CN116072573A - 一种跟踪稳距气动巨量转移装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种跟踪稳距气动巨量转移装置，主要由目标基板载台系统、源基板载台系统和气动稳距系统组成，目标基板载台系统主要包括：大理石底座、支座、目标基板运动台、目标基板治具和目标基板；源基板载台系统主要包括：源基板运动台、源基板真空吸盘和源基板；气动稳距系统主要包括：立柱、电机安装板、高度调节伺服电机、连接板、气动器固定座、气动器、微调平台、表头安装底板、测量表和红宝石测针。本发明使用跟踪稳距技术保证气动器工作位与源基板间距始终恒定，消除了气动器与源基板间距波动对工作气体的影响，实现气动巨量转移装置转移芯片时作用于晶膜上的气体状态的一致性，提高了芯片转移精度和转移良率。
Description
技术领域
本发明涉及一种微发光二极管巨量转移技术，尤其涉及一种跟踪稳距气动巨量转移装置。
背景技术
从简单的交通信号灯、数码管显示，到复杂的图像、电视的放送，再到虚拟显示、增强现实，作为支撑现代信息社会基础的显示技术已经渗入到了社会生产和人民生活的方方面面。近一个世纪以来，随着显示技术与通信技术的飞速发展，对高质量的视频和图片的要求越来越高，电子图像显示技术作为人类视觉的延伸、各种武器的终端，经历了阴极射线管显示、电致发光显示、液晶显示以及激光显示技术等，目前仍在不断地进步革新。
近年来，新型显示技术的发展日新月异，例如有机发光二极管(OLED)显示、发光二极管(LED)显示等。OLED显示具有自发光、视角宽、折弯性能好等优势，常用于柔性显示屏的制备，但受限于有机发光材料特性，显示屏寿命较短、成本较高。LED显示具有寿命长、功耗低、亮度高、色彩饱和度高等优点，多用于大型户外显示屏，但其像素点寿命较短，随着工作时间累积，发光效率和亮度下降，影响显示效果。Mini/Micro LED作为新一代显示技术，将传统的LED微小化、薄膜化和矩阵化，由毫米量级转为微米量级，在发光效率、功耗、对比度、响应速度、寿命等方面具有无可比拟的优势，是下一代主流显示屏的重要选择。Mini/MicroLED相应的制备过程十分复杂，如何将数百/千万个小于100μm的LED定点且保持微小间距阵列转移至目标基板是亟需解决的关键问题。
为提高芯片转移的在精度与效率，行业内主流的巨量转移方法可分为精准拾取、自组装、选择性释放、滚轴转印四大种类。精准拾取技术根据作用力不同将其分为微转印技术、电磁力转移技术、摆臂式转移技术、针刺式转移技术、静电力转移技术。微转印技术采用具有良好柔韧性和粘性的弹性印章作为转印载体完成芯片的转移，但转移过程中，印章表面需要设置粘附力调控的微小结构，增加了制备印章材料选择的困难。电磁力和静电力转移方式通过调控转移头电磁力或静电力，实现芯片在目标位的拾取和释放，这两种方法都对芯片进行特殊处理，增加了芯片损伤风险。摆臂式和针刺式是当前比较成熟的转移方式。前者采用顶针、吸嘴、芯片中心“三点一线”原则，通过摆臂将芯片放置到目标位置，但转移速度慢，精度低。后者则通过顶针将芯片直接刺向目标基板，顶针机构移动速度成为限制针刺转移的速度主要因素，制约了转移效率。自组装技术采用流体力或磁力驱动芯片与目标点位匹配完成转移，但随着转移过程的进行，空位捕获井的数量减少，芯片碰撞率提高，降低了转移速度和良率。滚轴转印技术将印章置于滚轮表面，通过自动化装置实现芯片转移的在线监控，利用印章与芯片间的粘附力完成芯片的拾取和释放，但工艺难度较大，且不能选择性转移芯片。激光剥离技术通过高能量、高功率的激光束穿过透明基板，选择性地照射粘附有芯片的牺牲层，通过发生光热或光化学反应，使牺牲层产生某种界面现象，将芯片脱落至目标基板上，具有较高的效率与精度，但激光成本太高，转移晶膜不可重复利用且气体产物会污染工作环境。新型气动巨量转移方案采用通孔吹气鼓包的方式降低生产成本，工作过程中不产生多余物、无化学反应，在保障了巨量转移效率和良率的基础上，实现了转移膜的重复使用。
现有技术：
中国专利202210631736.3所述的Mini/Micro LED芯片气动巨量转移装置，气嘴喷出的高压气体作用在通孔基板和晶膜产生大小可控的气泡，使粘结在晶膜的芯片通过气泡向接收基板移动，完成芯片转移；
中国专利CN202210968918.X所述的基于微孔阵列气动巨量转移装置和方法，采用阵列气动装置向定向垂直微孔吹气，使晶膜发生鼓包，实现批量芯片的快速转移，大大提高了转移效率。
上述两种气动转移方案要求平台运动时保持气动器和源基板的间距恒定，保证吹气鼓包的一致性。
现有技术的缺点：
由于系统不可避免的累积振动误差和气流冲击玻璃板产生的回流，在长期的工作过程中，气动器和源基板间距极易发生变化，导致气体鼓包形状发生改变，影响芯片转移精度和转移良率。
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跟踪稳距气动巨量转移装置，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：
本发明的跟踪稳距气动巨量转移装置，主要由目标基板载台系统、源基板载台系统和气动稳距系统组成；
目标基板载台系统主要包括：大理石底座、左支座、右支座、目标基板运动台、目标基板治具、目标基板；源基板载台系统主要包括：源基板运动台、源基板真空吸盘、源基板；气动稳距系统主要包括：立柱、电机安装板、高度调节伺服电机、连接板、气动器固定座、气动器、微调平台、表头安装底板、测量表和红宝石测针。大理石底座位于左支座、右支座和目标基板运动台的下方，左支座和右支座分别位于大理石底座上表面左右两侧，并通过紧固螺钉安装在大理石底座上，目标基板运动台位于大理石底座的上方，目标基板运动台位于左支座的右侧和右支座的左侧，目标基板治具位于目标基板运动台的上表面中央，并通过紧固螺钉固定在目标基板运动台上，目标基板位于目标基板治具的上表面凹槽中央，并通过压板或真空吸附力固定在目标基板治具上，源基板运动台位于大理石底座、左支座、右支座和目标基板的上方，源基板真空吸盘位于源基板运动台中央镂空处，并通过紧固螺钉固定在源基板运动台上，源基板位于目标基板的上方，源基板位于源基板运动台和源基板真空吸盘的下方，并通过真空吸附力固定在源基板真空吸盘上，立柱位于大理石底座的上表面中心线处，立柱位于左支座和右支座的外侧，电机安装板位于源基板运动台的上方和立柱的前表面中央，并通过紧固螺钉固定在立柱上，高度调节伺服电机位于电机安装板的前表面中央，并通过紧固螺钉固定在电机安装板上，连接板位于高度调节伺服电机的前表面中央，并通过紧固螺钉固定在高度调节伺服电机的动子上，气动器固定座位于连接板的前表面中央，并通过紧固螺钉固定在连接板上，气动器位于气动器固定座的前表面中央，并通过紧固螺钉固定在气动器固定座卡环中，微调平台位于高度调节伺服电机的左侧和连接板的左侧上表面，并通过紧固螺钉固定在连接板的左侧上表面上，表头安装底板位于微调平台的前表面，并通过紧固螺钉固定在微调平台上，测量表位于气动器的左侧和表头安装底板的前表面，并通过紧固螺钉固定在表头安装底板上，红宝石测针位于气动器的左侧和测量表正下方，并安装在测量表上。
与现有技术相比，本发明所提供的跟踪稳距气动巨量转移装置，可实时跟踪监测喷气装置和源基板的间距变化，并通过控制系统实时补偿间距误差，实现了喷气装置和源基板的间距恒定，保证了高效率和高精度的芯片转移。可用于提高Mini/Micro LED芯片巨量转移的效率和良率，且不损伤基板和芯片，不污染工作环境，符合绿色生产安全理念。
附图说明
图1为本发明实施例提供的跟踪稳距气动巨量转移装置三维结构示意图；
图2为本发明实施例的目标基板载台系统的三维结构示意图；
图3为本发明实施例的源基板载台系统的三维结构示意图；
图4a为本发明实施例的气动稳距系统的三维结构示意图；
图4b为本发明实施例的气动稳距系统的三维结构右视图；
图5为本发明实施例的源基板组件的剖面示意图；
图6a为本发明实施例的标定位置的工况示意图；
图6b为本发明实施例的设定工作距离的工况示意图；
图6c为本发明实施例在工作位置的工况示意图；
图7为本发明实施例的工作原理示意图。
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。
本发明的跟踪稳距气动巨量转移装置，主要由目标基板载台系统、源基板载台系统和气动稳距系统组成，目标基板载台系统主要包括：大理石底座、左支座、右支座、目标基板运动台、目标基板治具、目标基板；源基板载台系统主要包括：源基板运动台、源基板真空吸盘、源基板；气动稳距系统主要包括：立柱、电机安装板、高度调节伺服电机、连接板、气动器固定座、气动器、微调平台、表头安装底板、测量表和红宝石测针。大理石底座位于左支座、右支座和目标基板运动台的下方，左支座和右支座分别位于大理石底座上表面左右两侧，并通过紧固螺钉安装在大理石底座上，目标基板运动台位于大理石底座的上方，目标基板运动台位于左支座的右侧和右支座的左侧，目标基板治具位于目标基板运动台的上表面中央，并通过紧固螺钉固定在目标基板运动台上，目标基板位于目标基板治具的上表面凹槽中央，并通过压板或真空吸附力固定在目标基板治具上，源基板运动台位于大理石底座、左支座、右支座和目标基板的上方，源基板真空吸盘位于源基板运动台中央镂空处，并通过紧固螺钉固定在源基板运动台上，源基板位于目标基板的上方，源基板位于源基板运动台和源基板真空吸盘的下方，并通过真空吸附力固定在源基板真空吸盘上，立柱位于大理石底座的上表面中心线处，立柱位于左支座和右支座的外侧，电机安装板位于源基板运动台的上方和立柱的前表面中央，并通过紧固螺钉固定在立柱上，高度调节伺服电机位于电机安装板的前表面中央，并通过紧固螺钉固定在电机安装板上，连接板位于高度调节伺服电机的前表面中央，并通过紧固螺钉固定在高度调节伺服电机的动子上，气动器固定座位于连接板的前表面中央，并通过紧固螺钉固定在连接板上，气动器位于气动器固定座的前表面中央，并通过紧固螺钉固定在气动器固定座卡环中，微调平台位于高度调节伺服电机的左侧和连接板的左侧上表面，并通过紧固螺钉固定在连接板的左侧上表面上，表头安装底板位于微调平台的前表面，并通过紧固螺钉固定在微调平台上，测量表位于气动器的左侧和表头安装底板的前表面，并通过紧固螺钉固定在表头安装底板上，红宝石测针位于气动器的左侧和测量表正下方，并安装在测量表上。
所述源基板主要包括，通孔基板、晶膜和芯片。
所述气动器具备高频启停气体吹送功能，其工作气压为0.1MPa-2MPa，工作频率为50Hz-500Hz。
所述测量表具备高灵敏测量和数据快速反馈功能，其测量精度为0.5μm-10μm，数据响应带宽为50Hz-1000Hz。
所述的通孔基板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88％，其具有截面几何尺寸为5μm×5μm-500μm×500μm阵列通孔。
所述晶膜为具有优良的可恢复形变能力的PDMS、TPE、TPEE、TPU、TPR和TPV材料中的一种。
所述通孔基板与气动器工作间距为0.1-0.5mm。
所述红宝石测针测量位与气动器工作位的距离小于0.5mm。
所述红宝石测针对通孔基板的压力不超过0.01MPa。
本发明工作方式为：
01：以通孔基板最边缘处为标定点，对气动器工作位、红宝石测针测量位进行高度标定，使其处于同一水平高度；
02：设定工作距离，其范围是0.1-5mm，调节伺服电机带动气动器和红宝石测针垂直向上运动；
03：调节微调平台带动气动器向下运动相同的工作距离，使红宝石测针测量位恰好接触通孔基板上表面；
04：启动测量表；
05：当红宝石测针对通孔基板的压力超过或低于0.01MPa时，反馈数据并经过处理后发送给高度调节伺服电机，调节气动器与通孔基板的间隙；
06：气动器与通孔基板进行对位；
07：启动气动器向通孔基板吹出气体，晶膜产生气泡，使芯片向下移动，完成转移。
上述方案的原理是：
跟踪稳距气动巨量转移装置的工作过程可分为高度标定、单芯片转移、平台移动三个阶段。高度标定阶段：设定工作距离(0.1-0.15mm)，调节高度调节伺服电机带动处于同一水平高度的气动器和红宝石测针向上运动至气动器工作位置，微调红宝石测针向下运动设定的工作距离，使红宝石测针测量位恰好接触源基板上表面，启动测量表，记录接触压力初始值。单芯片转移阶段：利用相机分别扫描并获取目标基板上焊点和源基板载台晶膜上芯片的位置坐标，并将气动器移动至芯片正上方，完成气动器、芯片和目标基板焊点三者的精准对位，开启气体喷射阀，高压气体吹向弹性体层形成鼓包，当芯片的下表面接触到目标基板的锡膏或导电胶时，利用粘力差实现芯片转移。平台移动阶段：单芯片转移完成后，源基板载台系统和目标基板载台系统平移，将相邻的芯片和相邻焊点转移到气动器的正下方，再次完成三者的精准对位，重复单芯片转移过程，实现芯片的连续转移；在源基板载台系统和目标基板载台系统移动过程中，若气动器与源基板的间距变化，红宝石测针与源基板的压力值也发生相应的变化，将测量压力数据反馈至高度伺服电机，通过伺服电机实时微调气动器轴向位置，使红宝石测针与源基板的压力值与接触压力初始值始终趋于一致，实现“实时跟踪稳距”功能。
本发明与现有技术相比的优点在于：
本发明使用高灵敏测量表对气动器工作位和源基板间距进行实时跟踪检测，采用高度调节伺服电机调节气动器工作位和源基板的间距，实现稳距，利用气体驱动弹性层发生物理鼓泡，完成LED芯片转移，与激光剥离方式相比，芯片转移过程中，无强能量激光参与，作用力温和且可控，不产生热化学作用，对芯片零损伤，且对晶膜表面材料要求低。与无跟踪稳距功能气动转移装置相比，可使气动器工作位与源基板间距始终恒定，保证气动器喷出的气体作用在晶膜的工况相同，提高转移精度。
综上可见，本发明实施例的跟踪稳距气动巨量转移装置，使用跟踪稳距技术保证气动器工作位与源基板间距始终恒定，消除了气动器与源基板间距波动对工作气体的影响，实现气动巨量转移装置转移芯片时作用于晶膜上的气体状态的一致性，提高了芯片转移精度和转移良率。可实时跟踪监测喷气装置和源基板的间距变化，并通过控制系统实时补偿间距误差，实现了喷气装置和源基板的间距恒定，保证了高效率和高精度的芯片转移。
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，为本发明技术解决方案的一种跟踪稳距气动巨量转移装置的三维结构示意图，主要由目标基板载台系统、源基板载台系统和气动稳距系统组成；
目标基板载台系统主要包括：大理石底座1、左支座2A、右支座2B、目标基板运动台3、目标基板治具4、目标基板5；源基板载台系统主要包括：源基板运动台6、源基板真空吸盘7、源基板8；气动稳距系统主要包括：立柱9、电机安装板10、高度调节伺服电机11、连接板12、气动器固定座13、气动器14、微调平台15、表头安装底板16。大理石底座1位于左支座2A、右支座2B和目标基板运动台3的下方，左支座2A和右支座2B分别位于大理石底座1上表面左右两侧，并通过紧固螺钉安装在大理石底座1上，目标基板运动台3位于大理石底座1的上方，目标基板运动台3位于左支座2A的右侧和右支座2B的左侧，目标基板治具4位于目标基板运动台3的上表面中央，并通过紧固螺钉固定在目标基板运动台3上，目标基板5位于目标基板治具4的上表面凹槽中央，并通过压板或真空吸附力固定在目标基板治具4上，源基板运动台6位于大理石底座1、左支座2A、右支座2B和目标基板5的上方，源基板真空吸盘7位于源基板运动台6中央镂空处，并通过紧固螺钉固定在源基板运动台6上，源基板8位于目标基板5的上方，源基板8位于源基板运动台6和源基板真空吸盘7的下方，并通过真空吸附力固定在源基板真空吸盘7上，立柱9位于大理石底座1的上表面中心线处，立柱9位于左支座2A和右支座2B的外侧，电机安装板10位于源基板运动台6的上方和立柱9的前表面中央，并通过紧固螺钉固定在立柱9上，高度调节伺服电机11位于电机安装板10的前表面中央，并通过紧固螺钉固定在电机安装板10上，连接板12位于高度调节伺服电机11的前表面中央，并通过紧固螺钉固定在高度调节伺服电机11的动子上，气动器固定座13位于连接板12的前表面中央，并通过紧固螺钉固定在连接板12上，气动器14位于气动器固定座13的前表面中央，并通过紧固螺钉固定在气动器固定座13卡环中，微调平台15位于高度调节伺服电机11的左侧和连接板12的左侧上表面，并通过紧固螺钉固定在连接板12的左侧上表面上，表头安装底板16位于微调平台15的前表面，并通过紧固螺钉固定在微调平台15上，测量表17位于气动器14的左侧和表头安装底板16的前表面，并通过紧固螺钉固定在表头安装底板16上，红宝石测针18位于气动器13的左侧和测量表17正下方，并安装在测量表17上。
图2为本发明技术解决方案的目标基板载台系统的三维结构示意图，目标基板载台系统主要包括：大理石底座1、左支座2A、右支座2B、目标基板运动台3、目标基板治具4和目标基板5；大理石底座1位于左支座2A、右支座2B和目标基板运动台3的下方，左支座2A和右支座2B分别位于大理石底座1上表面左右两侧，并通过紧固螺钉安装在大理石底座1上，目标基板运动台3位于大理石底座1的上方、左支座2A的右侧和右支座2B的左侧，目标基板治具4位于目标基板运动台3的上表面中央，并通过紧固螺钉固定在目标基板运动台3上，目标基板5位于目标基板治具4的上表面凹槽中央，并通过压板或真空吸附力固定在目标基板治具4上。
图3为本发明技术解决方案的源基板载台系统的三维结构示意图，源基板载台系统主要包括：源基板运动台6、源基板真空吸盘7和源基板8；源基板运动台6位于源基板真空吸盘7和源基板8的上方，源基板真空吸盘7位于源基板运动台6中央镂空处，并通过紧固螺钉固定在源基板运动台6上，源基板8位于源基板运动台6和源基板真空吸盘7的下方，并通过真空吸附力固定在源基板真空吸盘7上。
图4a为本发明技术解决方案的气动稳距系统的三维结构示意图，图4b为本发明技术解决方案的气动稳距系统的三维结构右视图，气动稳距系统主要包括：立柱9、电机安装板10、高度调节伺服电机11、连接板12、气动器固定座13、气动器14、微调平台15、表头安装底板16、测量表17和红宝石测针18；立柱9位于电机安装板10、高度调节伺服电机11、连接板12、气动器固定座13、气动器14、微调平台15、表头安装底板16、测量表17和红宝石测针18的后方，电机安装板10位于立柱9的前表面中央，并通过紧固螺钉固定在立柱9上，高度调节伺服电机11位于电机安装板10的前表面中央，并通过紧固螺钉固定在电机安装板10上，连接板12位于高度调节伺服电机11的前表面中央，并通过紧固螺钉固定在高度调节伺服电机11的动子上，气动器固定座13位于连接板12的前表面中央，并通过紧固螺钉固定在连接板12上，气动器14位于气动器固定座13的前表面中央，并通过紧固螺钉固定在气动器固定座13卡环中，微调平台15位于高度调节伺服电机11的左侧和连接板12的左侧上表面，并通过紧固螺钉固定在连接板12的左侧上表面上，表头安装底板16位于微调平台15的前表面，并通过紧固螺钉固定在微调平台15上，测量表17位于气动器14的左侧和表头安装底板16的前表面，并通过紧固螺钉固定在表头安装底板16上，红宝石测针18位于气动器13的左侧和测量表17正下方，并安装在测量表17上。
图5为本发明技术解决方案的源基板8的剖面示意图，源基板8主要包括：通孔基板801、晶膜802和芯片803；通孔基板801位于晶膜802和芯片803垂直上方，晶膜802位于通孔基板801的垂直下方和芯片803的垂直上方，并通过晶膜802上表面的粘性粘附在通孔基板801的下表面，通过晶膜802下表面的粘性粘附在芯片803的上表面，芯片803位于晶膜802的垂直下方，阵列式排列在晶膜802下表面。
图6a为本发明技术解决方案的标定位置的工况示意图，图6b为本发明技术解决方案的工作距离设定的工况示意图，图6c为本发明技术解决方案在工作位置的工况示意图。标定位置工况：启动高度调节伺服电机11和微调平台15，高度调节伺服电机11通过连接板12和气动器固定座13带动气动器14运动，微调平台15通过表头安装底板16带动测量表17和红宝石测针18运动，使气动器14和红宝石测针18同时到达通孔基板801边缘处，并对其水平高度进行标定。工作距离设定工况：启动高度调节伺服电机11，气动器14通过气动器固定座13固定在连接板12上，测量表17和红宝石测针18通过微调平台15和表头安装底板16固定在连接板12上，高度调节伺服电机11带动连接板12垂直向上运动工作距离设定的高度，即使气动器14和红宝石测针18与通孔基板801间距为设定的工作距离。工作位置工况：调节微调平台15带动固定在表头安装底板16的测量表17和红宝石测针18垂直向下运动工作距离设定的高度，使红宝石测针18与通孔基板801紧密接触，气动器14则保持工作距离。
图7为本发明技术解决方案的工作原理示意图，本发明提出的一种跟踪稳距气动巨量转移装置，工作过程可分为高度标定、单芯片转移、平台移动三个阶段。高度标定阶段：设定工作距离(0.1-0.15mm)，调节高度调节伺服电机11带动处于同一水平高度的气动器14和红宝石测针18向上运动至气动器14工作位置，通过微调平台15微调红宝石测针18向下运动设定的工作距离，使红宝石测针18测量位恰好接触通孔基板801上表面，启动测量表17，记录接触压力初始值。单芯片转移阶段：利用相机分别扫描并获取目标基板5上焊点和晶膜802上芯片803的位置坐标，并将气动器14移动至芯片803正上方，完成气动器14、芯片803和目标基板5焊点三者的精准对位，开启气体喷射阀，高压气体吹向晶膜802弹性体层形成鼓包，当芯片803的下表面接触到目标基板5的锡膏或导电胶时，利用粘力差实现芯片803转移。平台移动阶段：单芯片转移完成后，源基板载台系统和目标基板载台系统平移，将相邻的芯片803和相邻焊点转移到气动器14的正下方，再次完成三者的精准对位，重复单芯片转移过程，实现芯片803的连续转移；在源基板载台系统和目标基板载台系统移动过程中，若气动器14与通孔基板801的间距变化，红宝石测针18与通孔基板801之间的压力值也发生相应的变化，将测量压力数据反馈至高度伺服电机11，通过伺服电机11微调气动器14轴向位置，使红宝石测针18与通孔基板801之间的压力值与接触压力初始值趋于一致，实现“实时跟踪稳距”功能。
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)
1.一种跟踪稳距气动巨量转移装置，主要由目标基板载台系统、源基板载台系统和气动稳距系统组成，其特征在于，所述目标基板载台系统主要包括：
大理石底座(1)、左支座(2A)、右支座(2B)、目标基板运动台(3)、目标基板治具(4)、目标基板(5)；源基板载台系统主要包括：源基板运动台(6)、源基板真空吸盘(7)、源基板(8)；气动稳距系统主要包括：立柱(9)、电机安装板(10)、高度调节伺服电机(11)、连接板(12)、气动器固定座(13)、气动器(14)、微调平台(15)、表头安装底板(16)、测量表(17)和红宝石测针(18)。大理石底座(1)位于左支座(2A)、右支座(2B)和目标基板运动台(3)的下方，左支座(2A)和右支座(2B)分别位于大理石底座(1)上表面左右两侧，并通过紧固螺钉安装在大理石底座(1)上，目标基板运动台(3)位于大理石底座(1)的上方，目标基板运动台(3)位于左支座(2A)的右侧和右支座(2B)的左侧，目标基板治具(4)位于目标基板运动台(3)的上表面中央，并通过紧固螺钉固定在目标基板运动台(3)上，目标基板(5)位于目标基板治具(4)的上表面凹槽中央，并通过压板或真空吸附力固定在目标基板治具(4)上，源基板运动台(6)位于大理石底座(1)、左支座(2A)、右支座(2B)和目标基板(5)的上方，源基板真空吸盘(7)位于源基板运动台(6)中央镂空处，并通过紧固螺钉固定在源基板运动台(6)上，源基板(8)位于目标基板(5)的上方，源基板(8)位于源基板运动台(6)和源基板真空吸盘(7)的下方，并通过真空吸附力固定在源基板真空吸盘(7)上，立柱(9)位于大理石底座(1)的上表面中心线处，立柱(9)位于左支座(2A)和右支座(2B)的外侧，电机安装板(10)位于源基板运动台(6)的上方和立柱(9)的前表面中央，并通过紧固螺钉固定在立柱(9)上，高度调节伺服电机(11)位于电机安装板(10)的前表面中央，并通过紧固螺钉固定在电机安装板(10)上，连接板(12)位于高度调节伺服电机(11)的前表面中央，并通过紧固螺钉固定在高度调节伺服电机(11)的动子上，气动器固定座(13)位于连接板(12)的前表面中央，并通过紧固螺钉固定在连接板(12)上，气动器(14)位于气动器固定座(13)的前表面中央，并通过紧固螺钉固定在气动器固定座(13)卡环中，微调平台(15)位于高度调节伺服电机(11)的左侧和连接板(12)的左侧上表面，并通过紧固螺钉固定在连接板(12)的左侧上表面上，表头安装底板(16)位于微调平台(15)的前表面，并通过紧固螺钉固定在微调平台(15)上，测量表(17)位于气动器(14)的左侧和表头安装底板(16)的前表面，并通过紧固螺钉固定在表头安装底板(16)上，红宝石测针(18)位于气动器(13)的左侧和测量表(17)正下方，并安装在测量表(17)上。
2.根据权利要求1所述的跟踪稳距气动巨量转移装置，其特征在于：所述源基板(8)主要包括，通孔基板(801)、晶膜(802)和芯片(803)。
3.根据权利要求1所述的跟踪稳距气动巨量转移装置，其特征在于：所述气动器(14)具备高频启停气体吹送功能，其工作气压为0.1MPa-2MPa，工作频率为50Hz-500Hz。
4.根据权利要求1所述的跟踪稳距气动巨量转移装置，其特征在于：所述测量表(17)具备高灵敏测量和数据快速反馈功能，其测量精度为0.5μm-10μm，数据响应带宽为50Hz-1000Hz。
5.根据权利要求2所述的跟踪稳距气动巨量转移装置，其特征在于：所述的通孔基板(801)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88％，其具有截面几何尺寸为5μm×5μm-500μm×500μm阵列通孔。
6.根据权利要求2所述的跟踪稳距气动巨量转移装置，其特征在于：所述晶膜(802)为具有优良的可恢复形变能力的PDMS、TPE、TPEE、TPU、TPR和TPV材料中的一种。
7.根据权利要求2所述的跟踪稳距气动巨量转移装置，其特征在于：所述通孔基板(801)与气动器(14)工作间距为0.1-0.5mm。
8.根据权利要求2所述的跟踪稳距气动巨量转移装置，其特征在于：所述红宝石测针(18)测量位与气动器(14)工作位的距离小于0.5mm。
9.根据权利要求2所述的跟踪稳距气动巨量转移装置，其特征在于：所述红宝石测针(18)对通孔基板(801)的压力不超过0.01MPa。
10.根据权利要求2至9任一项所述的跟踪稳距气动巨量转移装置，其特征在于：该装置的工作过程包括步骤：
01：以通孔基板(801)最边缘处为标定点，对气动器(14)工作位、红宝石测针(18)测量位进行高度标定，使其处于同一水平高度；
02：设定工作距离，其范围是0.1-5mm，调节伺服电机(11)带动气动器(14)和红宝石测针(18)垂直向上运动；
03：调节微调平台(15)带动气动器(14)向下运动相同的工作距离，使红宝石测针(18)测量位恰好接触通孔基板(801)上表面；
04：启动测量表(17)；
05：当红宝石测针(18)对通孔基板(801)的压力超过或低于0.01MPa时，反馈数据并经过处理后发送给高度调节伺服电机(11)，调节气动器(14)与通孔基板(801)的间隙；
06：气动器(14)与通孔基板(801)进行对位；
07：启动气动器(14)向通孔基板(801)吹出气体，晶膜(802)产生气泡，使芯片向下移动，完成转移。
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