CN115084323A - 一种Mini/Micro LED芯片超声振动剥离巨量转移装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种Mini/Micro LED芯片超声振动剥离巨量转移装置，主要由芯片承载系统、激光超声视觉系统和基板承载系统三部分组成，芯片承载系统包括：大理石平台、支座、承载支架和承载板；激光超声视觉系统包括：上电机定子、上导轨、上移动组件、超声振动运动模块、超声振动驱动器、超声振动组件、激光器、激光调焦镜头、工业CCD相机、上光栅尺和上光栅尺读数头；基板承载系统包括：下电机定子、下导轨、下移动组件、升降组件、下光栅尺和下光栅尺读数头。本发明利用紫外激光照射粘性层降低其粘性，仅需低能量的超声振动将芯片剥离，不会引起芯片损伤和弹性膜疲劳，提升芯片和弹性膜寿命，更好控制芯片的转移落点和角度误差，提高芯片转移精度和良率。
Description
技术领域
本发明涉及一种半导体光电技术，尤其涉及一种Mini/Micro LED芯片超声振动剥离巨量转移装置。
背景技术
随着科技的发展、半导体技术的提高，显示屏被广泛地应用于交通车站、机关企业等各种场所，成为信息传播、新闻发布和广告宣传最有效的媒介。显示屏在人类生活中占据着越来越重要的地位，显示质量以及感知效果直接关乎人类生活质量和生产效率。显示芯片是具有显示功能的芯片，由其制备的显示屏作为人类视觉的延伸，对人类信息化、智能化生活起到关键作用。
电子显示屏分为阴极射线管屏(CRT)、等离子体屏(PDP)、液晶屏(LCD)、有机发光二极管屏(OLED)和Mini/Micro LED屏。CRT屏诞生于1897年，利用电子束触及磷光表面产生图像，其色彩和灰度精确性高，但显示图像失真严重。LCD屏和PDP屏诞生于1964年。PDP屏利用高压激发荧光粉发光实现成像，其亮度高、对比度好且视角范围广，但功耗高。LCD屏利用改变电场中液晶分子排列来调制背光灯的光强，借助像素上的绿色片实现毫秒级反应速度彩色显示，其反应速度快、功耗低、体积小且亮度高，但对比度低、可视角度小。OLED屏诞生于1987年，利用电场驱动有机半导体材料和发光材料发光，其无需背光源、自发光响应时间快、对比度高且可弯曲，但寿命短，随工作时间增长发光效率和亮度下降。
Mini/Micro LED屏，具有超高解析度、高亮度、低功耗、无拼接缝隙及快响应等优点，成为继LCD屏和OLED屏技术之后全新颇具活力的显示技术。Mini/Micro LED屏生产的工艺流程链长且复杂，包括芯片制备(衬底制备、外延材料生长、芯片加工、芯片电测、划片)、芯片转移(芯片源基板分离、芯片拾取、芯片放置)和缺陷检测与修复。在Mini/Micro LED芯片制备完成后，需要将其转移到电流驱动背板上，其中Mini LED芯片尺寸约为50μm-200μm，而Micro LED芯片则会微缩至小于50μm。生产一台普通的4K屏幕需要转移的微米级LED芯片数量将达到数百万甚至千万量级，即使一次转移1万颗，也至少需要重复上百次，这个过程称之为巨量转移。
芯片巨量转移速度和良品率分别是制约面板产能和显示效果的主要因素，为了克服这一难题，业界提出了众多巨量转移方式。现有主流的巨量转移方式有精准拾取转移、流体自组装、滚轴转印和激光选择性释放。精准拾取转移根据作用力的不同，可以分为静电力抓取、磁力抓取、摆臂式和针刺式，其效率、精准度和稳定度相对较低。流体自组装利用流体力驱动芯片转移，转移速度快、成本低且分辨率可调，但其在转移过程中芯片完整性、良率和在Micro LED与空洞之间电连接无法保证。滚轴转印采用呈滚筒形的微粘性印章，从源基板拾取芯片放置于目标基板，可以转移Micro尺寸级别的LED芯片，但精密度工艺难度大，需要严格控制滚轴的旋转速度和高度。激光选择性释放利用激光作用于转移膜，引起界面的热膨胀或牺牲层的烧蚀，产生驱动力来转移芯片，但受限于目前设备和材料性能，激光与转移膜作用过程控制难度大。
中国专利201811564866.X所述的采用超声驻波操纵Micro-LED巨量转移的方法，通过激光加热弹性膜使其发生形变，使粘附在弹性膜上的芯片脱离芯片载板，并悬浮于声压节点上，再通过调节声压节点间距来控制芯片之间的间距。当悬浮的芯片的间距与目标衬底上的芯片贴装位置间距相等时，撤去超声波，芯片在重力作用下落到目标衬底上，实现LED芯片转移。该专利在芯片转移时，利用激光加热弹性膜使其发生形变，引起作用力大小和方向波动性大，控制难度高，造成部分芯片下落角度偏位，无法落入声压节点，直接转移至目标基板。但未经过声压节点调节的芯片落点位置不准确，降低了转移良率。此外，该专利在实际应用中需要对匹配电路的参数进行实时调整，引入了额外的测量和控制方法，导致实用化成本较高。
中国专利201811564324.2所述的超声释放式Micro-LED巨量转移方法，通过超声振动迫使粘附在芯片载板上的弹性膜发生形变，使粘附在弹性膜上的芯片脱离芯片载板，并在重力的作用下落向目标衬底上，实现LED芯片转移。当弹性膜粘性较强时，需要较强的超声振动迫使弹性膜变形将芯片振落，引发芯片暗伤或损坏。弹性膜在长时间强振动作用下，其变形较大，形变频率高，易引起弹性膜疲劳，造成弹性恶化。此外，每颗芯片与弹性膜的粘性不一致，导致每颗芯片脱离弹性膜时的速度和方向不一致，造成芯片落点位置误差和角度误差增大，降低了芯片转移良率。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的是提供了一种Mini/Micro LED芯片超声振动剥离巨量转移装置，以解决现有技术中存在的上述技术问题。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的Mini/Micro LED芯片超声振动剥离巨量转移装置，主要由芯片承载系统、激光超声视觉系统和基板承载系统三部分组成，芯片承载系统主要包括：大理石平台1、左支座2A、右支座2B、芯片承载支架3和芯片承载板4；激光超声视觉系统主要包括：上平面左纵向电机定子5A、上平面右纵向电机定子5B、上平面左外导轨6A、上平面左内导轨 6B、上平面右内导轨6C、上平面右外导轨6D、上平面纵向移动组件7、上平面横向移动组件8、超声振动运动模块9、超声振动驱动器10、超声振动组件11、激光器12、激光调焦镜头13、工业CCD相机固定架14、工业CCD相机15、上平面横向光栅尺16、上平面横向光栅尺读数头17、上平面纵向光栅尺18和上平面纵向光栅尺读数头19；基板承载系统主要包括：下平面左纵向电机定子20A、下平面右纵向电机定子20B、下平面左外导轨 21A、下平面左内导轨21B、下平面右内导轨21C、下平面右外导轨21D、下平面纵向移动组件22、基板承载升降组件23、下平面横向光栅尺24、下平面横向光栅尺读数头25、下平面纵向光栅尺26和下平面纵向光栅尺读数头27；大理石平台1位于左支座2A、右支座2B的下方，左支座2A和右支座2B分别位于大理石平台1上表面的左侧和右侧，并通过紧固螺钉安装在大理石平台1上，芯片承载支架3位于左支座2A和右支座2B之间，并通过紧固螺钉分别安装在左支座2A的右侧和右支座2B的左侧，芯片承载板4位于芯片承载支架3的上平面，并通过芯片承载支架3中部凹槽固定，上平面左纵向电机定子5A和上平面右纵向电机定子5B分别位于左支座2A上表面中部和右支座2B上表面中部，并通过紧固螺钉分别安装在左支座2A和右支座2B上表面，上平面左外导轨6A和上平面左内导轨6B分别位于左支座2A上表面的左侧和右侧，上平面左外导轨6A和上平面左内导轨6B分别位于上平面左纵向电机定子5A的左侧和右侧，并通过紧固螺钉安装在左支座2A上，上平面右内导轨6C和上平面右外导轨6D分别位于右支座2B上表面的左侧和右侧，上平面右内导轨 6C和上平面右外导轨6D分别位于上平面右纵向电机定子5B的左侧和右侧，并通过紧固螺钉安装在右支座2B上，上平面纵向移动组件7位于上平面左纵向电机定子5A、上平面右纵向电机定子5B、上平面左外导轨6A、上平面左内导轨6B、上平面右内导轨6C和上平面右外导轨6D的上方，并通过上平面纵向移动组件7底部的滑块卡在上平面左外导轨6A、上平面左内导轨6B、上平面右内导轨6C和上平面右外导轨6D上，上平面横向移动组件8 位于上平面纵向移动组件7的上方，并通过上平面横向移动组件8底部的滑块卡在上平面纵向移动组件7的导轨上，超声振动运动模块9位于上平面横向移动组件8前表面的下侧，并通过紧固螺钉安装在上平面横向移动组件8上，超声振动驱动器10位于超声振动运动模块9的前侧，并通过紧固轴承安装在超声振动运动模块9的电机座上，超声振动组件11位于超声振动运动模块9的前方和超声振动驱动器10的下方，并通过紧固双头螺柱安装在超声振动驱动器10的下方，激光器12位于上平面横向移动组件8前表面左上方，激光器12位于超声振动运动模块9和超声振动驱动器10的上方，并通过紧固螺钉安装在上平面横向移动组件8上，激光调焦镜头13位于超声振动运动模块9、超声振动驱动器10和超声振动组件11的上方，激光调焦镜头13位于激光器12的下方，并通过旋紧螺纹固定在激光器12下方，工业CCD相机固定架14位于上平面横向移动组件8的前表面，工业CCD相机固定架 14位于激光器12、超声振动运动模块9、超声振动驱动器10和超声振动组件11的右侧，并通过紧固螺钉安装在上平面横向移动组件8上，工业CCD相机15位于工业CCD相机固定架14中部卡槽内，并通过紧固螺钉固定在工业CCD相机固定架14内，上平面横向光栅尺16位于上平面纵向移动组件7的前表面，并通过环氧树脂胶粘在上平面纵向移动组件7 上，上平面横向光栅尺读数头17位于上平面横向移动组件8前表面的右下方，并通过紧固螺钉安装在上平面横向移动组件8上，上平面纵向光栅尺18位于右支座2B左侧表面的上方，并通过环氧树脂胶粘在右支座2B上，上平面纵向光栅尺读数头19位于上平面纵向移动组件7右前侧表面上和上平面纵向光栅尺18的上方，并通过紧固螺钉安装在上平面纵向移动组件7上，下平面左纵向电机定子20A和下平面右纵向电机定子20B分别位于大理石平台1上表面左右两侧，并通过紧固螺钉安装在大理石平台1上，下平面左外导轨21A和下平面左内导轨21B位于大理石平台1上表面左侧，下平面左外导轨21A和下平面左内导轨 21B分别位于下平面左纵向电机定子20A的左侧和右侧，并通过紧固螺钉安装在大理石平台1上，下平面右内导轨21C和下平面右外导轨21D位于大理石平台1上表面右侧，下平面右内导轨21C和下平面右外导轨21D分别位于下平面右纵向电机定子20B的左侧和右侧，并通过紧固螺钉安装在大理石平台1上，下平面纵向移动组件22位于下平面左纵向电机定子20A、下平面右纵向电机定子20B、下平面左外导轨21A、下平面左内导轨21B、下平面右内导轨21C和下平面右外导轨21D的上方，并通过下平面纵向移动组件22底部的滑块卡在下平面左外导轨21A、下平面左内导轨21B、下平面右内导轨21C和下平面右外导轨 21D上，基板承载升降组件23位于下平面纵向移动组件22的上方，并通过基板承载升降组件23底部的滑块卡在下平面纵向移动组件22的导轨上，下平面横向光栅尺24位于下平面纵向移动组件22的前表面，并通过环氧树脂胶粘在下平面纵向移动组件22上，下平面横向光栅尺读数头25位于基板承载升降组件23前侧表面右下方，并通过紧固螺钉安装在基板承载升降组件23上，下平面纵向光栅尺26位于大理石平台1上表面右侧，并通过环氧树脂胶粘在大理石平台1上，下平面纵向光栅尺读数头27位于下平面纵向移动组件22前表面右侧和下平面纵向光栅尺26的上方，并通过紧固螺钉安装在下平面纵向移动组件22 上。
与现有技术相比，本发明所提供的Mini/Micro LED芯片超声振动剥离巨量转移装置，利用紫外激光照射芯片承载板上的粘性层，降低粘性层上光敏胶的粘性，仅需低能量的超声振动将芯片剥离，不会引起芯片损伤和弹性膜疲劳，能较好控制芯片的转移落点误差和角度误差。其具有芯片转移速度快、转移良品率高和符合绿色安全生产的优点，特别适用于Mini/Micro LED芯片巨量转移。
附图说明
图1为本发明实施例提供的Mini/Micro LED芯片超声振动剥离巨量转移装置的三维结构示意图；
图2为本发明实施例的芯片承载系统的三维结构示意图；
图3为本发明实施例的激光超声视觉系统的三维结构示意图；
图4为本发明实施例的基板承载系统的三维结构示意图；
图5为本发明实施例的芯片载板的结构示意图；
图6为本发明实施例的上平面纵向移动组件的纵向爆炸示意图；
图7为本发明技术解决方案的上平面横向移动组件的横向爆炸示意图；
图8为本发明技术解决方案的超声振动组件的剖视图；
图9为本发明技术解决方案的下平面纵向移动组件的纵向爆炸示意图；
图10为本发明技术解决方案的基板承载升降组件的纵向爆炸示意图；
图11a为本发明技术解决方案的激光照射示意图；
图11b为本发明技术解决方案的转移原理示意图。
具体实施方式
下面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，这并不构成对本发明的限制。基于本发明的实施例，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，都属于本发明的保护范围。
首先对本文中可能使用的术语进行如下说明：
术语“和/或”是表示两者任一或两者同时均可实现，例如，X和/或Y表示既包括“X”或“Y”的情况也包括“X和Y”的三种情况。
术语“包括”、“包含”、“含有”、“具有”或其它类似语义的描述，应被解释为非排它性的包括。例如：包括某技术特征要素(如原料、组分、成分、载体、剂型、材料、尺寸、零件、部件、机构、装置、步骤、工序、方法、反应条件、加工条件、参数、算法、信号、数据、产品或制品等)，应被解释为不仅包括明确列出的某技术特征要素，还可以包括未明确列出的本领域公知的其它技术特征要素。
术语“由……组成”表示排除任何未明确列出的技术特征要素。若将该术语用于权利要求中，则该术语将使权利要求成为封闭式，使其不包含除明确列出的技术特征要素以外的技术特征要素，但与其相关的常规杂质除外。如果该术语只是出现在权利要求的某子句中，那么其仅限定在该子句中明确列出的要素，其他子句中所记载的要素并不被排除在整体权利要求之外。
除另有明确的规定或限定外，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如：可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本文中的具体含义。
术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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，仅是为了便于描述和简化描述，而不是明示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本文的限制。
本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。本发明实施例中未注明具体条件者，按照本领域常规条件或制造商建议的条件进行。本发明实施例中所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
本发明的Mini/Micro LED芯片超声振动剥离巨量转移装置，主要由芯片承载系统、激光超声视觉系统和基板承载系统三部分组成，芯片承载系统主要包括：大理石平台1、左支座2A、右支座2B、芯片承载支架3和芯片承载板4；激光超声视觉系统主要包括：上平面左纵向电机定子5A、上平面右纵向电机定子5B、上平面左外导轨6A、上平面左内导轨 6B、上平面右内导轨6C、上平面右外导轨6D、上平面纵向移动组件7、上平面横向移动组件8、超声振动运动模块9、超声振动驱动器10、超声振动组件11、激光器12、激光调焦镜头13、工业CCD相机固定架14、工业CCD相机15、上平面横向光栅尺16、上平面横向光栅尺读数头17、上平面纵向光栅尺18和上平面纵向光栅尺读数头19；基板承载系统主要包括：下平面左纵向电机定子20A、下平面右纵向电机定子20B、下平面左外导轨 21A、下平面左内导轨21B、下平面右内导轨21C、下平面右外导轨21D、下平面纵向移动组件22、基板承载升降组件23、下平面横向光栅尺24、下平面横向光栅尺读数头25、下平面纵向光栅尺26和下平面纵向光栅尺读数头27；大理石平台1位于左支座2A、右支座2B的下方，左支座2A和右支座2B分别位于大理石平台1上表面的左侧和右侧，并通过紧固螺钉安装在大理石平台1上，芯片承载支架3位于左支座2A和右支座2B之间，并通过紧固螺钉分别安装在左支座2A的右侧和右支座2B的左侧，芯片承载板4位于芯片承载支架3的上平面，并通过芯片承载支架3中部凹槽固定，上平面左纵向电机定子5A和上平面右纵向电机定子5B分别位于左支座2A上表面中部和右支座2B上表面中部，并通过紧固螺钉分别安装在左支座2A和右支座2B上表面，上平面左外导轨6A和上平面左内导轨6B分别位于左支座2A上表面的左侧和右侧，上平面左外导轨6A和上平面左内导轨6B分别位于上平面左纵向电机定子5A的左侧和右侧，并通过紧固螺钉安装在左支座2A上，上平面右内导轨6C和上平面右外导轨6D分别位于右支座2B上表面的左侧和右侧，上平面右内导轨 6C和上平面右外导轨6D分别位于上平面右纵向电机定子5B的左侧和右侧，并通过紧固螺钉安装在右支座2B上，上平面纵向移动组件7位于上平面左纵向电机定子5A、上平面右纵向电机定子5B、上平面左外导轨6A、上平面左内导轨6B、上平面右内导轨6C和上平面右外导轨6D的上方，并通过上平面纵向移动组件7底部的滑块卡在上平面左外导轨6A、上平面左内导轨6B、上平面右内导轨6C和上平面右外导轨6D上，上平面横向移动组件8 位于上平面纵向移动组件7的上方，并通过上平面横向移动组件8底部的滑块卡在上平面纵向移动组件7的导轨上，超声振动运动模块9位于上平面横向移动组件8前表面的下侧，并通过紧固螺钉安装在上平面横向移动组件8上，超声振动驱动器10位于超声振动运动模块9的前侧，并通过紧固轴承安装在超声振动运动模块9的电机座上，超声振动组件11位于超声振动运动模块9的前方和超声振动驱动器10的下方，并通过紧固双头螺柱安装在超声振动驱动器10的下方，激光器12位于上平面横向移动组件8前表面左上方，激光器12位于超声振动运动模块9和超声振动驱动器10的上方，并通过紧固螺钉安装在上平面横向移动组件8上，激光调焦镜头13位于超声振动运动模块9、超声振动驱动器10和超声振动组件11的上方，激光调焦镜头13位于激光器12的下方，并通过旋紧螺纹固定在激光器12下方，工业CCD相机固定架14位于上平面横向移动组件8的前表面，工业CCD相机固定架 14位于激光器12、超声振动运动模块9、超声振动驱动器10和超声振动组件11的右侧，并通过紧固螺钉安装在上平面横向移动组件8上，工业CCD相机15位于工业CCD相机固定架14中部卡槽内，并通过紧固螺钉固定在工业CCD相机固定架14内，上平面横向光栅尺16位于上平面纵向移动组件7的前表面，并通过环氧树脂胶粘在上平面纵向移动组件7 上，上平面横向光栅尺读数头17位于上平面横向移动组件8前表面的右下方，并通过紧固螺钉安装在上平面横向移动组件8上，上平面纵向光栅尺18位于右支座2B左侧表面的上方，并通过环氧树脂胶粘在右支座2B上，上平面纵向光栅尺读数头19位于上平面纵向移动组件7右前侧表面上和上平面纵向光栅尺18的上方，并通过紧固螺钉安装在上平面纵向移动组件7上，下平面左纵向电机定子20A和下平面右纵向电机定子20B分别位于大理石平台1上表面左右两侧，并通过紧固螺钉安装在大理石平台1上，下平面左外导轨21A和下平面左内导轨21B位于大理石平台1上表面左侧，下平面左外导轨21A和下平面左内导轨 21B分别位于下平面左纵向电机定子20A的左侧和右侧，并通过紧固螺钉安装在大理石平台1上，下平面右内导轨21C和下平面右外导轨21D位于大理石平台1上表面右侧，下平面右内导轨21C和下平面右外导轨21D分别位于下平面右纵向电机定子20B的左侧和右侧，并通过紧固螺钉安装在大理石平台1上，下平面纵向移动组件22位于下平面左纵向电机定子20A、下平面右纵向电机定子20B、下平面左外导轨21A、下平面左内导轨21B、下平面右内导轨21C和下平面右外导轨21D的上方，并通过下平面纵向移动组件22底部的滑块卡在下平面左外导轨21A、下平面左内导轨21B、下平面右内导轨21C和下平面右外导轨 21D上，基板承载升降组件23位于下平面纵向移动组件22的上方，并通过基板承载升降组件23底部的滑块卡在下平面纵向移动组件22的导轨上，下平面横向光栅尺24位于下平面纵向移动组件22的前表面，并通过环氧树脂胶粘在下平面纵向移动组件22上，下平面横向光栅尺读数头25位于基板承载升降组件23前侧表面右下方，并通过紧固螺钉安装在基板承载升降组件23上，下平面纵向光栅尺26位于大理石平台1上表面右侧，并通过环氧树脂胶粘在大理石平台1上，下平面纵向光栅尺读数头27位于下平面纵向移动组件22前表面右侧和下平面纵向光栅尺26的上方，并通过紧固螺钉安装在下平面纵向移动组件22 上。
所述的芯片承载板4主要包括，载板401和粘性层402，载板401为刚性和透光率良好的玻璃、蓝宝石、硅和碳化硅材料中的一种，其透光率大于90％，粘性层402为受紫外激光照射后粘性降低的光敏胶，厚度为10μm-50μm。
所述的上平面纵向移动组件7主要包括，上平面纵向移动底板701、上平面纵向移动前导轨702A、上平面纵向移动后导轨702B、上平面纵向移动电机定子703、上平面纵向移动左外前滑块704A、上平面纵向移动左内前滑块704B、上平面纵向移动左内后滑块 704C、上平面纵向移动左外后滑块704D、上平面纵向移动右内前滑块704E、上平面纵向移动右外前滑块704F、上平面纵向移动右外后滑块704G、上平面纵向移动右内后滑块 704H、上平面纵向移动左电机动子705A和上平面纵向移动右电机动子705B。
所述的上平面横向移动组件8主要包括，加强板801、支撑板802、垂直移动电机定子803、垂直移动左导轨804A、垂直移动右导轨804B、垂直移动左滑块805A、垂直移动右滑块805B、垂直移动电机动子806、固定板807、上平面横向移动左前滑块808A、上平面横向移动右前滑块808B、上平面横向移动右后滑块808C和上平面横向移动左后滑块 808D。
所述的超声振动组件11主要包括，高强度应力杆1101、金属盖板1102、绝缘圈1103、电极1104、压电陶瓷1105、变幅杆1106和超声振动头1107。
所述的激光器12产生紫外激光，光波长为320nm-400nm，功率为0.1W-20W。
所述的下平面纵向移动组件22主要包括，下平面纵向移动底板2201、下平面纵向移动电机定子2202、下平面纵向移动前导轨2203A、下平面纵向移动后导轨2203B、下平面纵向移动左外前滑块2204A、下平面纵向移动左内前滑块2204B、下平面纵向移动左内后滑块2204C、下平面纵向移动左外后滑块2204D、下平面纵向移动右内前滑块2204E、下平面纵向移动右外前滑块2204F、下平面纵向移动右外后滑块2204G、下平面纵向移动右内后滑块2204H、下平面纵向移动左电机动子2205A和下平面纵向移动右电机动子 2205B。
所述的基板承载升降组件23主要包括，基板承载运动底座2301、左支架2302A、右支架2302B、基板承载纵向移动左导轨2303A、基板承载纵向移动右导轨2303B、基板承载纵向移动左滑块2304A、基板承载纵向移动右滑块2304B、左后气缸2305A、右后气缸2305B、左前气缸2305C、右前气缸2305D、过渡板2306、左限位块2307A、右限位块 2307B、左后弹簧2308A、右后弹簧2308B、左前弹簧2308C、右前弹簧2308D、真空吸附底座2309、基板承载移动左后滑块2310A、基板承载移动右后滑块2310B、基板承载移动左前滑块2310C、基板承载移动右前滑块2310D和横向移动电机动子2311。
所述的压电陶瓷1105采用交流电源，工作电压为50V-100V，频率为10kHz-30kHz。
所述的变幅杆1106为上粗下细形状，纵波共振频率为10kHz-30kHz，材料为黄铜、紫铜等铜合金材料。
上述方案的原理是：
如图1所示，一种Mini/Micro LED芯片超声振动剥离巨量转移装置，采用高精度电机和光栅尺实现芯片载板和目标基板晶位对位，利用激光器产生紫外激光照射芯片承载板上的粘性层预定位置，降低粘性层上预定位置光敏胶的粘性，实现芯片从固定状态切换至转移状态，通过超声振动运动模块将超声振动组件移动到激光器正下方，利用压电陶瓷将交流电转换成超声频电振荡信号传递给变幅杆，迫使变幅杆产生高频机械振动，并将机械振动放大后传递给超声振动头，通过振动头产生轻微且平和的定向振动，克服芯片与受照射后的光敏胶的微弱粘性，使芯片从芯片载板上垂直剥离，实现芯片转移。
本发明与现有技术相比的优点在于：
本发明由于利用紫外激光照射芯片承载板上的粘性层，降低粘性层上光敏胶的粘性，仅需低能量的超声振动将芯片剥离，不会引起芯片损伤和弹性膜疲劳，能较好控制芯片的转移落点误差和角度误差，与现有超声释放方式相比，降低了芯片损伤，不会引起弹性膜疲劳，提高了芯片转移精度和转移良率。
综上可见，本发明实施例的Mini/Micro LED芯片超声振动剥离巨量转移装置，主要由芯片承载系统、激光超声视觉系统和基板承载系统三部分组成，芯片承载系统包括：大理石平台、支座、承载支架和承载板；激光超声视觉系统包括：上电机定子、上导轨、上移动组件、超声振动运动模块、超声振动驱动器、超声振动组件、激光器、激光调焦镜头、工业CCD相机、上光栅尺和上光栅尺读数头；基板承载系统包括：下电机定子、下导轨、下移动组件、升降组件、下光栅尺和下光栅尺读数头。本发明利用紫外激光照射粘性层降低其粘性，仅需低能量的超声振动将芯片剥离，不会引起芯片损伤和弹性膜疲劳，提升芯片和弹性膜寿命，更好控制芯片的转移落点和角度误差，提高芯片转移精度和良率。
为了更加清晰地展现出本发明所提供的技术方案及所产生的技术效果，下面以具体实施例对本发明实施例所提供的进行详细描述。
实施例1
如图1所示，一种Mini/Micro LED芯片超声振动剥离巨量转移装置，主要由芯片承载系统、激光超声视觉系统和基板承载系统三部分组成，其特征在于，芯片承载系统主要包括：大理石平台1、左支座2A、右支座2B、芯片承载支架3和芯片承载板4；激光超声视觉系统主要包括：上平面左纵向电机定子5A、上平面右纵向电机定子5B、上平面左外导轨6A、上平面左内导轨6B、上平面右内导轨6C、上平面右外导轨6D、上平面纵向移动组件7、上平面横向移动组件8、超声振动运动模块9、超声振动驱动器10、超声振动组件11、激光器12、激光调焦镜头13、工业CCD相机固定架14、工业CCD相机15、上平面横向光栅尺16、上平面横向光栅尺读数头17、上平面纵向光栅尺18和上平面纵向光栅尺读数头19；基板承载系统主要包括：下平面左纵向电机定子20A、下平面右纵向电机定子 20B、下平面左外导轨21A、下平面左内导轨21B、下平面右内导轨21C、下平面右外导轨21D、下平面纵向移动组件22、基板承载升降组件23、下平面横向光栅尺24、下平面横向光栅尺读数头25、下平面纵向光栅尺26和下平面纵向光栅尺读数头27；大理石平台1 位于左支座2A、右支座2B的下方，左支座2A和右支座2B分别位于大理石平台1上表面的左侧和右侧，并通过紧固螺钉安装在大理石平台1上，芯片承载支架3位于左支座2A和右支座2B之间，并通过紧固螺钉分别安装在左支座2A的右侧和右支座2B的左侧，芯片承载板4位于芯片承载支架3的上平面，并通过芯片承载支架3中部凹槽固定，上平面左纵向电机定子5A和上平面右纵向电机定子5B分别位于左支座2A上表面中部和右支座2B上表面中部，并通过紧固螺钉分别安装在左支座2A和右支座2B上表面，上平面左外导轨6A和上平面左内导轨6B分别位于左支座2A上表面的左侧和右侧，上平面左外导轨6A和上平面左内导轨6B分别位于上平面左纵向电机定子5A的左侧和右侧，并通过紧固螺钉安装在左支座 2A上，上平面右内导轨6C和上平面右外导轨6D分别位于右支座2B上表面的左侧和右侧，上平面右内导轨6C和上平面右外导轨6D分别位于上平面右纵向电机定子5B的左侧和右侧，并通过紧固螺钉安装在右支座2B上，上平面纵向移动组件7位于上平面左纵向电机定子5A、上平面右纵向电机定子5B、上平面左外导轨6A、上平面左内导轨6B、上平面右内导轨6C和上平面右外导轨6D的上方，并通过上平面纵向移动组件7底部的滑块卡在上平面左外导轨6A、上平面左内导轨6B、上平面右内导轨6C和上平面右外导轨6D上，上平面横向移动组件8位于上平面纵向移动组件7的上方，并通过上平面横向移动组件8底部的滑块卡在上平面纵向移动组件7的导轨上，超声振动运动模块9位于上平面横向移动组件8前表面的下侧，并通过紧固螺钉安装在上平面横向移动组件8上，超声振动驱动器10 位于超声振动运动模块9的前侧，并通过紧固轴承安装在超声振动运动模块9的电机座上，超声振动组件11位于超声振动运动模块9的前方和超声振动驱动器10的下方，并通过紧固双头螺柱安装在超声振动驱动器10的下方，激光器12位于上平面横向移动组件8前表面左上方，激光器12位于超声振动运动模块9和超声振动驱动器10的上方，并通过紧固螺钉安装在上平面横向移动组件8上，激光调焦镜头13位于超声振动运动模块9、超声振动驱动器10和超声振动组件11的上方，激光调焦镜头13位于激光器12的下方，并通过旋紧螺纹固定在激光器12下方，工业CCD相机固定架14位于上平面横向移动组件8的前表面，工业CCD相机固定架14位于激光器12、超声振动运动模块9、超声振动驱动器10和超声振动组件11的右侧，并通过紧固螺钉安装在上平面横向移动组件8上，工业CCD相机15位于工业CCD相机固定架14中部卡槽内，并通过紧固螺钉固定在工业CCD相机固定架14 内，上平面横向光栅尺16位于上平面纵向移动组件7的前表面，并通过环氧树脂胶粘在上平面纵向移动组件7上，上平面横向光栅尺读数头17位于上平面横向移动组件8前表面的右下方，并通过紧固螺钉安装在上平面横向移动组件8上，上平面纵向光栅尺18位于右支座2B左侧表面的上方，并通过环氧树脂胶粘在右支座2B上，上平面纵向光栅尺读数头19 位于上平面纵向移动组件7右前侧表面上和上平面纵向光栅尺18的上方，并通过紧固螺钉安装在上平面纵向移动组件7上，下平面左纵向电机定子20A和下平面右纵向电机定子 20B分别位于大理石平台1上表面左右两侧，并通过紧固螺钉安装在大理石平台1上，下平面左外导轨21A和下平面左内导轨21B位于大理石平台1上表面的左侧，下平面左外导轨 21A和下平面左内导轨21B分别位于下平面左纵向电机定子20A的左侧和右侧，并通过紧固螺钉安装在大理石平台1上，下平面右内导轨21C和下平面右外导轨21D位于大理石平台1上表面右侧，下平面右内导轨21C和下平面右外导轨21D分别位于下平面右纵向电机定子20B的左侧和右侧，并通过紧固螺钉安装在大理石平台1上，下平面纵向移动组件22 位于下平面左纵向电机定子20A、下平面右纵向电机定子20B、下平面左外导轨21A、下平面左内导轨21B、下平面右内导轨21C和下平面右外导轨21D的上方，并通过下平面纵向移动组件22底部的滑块卡在下平面左外导轨21A、下平面左内导轨21B、下平面右内导轨21C和下平面右外导轨21D上，基板承载升降组件23位于下平面纵向移动组件22的上方，并通过基板承载升降组件23底部的滑块卡在下平面纵向移动组件22的导轨上，下平面横向光栅尺24位于下平面纵向移动组件22的前表面，并通过环氧树脂胶粘在下平面纵向移动组件22上，下平面横向光栅尺读数头25位于基板承载升降组件23前侧表面右下方，并通过紧固螺钉安装在基板承载升降组件23上，下平面纵向光栅尺26位于大理石平台1上表面右侧，并通过环氧树脂胶粘在大理石平台1上，下平面纵向光栅尺读数头27位于下平面纵向移动组件22前表面右侧和下平面纵向光栅尺26的上方，并通过紧固螺钉安装在下平面纵向移动组件22上。
如图2所示，为本发明技术解决方案的芯片承载系统的三维结构示意图，芯片承载系统主要包括：大理石平台1、左支座2A、右支座2B、芯片承载支架3和芯片承载板4；大理石平台1位于左支座2A、右支座2B的下方，左支座2A和右支座2B分别位于大理石平台 1上表面的左侧和右侧，并通过紧固螺钉安装在大理石平台1上，芯片承载支架3位于左支座2A和右支座2B之间，并通过紧固螺钉分别安装在左支座2A的右侧和右支座2B的左侧，芯片承载板4位于芯片承载支架3的上平面，并通过芯片承载支架3中部凹槽固定。
如图3所示，为本发明技术解决方案的激光超声视觉系统的三维结构示意图，激光超声视觉系统主要包括：上平面左纵向电机定子5A、上平面右纵向电机定子5B、上平面左外导轨6A、上平面左内导轨6B、上平面右内导轨6C、上平面右外导轨6D、上平面纵向移动组件7、上平面横向移动组件8、超声振动运动模块9、超声振动驱动器10、超声振动组件11、激光器12、激光调焦镜头13、工业CCD相机固定架14、工业CCD相机15、上平面横向光栅尺16、上平面横向光栅尺读数头17、上平面纵向光栅尺18和上平面纵向光栅尺读数头19；上平面左纵向电机定子5A位于上平面左外导轨6A的右侧和上平面左内导轨 6B的左侧，上平面右纵向电机定子5B位于上平面右内导轨6C的右侧和上平面右外导轨 6D的左侧，上平面左外导轨6A和上平面左内导轨6B分别位于上平面左纵向电机定子5A的左右两侧，上平面右内导轨6C和上平面右外导轨6D分别位于上平面右纵向电机定子5B的左右两侧，上平面纵向移动组件7位于上平面左纵向电机定子5A、上平面右纵向电机定子 5B、上平面左外导轨6A、上平面左内导轨6B、上平面右内导轨6C和上平面右外导轨6D 的上方，并通过上平面纵向移动组件7底部的滑块卡在上平面左外导轨6A、上平面左内导轨6B、上平面右内导轨6C和上平面右外导轨6D上，上平面横向移动组件8位于上平面纵向移动组件7的上方，并通过上平面横向移动组件8底部的滑块卡在上平面纵向移动组件7 的导轨上，超声振动运动模块9位于上平面横向移动组件8前表面下侧，并通过紧固螺钉安装在上平面横向移动组件8上，超声振动驱动器10位于超声振动运动模块9的前侧，并通过紧固轴承安装在超声振动运动模块9上，超声振动组件11位于超声振动运动模块9的前方和超声振动驱动器10的下方，并通过紧固双头螺柱安装在超声振动驱动器10的下方，激光器12位于上平面横向移动组件8前表面左上方，激光器12位于超声振动运动模块 9和超声振动驱动器10的上方，并通过紧固螺钉安装在上平面横向移动组件8上，激光调焦镜头13位于超声振动运动模块9、超声振动驱动器10和超声振动组件11的上方，激光调焦镜头13位于激光器12的下方，并通过旋紧螺纹固定在激光器12下方，工业CCD相机固定架14位于上平面横向移动组件8的前表面，工业CCD相机固定架14位于激光器12、超声振动运动模块9、超声振动驱动器10和超声振动组件11的右侧，并通过紧固螺钉安装在上平面横向移动组件8上，工业CCD相机15位于工业CCD相机固定架14中部卡槽内，并通过紧固螺钉固定在工业CCD相机固定架14内，上平面横向光栅尺16位于上平面纵向移动组件7的前表面，并通过环氧树脂胶粘在上平面纵向移动组件7上，上平面横向光栅尺读数头17位于上平面横向移动组件8前表面右下方，并通过紧固螺钉安装在上平面横向移动组件8上，上平面纵向光栅尺18位于右支座2B左侧表面上方，并通过环氧树脂胶粘在右支座2B上，上平面纵向光栅尺读数头19位于上平面纵向移动组件7右前侧表面上和上平面纵向光栅尺18的上方，并通过紧固螺钉安装在上平面纵向移动组件7上。
如图4所示，为本发明技术解决方案的基板承载系统的三维结构示意图，基板承载系统主要包括：下平面左纵向电机定子20A、下平面右纵向电机定子20B、下平面左外导轨21A、下平面左内导轨21B、下平面右内导轨21C、下平面右外导轨21D、下平面纵向移动组件22、基板承载升降组件23、下平面横向光栅尺24、下平面横向光栅尺读数头25、下平面纵向光栅尺26和下平面纵向光栅尺读数头27；下平面左纵向电机定子20A位于下平面左外导轨21A的右侧和下平面左内导轨21B的左侧，下平面右纵向电机定子20B位于下平面右内导轨21C的右侧和下平面右外导轨21D的左侧，下平面左外导轨21A和下平面左内导轨21B分别位于下平面左纵向电机定子20A的左右两侧，下平面右内导轨21C和下平面右外导轨21D分别位于下平面右纵向电机定子20B的左右两侧，下平面纵向移动组件 22位于下平面左纵向电机定子20A、下平面右纵向电机定子20B、下平面左外导轨21A、下平面左内导轨21B、下平面右内导轨21C和下平面右外导轨21D的上方，并通过下平面纵向移动组件22底部的滑块卡在下平面左外导轨21A、下平面左内导轨21B、下平面右内导轨21C和下平面右外导轨21D上，基板承载升降组件23位于下平面纵向移动组件22的上方，并通过基板承载升降组件23底部的滑块卡在下平面纵向移动组件22的导轨上，下平面横向光栅尺24位于下平面纵向移动组件22前表面，并通过环氧树脂胶粘在下平面纵向移动组件22上，下平面横向光栅尺读数头25位于基板承载升降组件23前侧表面右下方，并通过紧固螺钉安装在基板承载升降组件23上，下平面纵向光栅尺26位于下平面纵向光栅尺读数头27的下方和下平面右内导轨21C的左侧，下平面纵向光栅尺读数头27位于下平面纵向移动组件22前表面右侧和下平面纵向光栅尺26的上方，并通过紧固螺钉安装在下平面纵向移动组件22上。
如图5为本发明技术解决方案的芯片载板4的结构示意图，芯片载板4主要包括：载板 401和粘性层402，载板401为刚性和透光率良好的玻璃、蓝宝石、硅和碳化硅材料中的一种，其透光率大于90％，粘性层402为受紫外激光照射后粘性降低的光敏胶，厚度为 10μm-50μm。
如图6为本发明技术解决方案的上平面纵向移动组件7的纵向爆炸示意图，上平面纵向移动组件7主要包括：上平面纵向移动底板701、上平面纵向移动前导轨702A、上平面纵向移动后导轨702B、上平面纵向移动电机定子703、上平面纵向移动左外前滑块 704A、上平面纵向移动左内前滑块704B、上平面纵向移动左内后滑块704C、上平面纵向移动左外后滑块704D、上平面纵向移动右内前滑块704E、上平面纵向移动右外前滑块 704F、上平面纵向移动右外后滑块704G、上平面纵向移动右内后滑块704H、上平面纵向移动左电机动子705A和上平面纵向移动右电机动子705B；上平面纵向移动底板701位于上平面纵向移动前导轨702A、上平面纵向移动后导轨702B和上平面纵向移动电机定子 703的下方，上平面纵向移动前导轨702A和上平面纵向移动后导轨702B分别位于上平面纵向移动底板701上表面的前后两侧，并通过紧固螺钉安装在上平面纵向移动底板701 上，上平面纵向移动电机定子703位于上平面纵向移动底板701上表面中心线上，上平面纵向移动电机定子703位于上平面纵向移动前导轨702A的后侧和上平面纵向移动后导轨 702B的前侧，并通过紧固螺钉安装在上平面纵向移动底板701上，上平面纵向移动左外前滑块704A、上平面纵向移动左内前滑块704B、上平面纵向移动左内后滑块704C、上平面纵向移动左外后滑块704D、上平面纵向移动右内前滑块704E、上平面纵向移动右外前滑块704F、上平面纵向移动右外后滑块704G和上平面纵向移动右内后滑块704H分别位于上平面纵向移动底板701下表面左外前侧、左内前侧、左内后侧、左外后侧、右内前侧、右外前侧、右外后侧和右内后侧，并通过紧固螺钉安装在上平面纵向移动底板701下表面，上平面纵向移动左电机动子705A和上平面纵向移动右电机动子705B分别位于上平面纵向移动底板701的左右两侧，上平面纵向移动左电机动子705A位于上平面纵向移动左外前滑块704A和上平面纵向移动左外后滑块704D的右侧，上平面纵向移动左电机动子 705A位于上平面纵向移动左内前滑块704B和上平面纵向移动左内后滑块704C的左侧，并通过紧固螺钉安装在上平面纵向移动底板701下表面，上平面纵向移动右电机动子705B位于上平面纵向移动右内前滑块704E和上平面纵向移动右内后滑块704H的右侧，上平面纵向移动右电机动子705B位于上平面纵向移动右外前滑块704F和上平面纵向移动右外后滑块704G的左侧，并通过紧固螺钉安装在上平面纵向移动底板701下表面。
如图7为本发明技术解决方案的上平面横向移动组件8的横向爆炸示意图，上平面横向移动组件8主要包括：加强板801、支撑板802、垂直移动电机定子803、垂直移动左导轨804A、垂直移动右导轨804B、垂直移动左滑块805A、垂直移动右滑块805B、垂直移动电机动子806、固定板807、上平面横向移动左前滑块808A、上平面横向移动右前滑块 808B、上平面横向移动右后滑块808C和上平面横向移动左后滑块808D；加强板801位于支撑板802的后方，并通过紧固螺钉安装在支撑板802上，支撑板802位于加强板801的前方和垂直移动电机定子803的后方，垂直移动电机定子803位于支撑板802前侧表面中心线上，并通过紧固螺钉安装在支撑板802上，垂直移动左导轨804A和垂直移动右导轨 804B分别位于垂直移动电机定子803的左右两侧，并通过紧固螺钉安装在支撑板802上，垂直移动左滑块805A和垂直移动右滑块805B分别位于垂直移动左导轨804A和垂直移动右导轨804B上，并通过滑块底部的凹槽卡分别卡在垂直移动左导轨804A和垂直移动右导轨804B上，垂直移动电机动子806位于垂直移动左导轨804A、垂直移动右导轨804B之间和固定板807后表面上，并通过紧固螺钉安装在固定板807上，固定板807位于垂直移动左滑块805A、垂直移动右滑块805B和垂直移动电机动子806的前方，并通过紧固螺钉安装在垂直移动左滑块805A、垂直移动右滑块805B上，上平面横向移动左前滑块808A、上平面横向移动右前滑块808B、上平面横向移动右后滑块808C和上平面横向移动左后滑块808D分别位于支撑板802下表面左前侧、右前侧、右后侧和左后侧，并通过紧固螺钉安装在支撑板802下表面。
如图8为本发明技术解决方案的超声振动组件11的剖视图，超声振动组件11主要包括：高强度应力杆1101、金属盖板1102、绝缘圈1103、电极1104、压电陶瓷1105、变幅杆1106和超声振动头1107；高强度应力杆1101位于金属盖板1102的上方，金属盖板 1102位于高强度应力杆1101的下方，并通过紧固螺钉固定在高强度应力杆1101的下方，绝缘圈1103位于金属盖板1102的下方，并通过紧固螺钉固定在金属盖板1102的下方，电极1104位于绝缘圈1103的下方，并通过紧固螺钉固定在绝缘圈1103的下方，压电陶瓷 1105位于电极1104的下方，并通过紧固螺钉固定在电极1104的下方，变幅杆1106位于压电陶瓷1105的下方，并通过紧固双头螺柱安装在压电陶瓷1105的下方，超声振动头1107 位于变幅杆1106的下方，并通过紧固螺钉安装在变幅杆1106的下方。
如图9为本发明技术解决方案的下平面纵向移动组件22的纵向爆炸示意图，下平面纵向移动组件22主要包括：下平面纵向移动底板2201、下平面纵向移动电机定子2202、下平面纵向移动前导轨2203A、下平面纵向移动后导轨2203B、下平面纵向移动左外前滑块2204A、下平面纵向移动左内前滑块2204B、下平面纵向移动左内后滑块2204C、下平面纵向移动左外后滑块2204D、下平面纵向移动右内前滑块2204E、下平面纵向移动右外前滑块2204F、下平面纵向移动右外后滑块2204G、下平面纵向移动右内后滑块2204H、下平面纵向移动左电机动子2205A和下平面纵向移动右电机动子2205B；下平面纵向移动底板2201位于下平面纵向移动电机定子2202、下平面纵向移动前导轨2203A和下平面纵向移动后导轨2203B的下方，下平面纵向移动电机定子2202位于下平面纵向移动底板2201 上表面中心线上，并通过紧固螺钉安装在下平面纵向移动底板2201上，下平面纵向移动前导轨2203A和下平面纵向移动后导轨2203B分别位于下平面纵向移动底板2201上表面的前后两侧和下平面纵向移动电机定子2202的前后两侧，并通过紧固螺钉安装在下平面纵向移动底板2201上，下平面纵向移动左外前滑块2204A、下平面纵向移动左内前滑块 2204B、下平面纵向移动左内后滑块2204C、下平面纵向移动左外后滑块2204D、下平面纵向移动右内前滑块2204E、下平面纵向移动右外前滑块2204F、下平面纵向移动右外后滑块2204G和下平面纵向移动右内后滑块2204H分别位于下平面纵向移动底板2201下表面左外前侧、左内前侧、左内后侧、左外后侧、右内前侧、右外前侧、右外后侧和右内后侧，并通过紧固螺钉安装在下平面纵向移动底板2201下表面，下平面纵向移动左电机动子2205A和下平面纵向移动右电机动子2205B分别位于下平面纵向移动底板2201左右两侧，下平面纵向移动左电机动子2205A位于下平面纵向移动左外前滑块2204A和下平面纵向移动左外后滑块2204D的右侧，下平面纵向移动左电机动子2205A位于下平面纵向移动左内前滑块2204B和下平面纵向移动左内后滑块2204C左侧，并通过紧固螺钉安装在下平面纵向移动底板2201下表面，下平面纵向移动右电机动子2205B位于下平面纵向移动右内前滑块2204E和下平面纵向移动左内后滑块2204H的右侧，并通过紧固螺钉安装在下平面纵向移动底板2201下表面。
如图10为本发明技术解决方案的基板承载升降组件23的纵向爆炸示意图，基板承载升降组件23主要包括：基板承载运动底座2301、左支架2302A、右支架2302B、基板承载纵向移动左导轨2303A、基板承载纵向移动右导轨2303B、基板承载纵向移动左滑块 2304A、基板承载纵向移动右滑块2304B、左后气缸2305A、右后气缸2305B、左前气缸 2305C、右前气缸2305D、过渡板2306、左限位块2307A、右限位块2307B、左后弹簧2308A、右后弹簧2308B、左前弹簧2308C、右前弹簧2308D、真空吸附底座2309、基板承载移动左后滑块2310A、基板承载移动右后滑块2310B、基板承载移动左前滑块 2310C、基板承载移动右前滑块2310D和横向移动电机动子2311；基板承载运动底座 2301位于左支架2302A的右侧和右支架2302B的左侧，左支架2302A和右支架2302B分别位于基板承载运动底座2301的左侧表面中心线和右侧表面中心线上，并通过紧固螺钉安装在基板承载运动底座2301上，基板承载纵向移动左导轨2303A位于左支架2302A的右侧表面上，并通过紧固螺钉安装在左支架2302A上，基板承载纵向移动右导轨2303B位于右支架2302B的左侧表面上，并通过紧固螺钉安装在右支架2302B上，基板承载纵向移动左滑块2304A位于基板承载纵向移动左导轨2303A的右侧，并通过基板承载纵向移动左滑块2304A的凹槽卡在基板承载纵向移动左导轨2303A上，基板承载纵向移动右滑块2304B 位于基板承载纵向移动右导轨2303B的左侧，并通过基板承载纵向移动右滑块2304B的凹槽卡在基板承载纵向移动右导轨2303B上，左后气缸2305A、右后气缸2305B、左前气缸 2305C和右前气缸2305D分别位于基板承载运动底座2301上表面左后方、右后方、左前方和右前方，并通过紧固螺钉安装在基板承载运动底座2301上，过渡板2306位于左支架 2302A、右支架2302B、左后气缸2305A、右后气缸2305B、左前气缸2305C和右前气缸 2305D的上方，并通过紧固弹簧螺钉安装在左后气缸2305A、右后气缸2305B、左前气缸2305C和右前气缸2305D的上方，左限位块2307A和右限位块2307B分别位于过渡板2306 上表面的左右两侧，并通过紧固螺钉安装在基板承载左支架2302A和基板承载右支架 2302B上，左后弹簧2308A、右后弹簧2308B、左前弹簧2308C和右前弹簧2308D分别位于过渡板2306上表面的左后方、右后方、左前方和右前方，并分别通过紧固螺钉安装在过渡板2306上表面的左后方、右后方、左前方和右前方的沉孔内，真空吸附底座2309位于过渡板2306、左限位块2307A、右限位块2307B、左后弹簧2308A、右后弹簧2308B、左前弹簧2308C和右前弹簧2308D的上方，并通过紧固螺钉安装在过渡板2306上方，基板承载移动左后滑块2310A、基板承载移动右后滑块2310B、基板承载移动左前滑块 2310C和基板承载移动右前滑块2310D分别位于基板承载运动底座2301下表面的左后方、右后方、左前方和右前方，并通过紧固螺钉安装在基板承载运动底座2301的下表面，横向移动电机动子2311位于基板承载运动底座2301的下表面，横向移动电机动子 2311位于基板承载移动左后滑块2310A和基板承载移动右后滑块2310B的前侧，横向移动电机动子2311位于基板承载移动左前滑块2310C和基板承载移动右前滑块2310D的后侧，并通过紧固螺钉安装在基板承载运动底座2301下表面。
图11a为本发明技术解决方案的激光照射示意图，图11b为本发明技术解决方案的转移原理示意图，首先激光器12与芯片载板4开始位置对准，其次激光器12接收信号发射紫外激光，紫外激光透过载板401照射载板401上的粘性层402，粘性层402上覆盖的光敏胶粘性降低，激光器12照射一定时间后，接收暂停信号停止发射紫外激光，然后超声振动组件11接收信号，通过超声振动运动模块9移动到激光器12正下方与激光器12形成检测共位，超声振动组件11通过压电陶瓷1105将电能转换成机械能，然后利用变幅杆1106增强超声振动头1107的振动幅度，当超声振动头1107振动载板401时，载板401上的芯片26掉落至目标基板25的衬底上，完成芯片26的转移。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。本文背景技术部分公开的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
Claims (10)
1.一种Mini/Micro LED芯片超声振动剥离巨量转移装置，主要由芯片承载系统、激光超声视觉系统和基板承载系统三部分组成，其特征在于：
所述芯片承载系统主要包括：大理石平台(1)、左支座(2A)、右支座(2B)、芯片承载支架(3)和芯片承载板(4)；激光超声视觉系统主要包括：上平面左纵向电机定子(5A)、上平面右纵向电机定子(5B)、上平面左外导轨(6A)、上平面左内导轨(6B)、上平面右内导轨(6C)、上平面右外导轨(6D)、上平面纵向移动组件(7)、上平面横向移动组件(8)、超声振动运动模块(9)、超声振动驱动器(10)、超声振动组件(11)、激光器(12)、激光调焦镜头(13)、工业CCD相机固定架(14)、工业CCD相机(15)、上平面横向光栅尺(16)、上平面横向光栅尺读数头(17)、上平面纵向光栅尺(18)和上平面纵向光栅尺读数头(19)；
所述基板承载系统主要包括：下平面左纵向电机定子(20A)、下平面右纵向电机定子(20B)、下平面左外导轨(21A)、下平面左内导轨(21B)、下平面右内导轨(21C)、下平面右外导轨(21D)、下平面纵向移动组件(22)、基板承载升降组件(23)、下平面横向光栅尺(24)、下平面横向光栅尺读数头(25)、下平面纵向光栅尺(26)和下平面纵向光栅尺读数头(27)；
所述大理石平台(1)位于左支座(2A)、右支座(2B)的下方，左支座(2A)和右支座(2B)分别位于大理石平台(1)上表面的左侧和右侧，并通过紧固螺钉安装在大理石平台(1)上，芯片承载支架(3)位于左支座(2A)和右支座(2B)之间，并通过紧固螺钉分别安装在左支座(2A)的右侧和右支座(2B)的左侧，芯片承载板(4)位于芯片承载支架(3)的上平面，并通过芯片承载支架(3)中部凹槽固定，上平面左纵向电机定子(5A)和上平面右纵向电机定子(5B)分别位于左支座(2A)上表面中部和右支座(2B)上表面中部，并通过紧固螺钉分别安装在左支座(2A)和右支座(2B)上表面，上平面左外导轨(6A)和上平面左内导轨(6B)分别位于左支座(2A)上表面的左侧和右侧，上平面左外导轨(6A)和上平面左内导轨(6B)分别位于上平面左纵向电机定子(5A)的左侧和右侧，并通过紧固螺钉安装在左支座(2A)上，上平面右内导轨(6C)和上平面右外导轨(6D)分别位于右支座(2B)上表面的左侧和右侧，上平面右内导轨(6C)和上平面右外导轨(6D)分别位于上平面右纵向电机定子(5B)的左侧和右侧，并通过紧固螺钉安装在右支座(2B)上，上平面纵向移动组件(7)位于上平面左纵向电机定子(5A)、上平面右纵向电机定子(5B)、上平面左外导轨(6A)、上平面左内导轨(6B)、上平面右内导轨(6C)和上平面右外导轨(6D)的上方，并通过上平面纵向移动组件(7)底部的滑块卡在上平面左外导轨(6A)、上平面左内导轨(6B)、上平面右内导轨(6C)和上平面右外导轨(6D)上，上平面横向移动组件(8)位于上平面纵向移动组件(7)的上方，并通过上平面横向移动组件(8)底部的滑块卡在上平面纵向移动组件(7)的导轨上，超声振动运动模块(9)位于上平面横向移动组件(8)前表面的下侧，并通过紧固螺钉安装在上平面横向移动组件(8)上，超声振动驱动器(10)位于超声振动运动模块(9)的前侧，并通过紧固轴承安装在超声振动运动模块(9)的电机座上，超声振动组件(11)位于超声振动运动模块(9)的前方和超声振动驱动器(10)的下方，并通过紧固双头螺柱安装在超声振动驱动器(10)的下方，激光器(12)位于上平面横向移动组件(8)前表面左上方，激光器(12)位于超声振动运动模块(9)和超声振动驱动器(10)的上方，并通过紧固螺钉安装在上平面横向移动组件(8)上，激光调焦镜头(13)位于超声振动运动模块(9)、超声振动驱动器(10)和超声振动组件(11)的上方，激光调焦镜头(13)位于激光器(12)的下方，并通过旋紧螺纹固定在激光器(12)下方，工业CCD相机固定架(14)位于上平面横向移动组件(8)的前表面，工业CCD相机固定架(14)位于激光器(12)、超声振动运动模块(9)、超声振动驱动器(10)和超声振动组件(11)的右侧，并通过紧固螺钉安装在上平面横向移动组件(8)上，工业CCD相机(15)位于工业CCD相机固定架(14)中部卡槽内，并通过紧固螺钉固定在工业CCD相机固定架(14)内，上平面横向光栅尺(16)位于上平面纵向移动组件(7)的前表面，并通过环氧树脂胶粘在上平面纵向移动组件(7)上，上平面横向光栅尺读数头(17)位于上平面横向移动组件(8)前表面的右下方，并通过紧固螺钉安装在上平面横向移动组件(8)上，上平面纵向光栅尺(18)位于右支座(2B)左侧表面的上方，并通过环氧树脂胶粘在右支座(2B)上，上平面纵向光栅尺读数头(19)位于上平面纵向移动组件(7)右前侧表面上和上平面纵向光栅尺(18)的上方，并通过紧固螺钉安装在上平面纵向移动组件(7)上，下平面左纵向电机定子(20A)和下平面右纵向电机定子(20B)分别位于大理石平台(1)上表面左右两侧，并通过紧固螺钉安装在大理石平台(1)上，下平面左外导轨(21A)和下平面左内导轨(21B)位于大理石平台(1)上表面左侧，下平面左外导轨(21A)和下平面左内导轨(21B)分别位于下平面左纵向电机定子(20A)的左侧和右侧，并通过紧固螺钉安装在大理石平台(1)上，下平面右内导轨(21C)和下平面右外导轨(21D)位于大理石平台(1)上表面右侧，下平面右内导轨(21C)和下平面右外导轨(21D)分别位于下平面右纵向电机定子(20B)的左侧和右侧，并通过紧固螺钉安装在大理石平台(1)上，下平面纵向移动组件(22)位于下平面左纵向电机定子(20A)、下平面右纵向电机定子(20B)、下平面左外导轨(21A)、下平面左内导轨(21B)、下平面右内导轨(21C)和下平面右外导轨(21D)的上方，并通过下平面纵向移动组件(22)底部的滑块卡在下平面左外导轨(21A)、下平面左内导轨(21B)、下平面右内导轨(21C)和下平面右外导轨(21D)上，基板承载升降组件(23)位于下平面纵向移动组件(22)的上方，并通过基板承载升降组件(23)底部的滑块卡在下平面纵向移动组件(22)的导轨上，下平面横向光栅尺(24)位于下平面纵向移动组件(22)的前表面，并通过环氧树脂胶粘在下平面纵向移动组件(22)上，下平面横向光栅尺读数头(25)位于基板承载升降组件(23)前侧表面右下方，并通过紧固螺钉安装在基板承载升降组件(23)上，下平面纵向光栅尺(26)位于大理石平台(1)上表面右侧，并通过环氧树脂胶粘在大理石平台(1)上，下平面纵向光栅尺读数头(27)位于下平面纵向移动组件(22)前表面右侧和下平面纵向光栅尺(26)的上方，并通过紧固螺钉安装在下平面纵向移动组件(22)上。
2.根据权利要求1所述的Mini/Micro LED芯片超声振动剥离巨量转移装置，其特征在于：所述的芯片承载板(4)主要包括：载板(401)和粘性层(402)，载板(401)为刚性和透光率良好的玻璃、蓝宝石、硅和碳化硅材料中的任一种，其透光率大于90％，粘性层(402)为受紫外激光照射后粘性降低的光敏胶，厚度为10μm-50μm。
3.根据权利要求1所述的Mini/Micro LED芯片超声振动剥离巨量转移装置，其特征在于：所述的上平面纵向移动组件(7)主要包括，上平面纵向移动底板(701)、上平面纵向移动前导轨(702A)、上平面纵向移动后导轨(702B)、上平面纵向移动电机定子(703)、上平面纵向移动左外前滑块(704A)、上平面纵向移动左内前滑块(704B)、上平面纵向移动左内后滑块(704C)、上平面纵向移动左外后滑块(704D)、上平面纵向移动右内前滑块(704E)、上平面纵向移动右外前滑块(704F)、上平面纵向移动右外后滑块(704G)、上平面纵向移动右内后滑块(704H)、上平面纵向移动左电机动子(705A)和上平面纵向移动右电机动子(705B)。
4.根据权利要求1所述的Mini/Micro LED芯片超声振动剥离巨量转移装置，其特征在于：所述的上平面横向移动组件(8)主要包括，加强板(801)、支撑板(802)、垂直移动电机定子(803)、垂直移动左导轨(804A)、垂直移动右导轨(804B)、垂直移动左滑块(805A)、垂直移动右滑块(805B)、垂直移动电机动子(806)、固定板(807)、上平面横向移动左前滑块(808A)、上平面横向移动右前滑块(808B)、上平面横向移动右后滑块(808C)和上平面横向移动左后滑块(808D)。
5.根据权利要求1所述的Mini/Micro LED芯片超声振动剥离巨量转移装置，其特征在于：所述的超声振动组件(11)主要包括，高强度应力杆(1101)、金属盖板(1102)、绝缘圈(1103)、电极(1104)、压电陶瓷(1105)、变幅杆(1106)和超声振动头(1107)。
6.根据权利要求1所述的Mini/Micro LED芯片超声振动剥离巨量转移装置，其特征在于：所述的激光器(12)产生紫外激光，光波长为320nm-400nm，功率为0.1W-20W。
7.根据权利要求1所述的Mini/Micro LED芯片超声振动剥离巨量转移装置，其特征在于：所述的下平面纵向移动组件(22)主要包括，下平面纵向移动底板(2201)、下平面纵向移动电机定子(2202)、下平面纵向移动前导轨(2203A)、下平面纵向移动后导轨(2203B)、下平面纵向移动左外前滑块(2204A)、下平面纵向移动左内前滑块(2204B)、下平面纵向移动左内后滑块(2204C)、下平面纵向移动左外后滑块(2204D)、下平面纵向移动右内前滑块(2204E)、下平面纵向移动右外前滑块(2204F)、下平面纵向移动右外后滑块(2204G)、下平面纵向移动右内后滑块(2204H)、下平面纵向移动左电机动子(2205A)和下平面纵向移动右电机动子(2205B)。
8.根据权利要求1所述的Mini/Micro LED芯片超声振动剥离巨量转移装置，其特征在于：所述的基板承载升降组件(23)主要包括，基板承载运动底座(2301)、左支架(2302A)、右支架(2302B)、基板承载纵向移动左导轨(2303A)、基板承载纵向移动右导轨(2303B)、基板承载纵向移动左滑块(2304A)、基板承载纵向移动右滑块(2304B)、左后气缸(2305A)、右后气缸(2305B)、左前气缸(2305C)、右前气缸(2305D)、过渡板(2306)、左限位块(2307A)、右限位块(2307B)、左后弹簧(2308A)、右后弹簧(2308B)、左前弹簧(2308C)、右前弹簧(2308D)、真空吸附底座(2309)、基板承载移动左后滑块(2310A)、基板承载移动右后滑块(2310B)、基板承载移动左前滑块(2310C)、基板承载移动右前滑块(2310D)和横向移动电机动子(2311)。
9.根据权利要求5所述的Mini/Micro LED芯片超声振动剥离巨量转移装置，其特征在于：所述的压电陶瓷(1105)采用交流电源，工作电压为50V-100V，频率为10kHz-30kHz。
10.根据权利要求5所述的Mini/Micro LED芯片超声振动剥离巨量转移装置，其特征在于：所述的变幅杆(1106)为上粗下细形状，纵波共振频率为10kHz-30kHz，材料为黄铜合金材料或紫铜合金材料。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202210851514.2A CN115084323A (zh) | 2022-07-20 | 2022-07-20 | 一种Mini/Micro LED芯片超声振动剥离巨量转移装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN117012681A (zh) * | 2023-09-19 | 2023-11-07 | 北京海炬电子科技有限公司 | 一种激光解胶针刺气动芯片巨量转移机构 |
| CN117080106A (zh) * | 2023-09-21 | 2023-11-17 | 北京海炬电子科技有限公司 | 一种用于led芯片巨量转移的实时共位检测装置及使用方法 |
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2022
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