TW202420452A - 用以焊接電子元件之方法及製造發光二極體顯示器之方法 - Google Patents
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Abstract
一種用以焊接電子元件之裝置，其包括一承載平台、一抵壓元件、一密閉空間產生機構、一抽氣機構及一能量產生機構。承載平台係用以承載一基板。抵壓元件係為撓性材質者。密閉空間產生機構係可將抵壓元件置放於承載平台上，而使抵壓元件和承載平台間形成一密閉空間。抽氣機構係用以對密閉空間抽氣。能量產生機構係設置於鄰近承載平台處，並可於承載平台上產生能量。一種焊接電子元件之方法及製造發光二極體顯示器之方法亦被提出。
Description
本發明是有關於一種接合電子元件之裝置、接合電子元件之方法及製造顯示器之方法，且特別是有關於一種用以焊接電子元件之裝置、焊接電子元件之方法及製造發光二極體顯示器之方法。
半導體元件通常是利用磊晶的方式成長於一成長基板上，但隨著半導體元件的各種不同應用的變化，半導體元件最終在成品上時未必會留在原先的成長基板上，而有可能會轉移至一轉移基板上，而最終再轉移至一目標基板上，而形成一最終的成品。
當欲將半導體元件從轉移基板轉移至目標基板時，有一種方法是將轉移基板與目標基板的正面互相面對，並壓合轉移基板與目標基板。
微型發光二極體（micro light-emitting diode, micro-LED）用於顯示器已經是顯示產業未來的趨勢，其製程中採用將微型發光二極體晶片從轉移基板轉移至目標基板的技術。目前此產業還是用以生產中小尺寸的顯示器為主，考慮未來發展，勢必朝大尺寸顯示器發展。
大尺寸顯示器未來的挑戰在於大面積壓合精度、雷射形式、生產良率、相關材料選用及壞點維修方式。所以，針對大尺寸生產設備的開發研究，也勢在必行。
本發明提供一種焊接電子元件之裝置，其能均勻壓合兩基板。
本發明提供一種焊接電子元件之方法，其能夠均勻壓合一承載基板與一目標基板。
本發明提供一種製造發光二極體顯示器之方法，其能夠以均勻壓合一承載基板與一目標基板的方式，來製造發光二極體顯示器。
本發明的一實施例提出一種用以焊接電子元件之裝置，其包括一承載平台、一抵壓元件、一密閉空間產生機構、一抽氣機構及一能量產生機構。承載平台係用以承載一基板。抵壓元件係為撓性材質者。密閉空間產生機構係可將抵壓元件置放於承載平台上，而使抵壓元件和承載平台間形成一密閉空間。抽氣機構係用以對密閉空間抽氣。能量產生機構係設置於鄰近承載平台處，並可於承載平台上產生能量。
本發明的一實施例提出一種焊接電子元件之方法，其包括：提供一承載基板，於承載基板之一表面上係承載有一其上選擇性具有一焊料之電子元件；提供一目標基板，其具有一焊接表面，於焊接表面上係具有一欲焊接位置，並當上述電子元件上無焊料時，施加一焊料於欲焊接位置；使承載基板承載有電子元件之一表面面對目標基板之焊接表面，並使電子元件與欲焊接位置相對；將面對之承載基板和目標基板置入一密閉空間，其中密閉空間靠近承載基板之一端面係為撓性材質者；對密閉空間抽真空，使撓性材質之端面抵壓承載基板未承載電子元件之一表面；以及施加一能量熔融焊料，使電子元件焊固於欲焊接位置處。
本發明的一實施例提出一種製造發光二極體顯示器之方法，其係包括使用上述之方法焊接電子元件，而此電子元件為發光二極體晶片。
在本發明的實施例的用以焊接電子元件之裝置、焊接電子元件之方法及製造發光二極體顯示器之方法中，由於採用撓性材質搭配對密閉空間抽氣的方法，因此可以均勻壓合兩基板，以達到良好的焊接效果，進而提升製造發光二極體顯示器的良率。
圖1至圖5為用以說明本發明的一實施例的焊接電子元件之方法的流程的剖面示意圖。請參照圖1至圖5，本實施例的焊接電子元件之方法包括下列步驟。首先，請參照圖1，提供一承載基板100，於承載基板100之一表面102上係承載有一其上選擇性具有焊料112之電子元件110。在本實施例中，承載基板100例如為一玻璃基板或其他材質的透明基板。然而，在其他實施例中，承載基板100也可以是金屬基板或其他材質的不透明基板。在一實施例中，多個電子元件110可透過黏著層120固定於承載基板100上。在本實施例中，電子元件110例如為發光二極體晶片或其他電子元件，其上具有至少一接墊114，而焊料112配置於接墊114上。
此外，提供一目標基板200，其具有一焊接表面202，於焊接表面202上係具有欲焊接位置212，並當上述電子元件110上無焊料112時，施加焊料112於欲焊接位置212。在本實施例中，目標基板200為薄膜電晶體（thin film transistor, TFT）基板，其焊接表面202上設有連接至薄膜電晶體基板的導電線路的接墊210，而接墊210的表面形成欲焊接位置212。在其他實施例中，目標基板200也可以是矽基板、電路板或其他適當的基板。
之後，使承載基板100承載有電子元件之表面102面對目標基板200之焊接表面202，並使電子元件110與欲焊接位置212相對。在本實施例中，可利用一吸附平台300吸附承載基板100，例如是利用真空吸附的方式吸附承載基板100未承載電子元件110之一表面104，其中表面104相對於表面102。此外，在本實施例中，可利用影像感測器310透過吸附平台300的貫孔302感測承載基板100上的對位標記，及透過承載基板100感測其下方的目標基板200上的對位標記，進而使電子元件110與欲焊接位置212彼此對準。
接著，將吸附平台300放置於用以承載目標基板200的一承載平台400上，以在吸附平台300與承載平台400之間形成一密閉空間S1。然後，對密閉空間S1抽氣，例如是抽真空。在本實施例中，承載平台400具有一排氣通道410，其一端連通密閉空間S1，而另一端連通一抽氣機構420，例如為抽氣泵浦。抽氣機構420藉由排氣通道410將密閉空間S1中的氣體排出至外界，以使密閉空間S1達到真空狀態。當將密閉空間S1抽真空時，承載基板100的重力會大於吸附平台300的吸附力，而使得承載基板100掉落至目標基板200上，並造成密閉空間S1的破真空，如圖3所繪示。在本實施例中，當承載基板100掉落至目標基板200上，並面對目標基板200時，電子元件110透過焊料112與目標基板200之欲焊接位置212接觸。
之後，請參照圖4，將面對之承載基板100和目標基板200置入一密閉空間S2，其中密閉空間S2靠近承載基板100之一端面係為撓性材質者，即一具有撓性材質的抵壓元件510。在本實施例中，抵壓元件510為一撓性膜，例如為矽膠膜。接著，請參照圖5，對密閉空間S2抽真空，使撓性材質（即抵壓元件510）之端面抵壓承載基板100未承載電子元件110之表面104。此時，由於密閉空間S2中氣壓大幅下降，在抵壓元件510上方的大氣壓力會使抵壓元件510向下變形而承靠在承載基板100的表面104上，以對承載基板100均勻地施壓。此外，在抵壓元件510抵壓承載基板100的表面104時，施加一能量522熔融焊料112，使電子元件110焊固於欲焊接位置212處。在本實施例中，能量522例如為一雷射光束。然而，在其他實施例中，能量522也可以是熱能或非同調光束（即非雷射的光束）。
請參照圖4與圖5，本發明的一實施例提出一種用以焊接電子元件之裝置500，其包括承載平台400、抵壓元件510、一密閉空間產生機構530、抽氣機構420及一能量產生機構520。承載平台400係用以承載一基板，例如是目標基板200。密閉空間產生機構530係可將抵壓元件510置放於承載平台400上，而使抵壓元件510和承載平台400間形成密閉空間S2。抽氣機構420係用以對密閉空間S2抽氣。在本實施例中，抽氣機構420係透過承載平台400抽氣，例如透過承載平台400中的排氣通道410對密閉空間S2抽氣。
能量產生機構520係設置於鄰近承載平台400處，並可於承載平台400上產生能量522。在本實施例中，能量產生機構520係為一雷射產生器，用以提供能量522（在本實施例為雷射光束）。能量產生機構520可橫向移動，以掃描不同的電子元件110。或者，在另一實施例中，能量產生機構520可提供大截面積的能量光束，以同時照射多個電子元件110。然而，在其他實施例中，能量產生機構520也可以是加熱器或非同調光源。在本實施例中，雷射產生器（即能量產生機構520）係透過抵壓元件510將雷射光束（即能量522）投射於承載平台400上，以熔融焊料112。然而，在另一實施例中，如圖6所繪示，雷射產生器（即能量產生機構520）係透過承載平台400將雷射光束（即能量522）投射於承載平台400上，以熔融焊料112。其中，承載平台400例如可被雷射光束穿透，或具有可被雷射光束穿透的窗口。
圖1至圖5或圖6的焊接電子元件之方法亦可作為製造發光二極體顯示器之方法，其中電子元件110為發光二極體，例如為微型發光二極體，而目標基板200則作為終端產品的顯示基板。電子元件110（即發光二極體）配置於目標基板200上，且與目標基板200電性連接。待電子元件110焊固於目標基板200之後，可移除黏著層120與承載基板100，而留下的目標基板200及其上的電子元件110即成為發光二極體顯示器。
在本實施例的用以焊接電子元件之裝置500、焊接電子元件之方法及製造發光二極體顯示器之方法中，由於採用撓性材質搭配對密閉空間S2抽氣的方法，因此可以均勻壓合兩基板，以達到良好的焊接效果，進而提升製造發光二極體顯示器的良率。在圖2至圖3的步驟中，藉由對密閉空間S1抽真空，而使承載基板100掉落於目標基板200上，如此在承載基板100與目標基板200之間不易形成氣泡空間而影響製造良率。在圖5的步驟中，是採用對密閉空間S2抽真空的方式，來使抵壓元件510受到大氣壓力而能夠均勻地壓合承載基板100。由於是採用負壓的方式，因此設備負載作用可以不需考慮壓合負載。由於在以能量522將電子元件110焊固在目標基板200時，抵壓元件維持均勻地壓合承載基板100，因此可以達到良好的焊接品質。
此外，在本實施例中，承載基板100的面積是大於目標基板200的面積，因此可在目標基板200的周圍放置啞片（dummy sheet）220。如此一來，當承載基板100掉落於目標基板200上時，啞片220可以支撐承載基板100的邊緣，以避免承載基板100的邊緣彎曲。然而，在另一實施例中，當承載基板100的面積小於或等於目標基板200的面積時，則可以不需在目標基板200的周圍放置啞片220。
綜上所述，在本發明的實施例的用以焊接電子元件之裝置、焊接電子元件之方法及製造發光二極體顯示器之方法中，由於採用撓性材質搭配對密閉空間抽氣的方法，因此可以均勻壓合兩基板，以達到良好的焊接效果，進而提升製造發光二極體顯示器的良率。
100:承載基板
102、104:表面
110:電子元件
112:焊料
114:接墊
120:黏著層
200:目標基板
202:焊接表面
210:接墊
212:欲焊接位置
220:啞片
300:吸附平台
302:貫孔
310:影像感測器
400:承載平台
410:排氣通道
420:抽氣機構
500:用以焊接電子元件之裝置
510:抵壓元件
520:能量產生機構
522:能量
530:密閉空間產生機構
S1、S2:密閉空間
圖1至圖5為用以說明本發明的一實施例的焊接電子元件之方法的流程的剖面示意圖。
圖6為本發明的另一實施例的焊接電子元件之裝置的剖面示意圖。
100:承載基板
102、104:表面
110:電子元件
112:焊料
114:接墊
120:黏著層
200:目標基板
202:焊接表面
210:接墊
212:欲焊接位置
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420:抽氣機構
500:用以焊接電子元件之裝置
510:抵壓元件
520:能量產生機構
522:能量
530:密閉空間產生機構
S2:密閉空間
Claims (6)
- 一種焊接電子元件之方法，其包括： 提供一承載基板，於該承載基板之一表面上係承載有一其上選擇性具有一焊料之電子元件； 提供一目標基板，其具有一焊接表面，於該焊接表面上係具有一欲焊接位置，並當上述電子元件上無焊料時，施加一焊料於該欲焊接位置； 使該承載基板承載有該電子元件之一表面面對該目標基板之該焊接表面，並使該電子元件與該欲焊接位置相對； 將面對之該承載基板和該目標基板置入一密閉空間，其中該密閉空間靠近該承載基板之一端面係為撓性材質者； 對該密閉空間抽真空，使該撓性材質之端面抵壓該承載基板未承載該電子元件之一表面；以及 施加一能量熔融該焊料，使該電子元件焊固於該欲焊接位置處。
- 如請求項1所述之焊接電子元件之方法，其中於上述使該承載基板面對該目標基板時，將該電子元件透過該焊料與該目標基板之該欲焊接位置接觸。
- 如請求項1所述之焊接電子元件之方法，其中該能量係為一雷射光束。
- 如請求項1所述之焊接電子元件之方法，其中該電子元件係為發光二極體晶片。
- 如請求項1所述之焊接電子元件之方法，其中該目標基板係為薄膜電晶體基板。
- 一種製造發光二極體顯示器之方法，其係包括使用如請求項4所述之方法焊接發光二極體晶片。
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|---|---|---|---|
| US63/358,166 | 2022-07-04 |
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