CN117116838A - 阵列水射流刺晶式Mini-LED巨量转移装置及方法 - Google Patents
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Abstract
一种阵列水射流刺晶式Mini‑LED巨量转移装置及方法。本发明的有益效果在于：阵列水射流刺晶方法相比于传统刺晶，水射流刺晶降低了对蓝膜和Mini‑LED芯片的冲击，简化了针头向下冲击的过程，使得刺晶转移良率更高，阵列刺晶方式使得转移效率更好；阵列刺晶使得同一组Mini‑LED芯片刺晶转移的工况一致，相较于传统刺晶降低了芯片刺晶转移时发生位置偏差的可能。水射流通道可以微调以解决芯片在蓝膜上的位姿偏差带来的转移误差。
Description
技术领域
本发明涉及Mini/Micro LED芯片转移封装技术领域，特别是一种阵列水射流刺晶式Mini-LED巨量转移方法。
背景技术
随着LED技术的快速发展和LED发光效率的逐步提高，LED的应用变得越来越广泛。伴随着这种趋势，LED芯片逐渐向两个主要方向发展，分别是大功率以及微型化。大功率指的是为了增强LED器件的发光强度从而尽可能的提高LED的功率；而微型化则是尽可能的减小LED芯片的尺寸，从而在给定的面积中放置尽可能多的LED芯片。芯片微型化的产物主要有Mini LED和Micro LED。Mini LED是指尺寸在50～200μm的LED器件，而Micro LED芯片尺寸小于50μm。芯片尺寸微型化使得相同面积的显示面板装载了更多的LED芯片，具有更好的发光强度，光电响应速度、色彩对比度等性能也得到了提高。但是微型化也给芯片的转移以及封装工艺带来了更高的要求。
现有技术中对Mini/Micro LED转移封装的技术主要有以下三种：1、激光转移法：这种方法由于材料、激光器以及环境的要求都极大的增加了Mini/Micro LED芯片封装转移的成本。2、真空吸嘴法：这种方法由于每颗芯片都是单独的吸取并放下因此转移效率非常低，并且由于采用的事分离式布局，因此设备整体较大。并且，机械摆臂是属于悬臂梁结构，因此在转移封装过程中存在较大的震动，因此转移封装的精度和速度都受到了极大的限制。3、机械刺晶法：这样的工艺流程使得转移速度受到了极大的限制，而且运动平台不可避免频繁启停，会增加运动平台的损耗，且启动停止衍生的抖动会大大降低封装的精度，且传统刺晶法无法有效解决扩晶后部分芯片出现的位姿偏差的问题。
因此，亟需一种新型Mini-LED芯片转移方法，能够有效提高芯片的转移效率和精度，同时能够解决Mini-LED芯片在蓝膜上扩晶时出现位姿偏差的问题。
发明内容
本发明提供一种阵列水射流刺晶式Mini-LED巨量转移装置及方法，旨在能够有效提高芯片的转移效率和精度，同时能够解决Mini-LED芯片在蓝膜上扩晶时出现位姿偏差的问题。
第一方面，本发明提供了一种阵列水射流刺晶式Mini-LED巨量转移装置，所述Mini-LED巨量转移装置包括：
平面运动平台；在所述平面运动平台的一侧设置有视觉相机以及陈列水射流刺晶单元；所述陈列水射流刺晶单元包括水射流通道和阵列通孔；在靠近所述平面运动平台的视觉相机一侧间隔设置有Z轴运动平台，所述Z轴运动平台用于放置蓝膜，所述蓝膜表面粘结有多个均匀排布的Mini-LED芯片；所述Z轴运动平台远离所述平面运动平台的一侧间隔设有工作台，所述工作台靠近所述Z轴运动平台的一侧上固定有转移基板。
优选的，所述转移基板为玻璃基板或PCB基板。
优选的，当所述转移基板为所述玻璃基板时，所述转移基板靠近所述蓝膜一侧的表面粘着双面胶；当所述转移基板为所述PCB基板时，所述转移基板靠近所述蓝膜一侧的表面刷有锡膏。
优选的，所述阵列水射流刺晶单元上的阵列通孔间距为所述蓝膜上相邻Mini-LED芯片之间间距的正整数倍。
优选的，所述阵列水射流刺晶单元上的阵列通孔尺寸小于或等于所述Mini-LED芯片接触所述蓝膜表面的最短边长。
优选的，所述蓝膜上的Mini-LED芯片的几何尺寸为50～200μm。
优选的，所述蓝膜的厚度为70～75μm。
第二方面，本发明还提供一种如上述实施例任一项所述的阵列水射流刺晶式Mini-LED巨量转移装置的使用方法，所述使用方法包括以下步骤：
S1、刺晶准备：将带有多个所述Mini-LED芯片的蓝膜水平放置于所述Z轴运动平台，所述Mini-LED芯片粘结在所述蓝膜表面，将所述转移基板固定于所述蓝膜一侧的工作台；
S2、视觉定位：所述视觉相机扫描待刺晶的所述Mini-LED芯片，获得所述Mini-LED芯片位姿信息后控制所述水射流通道进行微调；所述视觉相机识别所述蓝膜、所述阵列水射流刺晶单元以及所述蓝膜与所述转移基板的距离，调整所述Z轴运动平台以及所述工作台的高度，调整所述平面运动平台使所述阵列水射流刺晶单元与待刺晶的所述Mini-LED芯片完成X轴和Y轴方向的定位；
S3、阵列刺晶：所述阵列水射流刺晶单元射出阵列水流带动所述Mini-LED芯片和所述蓝膜下落剥离到所述转移基板；
S4、定位转移：完成刺晶后所述阵列水射流单元通过所述视觉相机的定位转移至下一组待刺晶的所述Mini-LED芯片上方，并重复步骤S2、S3。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：阵列水射流刺晶方法相比于传统刺晶，水射流刺晶降低了对蓝膜和Mini-LED芯片的冲击，简化了针头向下冲击的过程，使得刺晶转移良率更高，阵列刺晶方式使得转移效率更好；阵列刺晶使得同一组Mini-LED芯片刺晶转移的工况一致，相较于传统刺晶降低了芯片刺晶转移时发生位置偏差的可能。水射流通道可以微调以解决芯片在蓝膜上的位姿偏差带来的转移误差。
附图说明
下面结合附图详细说明本发明。通过结合以下附图所作的详细描述，本发明的上述或其他方面的内容将变得更清楚和更容易理解。附图中：
图1是本发明提供的陈列水射流式Mini-LED巨量转移装置结构示意图；
图2是本发明提供的陈列水射流式Mini-LED巨量转移装置的阵列水射流刺晶单元结构示意图；
图3是本发明提供的陈列水射流式Mini-LED巨量转移装置使用的方法流程图；
其中：平面运动平台1，视觉相机2，Z轴运动平台3，阵列水射流刺晶单元4，蓝膜5，Mini-LED芯片6，转移基板7，工作台8，水射流通道9。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式。
在此记载的具体实施方式/实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案，都在本发明的保护范围之内。
(实施例一)
请参考图1和图2，图1是本发明提供的陈列水射流式Mini-LED巨量转移装置结构示意图；图2是本发明提供的陈列水射流式Mini-LED巨量转移装置的阵列水射流刺晶单元结构示意图。本发明提供了一种阵列水射流刺晶式Mini-LED巨量转移装置，所述Mini-LED巨量转移装置包括：
平面运动平台1；在所述平面运动平台1的一侧设置有视觉相机2以及陈列水射流刺晶单元4；所述陈列水射流刺晶单元4包括水射流通道9和阵列通孔(图中未标出)；在靠近所述平面运动平台1的视觉相机2一侧间隔设置有Z轴运动平台3，所述Z轴运动平台3用于放置蓝膜5，所述蓝膜5表面粘结有多个均匀排布的Mini-LED芯片6；所述Z轴运动平台3远离所述平面运动平台1的一侧间隔设有工作台8，所述工作台8靠近所述Z轴运动平台3的一侧上固定有转移基板7。
在本发明实施例中，所述转移基板7为玻璃基板或PCB基板。
在本发明实施例中，当所述转移基板为所述玻璃基板时，所述转移基板靠近所述蓝膜一侧的表面粘着双面胶；当所述转移基板为所述PCB基板时，所述转移基板靠近所述蓝膜一侧的表面刷有锡膏。该方式使得水射流冲击带动蓝膜5以及下方的Mini-LED芯片6下落，Mini-LED芯片6接触到下方转移基板7时，Mini-LED芯片6受到粘力影响从蓝膜5上剥离。
在本发明实施例中，所述阵列水射流刺晶单元4上的阵列通孔间距为所述蓝膜5上相邻Mini-LED芯片6之间间距的正整数倍。该方式有利于使阵列水射流刺晶单元喷出的阵列水流更精准对位蓝膜5以及多个Mini-LED芯片6，有效提高了Mini-LED芯片的转移效率和精度。
在本发明实施例中，所述阵列水射流刺晶单元4上的阵列通孔尺寸小于或等于所述Mini-LED芯片6接触所述蓝膜5表面的最短边长。该方式有效提高了Mini-LED芯片的转移效率和精度。
在本发明实施例中，所述蓝膜5上的Mini-LED芯片6的几何尺寸为50～200μm。具体尺寸大小可根据实际情况进行调整。
在本发明实施例中，所述蓝膜5的厚度为70～75μm。具体厚度大小可根据实际情况进行调整。
(实施例二)
请参考图3，图3是本发明提供的陈列水射流式Mini-LED巨量转移装置使用的方法流程图。本发明还提供一种如上述实施例任一项所述的阵列水射流刺晶式Mini-LED巨量转移装置的使用方法，所述使用方法包括以下步骤：
S1、刺晶准备：将带有多个所述Mini-LED芯片6的蓝膜5水平放置于所述Z轴运动平台3，所述Mini-LED芯片6粘结在所述蓝膜5表面，将所述转移基板7固定于所述蓝膜5一侧的工作台8；
S2、视觉定位：所述视觉相机2扫描待刺晶的所述Mini-LED芯片6，获得所述Mini-LED芯片6位姿信息后控制所述水射流通道9进行微调；所述视觉相机2识别所述蓝膜5、所述阵列水射流刺晶单元4以及所述蓝膜5与所述转移基板7的距离，调整所述Z轴运动平台3以及所述工作台8的高度，调整所述平面运动平台1使所述阵列水射流刺晶单元4与待刺晶的所述Mini-LED芯片6完成X轴和Y轴方向的定位；
S3、阵列刺晶：所述阵列水射流刺晶单元4射出阵列水流带动所述Mini-LED芯片6和所述蓝膜5下落剥离到所述转移基板7；
在本发明实施例中，通过水射流冲击带动蓝膜5以及下方的Mini-LED芯片6下落，在下落过程中蓝膜5发生形变，蓝膜5与Mini-LED芯片6间的粘接胶层从Mini-LED芯片6边缘逐渐撕裂，Mini-LED芯片6接触到下方转移基板7时，受玻璃基板的双面胶或PCB基板的锡膏的粘力从蓝膜5上剥离。
S4、定位转移：完成刺晶后所述阵列水射流单元4通过所述视觉相机2的定位转移至下一组待刺晶的所述Mini-LED芯片6上方，并重复步骤S2、S3。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：阵列水射流刺晶方法相比于传统刺晶，水射流刺晶降低了对蓝膜和Mini-LED芯片的冲击，简化了针头向下冲击的过程，使得刺晶转移良率更高，阵列刺晶方式使得转移效率更好；阵列刺晶使得同一组Mini-LED芯片刺晶转移的工况一致，相较于传统刺晶降低了芯片刺晶转移时发生位置偏差的可能。水射流通道可以微调以解决芯片在蓝膜上的位姿偏差带来的转移误差。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式用等同变化，均属于本发明的保护之内。
Claims (8)
1.一种阵列水射流刺晶式Mini-LED巨量转移装置，其特征在于，所述Mini-LED巨量转移装置包括：
平面运动平台；在所述平面运动平台的一侧设置有视觉相机以及陈列水射流刺晶单元；所述陈列水射流刺晶单元包括水射流通道和阵列通孔；在靠近所述平面运动平台的视觉相机一侧间隔设置有Z轴运动平台，所述Z轴运动平台用于放置蓝膜，所述蓝膜表面粘结有多个均匀排布的Mini-LED芯片；所述Z轴运动平台远离所述平面运动平台的一侧间隔设有工作台，所述工作台靠近所述Z轴运动平台的一侧上固定有转移基板。
2.如权利要求1所述的阵列水射流刺晶式Mini-LED巨量转移装置，其特征在于，所述转移基板为玻璃基板或PCB基板。
3.如权利要求2所述的阵列水射流刺晶式Mini-LED巨量转移装置，其特征在于，当所述转移基板为所述玻璃基板时，所述转移基板靠近所述蓝膜一侧的表面粘着双面胶；当所述转移基板为所述PCB基板时，所述转移基板靠近所述蓝膜一侧的表面刷有锡膏。
4.如权利要求1所述的阵列水射流刺晶式Mini-LED巨量转移装置，其特征在于，所述阵列水射流刺晶单元上的阵列通孔间距为所述蓝膜上相邻Mini-LED芯片之间间距的正整数倍。
5.如权利要求1所述的阵列水射流刺晶式Mini-LED巨量转移装置，其特征在于，所述阵列水射流刺晶单元上的阵列通孔尺寸小于或等于所述Mini-LED芯片接触所述蓝膜表面的最短边长。
6.如权利要求1所述的阵列水射流刺晶式Mini-LED巨量转移装置，其特征在于，所述蓝膜上的Mini-LED芯片的几何尺寸为50～200μm。
7.如权利要求1所述的阵列水射流刺晶式Mini-LED巨量转移装置，其特征在于，所述蓝膜的厚度为70～75μm。
8.一种如权利要求1-7任意一项所述的阵列水射流刺晶式Mini-LED巨量转移装置的使用方法，其特征在于，所述使用方法包括以下步骤：
S1、刺晶准备：将带有多个所述Mini-LED芯片的蓝膜水平放置于所述Z轴运动平台，所述Mini-LED芯片粘结在所述蓝膜表面，将所述转移基板固定于所述蓝膜一侧的工作台；
S2、视觉定位：所述视觉相机扫描待刺晶的所述Mini-LED芯片，获得所述Mini-LED芯片位姿信息后控制所述水射流通道进行微调；所述视觉相机识别所述蓝膜、所述阵列水射流刺晶单元以及所述蓝膜与所述转移基板的距离，调整所述Z轴运动平台以及所述工作台的高度，调整所述平面运动平台使所述阵列水射流刺晶单元与待刺晶的所述Mini-LED芯片完成X轴和Y轴方向的定位；
S3、阵列刺晶：所述阵列水射流刺晶单元射出阵列水流带动所述Mini-LED芯片和所述蓝膜下落剥离到所述转移基板；
S4、定位转移：完成刺晶后所述阵列水射流单元通过所述视觉相机的定位转移至下一组待刺晶的所述Mini-LED芯片上方，并重复步骤S2、S3。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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