片10从生长衬底20上剥离转移至转移载板(目标基板30)的过程，但本领域技术人员完全可以想到，可以将该转移方法作为任何由LED芯片制成LED显示模组的完整巨量转移工序的一部分。举例而言，目标基板30为第一转移载板，在通过本发明的转移方法将LED芯片10从生长衬底20剥离转移至第一转移载板30后，还进行二次倒膜，将第一转移载板30上的LED芯片10转移至一第二转移载板，以此调整LED芯片10的电极方向(针对电极背离生长衬底20的LED芯片10)，最后，将LED芯片10从第二转移载板转移至电路基板(PCB板)焊接固定，以获得LED显示模组。
综上，本发明在通过激光剥离技术从生长衬底20剥离LED芯片10时，使激光40的焦点位于生长衬底20与LED芯片10的连接界面靠近生长衬底20的一侧，激光40实际到达生长衬底20与LED芯片10的连接界面的能量更加均匀、分散，避免LED芯片10局部过度受热，损坏LED芯片10。与此同时，也可以起到避免因LED芯片10受热不均匀，出现局部已经分离，但部分还连接的情况。
以上所揭露的仅为本发明的较佳实例而已，不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，均属于本发明所涵盖的范围。
Claims (9)
1.一种防止LED芯片损伤的转移方法，其特征在于，包括步骤：
S1，提供一面制备有LED芯片的生长衬底、以及目标基板；
S2，将所述目标基板朝向所述LED芯片放置；
S3，采用激光照射所述生长衬底，并使所述激光的焦点位于所述生长衬底与所述LED芯片的连接界面靠近所述生长衬底的一侧，且所述激光的焦点到所述生长衬底与所述LED芯片的连接界面的距离为1μm～1mm，以借由所述激光将所述LED芯片从所述生长衬底上剥离，使所述LED芯片转移至所述目标基板，其中，剥离界面位于所述生长衬底与所述LED芯片的连接界面。
2.如权利要求1所述的转移方法，其特征在于，在步骤S3中，“采用激光照射所述生长衬底”为：首先以第一强度的激光照射所述生长衬底，再以第二强度的激光照射所述生长衬底。
3.如权利要求2所述的转移方法，其特征在于，所述第一强度小于或等于所述第二强度。
4.如权利要求2所述的转移方法，其特征在于，在步骤S3中，“采用激光照射所述生长衬底”为：首先以所述第一强度的激光照射剥离所述LED芯片与所述生长衬底的连接界面的边沿位置，再以所述第二强度的激光照射剥离所述LED芯片与所述生长衬底的连接界面的中间位置处。
5.如权利要求4所述的转移方法，其特征在于，所述激光在所述生长衬底与所述LED芯片的连接界面形成多个光斑，以所述第一强度的激光照射剥离所述LED芯片与所述生长衬底的连接界面的边沿位置时，使边沿处的光斑超出所述LED芯片。
6.如权利要求1至5任一项所述的转移方法，其特征在于，在步骤S3之前，还包括：
对所述生长衬底做减薄处理。
7.如权利要求1所述的转移方法，其特征在于，所述激光的波长为355nm或266nm或257nm或248nm或193nm；所述激光为皮秒激光或飞秒激光。
8.如权利要求1所述的转移方法，其特征在于，所述激光在所述生长衬底与所述LED芯片的连接界面形成多个光斑；所述激光为方形平顶光，相邻光斑之间的重叠率为2％～10％；或，所述激光为圆形高斯光，相邻光斑之间的重叠率为20％～70％；或，所述激光为高斯平顶光，相邻光斑之间的重叠率为5％～30％。
9.如权利要求1所述的转移方法，其特征在于，所述目标基板为一侧表面设有粘胶层的转移载板，借由所述粘胶层粘住所述LED芯片；在步骤S2中，“将所述目标基板朝向所述LED芯片放置”为，将所述目标基板置于所述LED芯片的一侧，并使所述粘胶层与所述LED芯片接触。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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