CN116207194A - 一种Mini LED芯片自动化制程装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种Mini LED芯片自动化制程装置，该装置包括：点测机，用于接收扩膜前的Mini LED芯片，并对Mini LED芯片进行点测，获取Mini LED芯片的点测信息，依据点测信息获取Mini LED芯片的第一分bin信息；扩膜机，用于接收点测后的Mini LED芯片，进行扩膜；AOI检测机，用于接收扩膜后的Mini LED芯片，对Mini LED芯片进行AOI检测，获得Mini LED芯片的外观检测信息，依据外观检测信息和第一分bin信息，获得Mini LED芯片的第二分bin信息；固晶机，用于接收自动光学检测后的Mini LED芯片，还用于接收第二分bin信息，依据第二分bin信息将Mini LED芯片可选择地转移至目标基板。本发明优化了传统Mini LED芯片从点测到固晶的步骤，去掉了传统流程的分选、目检及计数入库等流程，提高效率，节约生产成本。

Description

一种Mini LED芯片自动化制程装置及方法

技术领域

本发明涉及Mini LED制程技术领域，更具体地，涉及一种Mini LED芯片自动化制程装置及方法。

背景技术

Mini LED背光主要是使用Mini LED芯片作为液晶显示器背后的光源，使用MiniLED芯片制作的背面模组显示器凭借具有多区背光调控功能的特性，不仅可以实现超高对比度、宽色域，还能够极大提高色彩的鲜艳度，减少光学混光距离，降低屏幕厚度，实现超薄化设计。

在目前的Mini LED 模组制程中，特别是从LED芯片点测到固晶工艺，不同的工序采用不同的芯片承载方式，比如在划裂工序，LED芯片未扩膜贴在白膜上，在测试工站扩膜绷在子母环上，在分选后又形成Bin片摆放在蓝膜上，然后固晶时再次扩膜到子母环上；这样不同工序LED芯片的承载治具不一样，导致产品流水复杂，浪费人力和物力，也不利于自动化生产线的规划。

发明内容

针对现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本发明提供了一种Mini LED芯片自动化制程装置和方法，使用未扩膜的LED晶圆进行点测，扩膜后的LED芯片进行AOI检测，并在点测和AOI检测后直接依据点测及AOI后的分Bin信息将所需要的LED芯片选择性的固晶到目标基板上，去掉了传统流程的分选、目检及计数入库等流程，提高效率，节约生产成本。

为实现上述目的，按照本发明的第一个方面，提供了一种Mini LED芯片自动化制程装置，该装置包括：

点测机，用于接收扩膜前的Mini LED芯片，并对所述Mini LED芯片进行点测，获取所述Mini LED芯片的点测信息，依据所述点测信息获取所述Mini LED芯片的第一分bin信息；

扩膜机，用于接收点测后的所述Mini LED芯片，进行扩膜；

自动光学检测机，用于接收扩膜后的所述Mini LED芯片，对所述Mini LED芯片进行自动光学检测，获得所述Mini LED芯片的外观检测信息，依据所述外观检测信息和所述第一分bin信息，获得所述Mini LED芯片的第二分bin信息；

固晶机，用于接收自动光学检测后的所述Mini LED芯片，还用于接收所述第二分bin信息，依据所述第二分bin信息将所述Mini LED芯片可选择地转移至目标基板。

进一步地，上述Mini LED芯片自动化制程装置，还包括：

所述Mini LED芯片在转移至所述目标基板前，采用外圈为铁环、内部为薄膜结构的承载治具。

进一步地，上述Mini LED芯片自动化制程装置，还包括：

所述Mini LED芯片在扩膜前用大尺寸承载治具承载，所述Mini LED芯片在扩膜后用小尺寸承载治具承载。

进一步地，上述Mini LED芯片自动化制程装置，还包括：

所述固晶机优选膜对膜转移固晶机。

进一步地，上述Mini LED芯片自动化制程装置，还包括：

所述Mini LED芯片通过自动导航车或地轨机器人实现在所述点测机、所述扩膜机、所述自动光学检测机和所述固晶机之间转移。

按照本发明的第二个方面，还提供了一种Mini LED芯片自动化制程方法，该方法包括：

S1. 将减薄划片后的Mini LED芯片转移至点测机，对所述Mini LED芯片进行点测，获取所述Mini LED芯片的点测信息，依据所述点测信息获取所述Mini LED芯片的第一分bin信息；

S2. 将点测后的所述Mini LED芯片转移至扩膜机，进行扩膜；

S3. 将扩膜后的所述Mini LED芯片转移至自动光学检测机，对所述Mini LED芯片进行自动光学检测，获得所述Mini LED芯片的外观检测信息，依据所述外观检测信息和所述第一分bin信息，获得所述Mini LED芯片的第二分bin信息；

S4. 将自动光学检测后的所述Mini LED芯片转移至固晶机，所述固晶机接收所述第二分bin信息，依据所述第二分bin信息将所述Mini LED芯片可选择地转移至目标基板。

进一步地，上述Mini LED芯片自动化制程方法，还包括：

所述Mini LED芯片在转移至所述目标基板前，采用外圈为铁环、内部为薄膜结构的承载治具。

进一步地，上述Mini LED芯片自动化制程方法，还包括：

所述Mini LED芯片在扩膜前用大尺寸承载治具承载，所述Mini LED芯片在扩膜后用小尺寸承载治具承载。

进一步地，上述Mini LED芯片自动化制程方法，还包括：

所述固晶机优选膜对膜转移固晶机。

进一步地，上述Mini LED芯片自动化制程方法，还包括：

所述Mini LED芯片通过自动导航车或地轨机器人实现在所述点测机、所述扩膜机、所述自动光学检测机和所述固晶机之间转移。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

（1）本发明提供的Mini LED芯片自动化制程装置，使用未扩膜的Mini LED晶圆进行点测，扩膜后的Mini LED芯片进行AOI检测，并在点测和AOI检测后直接依据点测及AOI后的分Bin信息将所需要的Mini LED芯片选择性的固晶到目标基板上，去掉了传统流程的分选、目检及计数入库等流程，提高效率，节约生产成本；

（2）本发明提供的Mini LED芯片自动化制程装置，采用减薄划片后未扩膜的MiniLED晶圆上点测机台点测，避免扩膜后晶粒间距不一致导致点测针痕偏移测试良率低的问题，同时采用Mini LED晶圆不扩膜形式在使用点测时，光电参数的一致性更好；

（3）本发明提供的Mini LED芯片自动化制程装置，减少了一次Mini LED芯片的转移和一次Mini LED芯片的倒膜，同时统一使用铁环加蓝膜的形式承载Mini LED晶圆片，避免不同工序中Mini LED晶圆片采用不同的承载治具，可以降低自动化制程的复杂程度，更有利于自动化作业；

（4）本发明提供的Mini LED芯片自动化制程装置，使用膜对膜的Mini LED芯片转移技术，膜对膜转移相对于Pick and Place方式效率更高，更适合于Mini LED芯片的固晶。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需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。

图1为现有技术中Mini LED芯片从点测到固晶的工艺流程示意图；

图2为现有技术中Mini LED芯片从点测到固晶的工艺流程中不同工序的Mini LED芯片承载治具示意图；

图3为本发明实施例提供的一种Mini LED芯片自动化制程装置示意图；

图4为本发明实施例提供的一种Mini LED芯片自动化制程方法示意图；

图5为本发明实施例提供的一种Mini LED芯片自动化制程方法中不同工序的MiniLED芯片承载治具示意图；

图6为本发明实施例提供的一种Mini LED芯片自动化制程方法中固晶机膜对膜转移技术结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

Mini LED芯片在制备完成，减薄划片后，需要经过点测，AOI（Automatic OpticInspection，自动光学检测）检测，并经过固晶后，方可焊线、封装为成品的显示面板。MiniLED芯片点测后获得点测数据，可以用于对Mini LED芯片进行分bin，获得每个Mini LED芯片的分bin信息。AOI检测可以实现对Mini LED芯片的外观检测。固晶是将Mini LED芯片转移至目标基板的步骤，进而后续进行焊线封装后，成为成品显示面板。

如图1-2所示，现有的Mini LED芯片从点测到固晶流程。目前，常见的芯片生产工序中，会由上游厂家完成如图1中左侧的流程，以图2中103的蓝膜作为承载治具，将MiniLED芯片分发到下游厂家，下游厂家再进行如图1中右侧的流程。在此过程中，Mini LED芯片会在不同的承载治具上多次转移，并经历若干流程步骤后方可进入焊线封装程序，制作效率低，流程繁琐复杂。

基于现有技术中的缺陷，作为本发明的第一实施例，提供了一种Mini LED芯片自动化制程装置。该装置对减薄划片后的Mini LED芯片进行处理，并进行点测和AOI检测后，通过固晶将Mini LED筛选、转移至目标基板上，产出的产品是已被转移至目标基板上的Mini LED芯片。本发明去掉了传统流程的分选、目检及计数入库等流程，提高效率，节约生产成本。

如图3所示，本实施例中Mini LED芯片自动化制程装置包括了按顺序依次排列的点测机，扩膜机，自动光学检测机和固晶机。整个Mini LED芯片在本实施例中所述的自动化制程装置中会按照如图4所示的顺序完成点测到固晶的流程。

首先，对减薄划片后，扩膜前的Mini LED芯片进行点测。此时，Mini LED芯片被承载在外圈是铁环，内侧为薄膜的大尺寸承载治具上，该承载治具如图5中左图所示。传统的Mini LED芯片的点测方式包括双针点测和多针点测，双针点测是通过两根探针接触单个Mini LED芯片的电极，对Mini LED芯片的光电性能进行测试，该方法在探针接触Mini LED芯片之前，首先需要对Mini LED芯片所在位置进行定位，且一次只能测试一颗Mini LED芯片，测试效率低。多针点测是采用多组探针，每一组探针包括两根探针，同时接触多个MiniLED芯片的电极，这样可以一次性测试多颗Mini LED芯片的光电性能，提高测试效率。

在多针点测时，传统方式中先扩膜再点测，扩膜后Mini LED芯片相互之间的间距、位置难以永远保持不变，若采用点测机，则需要调整针与针之间的间距，以避免针点偏离Mini LED芯片的情况。本实施例中，调换了传统流程中扩膜和点测的顺序。先多针点测后扩膜，点测时Mini LED芯片依然是按照一定规则紧密排列，此时点测机用于多针点测的针与针之间的间距是一定的，且与减薄划片后的Mini LED芯片排列方式相关联。换言之，对于某一特定生产线生产的减薄划片后的Mini LED芯片，其在如本实施例的装置中进行点测时，无需再调整针与针之间的间距。点测步骤可以获得Mini LED芯片的点测信息，依据点测信息可以获取Mini LED芯片的第一分bin信息。

在点测结束后，Mini LED芯片连同其承载治具，即外圈是铁环，内侧为薄膜的大尺寸承载治具，会被转移至扩膜机上，进行扩膜处理。扩膜步骤中会更换Mini LED芯片的承载治具，将其从大尺寸的承载治具更换到小尺寸的承载治具。如图5所示，Mini LED芯片会从左图中的大尺寸承载治具转移到右图中的小尺寸承载治具。在本发明实施例中所述的MiniLED芯片自动化制程装置中，Mini LED芯片只会发生这一次承载治具的转移，相较于如图1所示的现有技术，减少了一次Mini LED芯片的转移和一次Mini LED芯片的倒膜，降低了多次转移Mini LED芯片时可能产生的Mini LED芯片损坏的风险，同时可以降低自动化制程的复杂程度，更有利于自动化作业。

扩膜完成后，Mini LED芯片会被转移至AOI检测设备，进行自动光学检测。自动光学检测是对Mini LED芯片的二次筛选检测过程，尤其是可以检测点测过程中点测机是否对Mini LED芯片产生了损伤划痕。另外，在减薄划片步骤中，对Mini LED芯片的减薄划片也可能造成部分Mini LED芯片的损伤，而这类损伤在扩膜前是难以采用AOI检测的方式测出的。因此，扩膜后进一步采用AOI检测，可以检测Mini LED芯片多方面的外观检测信息。外观检测信息会对第一分bin信息进行一定的修正，修正后的分bin信息，也就是本发明中所记载的第二分bin信息，会作为固晶机筛选转移的参考。

分bin信息，也就是Mini LED芯片的等级信息。即使是同一工艺流程下制作的同一批次的Mini LED芯片，其质量水平也会存在差异。因此，需要对Mini LED芯片加以检测，通过检测结果进行分级，再将不同等级的Mini LED芯片用于不同产品，这就是Mini LED的分选过程。本发明中，对Mini LED芯片进行了两次检测，第一轮测试是点测，点测是通过探针接触Mini LED芯片的电极，测试Mini LED芯片的光电性能，作为第一类判断依据；依据MiniLED芯片的光电性能，可以对Mini LED芯片进行第一次分级，也就是第一分bin信息。第一分bin信息的结果可以用表格的形式记录下来。第二轮测试是AOI检测，通过对Mini LED芯片外观进行检测，如果有外观不合格的Mini LED芯片，则该芯片的分bin信息会被修改。因此，AOI检测后获得的外观检测信息会对第一分bin信息进行修正，得到第二分bin信息。

最后，Mini LED芯片会被转移至固晶机上，同时固晶机也会获取Mini LED芯片的第二分bin信息。固晶过程如图6所示，会将Mini LED芯片直接转移至目标基板。同时，固晶机会在转移过程中对Mini LED芯片进行一轮筛选，也可以按照需要弃用某一些等级的MiniLED芯片。

固晶机存在多种转移固晶的方式，其中，将膜对膜转移固晶机应用于本发明的技术方案中，可以进一步简化本发明的技术方案。依照本发明记载的流程，在固晶时需要对Mini LED芯片进行一次翻转。采用传统的Pick and Place工艺，则还需要额外的翻转工序。而膜对膜转移技术可以在固晶转移时实现一次翻转，无需额外的翻转工序即可以实现MiniLED芯片的转移。

在本实施例中，Mini LED芯片及其承载治具会在多个机器间转移。此时，选择卡匣作为转移Mini LED芯片及其承载治具的载具。同时，采用自动导航车或地轨机器人配合卡匣完成Mini LED芯片的转移。

作为本发明的又一实施例，还提供了一种Mini LED芯片自动化制程方法，该方法包括：

S1. 将减薄划片后的Mini LED芯片转移至点测机，对所述Mini LED芯片进行点测，获取所述Mini LED芯片的点测信息，依据所述点测信息获取所述Mini LED芯片的第一分bin信息；

S2. 将点测后的所述Mini LED芯片转移至扩膜机，进行扩膜；

S3. 将扩膜后的所述Mini LED芯片转移至自动光学检测机，对所述Mini LED芯片进行自动光学检测，获得所述Mini LED芯片的外观检测信息，依据所述外观检测信息和所述第一分bin信息，获得所述Mini LED芯片的第二分bin信息；

S4. 将自动光学检测后的所述Mini LED芯片转移至固晶机，所述固晶机接收所述第二分bin信息，依据所述第二分bin信息将所述Mini LED芯片可选择地转移至目标基板。

进一步地，本实施例还包括：

所述Mini LED芯片在转移至所述目标基板前，采用外圈为铁环、内部为薄膜结构的承载治具。

进一步地，本实施例还包括：

所述Mini LED芯片在扩膜前用大尺寸承载治具承载，所述Mini LED芯片在扩膜后用小尺寸承载治具承载。

进一步地，本实施例还包括：

所述固晶机优选膜对膜转移固晶机。

进一步地，本实施例还包括：

所述Mini LED芯片通过自动导航车或地轨机器人实现在所述点测机、所述扩膜机、所述自动光学检测机和所述固晶机之间转移。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1. 一种Mini LED芯片自动化制程装置，其特征在于，包括：

点测机，用于接收扩膜前的Mini LED芯片，并对所述Mini LED芯片进行点测，获取所述Mini LED芯片的点测信息，依据所述点测信息获取所述Mini LED芯片的第一分bin信息；

扩膜机，用于接收点测后的所述Mini LED芯片，进行扩膜；

自动光学检测机，用于接收扩膜后的所述Mini LED芯片，对所述Mini LED芯片进行自动光学检测，获得所述Mini LED芯片的外观检测信息，依据所述外观检测信息和所述第一分bin信息，获得所述Mini LED芯片的第二分bin信息；

固晶机，用于接收自动光学检测后的所述Mini LED芯片，还用于接收所述第二分bin信息，依据所述第二分bin信息将所述Mini LED芯片可选择地转移至目标基板。

2. 如权利要求1所述的Mini LED芯片自动化制程装置，其特征在于：

所述Mini LED芯片在转移至所述目标基板前，采用外圈为铁环、内部为薄膜结构的承载治具。

3. 如权利要求2所述的Mini LED芯片自动化制程装置，其特征在于：

所述Mini LED芯片在扩膜前用大尺寸承载治具承载，所述Mini LED芯片在扩膜后用小尺寸承载治具承载。

4. 如权利要求1所述的Mini LED芯片自动化制程装置，其特征在于：

所述固晶机优选膜对膜转移固晶机。

5. 如权利要求1所述的Mini LED芯片自动化制程装置，其特征在于：

所述Mini LED芯片通过自动导航车或地轨机器人实现在所述点测机、所述扩膜机、所述自动光学检测机和所述固晶机之间转移。

6. 一种Mini LED芯片自动化制程方法，其特征在于，包括：

S1. 将减薄划片后的Mini LED芯片转移至点测机，对所述Mini LED芯片进行点测，获取所述Mini LED芯片的点测信息，依据所述点测信息获取所述Mini LED芯片的第一分bin信息；

S2. 将点测后的所述Mini LED芯片转移至扩膜机，进行扩膜；

S3. 将扩膜后的所述Mini LED芯片转移至自动光学检测机，对所述Mini LED芯片进行自动光学检测，获得所述Mini LED芯片的外观检测信息，依据所述外观检测信息和所述第一分bin信息，获得所述Mini LED芯片的第二分bin信息；

S4. 将自动光学检测后的所述Mini LED芯片转移至固晶机，所述固晶机接收所述第二分bin信息，依据所述第二分bin信息将所述Mini LED芯片可选择地转移至目标基板。

7. 如权利要求6所述的Mini LED芯片自动化制程方法，其特征在于：

所述Mini LED芯片在转移至所述目标基板前，采用外圈为铁环、内部为薄膜结构的承载治具。

8. 如权利要求7所述的Mini LED芯片自动化制程方法，其特征在于：

所述Mini LED芯片在扩膜前用大尺寸承载治具承载，所述Mini LED芯片在扩膜后用小尺寸承载治具承载。

9. 如权利要求6所述的Mini LED芯片自动化制程方法，其特征在于：

所述固晶机优选膜对膜转移固晶机。

10. 如权利要求6所述的Mini LED芯片自动化制程方法，其特征在于：

所述Mini LED芯片通过自动导航车或地轨机器人实现在所述点测机、所述扩膜机、所述自动光学检测机和所述固晶机之间转移。

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