CN114420802A - 芯片转移装置及芯片转移方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种芯片转移装置及芯片转移方法，其中，芯片转移装置包括拾取组件、壳体、用于带动壳体移动的移动件以及用于控制多个拾取组件的控制器，控制器能够独立控制多个拾取组件的电压通断，拾取组件包括拾取件，拾取组件通电后，拾取件可吸附芯片。控制器能够独立控制多个拾取组件拾取芯片，因此可选择任意的拾取组件进而实现芯片任意间距的选择性转移，芯片转移效果较佳。相对于传统的芯片转移装置只能实现芯片固定间距的选择性转移，不能实现芯片任意间距的选择性转移，芯片转移效果不佳的方案，本方案中芯片转移装置可选择任意的拾取组件进而实现芯片任意间距的选择性转移，芯片转移效果较佳。

Description

芯片转移装置及芯片转移方法
技术领域
本发明涉及Micro-LED芯片巨量转移技术领域，尤其涉及一种芯片转移装置及芯片转移方法。
背景技术
Micro-LED显示技术是指以自发光的微米量级的LED为发光像素单元，将其组装到驱动面板上形成高密度LED阵列的显示技术。由于Micro-LED芯片尺寸小、集成度高和自发光等特点,在显示方面与LCD、OLED相比在亮度、分辨率、对比度、能耗、使用寿命、响应速度和热稳定性等方面具有更大的优势。由于Micro-LED的小尺寸特性，要将Micro-LED技术应用于显示领域，需要采用巨量转移技术。巨量转移技术就是将几十甚至几百万颗Micro-LED芯片从载体基板上批量、精准、有序的转移到电路基板上。
传统的芯片转移装置只能实现芯片固定间距的选择性转移，不能实现芯片任意间距的选择性转移，芯片转移效果不佳。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种芯片转移装置，旨在解决只能实现芯片固定间距的选择性转移，不能实现芯片任意间距的选择性转移，芯片转移效果不佳的问题。
本发明的目的之二在于提供一种芯片转移方法，旨在解决只能实现芯片固定间距的选择性转移，不能实现芯片任意间距的选择性转移，芯片转移效果不佳的问题。
为解决上述问题之一，本发明提供一种芯片转移装置，包括多个用于拾取芯片且阵列设置的拾取组件、用于固定多个所述拾取组件的壳体、用于带动所述壳体移动的移动件以及用于控制多个所述拾取组件的控制器，所述控制器能够独立控制多个所述拾取组件的电压通断，所述拾取组件包括拾取件，所述拾取组件通电后，所述拾取件可吸附芯片
为解决上述问题之二，本发明提供一种芯片转移方法，采用如前所述的芯片转移装置，该方法包括：
提供一临时基板和一接收基板；
操作所述控制器以对多个所述拾取组件施加电压；
驱动所述移动件移动，以使得所述拾取件将所述临时基板上的多个芯片吸附至所述接收基板的上方；
操作所述控制器以对多个所述拾取组件施加反向电压，以使得多个所述芯片落在所述接收基板上；
驱动所述移动件移动，并操作所述控制器以切断电压。实施本发明实施例，将具有如下有益效果：
采用了上述芯片转移装置，包括多个用于拾取芯片且阵列设置的拾取组件、用于固定多个拾取组件的壳体、用于带动壳体移动的移动件以及用于控制多个拾取组件的控制器，控制器能够独立控制多个拾取组件的电压通断，拾取组件包括拾取件，拾取组件通电后，拾取件可所述芯片。由于控制器能够独立控制多个拾取组件拾取芯片，因此可选择任意的拾取组件进而实现芯片任意间距的选择性转移，芯片转移效果较佳。相对于传统的芯片转移装置只能实现芯片固定间距的选择性转移，不能实现芯片任意间距的选择性转移，芯片转移效果不佳的方案，本方案中芯片转移装置可选择任意的拾取组件进而实现芯片任意间距的选择性转移，芯片转移效果较佳。
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他的附图。
其中：
图1为本发明实施例的芯片转移装置的示意图。
图2为如图1所示的芯片转移装置的仰视图。
图3为一实施方式的如图1所示的芯片转移装置的原理图。
图4为一实施方式的如图1所示的芯片转移装置的部分拾取的原理图。
图5为一实施方式的如图1所示的芯片转移装置的完全拾取的原理图。
图6为本发明实施例的芯片转移方法的流程图。
附图标记：
10-拾取组件，11-拾取件，13-电致伸缩件，15-导电件；
20-壳体，21-开口，231-第一外壳，233-第二外壳，25-内壳；
30-移动件；
40-控制器；
50-临时基板；
60-接收基板。
具体实施方式
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。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果所述特定姿态发生改变时，则所述方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个所述特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
如图1和图2所示，本发明公开了一实施方式的芯片转移装置，包括多个用于拾取芯片且阵列设置的拾取组件10、用于固定多个拾取组件10的壳体20、用于带动壳体20移动的移动件30以及用于控制多个拾取组件10的控制器40，控制器40能够独立控制多个拾取组件10的电压通断，拾取组件10包括拾取件11，拾取组件10通电后，拾取件11可吸附芯片。
采用了上述芯片转移装置，包括多个用于拾取芯片且阵列设置的拾取组件10、用于固定多个拾取组件10的壳体20、用于带动壳体20移动的移动件30以及用于控制多个拾取组件10的控制器40，控制器40能够独立控制多个拾取组件10的电压通断，拾取组件10包括拾取件11，拾取组件10通电后，拾取件11可吸附芯片。由于控制器40能够独立控制多个拾取组件10拾取芯片，因此可选择任意的拾取组件10进而实现芯片任意间距的选择性转移，芯片转移效果较佳。相对于传统的芯片转移装置只能实现芯片固定间距的选择性转移，不能实现芯片任意间距的选择性转移，芯片转移效果不佳的方案，本方案中芯片转移装置可选择任意的拾取组件进而实现芯片任意间距的选择性转移，芯片转移效果较佳。
在本实施方式中，拾取组件10还包括与拾取件11连接的电致伸缩件13，拾取件11和电致伸缩件13均设置在壳体20内，壳体20上设有与壳体20内部连通的多个开口21，拾取件11正对开口21，拾取组件10通电后，电致伸缩件13伸长并带动拾取件11穿过开口21，从而吸附芯片。
具体来说，拾取组件10还包括与拾取件11连接的电致伸缩件13，拾取件11和电致伸缩件13均设置在壳体20内，壳体20上设有与壳体20内部连通的多个开口21，拾取件11正对开口21，拾取组件10通电后，电致伸缩件13伸长并带动拾取件11穿过开口21，从而吸附芯片，通过电致伸缩件13可以使得壳体20内的拾取件11能够穿过开口21，从而吸附芯片。
优选的，开口21的深度为1mm～2mm。
具体来说，开口21的深度为1mm～2mm，开口21的深度可以为1mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm、1.9mm、2mm，方便拾取件11能够穿过开口21从而吸附芯片。
优选的，相邻拾取组件10的间距为5μm～20μm。
具体来说，相邻拾取组件10的间距为5μm～20μm，相邻拾取组件10的间距可以为5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm、11μm、12μm、13μm、14μm、15μm、16μm、17μm、18μm、19μm、20μm，使得拾取组件10之间互不影响。
优选的，拾取件11可变形，多个拾取件11分别盖合在开口21上，拾取组件10通电后，电致伸缩件13伸长并挤压拾取件11，从而使得拾取件11发生形变并穿过所开口21，进而吸附芯片。
具体来说，拾取件11可变形，多个拾取件11分别盖合在开口21上，拾取组件10通电后，电致伸缩件13伸长并挤压拾取件11，从而使得拾取件11发生形变并穿过所开口21，进而吸附芯片，便于通过电致伸缩件13的伸长挤压拾取件11，从而使得拾取件11发生形变并穿过所开口21，进而吸附芯片。
优选的，拾取组件10还包括设置在壳体20内的导电件15，拾取件11、电致伸缩件13以及导电件15依次连接。
具体来说，拾取组件10还包括设置在壳体20内的导电件15，拾取件11、电致伸缩件13以及导电件15依次连接，拾取件11以及导电件15分别与控制器40的两端电性连接，从而使得控制器40能够控制拾取组件10的电压通断。
优选的，拾取件11的厚度为50μm～100μm。
具体来说，拾取件11的厚度为50μm～100μm，拾取件11的厚度可以为50μm、55μm、60μm、65μm、70μm、75μm、80μm、85μm、90μm、95μm、100μm，拾取件11的厚度如果太小，挤压时容易发生断裂，拾取件11的厚度如果太大，挤压时形变的效果不佳。
优选的，拾取件11、导电件15以及开口21均为圆形、方形或三角形。
优选的，电致伸缩件13的材料为聚偏二氟乙烯或聚偏二氟乙烯-三氟乙烯。
具体来说，电致伸缩件13的材料为聚偏二氟乙烯或聚偏二氟乙烯-三氟乙烯，使得电致伸缩件13在通电时长度会发生变化。
优选的，拾取件11为第一电极板，导电件15为第二电极板。
具体来说，拾取件11为第一电极板，导电件15为第二电极板，方便拾取件11和导电件15与控制器40的两端电性连接。
优选的，壳体20包括绝缘的外壳以及可导电的内壳25，内壳25设置在外壳内，外壳与移动件30连接，开口21贯穿外壳和内壳25，拾取组件10设置在内壳25内，拾取件11与内壳25连接，内壳25与控制器40电性连接。
具体来说，壳体20包括绝缘的外壳以及可导电的内壳25，内壳25设置在外壳内，外壳与移动件30连接，开口21贯穿外壳和内壳25，拾取组件10设置在内壳25内，拾取件11与内壳25连接，内壳25与控制器40电性连接，拾取件11通过内壳25可以和控制器40电性连接。
优选的，外壳包括与移动件30连接的第一外壳231以及用于容纳内壳25的第二外壳233，开口21贯穿第二外壳233。
优选的，外壳为塑料外壳或绝缘金属外壳。
具体来说，外壳为塑料外壳或绝缘金属外壳，塑料外壳或绝缘金属外壳具有较好的绝缘性。
优选的，移动件30可上下左右运动。
具体来说，移动件30可上下左右运动，从而可以带动壳体20上下左右运动，进而实现芯片转移。
图3所示为芯片转移装置的原理图，分别展示了芯片转移装置的部分拾取的原理和芯片转移装置的完全拾取的原理。
选择性取放的操作过程如图4所示，需提供一具有弱化结构的micro-LED芯片阵列，包括临时衬底和芯片，芯片通过氧化硅悬臂梁(也可是其他易断裂材料)悬空连接在临时衬底上，和可接收micro-LED芯片的接收基板，micro-LED芯片阵列和基板均正面朝上放置，芯片转移装置与micro-LED芯片阵列对位，芯片转移装置的控制器40输出指令，选择性的控制拾取组件10的伸缩和静电力的产生，则对应的电致伸缩件13块连同拾取件11一起发生形变，伸出外壳开口21，静电力转移头下移，拾取件11突出部分接触micro-LED芯片，压断固定芯片的悬臂梁，移动件30抬起完成micro-LED芯片的拾取操作，芯片转移装置移动到接收基板上方，并于接收基板完成对位操作，芯片转移装置下移，micro-LED芯片与接收基板接触并键合，此时控制器40对拾取组件10施加一相反方向的电压，由于静电感应原理，拾取组件10脱离芯片，且此时电致伸缩件13连同拾取件11一起慢慢向壳体20内缩，移动件30抬起并切断电压，电致伸缩件13恢复初始形态完成放置的操作，实现整个选择性的巨量转移过程。
全转移过程的操作过程如图5所示，芯片转移装置与micro-LED芯片阵列对位，芯片转移装置的控制器40输出指令，对所有的拾取组件10施加电压，则所有的电致伸缩件13均发生形变带着拾取件11伸出壳体20，移动件30下移，拾取件11接触micro-LED芯片，压断固定芯片的悬臂梁，移动件30抬起完成micro-LED芯片的拾取操作，芯片转移装置移动到接收基板上方，并于接收基板完成对位操作，芯片转移装置下移，micro-LED芯片与接收基板接触并键合，此时控制器40对所有拾取组件10施加一相反方向的电压，由于静电感应原理，所有拾取组件10脱离芯片，且此时电致伸缩件13连同拾取件11一起慢慢向壳体20内缩，移动件30抬起并切断电压，电致伸缩件13恢复初始形态完成放置的操作，实现整个选择性的巨量转移过程。
如图6所示，本发明还公开了一实施方式的芯片转移方法，该芯片转移方法采用如前所述的芯片转移装置，该方法包括：
S10、提供一临时基板50和一接收基板60；
S20、操作控制器40以对多个拾取组件10施加电压；
S30、驱动移动件30移动，以使得拾取件11将临时基板50上的多个芯片吸附至接收基板60的上方；
S40、操作控制器40以对多个拾取组件10施加反向电压，以使得多个芯片落在接收基板60上；
S50、驱动移动件30移动，并操作控制器40以切断电压。
在一个实施例中，多个拾取组件10为芯片转移装置中所有的拾取组件10，此时可以实现芯片完全拾取，如附图5所示。
在另一个实施例中，多个拾取组件10为芯片转移装置中任意多个的拾取组件10，此时可以实现芯片任意的部分拾取，如附图4所示。
采用了上述芯片转移方法，由于控制器40能够独立控制多个拾取组件10拾取芯片，因此可选择任意的拾取组件10进而实现芯片任意间距的选择性转移，芯片转移效果较佳。相对于传统的芯片转移方法只能实现芯片固定间距的选择性转移，不能实现芯片任意间距的选择性转移，芯片转移效果不佳的方案，本方案中芯片转移方法可选择任意的拾取组件进而实现芯片任意间距的选择性转移，芯片转移效果较佳。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (13)

1.一种芯片转移装置，其特征在于，包括多个用于拾取芯片且阵列设置的拾取组件、用于固定多个所述拾取组件的壳体、用于带动所述壳体移动的移动件以及用于控制多个所述拾取组件的控制器，所述控制器能够独立控制多个所述拾取组件的电压通断，所述拾取组件包括拾取件，所述拾取组件通电后，所述拾取件可吸附芯片。
2.如权利要求1所述的芯片转移装置，其特征在于，所述拾取组件还包括与所述拾取件连接的电致伸缩件，所述拾取件和所述电致伸缩件均设置在所述壳体内，所述壳体上设有与所述壳体内部连通的多个开口，所述拾取件正对所述开口，所述拾取组件通电后，所述电致伸缩件伸长并带动所述拾取件穿过所述开口，从而吸附所述芯片。
3.如权利要求2所述的芯片转移装置，其特征在于，所述拾取件可变形，多个所述拾取件分别盖合在所述开口上，所述拾取组件通电后，所述电致伸缩件伸长并挤压所述拾取件，从而使得所述拾取件发生形变并穿过所述开口，进而吸附所述芯片。
4.如权利要求3所述的芯片转移装置，其特征在于，所述拾取组件还包括设置在所述壳体内的导电件，所述拾取件、所述电致伸缩件以及所述导电件依次连接。
5.如权利要求4所述的芯片转移装置，其特征在于，所述拾取件的厚度为50μm～100μm。
6.如权利要求4所述的芯片转移装置，其特征在于，所述拾取件、所述导电件以及所述开口均为圆形、方形或三角形。
7.如权利要求4所述的芯片转移装置，其特征在于，所述电致伸缩件的材料为聚偏二氟乙烯或聚偏二氟乙烯-三氟乙烯。
8.如权利要求4所述的芯片转移装置，其特征在于，所述拾取件为第一电极板，所述导电件为第二电极板。
9.如权利要求2～8中任意一项所述的芯片转移装置，其特征在于，所述壳体包括绝缘的外壳以及可导电的内壳，所述内壳设置在所述外壳内，所述外壳与所述移动件连接，所述开口贯穿所述外壳和所述内壳，所述拾取组件设置在所述内壳内，所述拾取件与所述内壳连接，所述内壳与所述控制器电性连接。
10.如权利要求9所述的芯片转移装置，其特征在于，所述外壳包括与所述移动件连接的第一外壳以及用于容纳所述内壳的第二外壳，所述开口贯穿所述第二外壳；
所述外壳为塑料外壳或绝缘金属外壳；
所述移动件可上下左右运动。
11.一种芯片转移方法，其特征在于，采用权利要求1～10任一项所述的芯片转移装置，该方法包括：
提供一临时基板和一接收基板；
操作所述控制器以对多个所述拾取组件施加电压；
驱动所述移动件移动，以使得所述拾取件将所述临时基板上的多个芯片吸附至所述接收基板的上方；
操作所述控制器以对多个所述拾取组件施加反向电压，以使得多个所述芯片落在所述接收基板上；
驱动所述移动件移动，并操作所述控制器以切断电压。
12.如权利要求11所述的芯片转移方法，其特征在于，多个所述拾取组件为所述芯片转移装置中所有的所述拾取组件。
13.如权利要求11所述的芯片转移方法，其特征在于，多个所述拾取组件为所述芯片转移装置中任意多个的所述拾取组件。
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