CN117012681B - 一种激光解胶针刺气动芯片巨量转移机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种激光解胶针刺气动芯片巨量转移机构，涉及半导体光电技术领域，包括上平台移动系统、转移平台系统、下平台移动系统，转移平台系统设置于上平台移动系统上，转移平台系统包括转移滑台、垂直动力模组、针刺夹持支架、激光辅助针刺组件、相机组件、激光器支架和激光发生器，激光辅助针刺组件包括激光部、气动部和微孔针头，激光部开设激光视窗，气动部开设进气孔，微孔针头对准下平台移动系统顶部的蓝膜组件。本发明采用上述结构的一种激光解胶针刺气动芯片巨量转移机构，利用激光发生器大幅度改变小范围蓝膜膜材性能，吹气产生形态良好的气泡，驱动芯片从蓝膜剥落至目标基板，实现高效率和柔性接触的Mini/Micro LED芯片巨量转移。
Description
技术领域
本发明涉及半导体光电技术领域，尤其是涉及一种激光解胶针刺气动芯片巨量转移机构。
背景技术
近年来，Mini/Micro LED显示技术出现，Mini/Micro LED显示屏由巨量微米级LED显示芯片通过独立封装形成单个像素点，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最佳选择，被成为“21世纪终极显示技术”。
Mini/Micro LED显示屏的生产流程从上游：晶圆沉积、掩膜曝光、刻蚀、PCB设计、金线飞线等工艺，到中游：锡膏印刷、巨量转移（MT，Mass Transfer）、激光焊接、涂胶封装等工艺，再到下游：板间调屏、整版拼接、封装电视等工艺，无不影响生产效率和生产成本。其中巨量转移是将数百万甚至千万量级微型LED芯片精准高效地从源基板转移到目标基板上。即使一次转移1万颗，至少需要重复上百次，转移芯片数量巨大，且准确度要求极高，巨量转移成为Mini/Micro LED封装工艺中限制产能的关键环节。巨量转移技术直接影响到Mini/Micro LED显示屏的生产速度、良品率和生产成本，是当前制约LED显示屏量产的关键因素。目前国际上转移方式有很多种，行业内真正用于生产的转移方式主要分为两种：机械摆臂式和针刺式，机械摆臂式碍于自身结构，产能被限制，无法大幅提升，针刺式转移优化了转移行程和转移结构，用针刺向芯片驱动转移，对膜材要求低，无需复杂动作，是机械摆臂式最佳替代方案，也是目前用于生产的唯一具有前景的转移方式。
现有的技术中，申请专利202110109928.3所述的一种芯片转移方法、系统及设备，采用贴合头的推针刺穿元件环上的蓝膜，将芯片从蓝膜上剥离并转移至正下方的贴合台的基板上的方法转移，由于转移方式限制，推针必须刺向芯片发光侧才可以实现芯片电极与基板上焊盘贴合，芯片发光侧相对于电极侧来说更加脆弱，使用刚性针刺发光侧进行转移势必会导致大量芯片破损，影响转移效率和转移良率。
申请专利202110574750.X所述的一种MicroLED的巨量转移机构，采用顶吸组件将小范围的芯片在转移膜上张紧，通过音圈电机驱动的带有片簧轴承或弹片的刺头臂，刺向芯片实现转移，其顶吸组件控制复杂，在部分选取的过程中必然会剐蹭损失部分芯片，刺头臂虽采用弹力装置消除部分刚性接触，但最终作用在芯片发光侧上仍然是刚性接触，在无蓝宝石背衬层的Micro LED芯片转移的工况下，会导致更多芯片破损，影响转移。
申请专利202210524975.9所述的巨量转移方法及设备，采用针刺方式转移，通过针刺方式将目标芯片转移在转移膜上，转移膜上芯片与焊盘对位后压合焊接，最后进行测试和返修，虽然此方案可以刺向相对强度更高的电极侧，但是其刚性的针会剐蹭电极，影响产品使用寿命，并且两步转移过程中影响因素增加，会影响转移效率和转移良率。
申请专利202310161990.6所述的一种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，但其膜材张力不够，形成气泡回弹缓慢，影响转移效率。
申请专利所述的2023104732760所述的一种气动针刺巨量转移装置，采用针刺加气动的方式将芯片从晶膜剥离至目标焊点，针刺蓝膜使得膜材张力增大，膜材回弹时间减小，提高了转移效率，又因针头与膜材形成微小密闭空间，提高了针头处气体压强，形成姿态更好的气泡，但是其膜材粘性难以控制，会导致部分芯片无法被锡膏粘接，影响转移效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种激光解胶针刺气动芯片巨量转移机构，利用激光发生器大幅度改变小范围蓝膜膜材性能，吹气产生形态良好的气泡，驱动芯片剥落至目标基板，可实现高效率、高良率、对芯片无损伤、转移姿态可控、射流利用率高、气泡形态良好和柔性接触的Mini/Micro LED芯片巨量转移。
为实现上述目的，本发明提供了一种激光解胶针刺气动芯片巨量转移机构，包括上平台移动系统、转移平台系统、下平台移动系统，转移平台系统设置于上平台移动系统上，转移平台系统包括转移滑台、垂直动力模组、针刺夹持支架、激光辅助针刺组件、相机组件、激光器支架和激光发生器，垂直动力模组和相机组件并排固定在转移滑台上，针刺夹持支架设置于垂直动力模组的前端面上，激光器支架设置于垂直动力模组的顶部，激光发生器固定在激光器支架上方，激光发生器朝向激光辅助针刺组件，激光辅助针刺组件固定在针刺夹持支架上，激光辅助针刺组件为中空的圆筒形，激光辅助针刺组件包括激光部、气动部和微孔针头，激光部与气动部之间通过激光聚焦物镜隔开，激光部的侧面顶部开口形成激光视窗，激光视窗处设置有视窗平透镜，激光视窗内设置有视窗反光镜，视窗反光镜成45°放置，激光发生器发射的激光穿过视窗平透镜后，经视窗反光镜反射后依次穿过激光聚焦物镜、气动部和微孔针头，气动部的侧面开设圆形的进气孔，微孔针头的针尖朝向下平台移动系统，下平台移动系统的顶部设置有固定不动的蓝膜组件和三自由度移动的基板治具。
优选的，上平台移动系统包括大理石底座、左大理石支柱、右大理石支柱、上Y轴左电机、上Y轴右电机、横梁，左大理石支柱和右大理石支柱对称设置于大理石底座的上表面两侧，上Y轴左电机的定子设置于左大理石支柱的左侧上表面，上Y轴右电机的定子设置于右大理石支柱的右侧上表面，横梁的左右两端分别与上Y轴左电机的动子、上Y轴右电机的动子固定连接，横梁的前端面中部设置有上X轴电机，上X轴电机的上方和下方分别设置有上X轴上导轨和上X轴下导轨，上X轴上导轨和上X轴下导轨均与横梁的前端面固定连接。
优选的，转移滑台包括转移滑台过度板和转移滑台A滑块、转移滑台B滑块、转移滑台C滑块、转移滑台D滑块，转移滑台A滑块、转移滑台B滑块、转移滑台C滑块和转移滑台D滑块分为两排设置于转移滑台过度板的背面，其中转移滑台A滑块、转移滑台C滑块与上X轴上导轨滑动连接，转移滑台B滑块、转移滑台D滑块与上X轴下导轨滑动连接，上X轴电机的动子与转移滑台过度板的背面固定连接，垂直动力模组包括垂直动力模组定子和垂直动力模组动子，垂直动力模组定子与转移滑台过度板的左侧前端面固定连接，垂直动力模组动子与垂直动力模组定子滑动连接，针刺夹持支架固定在垂直动力模组动子上。
优选的，蓝膜组件包括蓝膜支架和蓝膜，蓝膜支架的两端分别与左大理石支柱的内侧面和右大理石支柱的内侧面固定连接，蓝膜支架的材料为不锈钢、铝材和合金材料中的一种，表面平整度在15微米以内，表面进阳极化处理；
蓝膜设置于蓝膜支架中部的卡槽内，蓝膜的背面阵列粘结设置有若干Mini/MicroLED芯片，蓝膜采用PET薄膜基材，蓝膜的表面涂布UV涂料。
优选的，下平台移动系统还包括真空底座、基板垂直轨道、气缸组、下X轴电机、下X滑台板、下X轴前轨道、下Y轴后轨道、下Y滑台板、下Y轴电机、下Y轴左轨道、下Y轴右轨道，基板治具固定在真空底座上，真空底座的前后两端中部分别与两个基板垂直轨道滑动连接，两个基板垂直轨道分别固定在下X滑台板的前后两端中部，气缸组包括四个气缸，四个气缸分别设置于下X滑台板的上表面四角上，四个气缸的活塞杆与真空底座的底面四角相连接；
下X滑台板的底面与四个滑块相连接，四个滑块分为两排并分别与下X轴前轨道、下X轴后轨道滑动连接，下X轴前轨道、下X轴后轨道分别固定在下Y滑台板的上表面前端和后端，下X滑台板与下X轴电机动子固定连接，下X轴电机位于下X轴前轨道和下X轴后轨道之间并与下Y滑台板固定连接；
下Y滑台板的底面与四个滑块相连接，四个滑块分为两排并分别与下Y轴左轨道、下Y轴右轨道滑动连接，下Y轴左轨道、下Y轴右轨道分别固定在大理石底座上，下Y滑台板与下Y轴电机动子固定连接，下Y轴电机位于下Y轴左轨道和下Y轴右轨道之间并与大理石底座固定连接，下Y轴左轨道、下Y轴右轨道与上Y轴左电机、上Y轴右电机平行。
优选的，激光发生器产生紫外线激光，紫外线激光的能量大于500mj/cm2，波长大于308nm。
优选的，视窗平透镜材料为钕玻璃、硅酸盐系统玻璃、硼酸盐及硼硅盐系统玻璃和磷酸盐系统玻璃中的一种；
视窗反光镜为背侧单面镀银的平面反光镜，材料为光学玻璃，呈45度角安装在激光光路上；
激光聚焦物镜材料为钕玻璃、硅酸盐系统玻璃、硼酸盐及硼硅盐系统玻璃和磷酸盐系统玻璃中的一种，聚焦视窗反光镜将视窗反光镜反射后的激光束聚焦到针头位置，形成集中且微小的光斑。
优选的，向气动部的进气孔接入的气体为氦气、氖气、氩气、氪气、氙气和氮气中的一种，在激光照射条件下具有稳定性能，工作气压在0.5Mpa - 1.0Mpa之间。
优选的，基板治具的材料为Q235、45#、Hr12、白钢、钨钢和不锈钢中的一种，基板治具的底面具有底部凸台，底部凸台与真空底座上表面的吸盘凹槽对应设置，底部凸台中设置有若干垂直通孔。
因此，本发明采用上述结构的一种激光解胶针刺气动巨量芯片转移机构，使用相机组件识别并记录焊盘和芯片位置数据，采用上、下两组移动平台系统分别驱动激光辅助针刺组件和目标基板移动至既定工位，实现针嘴-芯片-焊盘三点一线，垂直动力模组驱动激光辅助针刺组件垂直方向移动，下针到指定位置，调节针头、芯片和焊盘三者工作间隙。开启激光小范围解胶，蓝膜性质大幅度改变，粘性降低，打开气体通路，在激光照射位置吹出形状良好的气泡，气泡驱动芯片抵达指定焊盘，基板焊盘上的锡膏粘性大于蓝膜解胶后粘性，芯片剥落，实现转移。
与现有的技术相比，本发明的优势在于：与直接针刺方式相比，避免了直接针刺发光侧易破坏芯片结构的缺陷；与弹簧针刺方式相比，避免了顶吸过程中损失芯片和不适用Micro LED转移工况的缺陷；与先转移到转移膜再倒膜焊接方式相比，避免了划伤芯片电极和分两步转移影响因素增加的缺陷，与跟踪稳距气动转移相比，消除了气泡回弹慢影响转移效率的缺陷；与气动针刺方式相比，避免了蓝膜粘性太强的缺陷，实现蓝膜的粘性可控，提高了转移良率。本发明实现了对芯片无损伤、转移姿态可控、气泡形态良好、回弹快、高效率和高良率的柔性接触巨量转移，特别适用于Mini/Micro LED芯片巨量转移。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明种激光解胶针刺气动巨量芯片转移机构实施例的整体结构示意图；
图2为本发明实施例的转移平台系统的左侧面结构示意图；
图3为本发明实施例的转移平台系统的右侧面结构示意图；
图4为本发明实施例的激光辅助针刺组件正面结构示意图；
图5为本发明实施例的激光辅助针刺组件侧面结构示意图；
图6为本发明实施例的激光辅助针刺组件的内部结构示意图；
图7为本发明实施例的蓝膜组件结构示意图；
图8为本发明实施例的下平台移动系统的结构示意图；
图9为本发明实施例的工作过程第一阶段示意图；
图10为本发明实施例的工作过程第二阶段示意图；
图11为本发明实施例的工作过程第三阶段示意图。
附图标记
1、大理石底座；2A、左大理石支柱；2B、右大理石支柱；3A、上Y轴左电机；3B、上Y轴右电机；4、横梁；5、上X轴电机；6A、上X轴上导轨；6B、上X轴下导轨；7、转移滑台；701、转移滑台过度板；702A、转移滑台A滑块；702B、转移滑台B滑块；702C、转移滑台C滑块；702D、转移滑台D滑块；8、垂直动力模组；801、垂直动力模组定子；802、垂直动力模组动子；9、针刺夹持支架；10、激光辅助针刺组件；1001、激光部；1002、激光视窗；1003、激光聚焦物镜；1004、气动部；1005、进气孔；1006、微孔针头；11、激光器支架；12、激光发生器；13、相机组件；14、下Y轴电机；1401、下Y轴电机定子；1402、下Y轴电机动子；15A、下Y轴右轨道；15B、下Y轴左轨道；16、下Y滑台板；1601A、下Y轴A滑块；1601B、下Y轴B滑块；1601C、下Y轴C滑块；1601D、下Y轴D滑块；17、下X轴电机；1701、下X轴电机定子；1702、下X轴电机动子；18A、下X轴前轨道；18B、下X轴后轨道；19、下X滑台板；1901A、下X轴A滑块；1901B、下X轴B滑块；1901C、下X轴C滑块；1901D、下X轴D滑块；20、气缸组；2001、A气缸；2002、B气缸；2003、C气缸；2004、D气缸；21、基板垂直轨道；22、真空底座；23、基板治具；24、蓝膜组件；2401、蓝膜支架；2402、蓝膜；25、PCB板；26、锡膏；27、LED芯片。
具体实施方式
以下通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
实施例
如图1所示，一种激光解胶针刺气动芯片巨量转移机构，包括上平台移动系统、转移平台系统、下平台移动系统，转移平台系统设置于上平台移动系统上。
上平台移动系统包括大理石底座1、左大理石支柱2A、右大理石支柱2B、上Y轴左电机3A、上Y轴右电机3B、横梁4。左大理石支柱2A和右大理石支柱2B对称设置于大理石底座1的上表面两侧，通过紧固螺钉固定在大理石底座1上。上Y轴左电机3A的定子设置于左大理石支柱2A的左侧上表面，上Y轴右电机3B的定子设置于右大理石支柱2B的右侧上表面，通过紧固螺钉固定连接。横梁4的左右两端分别与上Y轴左电机3A的动子、上Y轴右电机3B的动子通过紧固螺钉固定连接。受上Y轴左电机3A和上Y轴右电机3B的驱使，横梁4在两侧动子的带动下沿着Y轴方向直线运动。
横梁4的前端面中部设置有上X轴电机5，上X轴电机5的上方和下方分别设置有上X轴上导轨6A和上X轴下导轨6B，上X轴上导轨6A和上X轴下导轨6B均与横梁4的前端面通过紧固螺钉固定连接。
如图2和图3所示，转移平台系统包括转移滑台7、垂直动力模组8、针刺夹持支架9、激光辅助针刺组件10、相机组件13、激光器支架11和激光发生器12。转移滑台7包括转移滑台过度板701和转移滑台A滑块702A、转移滑台B滑块702B、转移滑台C滑块702C、转移滑台D滑块702D，转移滑台A滑块702A、转移滑台B滑块702B、转移滑台C滑块702C和转移滑台D滑块702D分为两排设置于转移滑台过度板701的背面，通过紧固螺钉固定连接。其中转移滑台A滑块702A、转移滑台C滑块702C与上X轴上导轨6A滑动连接，转移滑台B滑块702B、转移滑台D滑块702D与上X轴下导轨6B滑动连接，上X轴电机5的动子与转移滑台过度板701的背面固定连接。当上X轴电机5启动时，转移滑台过度板701在上X轴电机5动子的带动下沿着横梁4以X轴向移动。转移滑台A滑块702A、转移滑台B滑块702B、转移滑台C滑块702C和转移滑台D滑块702D具有限位和稳定作用，使转移滑台7在运动过程保持平稳。
垂直动力模组8和相机组件13并排固定在转移滑台7上，垂直动力模组8包括垂直动力模组定子801和垂直动力模组动子802，垂直动力模组定子801与转移滑台过度板701的左侧前端面固定连接，垂直动力模组动子802与垂直动力模组定子801滑动连接，针刺夹持支架9固定在垂直动力模组动子802上。激光辅助针刺组件10固定在针刺夹持支架9上，如图4和图5所示，激光辅助针刺组件10为中空的圆筒形，激光辅助针刺组件10包括激光部1001、气动部1004和微孔针头1006，激光部1001与气动部1004之间通过激光聚焦物镜1003隔开。气动部1004与激光部1001之间通过自体螺纹拧转固定，微孔针头1006与气动部1004也通过自体螺纹拧转固定。气动部1004的侧面开设圆形的进气孔1005，微孔针头1006的针尖朝向下平台移动系统。向气动部1004的进气孔1005接入的气体为氦气、氖气、氩气、氪气、氙气和氮气中的一种，在激光照射条件下具有稳定性能，不与激光发生反应，工作气压在0.5Mpa -1.0Mpa之间。
如图6所示，激光部1001的侧面顶部开口形成激光视窗1002，激光视窗1002处设置有视窗平透镜，激光视窗1002内设置有视窗反光镜，视窗反光镜成45°放置。视窗平透镜材料为钕玻璃、硅酸盐系统玻璃、硼酸盐及硼硅盐系统玻璃和磷酸盐系统玻璃中的一种，具有良好的透明度和热光稳定性，激光波长附近产生吸收的杂质的含量较少。视窗反光镜为背侧单面镀银的平面反光镜，材料为光学玻璃，呈45度角安装在激光光路上。激光聚焦物镜1003材料为钕玻璃、硅酸盐系统玻璃、硼酸盐及硼硅盐系统玻璃和磷酸盐系统玻璃中的一种，聚焦视窗反光镜将视窗反光镜反射后的激光束聚焦到针头位置，形成集中且微小的光斑。
激光器支架11设置于垂直动力模组8的顶部，固定在激光器支架11上方，激光发生器12的激光发射口朝向激光视窗1002。激光发生器12发射的激光穿过视窗平透镜后，经视窗反光镜反射后依次穿过激光聚焦物镜1003、气动部1004和微孔针头1006，从微孔针头1006的底部穿出。激光发生器12产生紫外线激光，紫外线激光的能量大于500mj/cm2，波长大于308nm。
下平台移动系统的顶部设置有固定不动的蓝膜组件24和三自由度移动的基板治具23。如图7所示，蓝膜组件24包括蓝膜支架2401和蓝膜2402，蓝膜支架2401的两端分别与左大理石支柱2A的内侧面和右大理石支柱2B的内侧面固定连接。蓝膜支架2401的材料为不锈钢、铝材和合金材料中的一种，表面平整度在15微米以内，表面进行阳极化处理。蓝膜2402通过卡槽卡在蓝膜支架2401中部的卡槽内，蓝膜2402的背面阵列粘结设置有若干Mini/Micro LED芯片27，蓝膜2402采用PET薄膜基材，具有优良可恢复形变能力，蓝膜2402的表面涂布UV涂料。Mini/Micro LED芯片27与蓝膜2402粘接，蓝膜2402表面的UV涂料受紫外线激光照射的瞬间发生变形，激光照射前蓝膜2402与LED芯片27粘度在1000mN/20mm，激光照射后粘度在100mN/20mm。
如图8所示，下平台移动系统还包括真空底座22、基板垂直轨道21、气缸组20、下X轴电机17、下X滑台板19、下X轴前轨道18A、下Y轴后轨道、下Y滑台板16、下Y轴电机14、下Y轴左轨道15B、下Y轴右轨道15A。基板治具23固定在真空底座22上，真空底座22为底部具有垂直通孔的金属凹槽，其凹槽可以与基板治具23底面的底部凸台相配合形成密闭空间，再由垂直通孔加负压，可以吸住固定基板治具23。基板治具23整体表面平整度在15微米以内，基板治具23的材料为Q235、45#、Hr12、白钢、钨钢和不锈钢中的一种。
真空底座22的前后两端中部分别与两个基板垂直轨道21滑动连接，两个基板垂直轨道21分别固定在下X滑台板19的前后两端中部。气缸组20包括四个气缸，四个气缸分别为A气缸2001、B气缸2002、C气缸2003和D气缸2004，四个气缸分别设置于下X滑台板19的上表面四角上，四个气缸的活塞杆与真空底座22的底面四角相连接。当气缸组20启动时，推动真空底座22沿着基板垂直轨道21上下运动，给予真空底座22Z轴向的自由度。
下X滑台板19的底面与四个滑块相连接，四个滑块分别为下X轴A滑块1901A、下X轴B滑块1901B、下X轴C滑块1901C、下X轴D滑块1901D。下X轴A滑块1901A和下X轴C滑块1901C与下X轴前轨道18A滑动连接，下X轴B滑块1901B和下X轴D滑块1901D与下X轴后轨道18B滑动连接，下X轴前轨道18A、下X轴后轨道18B分别固定在下Y滑台板16的上表面前端和后端。下X滑台板19与下X轴电机动子1702固定连接，下X轴电机定子1701位于下X轴前轨道18A和下X轴后轨道18B之间并与下Y滑台板16固定连接。当下X轴电机17启动时，下X滑台板19在下X轴电机动子1702的带动下沿着X轴向移动，给予真空底座22X轴向的自由度。滑块与轨道的连接具有稳定和限位的作用。
下Y滑台板16的底面与四个滑块相连接，四个滑块包括下Y轴A滑块1601A、下Y轴B滑块1601B、下Y轴C滑块1601C、下Y轴D滑块1601D。下Y轴B滑块1601B和下Y轴D滑块1601D与下Y轴左轨道15B滑动连，下Y轴A滑块1601A和下Y轴C滑块1601C下Y轴右轨道15A滑动连接。下Y轴左轨道15B、下Y轴右轨道15A分别固定在大理石底座1上，下Y滑台板16与下Y轴电机动子1402固定连接，下Y轴电机定子1401位于下Y轴左轨道15B和下Y轴右轨道15A之间并与大理石底座1固定连接，下Y轴左轨道15B、下Y轴右轨道15A与上Y轴左电机3A、上Y轴右电机3B平行。当下Y轴电机14启动时，下Y滑台板16在下Y轴电机动子1402的带动下沿着Y轴向移动，给予真空底座22Y轴向的自由度。
本发明提出的一种激光解胶针刺气动巨量芯片转移机构，其工作过程如下：
第一阶段：采用上、下两组平台移动系统分别驱动激光辅助针刺组件10和目标基板移动至既定工位，实现针嘴-芯片-PCB板25三点一线，垂直动力模组8驱动激光辅助针刺组件10垂直方向移动，下针到指定位置，调节针头、LED芯片27和PCB板25三者工作间隙，如图9所示。
第二阶段：启动激光发生器12，紫外线激光经视窗平透镜的投射、视窗反光镜的反射和激光聚焦物镜1003的聚焦后形成光斑，在蓝膜2402上开启激光小范围解胶，如图10所示，蓝膜2402性质大幅度改变，蓝膜2402与LED芯片27的粘性降低。
第三阶段：打开气体通路，气体通过进气孔1005进入气动部1004，通过微孔针头1006在激光照射位置吹出形状良好的气泡，如图11所示，气泡驱动LED芯片27抵达指定PCB板25，PCB板25上的锡膏26粘性大于蓝膜2402解胶后粘性，LED芯片27剥落，实现转移。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.一种激光解胶针刺气动芯片巨量转移机构，其特征在于：包括上平台移动系统、转移平台系统、下平台移动系统，转移平台系统设置于上平台移动系统上，转移平台系统包括转移滑台、垂直动力模组、针刺夹持支架、激光辅助针刺组件、相机组件、激光器支架和激光发生器，垂直动力模组和相机组件并排固定在转移滑台上，针刺夹持支架设置于垂直动力模组的前端面上，激光器支架设置于垂直动力模组的顶部，激光发生器固定在激光器支架上方，激光发生器朝向激光辅助针刺组件，激光辅助针刺组件固定在针刺夹持支架上，激光辅助针刺组件为中空的圆筒形，激光辅助针刺组件包括激光部、气动部和微孔针头，激光部与气动部之间通过激光聚焦物镜隔开，激光部的侧面顶部开口形成激光视窗，激光视窗处设置有视窗平透镜，激光视窗内设置有视窗反光镜，视窗反光镜成45°放置，激光发生器发射的激光穿过视窗平透镜后，经视窗反光镜反射后依次穿过激光聚焦物镜、气动部和微孔针头，气动部的侧面开设圆形的进气孔，微孔针头的针尖朝向下平台移动系统，下平台移动系统的顶部设置有固定不动的蓝膜组件和三自由度移动的基板治具，蓝膜组件包括蓝膜支架和蓝膜，蓝膜的背面阵列粘结设置有若干Mini/Micro LED芯片；
所述转移机构的工作过程如下：
第一阶段：采用上、下两组平台移动系统分别驱动激光辅助针刺组件和目标基板移动至既定工位，实现针嘴-芯片-PCB板三点一线，垂直动力模组驱动激光辅助针刺组件垂直方向移动，下针到指定位置并接触蓝膜，调节针头、LED芯片和PCB板三者工作间隙；
第二阶段：启动激光发生器，紫外线激光经视窗平透镜的投射、视窗反光镜的反射和激光聚焦物镜的聚焦后形成光斑，在蓝膜上开启激光小范围解胶，蓝膜性质大幅度改变，蓝膜与LED芯片的粘性降低；
第三阶段：打开气体通路，气体通过进气孔进入气动部，通过微孔针头在激光照射位置吹出形状良好的气泡，气泡驱动LED芯片抵达指定PCB板，PCB板上的锡膏粘性大于蓝膜解胶后粘性，LED芯片剥落，实现转移。
2.根据权利要求1所述的一种激光解胶针刺气动芯片巨量转移机构，其特征在于：上平台移动系统包括大理石底座、左大理石支柱、右大理石支柱、上Y轴左电机、上Y轴右电机、横梁，左大理石支柱和右大理石支柱对称设置于大理石底座的上表面两侧，上Y轴左电机的定子设置于左大理石支柱的左侧上表面，上Y轴右电机的定子设置于右大理石支柱的右侧上表面，横梁的左右两端分别与上Y轴左电机的动子、上Y轴右电机的动子固定连接，横梁的前端面中部设置有上X轴电机，上X轴电机的上方和下方分别设置有上X轴上导轨和上X轴下导轨，上X轴上导轨和上X轴下导轨均与横梁的前端面固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种激光解胶针刺气动芯片巨量转移机构，其特征在于：转移滑台包括转移滑台过度板和转移滑台A滑块、转移滑台B滑块、转移滑台C滑块、转移滑台D滑块，转移滑台A滑块、转移滑台B滑块、转移滑台C滑块和转移滑台D滑块分为两排设置于转移滑台过度板的背面，其中转移滑台A滑块、转移滑台C滑块与上X轴上导轨滑动连接，转移滑台B滑块、转移滑台D滑块与上X轴下导轨滑动连接，上X轴电机的动子与转移滑台过度板的背面固定连接，垂直动力模组包括垂直动力模组定子和垂直动力模组动子，垂直动力模组定子与转移滑台过度板的左侧前端面固定连接，垂直动力模组动子与垂直动力模组定子滑动连接，针刺夹持支架固定在垂直动力模组动子上。
4.根据权利要求1所述的一种激光解胶针刺气动芯片巨量转移机构，其特征在于：蓝膜支架的两端分别与左大理石支柱的内侧面和右大理石支柱的内侧面固定连接，蓝膜支架的材料为不锈钢、铝材和合金材料中的一种，表面平整度在15微米以内，表面进阳极化处理；
蓝膜设置于蓝膜支架中部的卡槽内，蓝膜采用PET薄膜基材，蓝膜的表面涂布UV涂料。
5.根据权利要求2所述的一种激光解胶针刺气动芯片巨量转移机构，其特征在于：下平台移动系统还包括真空底座、基板垂直轨道、气缸组、下X轴电机、下X滑台板、下X轴前轨道、下Y轴后轨道、下Y滑台板、下Y轴电机、下Y轴左轨道、下Y轴右轨道，基板治具固定在真空底座上，真空底座的前后两端中部分别与两个基板垂直轨道滑动连接，两个基板垂直轨道分别固定在下X滑台板的前后两端中部，气缸组包括四个气缸，四个气缸分别设置于下X滑台板的上表面四角上，四个气缸的活塞杆与真空底座的底面四角相连接；
下X滑台板的底面与四个滑块相连接，四个滑块分为两排并分别与下X轴前轨道、下X轴后轨道滑动连接，下X轴前轨道、下X轴后轨道分别固定在下Y滑台板的上表面前端和后端，下X滑台板与下X轴电机动子固定连接，下X轴电机位于下X轴前轨道和下X轴后轨道之间并与下Y滑台板固定连接；
下Y滑台板的底面与四个滑块相连接，四个滑块分为两排并分别与下Y轴左轨道、下Y轴右轨道滑动连接，下Y轴左轨道、下Y轴右轨道分别固定在大理石底座上，下Y滑台板与下Y轴电机动子固定连接，下Y轴电机位于下Y轴左轨道和下Y轴右轨道之间并与大理石底座固定连接，下Y轴左轨道、下Y轴右轨道与上Y轴左电机、上Y轴右电机平行。
6.根据权利要求1所述的一种激光解胶针刺气动芯片巨量转移机构，其特征在于：激光发生器产生紫外线激光，紫外线激光的能量大于500mj/cm2，波长大于308nm。
7.根据权利要求1所述的一种激光解胶针刺气动芯片巨量转移机构，其特征在于：视窗平透镜材料为钕玻璃、硅酸盐系统玻璃、硼酸盐及硼硅盐系统玻璃和磷酸盐系统玻璃中的一种；
视窗反光镜为背侧单面镀银的平面反光镜，材料为光学玻璃，呈45度角安装在激光光路上；
激光聚焦物镜材料为钕玻璃、硅酸盐系统玻璃、硼酸盐及硼硅盐系统玻璃和磷酸盐系统玻璃中的一种，聚焦视窗反光镜将视窗反光镜反射后的激光束聚焦到针头位置，形成集中且微小的光斑。
8.根据权利要求1所述的一种激光解胶针刺气动芯片巨量转移机构，其特征在于：向气动部的进气孔接入的气体为氦气、氖气、氩气、氪气、氙气和氮气中的一种，在激光照射条件下具有稳定性能，工作气压在0.5Mpa - 1.0Mpa之间。
9.根据权利要求5所述的一种激光解胶针刺气动芯片巨量转移机构，其特征在于：基板治具的材料为Q235、45#、Hr12、白钢、钨钢和不锈钢中的一种，基板治具的底面具有底部凸台，底部凸台与真空底座上表面的吸盘凹槽对应设置，底部凸台中设置有若干垂直通孔。
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