CN114122203B - 一种利用液体表面张力实现芯片转移的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用液体表面张力实现芯片转移的方法，首先在第一基板的亲液层的表面形成液珠，然后可以利用液珠表面张力吸附芯片。又由于第二基板上通过可溶性粘层粘黏芯片，吸附转移芯片时液珠可以将可溶性粘层溶解，从而将芯片从第二基板转移至第一基板。最后将芯片转移至第三基板，在将芯片转移至第三基板之前，清除该液珠。芯片通过可溶性粘层固定在第二基板上，然后利用液珠表面张力吸附转移芯片，避免了芯片因黏性拉扯产生的损坏问题，且具有自定位效果。
Description
技术领域
本发明属于芯片转移技术领域，尤其涉及一种利用液体表面张力实现芯片转移的方法。
背景技术
LED芯片的转移方法主要包括拾取-贴装技术(Pick&Place)和巨量转移技术。相对于拾取-贴装技术，巨量转移技术一次性可以转移大量的LED芯片，大大提高了转移效率。目前，应用巨量转移技术的芯片转移过程中，会在中间转移基板上采用不同黏性的胶层，利用黏性差别，实现LED芯片在各基板上的转移。然而，在LED芯片转移时，LED芯片在不同黏性胶层之间倒膜转移，会受到各胶层的黏性拉扯，部分LED芯片会损坏导致无法使用或影响到LED芯片的发光性能、使用寿命等。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用液体表面张力实现芯片转移的方法，以解决上述技术问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种利用液体表面张力实现芯片转移的方法，包括：
第一基板的下表面具有图形化的亲液层，在所述亲液层的表面形成液珠；
移动所述第一基板和/或第二基板，使得所述第一基板位于所述第二基板的上方，所述第二基板的上表面具有能够被所述液珠溶解的图形化的可溶性粘层，所述可溶性粘层粘有芯片；
压合所述第一基板和所述第二基板，使得所述液珠包覆所述芯片，并与所述可溶性粘层接触，直至所述液珠将与其接触的所述可溶性粘层溶解；
分离所述第一基板和所述第二基板，使得所述芯片和所述第二基板分离，所述芯片在自身重力和所述液珠的表面张力作用下，自动将其位置调整至所述液珠的正下方位置；
移动所述第一基板和/或第三基板，使得所述第一基板位于所述第三基板上方；
压合所述第一基板和所述第三基板；
清除所述液珠；
将所述芯片转移至所述第三基板上。
可选地，所述第一基板的下表面还具有图形化的第一疏液层，所述亲液层和所述第一疏液层在所述第一基板的下表面间隔分布。
可选地，所述第二基板的上表面还具有图形化的第二疏液层，所述可溶性粘层和所述第二疏液层在所述第二基板的上表面间隔分布。
可选地，所述第二基板的上表面还具有图形化的第二疏液层，所述可溶性粘层形成在所述第二疏液层上。
可选地，所述第一基板和所述亲液层是一体的。
可选地，所述液珠为水珠，所述亲液层为亲水层，所述可溶性粘层为水溶性粘层，所述第一疏液层为第一疏水层，所述第二疏液层为第二疏水层。
可选地，所述亲液层之间的间距是所述可溶性粘层之间的间距的整数倍，或者所述可溶性粘层之间的间距是所述亲液层之间的间距的整数倍。
可选地，所述亲水层的材料为金属板材、玻璃或者其他具有毛细现象的物质；所述水溶性粘层的材料为田菁胶；所述第一疏水层和所述第二疏水层的材料均为石蜡或疏水性涂料。
可选地，在压合所述第一基板和所述第三基板之前，控制所述液珠所处环境的相对湿度在80％以上；在压合所述第一基板和所述第三基板之后，控制所述液珠所处环境的相对湿度在40％以下。
可选地，所述清除所述液珠，具体包括：
采用加热蒸发方式清除所述液珠，或者采用自然挥发、蒸发方式清除所述液珠，或者采用清洗液清洗所述液珠，再采用加热蒸发方式清除所述清洗液。
可选地，所述第一基板的移动速度控制在0.001～0.05米/秒，所述第一基板和所述第二基板之间压合后静置的时间控制在10秒～5分钟。
与现有技术相比，本发明实施例具有以下有益效果：
首先在亲液层的表面形成液珠，然后可以利用液珠表面张力吸附芯片。又由于第二基板上通过可溶性粘层粘黏芯片，吸附转移芯片时液珠可以将可溶性粘层溶解，从而将芯片从第二基板转移至第一基板。最后将芯片转移至第三基板，在将芯片转移至第三基板之前，需要清除该液珠。
本发明实施例提供的一种利用液体表面张力实现芯片转移的方法，芯片通过可溶性粘层固定在第二基板上，然后利用液珠表面张力吸附转移芯片，避免了芯片因黏性拉扯产生的损坏问题，且具有自定位效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。
图1～图4为实施例一提供的利用液体表面张力实现芯片转移的过程示意图；
图5～图7为实施例二提供的利用液体表面张力实现芯片转移的过程示意图；
图8～图10为实施例三提供的利用液体表面张力实现芯片转移的过程示意图；
图11～图13为实施例四提供的利用液体表面张力实现芯片转移的过程示意图。
图示说明：
10、第一基板；11、亲液层；12、液珠；13、第一疏液层；20、第二基板；21、可溶性粘层；22、芯片；23、第二疏液层；30、第三基板；31、焊盘。
具体实施方式
为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
请参阅图1至图4所示，本实施例提供了一种利用液体表面张力实现芯片转移的方法，可以避免在转移芯片22时因黏性拉扯造成芯片22损坏的问题，且具有自定位效果，具体包括以下步骤：
S1、第一基板10的下表面具有图形化的亲液层11，在亲液层11的表面形成液珠12；
S2、移动第一基板10和/或第二基板20，使得第一基板10位于第二基板20的上方，第二基板20的上表面具有能够被液珠12溶解的图形化的可溶性粘层21，可溶性粘层21粘有芯片22；
S3、压合第一基板10和第二基板20，使得液珠12包覆芯片22，并与可溶性粘层21接触，直至液珠12将与其接触的可溶性粘层21溶解；
S4、分离第一基板10和第二基板20，使得芯片22和第二基板20分离，芯片22在自身重力和液珠12的表面张力作用下，自动将其位置调整至液珠12的正下方位置；
S5、移动第一基板10和/或第三基板30，使得第一基板10位于第三基板30上方，第三基板30的上表面设有焊盘31；
S6、压合第一基板10和第三基板30，使得芯片22位于焊盘31处；
S7、清除液珠12；
S8、将芯片22和焊盘31连接，实现将芯片22转移至第三基板30上。
如图1所示，可以在第一基板10的下表面形成多个亲液层11，亲液层11之间间隔分布，然后多个液珠12组成液珠12阵列。液珠12可以是水珠、油珠或者其他可以实现本申请技术方案的液体物质，本申请不作具体限制。该液珠12可以通过雾化装置形成。雾化装置用于将对应的液体物质雾化，然后冷凝在亲液层11的表面。
在第二基板20的上表面形成多个可溶性粘层21，可溶性粘层21之间间隔分布，然后多个芯片22组成芯片22阵列。
应当理解，液珠12和芯片22不必一一对应。也即是说，可以根据需要形成对应位置的液珠12，然后由液珠12吸附芯片22。因此，亲液层11之间的间距可以根据需要设置，可溶性粘层21之间的间距也可以根据需要设置。具体地，亲水层之间的间距可以是可溶性粘层21之间的间距的整数倍，芯片22转移后可扩大芯片22间的间距；或者可溶性粘层21之间的间距是亲液层11之间的间距的整数倍。
当进行步骤S3时，请参阅图2所示。此时液珠12应当尽可能的包覆芯片22，然后液珠12与可溶性粘层21接触，直至液珠12将与其接触的可溶性粘层21溶解。该溶解过程没有涉及到黏性拉扯，可以防止芯片22损坏。
当进行步骤S4时，请参阅图3所示。此时芯片22在自身重力和液珠12的表面张力作用下，自动将其位置调整至液珠12的正下方位置，实现位置的自校准、自定位。
请参阅图4所示，焊盘31一般是成对的，用于与芯片22的电极对连接，如激光焊接连接。
本实施例提供的一种利用液体表面张力实现芯片转移的方法，芯片22通过可溶性粘层21固定在第二基板20上，然后利用液珠12表面张力吸附转移芯片22，避免了芯片22因黏性拉扯产生的损坏问题，且具有自定位效果。
实施例二
请参阅图5至图7所示。
本实施例提供的利用液体表面张力实现芯片转移的方法，第一基板10的下表面还具有图形化的第一疏液层13，亲液层11和第一疏液层13在第一基板10的下表面间隔分布，可以防止相邻的液珠12聚合，便于形成液珠12阵列。
进一步地，第二基板20的上表面还具有图形化的第二疏液层23，可溶性粘层21和第二疏液层23在第二基板20的上表面间隔分布，可以防止液珠12在第二基板20上扩散、损失。
实施例三
请参阅图8至图10所示。
本实施例提供的利用液体表面张力实现芯片转移的方法，第一基板10的下表面还具有图形化的第一疏液层13，亲液层11和第一疏液层13在第一基板10的下表面间隔分布，可以防止相邻的液珠12聚合，便于形成液珠12阵列。
进一步地，第一基板10和亲液层11是一体的，可以理解为亲液层11本身就是第一基板10的一部分，在制作形成第一基板10时，同时完成了亲液层11的制作，如图8所示。
更进一步地，第二基板20的上表面还具有图形化的第二疏液层23，可溶性粘层21和第二疏液层23在第二基板20的上表面间隔分布，可以防止液珠12在第二基板20上扩散、损失。
实施例四
请参阅图11至图13所示。
本实施例提供的利用液体表面张力实现芯片转移的方法，第二基板20的上表面还具有图形化的第二疏液层23，可溶性粘层21形成在第二疏液层23上。如图12所示，第二疏液层23上还可以设置间隔分布的凹槽，该凹槽处可以形成可溶性粘层21。
作为上述任一实施例中的一种可选实施方式，液珠12为水珠，亲液层11为亲水层，可溶性粘层21为水溶性粘层，第一疏液层13为第一疏水层，第二疏液层23为第二疏水层。亲水层的材料为金属板材、玻璃或者其他具有毛细现象的物质；金属板材可以是铬、铝、锌及其生成的氢氧化物。亲水层的材料还可以是APS[(3-氨基丙基)三甲氧基硅烷]、MUA(11-巯基十一烷酸)、DET[(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)二亚乙基三胺]和EDA[N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷]中的一种或多种。水溶性粘层的材料为田菁胶。第一疏水层和第二疏水层的材料均为石蜡或疏水性涂料；疏水性涂料可以包括VTES(乙烯基三乙氧基硅烷)、GPTMS(3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷)、MPTMS(3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷)、PFS(全氟癸基三氯硅烷)、OTS(十八烷基三氯硅烷)、OTMS(十八烷基三甲氧基硅烷)、HDT(1-十六烷硫醇)、FDTS[(十七氟代-1,1,2,2,-四氢癸基)三氯硅烷]、FOTS(1H,1H,2H,2H-全氟癸基三氯硅烷-全氟癸基三氯硅烷)、PFBT(五氟苯硫醇)和DDMS(二氯二甲基硅烷)中的一种或多种。
作为上述任一实施例中的一种可选实施方式，在芯片22位于焊盘31处之前，控制液珠12所处环境的相对湿度在80％以上，以避免液珠12挥发或蒸发导致芯片22掉落。在芯片22位于焊盘31处之后，控制液珠12所处环境的相对湿度在40％以下，以便于烘干、焊接。
作为上述任一实施例中的一种可选实施方式，清除液珠12具体包括以下步骤：
若液珠12能够被加热蒸发，例如液珠12为水珠，则可以直接采用加热蒸发方式清除液珠12；否则采用清洗液清洗液珠12，再采用加热蒸发方式清除清洗液。
作为上述任一实施例中的一种可选实施方式，第一基板10的移动速度控制在0.001～0.05米/秒，避免速度过快导致芯片22掉落。第一基板10和第二基板20之间压合后静置的时间控制在10秒～5分钟，以便液珠12能够将可溶性粘层21充分溶解。
作为上述任一实施例中的一种可选实施方式，第三基板30可以是具有焊盘31的电路板，也可以是其他形式的中转基板或目标基板。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种利用液体表面张力实现芯片转移的方法，其特征在于，包括：
第一基板的下表面具有图形化的亲液层，在所述亲液层的表面形成液珠；
移动所述第一基板和/或第二基板，使得所述第一基板位于所述第二基板的上方，所述第二基板的上表面具有能够被所述液珠溶解的图形化的可溶性粘层，所述可溶性粘层粘有芯片；
压合所述第一基板和所述第二基板，使得所述液珠包覆所述芯片，并与所述可溶性粘层接触，直至所述液珠将与其接触的所述可溶性粘层溶解；
分离所述第一基板和所述第二基板，使得所述芯片和所述第二基板分离，所述芯片在自身重力和所述液珠的表面张力作用下，自动将其位置调整至所述液珠的正下方位置；
移动所述第一基板和/或第三基板，使得所述第一基板位于所述第三基板上方；
压合所述第一基板和所述第三基板；
清除所述液珠；
将所述芯片转移至所述第三基板上。
2.根据权利要求1所述的利用液体表面张力实现芯片转移的方法，其特征在于，所述第一基板的下表面还具有图形化的第一疏液层，所述亲液层和所述第一疏液层在所述第一基板的下表面间隔分布。
3.根据权利要求2所述的利用液体表面张力实现芯片转移的方法，其特征在于，所述第二基板的上表面还具有图形化的第二疏液层，所述可溶性粘层和所述第二疏液层在所述第二基板的上表面间隔分布。
4.根据权利要求2所述的利用液体表面张力实现芯片转移的方法，其特征在于，所述第二基板的上表面还具有图形化的第二疏液层，所述可溶性粘层形成在所述第二疏液层上。
5.根据权利要求1所述的利用液体表面张力实现芯片转移的方法，其特征在于，所述第一基板和所述亲液层是一体的。
6.根据权利要求3或4所述的利用液体表面张力实现芯片转移的方法，其特征在于，所述液珠为水珠，所述亲液层为亲水层，所述可溶性粘层为水溶性粘层，所述第一疏液层为第一疏水层，所述第二疏液层为第二疏水层。
7.根据权利要求1所述的利用液体表面张力实现芯片转移的方法，其特征在于，所述亲液层之间的间距是所述可溶性粘层之间的间距的整数倍，或者所述可溶性粘层之间的间距是所述亲液层之间的间距的整数倍。
8.根据权利要求1所述的利用液体表面张力实现芯片转移的方法，其特征在于，在压合所述第一基板和所述第三基板之前，控制所述液珠所处环境的相对湿度在80％以上；在压合所述第一基板和所述第三基板之后，控制所述液珠所处环境的相对湿度在40％以下。
9.根据权利要求1所述的利用液体表面张力实现芯片转移的方法，其特征在于，所述清除所述液珠，具体包括：
采用加热蒸发方式清除所述液珠，或者采用自然挥发、蒸发方式清除所述液珠，或者采用清洗液清洗所述液珠，再采用加热蒸发方式清除所述清洗液。
10.根据权利要求1所述的利用液体表面张力实现芯片转移的方法，其特征在于，所述第一基板的移动速度控制在0.001～0.05米/秒，所述第一基板和所述第二基板之间压合后静置的时间控制在10秒～5分钟。
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