CN216849971U

CN216849971U - 巨量转移的系统

Info

Publication number: CN216849971U
Application number: CN202220633190.0U
Authority: CN
Inventors: 蔡宗霖; 陈律名
Original assignee: Yifu Co ltd
Current assignee: Kulisuofa High Tech Co ltd
Priority date: 2022-03-22
Filing date: 2022-03-22
Publication date: 2022-06-28
Anticipated expiration: 2032-03-22

Abstract

本实用新型提供一种巨量转移的系统，利用双平台及多个取放单元的系统，当其中一组基板进行巨量转移时，另一组基板同时执行基板的更换及对位，让巨量转移与进出料同步运行，相较于传统巨量转移的方式能够提高90％以上的效率。

Description

巨量转移的系统

技术领域

本实用新型关于一种巨量转移的系统，且特别关于一种巨量转移微型发光二极管(Micro LED)的系统。

背景技术

近几年来发展出一种将发光二极管的尺寸缩小至微米等级的发光二极管，被称为微型发光二极管(Micro LED)，由于微型发光二极管显示面板具有高发光效率、寿命长以及高分辨率等优点，因此被认为是下一代显示技术的主流。

然而，对于每个单一的微型发光二极管，传统的制造过程不能用于量产，这是由于在一显示器中数百万个微型发光二极管难以有效率地从基板转移到显示器上；这就是巨量转移(mass transfer)的议题。

目前Micro LED巨量转移方法主要有，静电力吸附方法、凡得瓦力转印方法、电磁力吸附方法等。静电力吸附方法、凡得瓦力转印方法和电磁力吸附方法，分别通过静电力、凡得瓦力和电磁力作用，将巨量Micro LED精确吸附，再转移到目标基板，并精准释放；然而，上述三种方法无法解决晶圆上Micro LED间距与基板上Micro LED间距不等的问题。

此外，Micro LED巨量转移方法还包括图案化雷射剥离，即通过准分子雷射能量均匀稳定的雷射光斑，配合特定图案的光罩做到并行转移至基板，实现精准的光学数组；然而，正因为此方式具有良好的效率，所以进出晶圆(基板的更换及对位)的效率反而变成瓶颈，例如1片6英寸晶圆的转移只要10秒，但执行基板的更换及对位却需要20秒，导致整体转移效率降低。

实用新型内容

本实用新型创作人鉴于上述先前技术的各项缺点，亟思加以改良创新，并经多年的研究实验后，终于成功研发完成本实用新型的巨量转移的系统。

本实用新型揭露一种巨量转移的系统，利用双平台及多个取放单元的系统，当其中一组基板进行巨量转移时，另一组基板同时执行基板的更换及对位，让巨量转移与进出料同步运行。

本实用新型揭露一种巨量转移的系统，包括：来源平台机构，包括多个换料区、中空区、以及多个取放单元，其中中空区呈中空状，可使雷射穿透；换料区位于中空区的外侧；多个取放单元可取放作为芯片来源的基板；目标平台机构，包括多个换料区、工作区、以及多个取放单元，其中换料区位于工作区的外侧；多个取放单元可取放作为巨量转移目标的基板。

在本实用新型的一实施例中，来源平台机构的取放单元包括共用的第一轴定位结构、多个第二轴定位结构、以及多个旋转定位结构；目标平台机构的取放单元包括多个第一轴定位结构、共用的第二轴定位结构、多个第三轴定位结构、以及多个旋转定位结构；以及第一轴、第二轴、及第三轴互相垂直。

在本实用新型的一实施例中，以共用的第一轴定位结构的第一轴与共用的第二轴定位结构的第二轴彼此十字交叉的方式，架设来源平台机构与目标平台机构。

在本实用新型的一实施例中，来源平台机构为矩形；中空区位于矩形的正中央；多个换料区为2个～4个，且分别位于矩形的任意2个～4个角落，多个取放单元为2个～4个，且分别位于矩形的任意2个～4个角落。

在本实用新型的一实施例中，目标平台机构为矩形；工作区位于矩形的正中央；多个换料区为2个～4个，且分别位于矩形的任意2个～4个角落，多个取放单元为2个～4个，且分别位于矩形的任意2个～4个角落。

借由如上的巨量转移的系统，本实用新型相较于传统巨量转移的方式，能够提高90％以上的效率，例如1片6英寸晶圆的转移只要10秒，而执行基板的更换及对位的时间减少至1秒～2秒，可提升整体巨量转移的效率。

附图说明

图1为本实用新型的一实施例的利用准分子雷射进行巨量转移的示意图；

图2为本实用新型的一实施例的双平台系统的示意图；

图3a及图3b为本实用新型的一实施例的利用双平台系统进行准分子雷射的巨量转移的示意图。

附图标记说明：

11：第一基板；

111：第一个第一基板；

112：第二个第一基板；

12：第二基板；

121：第一个第二基板；

122：第二个第二基板；

21：来源平台机构；

211：中空区；

212：换料区；

22：目标平台机构；

213，221：第一轴定位结构；

214，222：第二轴定位结构；

223：第三轴定位结构；

215，224：旋转轴定位结构；

3：轨道；

EL：准分子雷射。

具体实施方式

为了使所属技术领域的技术人员能够充分了解本实用新型的技术特征、内容与优点及其所能达到的功效，将本实用新型配合图式，并以实施例的表达形式详细说明如下，而其中所使用的图式，其主旨仅为示意及辅助说明书之用，未必为本实用新型实施后的真实比例与精准配置，故不应就所附的图式的比例与配置关系解读、局限本实用新型于实际实施上的权利范围，合先叙明。

请参阅图1，其为本实用新型的一实施例的利用雷射进行巨量转移的示意图，如图所示，第一基板11具有多个芯片(图中未示)，利用雷射将芯片巨量转移至第二基板12；其中雷射的种类并不受限制，例如可以为准分子雷射(excimer laser，EL)。

第一基板11的种类并不受限制，例如可以为玻璃基板、硅基板、蓝宝石基板、具有集成电路的基板、或其他能够被准分子雷射所穿透的基板，第一基板11的尺寸并不受限制，例如可以为6英寸、8英寸或其他合适的尺寸；第二基板12的种类并不受限制，例如可以为砷化镓基板、用于显示器的基板、或其他合适的基板；在一实施例中，第一基板11的芯片可以为包括RGB三种颜色的发光二极管芯片；在一实施例中，准分子雷射EL可以先通过特定图案的光罩(图中未示)，以将第一基板11上特定图案的芯片巨量转移至第二基板12上。

双平台系统

请参阅图2，其为本实用新型的一实施例的双平台系统的示意图，如图所示，双平台系统包括来源平台机构21及目标平台机构22，其中将第一基板11放置于来源平台机构21，将第二基板12放置于目标平台机构22；其中来源平台机构21、目标平台机构22的外观、形状、尺寸、材质等并不受限制，只要能够顺利进行后述的巨量转移即可；在一实施例中，来源平台机构21、目标平台机构22可以是矩形。

来源平台机构

来源平台机构21包括多个换料区212、中空区211、以及多个取放单元；中空区211呈中空状，雷射可通过中空区211照射第一基板11；换料区212是执行基板的更换及对位的区域；中空区211及换料区212的相对位置并不受限制，但从提升巨量转移效率的观点考虑，换料区212较佳为位于中空区211的外侧；在一实施例中，在来源平台机构21为矩形的情况下，中空区211位于矩形的正中央，多个取放单元为2个～4个，并位于矩形的任意2个～4个角落。

关于来源平台机构21的取放单元，只要能将第一基板11进行取放，并在换料区212及中空区211之间进行移动及定位，取放单元的外观、形状、尺寸、材质、结构等并不受限制，在一实施例中，取放单元可以为吸盘或是机械手臂；取放单元取放第一基板11的方式并不受限制，例如可以借由吸盘来吸取、借由机械手臂来夹取、或是其他合适的取放方式；在一实施例中，取放单元至少包括第一轴定位结构213及第二轴定位结构214；在一实施例中，取放单元至少包括第一轴定位结构213、第二轴定位结构214、第三轴定位结构；在一实施例中，取放单元至少包括旋转轴定位结构215；第一轴定位结构213使取放单元在第一轴(例如：X轴)方向上移动并定位，第二轴定位结构214使取放单元在第二轴(例如：Y轴)方向上移动并定位，第三轴定位结构使取放单元在第三轴(例如：Z轴)方向上移动并定位，旋转轴定位结构215使取放单元借由旋转进行定位；在一实施例中，取放单元中所包括的各个定位结构是借由轨道3来进行移动并定位(图中未示X轴，X轴为垂直于图面的方向，即X轴为垂直于YZ平面的方向)。

在一实施例中，来源平台机构21的取放单元至少包括共用的定位机构，共用的定位机构的方向(轴)并不受限，例如可以为共用的第一轴定位结构213；即来源平台机构21的各取放单元在第一轴(例如：X轴)方向上是共同一起移动与定位。

在一实施例中，从提升巨量转移效率的观点考虑，来源平台机构21的取放单元较佳为包括共用的第一轴定位结构213、第二轴定位结构214、旋转轴定位结构215；且第一轴、第二轴、及第三轴互相垂直；在一实施例中，第一轴为X轴，第二轴为Y轴，第三轴为Z轴。

目标平台机构

目标平台机构22包括多个换料区212、工作区、以及多个取放单元；工作区对应于中空区211的位置进行设置，以使通过中空区211的雷射能够照射至工作区；在一实施例中，工作区位于中空区211的正下方；换料区212是执行基板的更换及对位的区域；工作区及换料区212的相对位置并不受限制，但从提升巨量转移效率的观点考虑，换料区212较佳为位于工作区的外侧；在一实施例中，在目标平台机构22为矩形的情况下，工作区位于矩形的正中央，多个取放单元为2个～4个，并位于矩形的任意2个～4个角落。

关于目标平台机构22的取放单元，只要能将第二基板12进行取放，并在换料区212及工作区之间进行移动及定位，取放单元的外观、形状、尺寸、材质、结构等并不受限制，在一实施例中，取放单元可以为吸盘或是机械手臂；取放单元取放第二基板12的方式并不受限制，例如可以借由吸盘来吸取、借由机械手臂来夹取、或是其他合适的取放方式；在一实施例中，取放单元至少包括第一轴定位结构221及第二轴定位结构222；在一实施例中，取放单元至少包括第一轴定位结构221、第二轴定位结构222、第三轴定位结构223；在一实施例中，取放单元至少包括旋转轴定位结构224；第一轴定位结构221使取放单元在第一轴(例如：X轴)方向上移动并定位，第二轴定位结构222使取放单元在第二轴(例如：Y轴)方向上移动并定位，第三轴定位结构223使取放单元在第三轴(例如：Z轴)方向上移动并定位，旋转轴定位结构224使取放单元借由旋转进行定位；在一实施例中，取放单元中所包括的各个定位结构是借由轨道3来进行移动并定位。

在一实施例中，目标平台机构22的取放单元至少包括共用的定位机构，共用的定位机构的方向(轴)并不受限，例如可以为共用的第二轴定位结构222；即目标平台机构22的各取放单元在第二轴(例如：Y轴)方向上是共同一起移动与定位。

在一实施例中，从提升巨量转移效率的观点考虑，目标平台机构22的取放单元较佳为包括第一轴定位结构221、共用的第二轴定位结构222、第三轴定位结构223、旋转轴定位结构224；且第一轴、第二轴、及第三轴互相垂直；在一实施例中，第一轴为X轴，第二轴为Y轴，第三轴为Z轴。

关于来源平台机构21及目标平台机构22，只要能使通过中空区211的雷射能够照射在工作区，其两者的设置方式并不受限制；在一实施例中，将来源平台机构21设置于上侧，将目标平台机构22设置于下侧；在一实施例中，以来源平台机构21的共用的定位结构的轴方向，使其与目标平台机构22的共用的定位结构的轴方向彼此水平的方式，架设来源平台机构21与目标平台机构22，例如当来源平台机构21的共用的定位结构的轴为X轴时，目标平台机构22的共用的定位结构的轴也为X轴；从提升巨量转移效率的观点考虑，较佳为以来源平台机构21的共用的第一轴定位结构213的第一轴，使其与目标平台机构22的共用的第二轴定位结构222的第二轴彼此十字交叉的方式，架设来源平台机构21与目标平台机构22，例如当来源平台机构21的共用的定位结构的轴为X轴时，目标平台机构22的共用的定位结构的轴为Y轴。

巨量转移的方法

请参阅图3a及图3b，其为本实用新型的一实施例的利用双平台系统进行准分子雷射的巨量转移的示意图；在一实施例中，来源平台机构21、目标平台机构22各自包括2个取放单元；来源平台机构21的2个取放单元分别放取放第一个第一基板111、第二个第一基板112；目标平台机构22的2个取放单元分别取放第一个第二基板121、第二个第二基板122；在进行巨量转移之前，上述4个取放单元都位于各自的换料区212(请参阅图2)。

请参阅图3a，进行巨量转移时，首先，来源平台机构21的其一取放单元将带有芯片的第一个第一基板111从其一换料区212移动到中空区211并进行定位，目标平台机构22的其一取放单元将作为芯片转移目标的第一个第二基板121从其一换料区212移动到中空区211的正下方(即工作区)，接着，使用准分子雷射EL通过中空区211对第一个第一基板111进行照射，使第一个第一基板111所带有的芯片巨量转移至第一个第二基板121。

请参阅图3b，照射雷射后，来源平台机构21的其一取放单元将第一个第一基板111从中空区211移回换料区212，并执行基板的更换及对位(即进出料)；同时目标平台机构22的其一取放单元将乘载有芯片的第一个第二基板121从工作区移回换料区212，并执行基板的更换及对位(即进出料)；在此同时，来源平台机构21的另一取放单元将带有芯片的第二个第一基板112从另一换料区212移动到中空区211并进行定位，目标平台机构22的另一取放单元将作为芯片转移目标的第二个第二基板122从另一换料区212移动到中空区211的正下方(即工作区)，接着，使用准分子雷射EL通过中空区211对第二个第一基板112进行照射，使第二个第一基板112所带有的芯片巨量转移至第二个第二基板122。

图3a及图3b是将第一个第一基板111的芯片巨量转移至第一个第二基板121、以及将第二个第一基板112的芯片巨量转移至第二个第二基板122的实施例；然而，本实用新型的巨量转移的方法并不受此限，例如，准分子雷射EL先通过特定图案的光罩，可以将第一个第一基板111的特定形状的芯片、以及将第二个第一基板112的特定形状的芯片，依序巨量转移至第二个第一基板112之后，再将第二个第一基板112更换为第二个第二基板122，依此类推。

在一实施例中，巨量转移的系统的平台空跑最大移动速度为250mm/秒至1000mm/秒，较佳为500mm/秒。

在一实施例中，巨量转移的系统的转移时的最大扫描速度为100mm/秒至500mm/秒，较佳为200mm/秒。

在一实施例中，巨量转移的系统的平台重现精度为±0.4μm至±1.0μm，较佳为±0.7μm。

在一实施例中，巨量转移的系统的相机解析能力为0.3μm至1.0μm，较佳为0.6μm。

在一实施例中，巨量转移的系统的雷射转移误差为±1μm至±5μm，较佳为±3μm。

在一实施例中，巨量转移的系统的最终转移误差为±3μm至±8μm，较佳为±5μm。

在一实施例中，巨量转移的系统的最大转移能力(面积)为20平方厘米/秒至50平方公分/秒，较佳为32平方厘米/秒。

综上所述，本实用新型是利用双平台及多个取放单元的系统，当其中一组基板进行巨量转移时，另一组基板同时执行基板的更换及对位，让巨量转移与进出料同步运行，相较于传统巨量转移的方式能够提高90％以上的效率。

以上所述仅为举例性，用以说明本实用新型的技术内容的可行具体实施例，而非用于限制本实用新型。本实用新型所属技领域的技术人员基于说明书中所揭示内容的教示所为的等效置换、修改或变更，均包含于本实用新型的申请专利范围中，未脱离本实用新型的权利范畴。

Claims

1.一种巨量转移的系统，其特征在于，包括：

一来源平台机构，包括多个换料区、一中空区、以及多个取放单元，其中所述中空区呈中空状，可使雷射穿透；所述换料区位于所述中空区的外侧；所述多个取放单元可取放作为芯片来源的基板；

一目标平台机构，包括多个换料区、一工作区、以及多个取放单元，其中所述换料区位于所述工作区的外侧；所述多个取放单元可取放作为巨量转移目标的基板。

2.根据权利要求1所述的巨量转移的系统，其特征在于，

所述来源平台机构的所述取放单元包括一共用的第一轴定位结构、多个第二轴定位结构、以及多个旋转定位结构；

所述目标平台机构的所述取放单元包括多个第一轴定位结构、一共用的第二轴定位结构、多个第三轴定位结构、以及多个旋转定位结构；以及

所述第一轴、所述第二轴、及所述第三轴互相垂直。

3.根据权利要求2所述的巨量转移的系统，其特征在于，以所述共用的第一轴定位结构的第一轴与所述共用的第二轴定位结构的第二轴彼此十字交叉的方式，架设所述来源平台机构与所述目标平台机构。

4.根据权利要求1所述的巨量转移的系统，其特征在于，所述来源平台机构为矩形；所述中空区位于所述矩形的正中央；所述多个换料区为2个～4个，且分别位于所述矩形的任意2个～4个角落，所述多个取放单元为2个～4个，且分别位于所述矩形的任意2个～4个角落。

5.根据权利要求1所述的巨量转移的系统，其特征在于，所述目标平台机构为矩形；所述工作区位于所述矩形的正中央；所述多个换料区为2个～4个，且分别位于所述矩形的任意2～4个角落，所述多个取放单元为2个～4个，且分别位于所述矩形的任意2个～4个角落。