CN114628305A - 磁性发光二极管晶粒转移的对准模块及其对准方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种磁性发光二极管晶粒转移的对准模块及其对准方法,所述对准模块包括具有至少一凹陷部的驱动背板、磁性发光二极管晶粒及磁力吸引装置,磁力吸引装置位于凹陷部下方,并相对应于凹陷部设置。磁性发光二极管晶粒包含磁性金属基板与形成于磁性金属基板上的周边电极,周边电极环绕设置于磁性金属基板上,且邻近设置于其内侧边缘。凹陷部的深度的设计与磁性金属基板的厚度相等,以利用凹陷部及磁力吸引装置吸引磁性发光二极管晶粒容设并对准转移至驱动背板中。通过本发明的晶粒对准技术,可实现准确的对位效果,同时符合产业进行快速的巨量转移技术。
Description
技术领域
本发明涉及一种转移发光二极管晶粒的技术,特别是涉及一种适于具有较佳软磁性及初始磁导率的磁性发光二极管晶粒进行巨量转移的对准模块及其对准方法。
背景技术
基于发光二极管(Light Emitting Diode,LED)晶粒具备有寿命长、省电节能、故障率低、光线稳定、发光效率高、和各式灯具兼容性高的优点,因此发光寿命相较于传统光源来得长,已成为目前市场上的主流商品,其晶粒结构大致可分为:水平型结构(Horizontal)和垂直型结构(Vertical)两种,其中,垂直型结构的发光二极管晶粒无论在结构强度、光电参数、热学特性、光衰及成本等方面,均可以提供较好的可靠度,因此广为业界所使用。
而随着科技的进步,这些发光二极管晶粒也逐渐地被巨量转移(Mass Transfer)于各式电子装置及其基板上。传统技术中公开了几种可将晶粒转移至基板上的方法,包括:表面黏着技术(Surface MountTechnology,SMT)、晶圆间转移(wafer-to-wafertransfer)技术、及静电转移(electrostatic transfer)技术等等。其中,表面黏着技术需要先将晶粒逐一封装为SMD(Surface Mount Device)元件后,通过一表面贴焊机(SMT)运用真空吸头逐一将SMD元件打在电路基板上,再经回焊炉固定于基板。不过,采用表面黏着技术只能一次转移单一晶粒,在产业需要大量进行巨量转移时,常遭遇不敷使用的问题。
晶圆间转移技术则是将晶粒的原生基板与目标基板贴合,之后将原生基板剥离后使晶粒转移到目标基板上,但此种方式对于原生基板与目标基板二者尺寸的要求较为严格,同时,基板上晶粒设置的间距也必须一致,基于此等要求及限制使得其应用受到较大的限制。至于静电转移技术则必须通过静电方式拾取、转移、再放置晶粒于目标基板上,然而,采用此种静电转移方式易造成晶粒结构上的损坏,且在进行转移时为硬件间的接触,也容易损伤基材,除此之外,也受限于静电极的尺寸。
更进一步而言,当晶粒转移至目标基板上时,即便是经由训练良好的人操作、抑或是精密的转移技术,其晶粒对准(die alignment)也是很难做到完全准确的。而不准确的晶粒对准更会影响后续晶粒固定作业的困难与增加其复杂度,甚至可能增加重工的成本及工时。
发明内容
为解决现有技术存在的问题,本发明的一目的在于提供一种磁性发光二极管晶粒转移的对准模块,能够有效避免传统技术在转移晶粒所面临的诸多缺失,通过本发明所公开的晶粒转移的对准技术,可以大幅省却现有晶粒在转移时所耗费的工时及成本,更可广泛应用于巨量转移,成功符合产业进行快速且大量的转移需求。
再者,本发明的另一目的在于提供一种磁性发光二极管晶粒转移的对准方法,通过设计一带有较佳软磁性及初始磁导率的磁性金属材料作为其晶粒的基材,结合对应的磁力吸引装置,可成功通过磁性效应将该发光二极管晶粒吸引至驱动背板的凹陷部中,实现一自动对准的最佳化结果。
除此之外,通过本发明所公开的磁性发光二极管晶粒转移的对准模块及其对准方法,当晶粒完成转移至驱动背板,并续行后端焊接及打线制程时,更可进一步缩短其电极与焊接材料之间的距离,减少焊料的使用与耗材。
鉴于以上,根据本发明所公开的磁性发光二极管晶粒转移的对准模块,其包括:具有至少一凹陷部的驱动背板、至少一磁性发光二极管晶粒、以及一磁力吸引装置。磁力吸引装置位于凹陷部的下方,并相对应于该凹陷部设置。磁性发光二极管晶粒包含一磁性金属基板与形成于该磁性金属基板上的周边电极,所述的周边电极环绕设置于磁性金属基板上,且邻近设置于磁性金属基板的内侧边缘,以与驱动背板上的至少一焊垫提供电性导通。根据本发明的实施例,凹陷部的深度设计与磁性金属基板的厚度相等,以利用凹陷部及其下方磁力吸引装置的磁性吸引该磁性发光二极管晶粒容设并对准转移至该驱动背板中。
根据本发明的一实施例,其中,所述的磁力吸引装置可埋设于驱动背板在对应该凹陷部的一底层中。
根据本发明的另一实施例,其中,所述的磁力吸引装置也可选择性地设置于驱动背板的外部。
根据本发明的一实施例,其中,凹陷部的深度与磁性金属基板的厚度介于30微米至50微米之间。凹陷部更具有一二维平面长度与一二维平面宽度,凹陷部的该二维平面长度与该二维平面宽度等长,且该二维平面长度与该二维平面宽度介于30微米至100微米之间。
磁性金属基板还具有其二维平面长度与二维平面宽度,磁性金属基板的该二维平面长度也设计与该二维平面宽度等长。在本发明的一实施例中,凹陷部的二维平面长度与二维平面宽度可相等于磁性金属基板的二维平面长度与二维平面宽度,使磁性金属基板可恰好容设于凹陷部中。
在本发明的另一实施例中,凹陷部的二维平面长度与二维平面宽度也可选择性地大于磁性金属基板的二维平面长度与二维平面宽度,在此情况下,当磁性金属基板转移至驱动背板后,则会与该凹陷部之间具有一间隙。此间隙可以通过后处理(postprocess)焊接时的一焊接材料填充。抑或是,根据本发明的又一实施例,则此间隙也可以选择通过以一绝缘材料将其填充。
本发明所公开的磁性发光二极管晶粒还包含一磊晶层及一透明绝缘层,磊晶层设置于磁性金属基板的顶表面,透明绝缘层覆盖于磊晶层之上,使周边电极设置于透明绝缘层上并贯穿该透明绝缘层,以与透明绝缘层底部的磊晶层电性耦接。因此,当磁性发光二极管晶粒通过打线及封装形成一垂直型发光二极管晶粒,使该垂直型发光二极管晶粒具有初始磁导率时,磁性金属基板可通过该初始磁导率往其磊晶层导通一微电流。
另一方面而言,驱动背板上的至少一焊垫包含一第一半导体型焊垫及一第二半导体型焊垫,该第一半导体型焊垫及第二半导体型焊垫提供相异的导电型态,并各自设置于凹陷部的相异两侧。第一半导体型焊垫及第二半导体型焊垫可各自通过一焊接材料电性连接于周边电极与磁性金属基板。根据本发明的一较佳实施例,其中,该焊接材料位于第一半导体型焊垫或第二半导体型焊垫上的一外侧接点与周边电极之间具有一距离ΔX,该距离ΔX,较佳地可控制在小于10微米之内。
再者,根据本发明的实施例,其中,所述的磁性金属基板至少包含一镍铁合金层(Invar),也可选择性地包含位于该镍铁合金层上的一铜层(Copper)。其中所述的镍铁合金层及铜层还可由切割、真空加热及研磨抛光的方式组合,以使本发明所公开的磁性金属基板更可同时具有高热传导系数、低热膨胀系数与初始磁导率。
另一方面而言,本发明同时提供一种磁性发光二极管晶粒转移的对准方法,包括:提供一驱动背板,具有至少一凹陷部;在该凹陷部的下方设置一磁力吸引装置,且该磁力吸引装置相对应于该凹陷部设置。之后,提供至少一磁性发光二极管晶粒,包含一磁性金属基板与形成于该磁性金属基板上的一周边电极,其中,周边电极环绕设置于磁性金属基板之上;以及,利用该磁力吸引装置的磁性吸引所述的磁性发光二极管晶粒,使一该磁性发光二极管晶粒容设并对准转移至一该凹陷部中。根据本发明的实施例,所述凹陷部的深度的设计与磁性金属基板的厚度相等,周边电极邻近设置于磁性金属基板的内侧边缘,以与驱动背板上的至少一焊垫提供电性导通。
根据本发明的一实施例,其中,所述的驱动背板例如可为一透明基板或一绝缘基板,并在其上设置有M个所述的凹陷部,提供转移的磁性发光二极管晶粒则为N个,N≧M。
除此之外,本发明所公开的磁力吸引装置可选择性地埋设于驱动背板在对应该凹陷部的一底层中。抑或是,磁力吸引装置可直接设置于驱动背板的外部。
根据本发明提供的具体实施例,本发明公开了以下技术效果:本发明提供一种磁性发光二极管晶粒转移的对准模块,能够有效避免传统技术在转移晶粒所面临的诸多缺失,通过本发明所公开的晶粒转移的对准技术,可以大幅省却现有晶粒在转移时所耗费的工时及成本,更可广泛应用于巨量转移,成功符合产业进行快速且大量的转移需求。
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性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1A为根据本发明一第一实施例磁性发光二极管晶粒转移的对准模块的结构示意图;
图1B为根据本发明一第二实施例磁性发光二极管晶粒转移的对准模块的结构示意图;
图2为根据本发明实施例磁性发光二极管晶粒进行转移的对准方法的步骤流程示意图;
图3为根据本发明一实施例所公开的驱动背板的俯视图;
图4为根据本发明一实施例所公开的磁性发光二极管晶粒的俯视图;
图5A为根据图1A的对准模块完成晶粒转移后的剖面示意图;
图5B为根据图1B的对准模块完成晶粒转移后的剖面示意图;
图5C为根据本发明实施例所公开的对准模块完成晶粒转移后的俯视图;
图6A为根据图1A对准模块完成晶粒转移并进行后端打线接合制程的示意图;
图6B为根据图1B对准模块完成晶粒转移并进行后端打线接合制程的示意图;
图7为根据本发明另一实施例的磁性发光二极管晶粒转移的对准模块的结构示意图;
图8为根据图7实施例所公开的驱动背板的俯视图;
图9为根据图7实施例所公开的磁性发光二极管晶粒的俯视图;
图10A为根据图7的对准模块完成晶粒转移后的剖面示意图;
图10B为根据图7的对准模块完成晶粒转移后的俯视图;
图11为根据图7的对准模块完成晶粒转移并进行后端打线接合制程的示意图。
符号说明:
S202、S204、S206、S208…步骤,L1、L1’、L2、L2’…二维平面长度,W1、W1’、W2、W2’…二维平面宽度,D1…深度,T1…厚度,10…驱动背板,10A…驱动背板,12…凹陷部,12A…凹陷部,14…磁力吸引装置,20…磁性发光二极管晶粒,20A…磁性发光二极管晶粒,101…磁性金属基板,101A…磁性金属基板,102…磊晶层,103…周边电极,104…透明绝缘层,31…第一半导体型焊垫,32…第二半导体型焊垫,33…透明导电线,60…焊接材料,62…电性绝缘层,70…间隙,P1…外侧接点,ΔX…距离。
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做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。
以上有关于本发明的内容说明,与以下的实施方式用以示范与解释本发明的精神与原理,并且提供本发明的专利申请范围更进一步的解释。有关本发明的特征、实作与功效,兹配合图式作较佳实施例详细说明如下。
有鉴于前述现有技术所阐明的种种缺失,本发明旨在提供一种改良后的晶粒转移技术,通过本发明所公开的晶粒转移技术,可实现精确的晶粒对准效果,同时符合产业进行快速的巨量转移需求。
首先,请参阅本发明图1A及图1B所示,其为根据本发明一第一实施例与第二实施例的磁性发光二极管晶粒转移的对准模块的示意图,图2为根据本发明所公开磁性发光二极管晶粒进行转移的对准方法的步骤流程示意图,其中,本发明所公开的对准方法包含有步骤S202、步骤S204、步骤S206以及步骤S208。以下有关本发明所公开晶粒转移的对准模块及其对准方法的相关说明,请一并参阅图1A至图1B所示结构及其元件符号,配合图2所公开的步骤S202~S208,本发明提供详尽的说明如下。
如步骤S202所示,本发明提供一驱动背板(backplane)10,该驱动背板10例如可以为一透明基板或一绝缘基板。图3为根据本发明实施例所公开该驱动背板10的俯视图,如图1A~图1B及图3所示,该驱动背板10上设置有至少一焊垫,包含一第一半导体型焊垫31及一第二半导体型焊垫32。驱动背板10中设置有至少一凹陷部(cavity)12。
之后,如步骤S204所示,本发明接着在该凹陷部12的下方设置有一磁力吸引装置14,并且,此磁力吸引装置14相对应于所述的凹陷部12的位置设置。根据本发明的第一实施例,如图1A所示,则此磁力吸引装置14例如可选择埋设于驱动背板10在对应该凹陷部12的一底层中。抑或是,根据本发明的第二实施例,如图1B所示,则磁力吸引装置14也可选择设置于驱动背板10的一外部,由此便可通过外部机构经由设立于外部的磁力吸引装置14来提供一种超距力的吸附能力。
其中,根据本发明的实施例,所述的磁力吸引装置14例如可包括由至少一组电磁线圈(coil)圈绕在一磁环(Ferrite Core)上及其电路所一并形成。由图3的俯视图可以看出,凹陷部12具有一二维平面长度L1与一二维平面宽度W1。其中,该二维平面长度L1与该二维平面宽度W1为等长,且该二维平面长度L1与二维平面宽度W1均介于30微米(μm)至100微米之间。
第一半导体型焊垫31及第二半导体型焊垫32各自设置于凹陷部12的相异两侧,并提供相异的导电型态。在本发明的一实施例中,第一半导体型焊垫31例如可为一N型半导体型焊垫(N-type pad),第二半导体型焊垫32例如可为一P型半导体型焊垫(P-type pad),该第一半导体型焊垫31与第二半导体型焊垫32各自连接多条透明导电线33,其材质例如可为氧化铟锡(Indium Tin Oxide,ITO)或奈米银线(SilverNanowire),以提供讯号的输入及输出。
接着,请参阅图2的步骤S206所示,本发明提供至少一磁性发光二极管晶粒,如图1A及图1B所示,此种磁性发光二极管晶粒20包含一磁性金属基板101与形成于该磁性金属基板101上的一周边电极(peripheral electrode)103。其中,本发明所使用的磁性金属基板101为一种创新的基材材质,其至少包含有一镍铁合金层,使磁性金属基板101可具有相较于传统基材较佳的软磁性及初始磁导率(Initial Magnetic Permeability)。其次,该磁性金属基板101也可选择性地在该镍铁合金层上另包含有一铜层,以提供后续讯号点测之用。基于本发明所公开的镍铁合金层与铜层可以通过切割、真空加热及研磨抛光的方式组合而成,因而可使所形成的磁性金属基板101不仅具有初始磁导率之外,还同时具备高热传导系数以及低热膨胀系数。在后续的打线封装制程上,可提供更佳的生产良率,且与其它公知的金属基板相比之下,此种磁性金属基板101的成本更低,其薄度也够薄透,可在无需额外的薄化制程的情况下,即提供兼具有绝佳的低热膨胀系数、高热传导系数、成本低、良率高且易于接合的新型基材选择。
图4为根据本发明实施例所公开该磁性发光二极管晶粒20的俯视图,可以看出,磁性金属基板101也具有其二维平面长度L2与一二维平面宽度W2,其中,该二维平面长度L2与该二维平面宽度W2等长。请同时参照图1A~图1B及图4所示,可明显看出:此一磁性发光二极管晶粒20所设置的周边电极103环绕设置于磁性金属基板101之上,且邻近设置于该磁性金属基板101的内侧边缘。周边电极103以封闭且具有对称性的图案圈设于磁性金属基板101之上,其电极图案例如可以是一具有对称性的方形或圆形,本发明所公开图4以方形做为一示性例的说明,但本发明当不以此为限。一磊晶层102及一透明绝缘层104设置于磁性金属基板101与周边电极103之间。磊晶层102形成于磁性金属基板101的顶表面,透明绝缘层104覆盖于磊晶层102之上,所述的周边电极103设置于该透明绝缘层104上并贯穿该透明绝缘层104,以与该透明绝缘层104底下的磊晶层102电性耦接。
值得注意的是,请参见图1A~图1B所示,本发明设计驱动背板10上凹陷部12的一深度D1相等于该磁性金属基板101的厚度T1,使得D1=T1,且凹陷部12的深度D1与磁性金属基板101的厚度T1均介于30微米至50微米之间,符合现今产业发光元件微缩化的趋势。
如此一来,请配合参阅图2的步骤S208所示,本发明便可利用位于凹陷部12下方的磁力吸引装置14的磁性吸引磁性发光二极管晶粒20,使磁性发光二极管晶粒20容设并对准转移至对应的凹陷部12中,其完成转移后的示意图,图5A至图5C所示,其中,图5A及图5B分别为本发明图1A与图1B所公开对准模块在完成晶粒转移后的剖视图,图5C为其俯视图。由该等图示可以明显看出,在本发明所公开的技术方案中,本发明经由精密的尺寸考量并设计D1=T1,L1=W1=L2=W2时,可以使磁性发光二极管晶粒20的磁性金属基板101的尺寸在转移到驱动背板10后可刚好与其对应的凹陷部12形成密合。
之后,如图6A及图6B所示,通过本发明第一实施例与第二实施例所公开的对准方法而完成晶粒转移后的模块可进一步地执行后续打线接合(postbonding)的后端制程,以使周边电极103与驱动背板10上的第一、第二半导体型焊垫31,32形成电性导通。
其中,第一半导体型焊垫31及第二半导体型焊垫32各自通过一焊接材料(solder)60电性连接于磁性发光二极管晶粒20的周边电极103与磁性金属基板101。同时,为避免讯号发生短路,一电性绝缘层62设置于第一半导体型焊垫31、该焊接材料60、周边电极103及其底部的透明绝缘层104之间。根据本发明的实施例,所述的焊接材料60例如可为焊锡的锡膏或锡球,但本发明并不以此为限,所述焊接材料60的选用可依照实际后端制程的需求而作一调整。
此时,磁性发光二极管晶粒20通过打线及封装形成一垂直型发光二极管晶粒,使该垂直型发光二极管晶粒可具有所述磁性金属基板101的初始磁导率,并且,磁性金属基板101可由其初始磁导率以往磊晶层102导通一微电流,形成一微发光二极管(Micro LED),之后,所制成的微发光二极管便可以进一步地在晶圆上整合为高密度且微小尺寸的发光二极管阵列,使其中的每一个像素均可被有效定址,并被单独地驱动点亮。除此之外,如图6B所示,则本发明所形成的垂直型发光二极管晶粒结构在组装成二极管模块后,更可通过一外部的机构经由磁力吸引装置14(如:电磁线圈)超距力的吸附能力,通过此一次性且大量地吸附发光二极管晶粒来达成巨量转移的新应用,以充分符合发光二极管模块的巨量转移应用需求。
值得说明的是,根据本发明的一较佳实施例,如图6A~图6B所示,其中,该焊接材料60位于第一半导体型焊垫31上的一外侧接点P1与周边电极103之间具有一距离ΔX,由于公知的上电极通常会设置于整个晶粒结构的正中间,当进行后续焊接时,其上电极连接焊垫间的焊锡距离显得过长;为了改善此问题,本发明通过设计周边电极103的位置,使其以对称且环绕设置于磁性金属基板101之上的方式,且邻近设置于磁性金属基板101的内侧边缘,可有效地控制并缩减该距离ΔX,较佳地,可使该距离ΔX小于10微米,通过本发明的设计,可以有效地减少焊料的使用并缩短焊锡距离。同样地,此一缩短距离ΔX的发明概念,也可应用于第二半导体型焊垫32的一侧,本领域具通常知识的技术人员当可在本发明所教示技术方案的启示下,依据其实际实施层面上自行修饰,而均隶属于本发明的发明范围。
具体而言,更进一步来说,为了满足业界进行巨量转移的需求,本发明所公开的磁性发光二极管晶粒转移的对准模块及其对准方法更可应用于复数个待转移的晶粒。在此情况下,驱动背板10上可设置有M个所述的凹陷部12,而提供转移的磁性发光二极管晶粒20为N个,使N≧M,不论是额外通过一振动机构或直接与一振动磁性平台做结合,本发明即可通过磁力吸引装置的磁性吸引与振动该N个待转移的晶粒,成功将其对准且转移至对应的驱动背板的凹陷部中。
另一方面而言,本发明进一步针对磁性金属基板101与其对应凹陷部12的尺寸关系提供另一种实施例,如本发明图7所示,在此另一实施例中,其将一磁性发光二极管晶粒20A对准转移至驱动背板10A的一凹陷部12A中,可以看出的是:此磁性发光二极管晶粒20A的磁性金属基板101A的尺寸也可略小于其对应凹陷部12A的尺寸,但其凹陷部12A的深度D1仍维持与该磁性金属基板101A的厚度T1相等,使D1=T1,且均介于30微米至50微米之间。
其中,磁力吸引装置14的设置位置如同本发明前述图1A的实施例与图1B的实施例所示,熟习本领域并具备通常知识的技术人士,当可视其自行需求及规格选择将该磁力吸引装置14埋设于驱动背板10A的一底层中,抑或是将该磁力吸引装置14设置于驱动背板10A的一外部。在此,本发明针对较小尺寸的磁性金属基板101A的实施例的技术内容,以下以磁力吸引装置14埋设于驱动背板10A的底层中作为一示例的说明,如图7所示,但该技术内容也可应用于磁力吸引装置14设置于驱动背板10A的一外部,本发明不予赘述。
请参阅图8与图9,其各自为根据本发明实施例该驱动背板10A及该磁性发光二极管晶粒20A的俯视图。由该等图示可以明显看出,在此另一实施例中,凹陷部12A也具有其二维平面长度L1’与二维平面宽度W1’,其中L1’=W1’,且均介于30微米至100微米之间。磁性金属基板101A也具有其二维平面长度L2’与二维平面宽度W2’,其中L2’=W2’。与前述图1A及图1B至图6A及图6B实施例不同的是,在此实施例中,凹陷部12A的二维平面长度L1’与二维平面宽度W1’大于磁性金属基板101A的二维平面长度L2’与二维平面宽度W2’,使L1’>L2’,W1’>W2’。在此条件下,当该磁性发光二极管晶粒20A完成转移至该驱动背板10A后,其磁性金属基板101A便会与该凹陷部12A之间具有一间隙70,如图10A及图10B所示。
之后,图11为根据本发明此一实施例所完成晶粒转移后的模块,其进一步通过焊接材料60进行打线接合等后端制程的示意图,其中有关周边电极、磁性金属基板与驱动背板上的焊垫等的连接关系,该等技术特征基本上同前揭实施例(图6A~图6B),故在此不于重述。与前揭实施例不同的是,在本发明图11的实施例中,此时磁性金属基板101A与凹陷部12A之间所形成的间隙70可以通过以该焊接材料60将其填充;又或者是,磁性金属基板101A与凹陷部12A之间所形成的该间隙70也可以选择以一绝缘材料将其填充,同时,在图11的实施例中也可通过改良周边电极103的位置实现距离ΔX的最小化,使ΔX较佳地少于10微米,有效减少焊料的使用并缩短焊锡距离。
因此,综上所述,根据本发明所公开的数个实施例及其所教示的技术思想,本领域具通常知识者当可在其实际实施层面上自行变化其设计,而均属于本发明的发明范围。本发明在前述段落中所列举出的数个示例,其目的是为了善加解释本发明主要的技术特征,而使本领域人员可理解并据以实施,唯本发明当不以该些示例为限。
因此,鉴于以上所述,可明显观之,本发明公开一种磁性发光二极管晶粒转移的对准模块及其对准方法,由于改良原有晶粒的基材结构及材质,使其具有较佳的软磁性及初始磁导率,以使其发光二极管晶粒本身便可以作为磁导结构。当在欲进行的转移的驱动背板中设计有对应的凹陷部及磁力吸引装置,便可利用磁性吸附的原理,有效吸取此带有软磁性的发光二极管晶粒,达到快速且精确转移的效果,同时,更可在大量增设凹陷部的条件下,进一步执行巨量转移技术,以符合现今微发光二极管需要晶粒具备快速且巨量转移的需求,有效提升其产业生产的竞争力。
再者,本发明的另一功效还包括:可通过改良其上电极(即周边电极)的位置实现焊锡距离的微缩化,使所述的焊锡距离较佳地可少于10微米,有效减少焊料的使用并缩短焊锡距离。由此显见,本发明所公开的技术方案确实具有极佳的产业利用性及竞争力。同时,验证本发明所公开的技术特征、方法手段与达成的功效显著地不同于现行方案,实非为熟悉该项技术者能轻易完成者。
以上所述的实施例仅为说明本发明的技术思想及特点,其目的在使熟习此项技术的人员能够了解本发明的内容并据以实施,当不能以之限定本发明的专利范围,即大凡依本发明所公开的精神所作的均等变化或修饰,仍应涵盖在本发明的专利范围内。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (20)
1.一种磁性发光二极管晶粒转移的对准模块,其特征在于,所述磁性发光二极管晶粒转移的对准模块包含:
一驱动背板,具有至少一凹陷部;
一磁力吸引装置,其位于该凹陷部的下方,并相对应于该凹陷部设置;以及
至少一磁性发光二极管晶粒,包含一磁性金属基板与形成于该磁性金属基板上的一周边电极,该周边电极环绕设置于该磁性金属基板上,且邻近设置于该磁性金属基板的内侧边缘,以与该驱动背板上的至少一焊垫提供电性导通,其中,该凹陷部的一深度与该磁性金属基板的一厚度相等,以利用该凹陷部及该磁力吸引装置的磁性吸引该磁性发光二极管晶粒容设并对准转移至该驱动背板中。
2.根据权利要求1所述的磁性发光二极管晶粒转移的对准模块,其特征在于,该磁力吸引装置埋设于该驱动背板在对应该凹陷部的一底层中。
3.根据权利要求1所述的磁性发光二极管晶粒转移的对准模块,其特征在于,该磁力吸引装置设置于该驱动背板的一外部。
4.根据权利要求1所述的磁性发光二极管晶粒转移的对准模块,其特征在于,该凹陷部的该深度与该磁性金属基板的该厚度介于30微米至50微米之间。
5.根据权利要求1所述的磁性发光二极管晶粒转移的对准模块,其特征在于,该磁性发光二极管晶粒更包含一磊晶层及一透明绝缘层,该磊晶层设置于该磁性金属基板的顶表面,该透明绝缘层覆盖于该磊晶层之上,该周边电极设置于该透明绝缘层上并贯穿该透明绝缘层,以与该透明绝缘层底部的该磊晶层电性耦接,该磁性发光二极管晶粒为一垂直型发光二极管晶粒,使该垂直型发光二极管晶粒具有一初始磁导率,该磁性金属基板可通过该初始磁导率以往该磊晶层导通一微电流。
6.根据权利要求1所述的磁性发光二极管晶粒转移的对准模块,其特征在于,该驱动背板上的该至少一焊垫包含一第一半导体型焊垫及一第二半导体型焊垫,该第一半导体型焊垫及该第二半导体型焊垫提供相异的导电型态,并各自设置于该凹陷部的相异两侧。
7.根据权利要求6所述的磁性发光二极管晶粒转移的对准模块,其特征在于,该第一半导体型焊垫及该第二半导体型焊垫各自通过一焊接材料电性连接于该周边电极与该磁性金属基板,且该焊接材料位于该第一半导体型焊垫或该第二半导体型焊垫上的一外侧接点与该周边电极之间具有一距离,该距离小于10微米,并且,一电性绝缘层设置于该至少一焊垫、该焊接材料、该周边电极及其底部的一透明绝缘层之间。
8.根据权利要求1所述的磁性发光二极管晶粒转移的对准模块,其特征在于,该凹陷部与该磁性金属基板更各自具有一二维平面长度与一二维平面宽度,该凹陷部的该二维平面长度与该二维平面宽度等长,该磁性金属基板的该二维平面长度与该二维平面宽度等长,且该凹陷部的该二维平面长度与该二维平面宽度大于该磁性金属基板的该二维平面长度与该二维平面宽度,使该磁性金属基板转移后与该凹陷部之间具有一间隙,该间隙由一焊接材料或一绝缘材料填充。
9.根据权利要求1所述的磁性发光二极管晶粒转移的对准模块,其特征在于,该驱动背板为一透明基板或一绝缘基板。
10.根据权利要求1所述的磁性发光二极管晶粒转移的对准模块,其特征在于,该驱动背板上具有M个该凹陷部,提供转移的该磁性发光二极管晶粒为N个,N≧M。
11.根据权利要求1所述的磁性发光二极管晶粒转移的对准模块,其特征在于,该磁性金属基板至少包含一镍铁合金层。
12.根据权利要求1所述的磁性发光二极管晶粒转移的对准模块,其特征在于,该磁性金属基板包含一镍铁合金层以及位于该镍铁合金层上的一铜层。
13.一种磁性发光二极管晶粒转移的对准方法,其特征在于,所述磁性发光二极管晶粒转移的对准方法包括:
提供一驱动背板,具有至少一凹陷部;
在该凹陷部的下方设置一磁力吸引装置,且该磁力吸引装置相对应于该凹陷部设置;
提供至少一磁性发光二极管晶粒,包含一磁性金属基板与形成于该磁性金属基板上的一周边电极,该周边电极环绕设置于该磁性金属基板之上;以及
利用该磁力吸引装置的磁性吸引该至少一磁性发光二极管晶粒,使一该磁性发光二极管晶粒容设并对准转移至一该凹陷部中,其中,该凹陷部的一深度与该磁性金属基板的一厚度相等,该周边电极邻近设置于该磁性金属基板的内侧边缘,以与该驱动背板上的至少一焊垫提供电性导通。
14.根据权利要求13所述的磁性发光二极管晶粒转移的对准方法,其特征在于,该磁力吸引装置埋设于该驱动背板在对应该凹陷部的一底层中。
15.根据权利要求13所述的磁性发光二极管晶粒转移的对准方法,其特征在于,该磁力吸引装置设置于该驱动背板的一外部。
16.根据权利要求13所述的磁性发光二极管晶粒转移的对准方法,其特征在于,该凹陷部的该深度与该磁性金属基板的该厚度介于30微米至50微米之间。
17.根据权利要求13所述的磁性发光二极管晶粒转移的对准方法,其特征在于,该凹陷部与该磁性金属基板更各自具有一二维平面长度与一二维平面宽度,该凹陷部的该二维平面长度与该二维平面宽度等长,该磁性金属基板的该二维平面长度与该二维平面宽度等长,且该凹陷部的该二维平面长度与该二维平面宽度大于该磁性金属基板的该二维平面长度与该二维平面宽度,使该磁性金属基板转移后与该凹陷部之间具有一间隙,该间隙由一焊接材料或一绝缘材料填充。
18.根据权利要求13所述的磁性发光二极管晶粒转移的对准方法,其特征在于,该驱动背板上具有M个该凹陷部,提供转移的该磁性发光二极管晶粒为N个,N≧M。
19.根据权利要求13所述的磁性发光二极管晶粒转移的对准方法,其特征在于,该磁性金属基板至少包含一镍铁合金层。
20.根据权利要求13所述的磁性发光二极管晶粒转移的对准方法,其特征在于,该磁性金属基板包含一镍铁合金层以及位于该镍铁合金层上的一铜层。
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