TWI835481B - 微型發光二極體置換設備及方法 - Google Patents

Abstract

一種微型發光二極體置換設備，包括平台、雷射發射器以及拾取器。微型發光二極體置換設備用於置換基板上的至少一缺陷微型發光二極體。平台被配置以置放基板。雷射發射器發出雙光束，以分別加熱至少一缺陷微型發光二極體的兩接墊，拾取器待兩接墊的溫度大於或等於兩接墊的焊料熔點時自基板上移除至少一缺陷微型發光二極體。一種微型發光二極體置換方法亦被提出。

Description

微型發光二極體置換設備及方法

本發明是有關於一種微型發光二極體置換設備及方法。

近年來，微型發光二極體顯示裝置的良率越來越高。對於少數的不良LED晶片，則是藉由製造微型發光二極體顯示裝置的主流程機台搭配雷射修整技術來進行修整。雷射修整技術主要是以雷射加熱LED晶片的接墊，再以吹除及吸附的方式移除裝置上的不良晶片。然而，自裝置上吹起的不良晶片是否確實被吸除是有待商榷的。若未確實吸除，將造成裝置有不同程度的毀損。此外，佔用主流程機台來進行修整的成本高，且由於微型發光二極體的尺寸小，在修整微型發光二極體的過程中也可能造成鄰近正常晶片毀損。修整過程中使用的助焊劑是以整面噴灑的方式配置，不僅需要耗時烘烤，也不易清洗。因此亟需一種不佔用主流程機台的晶片修整裝置及方法。

本發明提供一種微型發光二極體置換設備及方法，不佔用製造微型發光二極體顯示裝置的主流程機台、不良晶片被確實移除、不會毀損鄰近的正常晶片。

根據本發明一實施例，提供一種微型發光二極體置換設備，用於置換基板上的至少一缺陷微型發光二極體，微型發光二極體置換設備包括平台、雷射發射器以及拾取器。平台被配置以置放基板。雷射發射器發出雙光束，以分別加熱至少一缺陷微型發光二極體的兩接墊，拾取器待兩接墊的溫度大於或等於兩接墊的焊料熔點時自基板上移除至少一缺陷微型發光二極體。

根據本發明另一實施例，提供一種微型發光二極體置換方法，用於置換基板上的至少一缺陷微型發光二極體，該方法包括在平台上置放基板；以雷射發射器發出雙光束，以分別加熱至少一缺陷微型發光二極體的兩接墊；以及待兩接墊的溫度大於或等於兩接墊的焊料熔點時，以拾取器自基板上移除至少一缺陷微型發光二極體。

基於上述，本發明實施例提供的微型發光二極體置換設備及方法以一次拾取一個LED晶片的方式自顯示裝置移除不良晶片，不會有未確實吸除的疑慮。雷射光被分束為雙光束，其光斑尺寸小，降低其對鄰近晶片的影響，不會在置換晶片的過程毀損鄰近的正常晶片。並且，晶片的置換過程不是在製造顯示裝置的主流程機台進行，提高了製造效率並降低製造成本。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉 實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

1:拾取器

2:平台

3、3A、3B:雷射發射器

31:雷射源

32:分束器

33:透鏡組

34:反射鏡

4:缺陷微型發光二極體回收平台

4D:黏著層

5:修補微型發光二極體放置平台

51:第一子平台

52:第二子平台

53:第三子平台

6:助焊劑配置槽

6S:助焊劑

100:微型發光二極體置換設備

D1:正規微型發光二極體

D2:缺陷微型發光二極體

D3:修補微型發光二極體

L0、L1、L2:光束

P1、P2、P3、P4:接墊

S1、S2:光斑

TD:微型發光二極體

TM:模造層

TS:基板

W1:橫向尺寸

W2、W3:直徑

W4:長度

W5:寬度

圖1A以及圖1B是根據本發明實施例的微型發光二極體置換設備的示意圖。

圖2至圖9是根據本發明實施例的微型發光二極體置換方法的示意圖。

參照圖1A以及圖1B，圖1A是根據本發明實施例的微型發光二極體置換設備的側視示意圖，圖1B是根據本發明實施例的微型發光二極體置換設備的俯視示意圖。

微型發光二極體置換設備100包括拾取器1、平台2以及雷射發射器3，用於置換上的多個微型發光二極體TD中的缺陷微型發光二極體D2，基板TS上配置有多個沒有缺陷的正規微型發光二極體D1，其中基板TS可以是玻璃基板或是電路基板。

微型發光二極體置換設備100還包括缺陷微型發光二極體回收平台4、修補微型發光二極體放置平台5以及助焊劑配置槽6。

缺陷微型發光二極體回收平台4具備黏著層4D，用於黏著藉由拾取器1自基板TS取下的缺陷微型發光二極體D2。修補 微型發光二極體放置平台5用於收納多個用來替補缺陷微型發光二極體D2的修補微型發光二極體D3。在本實施例中，修補微型發光二極體放置平台5包括第一子平台51、第二子平台52以及第三子平台53，分別用來收納紅色的修補微型發光二極體D3、綠色的修補微型發光二極體D3、以及藍色的修補微型發光二極體D3。助焊劑配置槽6配置有助焊劑6S。

接下來請參照圖1A以及圖2至圖9，圖2至圖9係繪示根據本發明實施例的微型發光二極體置換方法的示意圖。微型發光二極體置換方法的各步驟分別以圖2至圖9搭配圖1A說明如下。

如圖1A以及圖2所示，微型發光二極體置換方法的步驟包括將基板TS置放在平台2上。基板TS上有多個沒有缺陷的正規微型發光二極體D1以及至少一個缺陷微型發光二極體D2。

如圖1A以及圖3所示，微型發光二極體置換方法的步驟還包括移除缺陷微型發光二極體D2周圍的模造層TM，以利在接下來的步驟中移除缺陷微型發光二極體D2。

參照圖1A以及圖4A，在一實施例中，圖1A中的雷射發射器3係利用圖4A的雷射發射器3A來實現。雷射發射器3A包括雷射源31、分束器32以及透鏡組33。分束器32用於將雷射源31發出之雷射單光束L0分束為雙光束L1、L2，透鏡組33用於調整雙光束L1、L2的焦距以及光形。微型發光二極體置換方法的步驟還包括以雷射發射器3A所產生的雙光束L1、L2自平台2的上 側分別照射並加熱缺陷微型發光二極體D2的兩接墊P1、P2，使接墊P1、P2上的焊料軟化。

參照圖1A以及圖4B，在一實施例中，圖1A中的雷射發射器3係利用圖4B的雷射發射器3B來實現。雷射發射器3B包括雷射源31、分束器32、透鏡組33以及反射鏡34。分束器32用於將雷射源31發出之雷射單光束L0分束為雙光束L1、L2，透鏡組33用於調整雙光束L1、L2的焦距以及光形，反射鏡34用於反射並改變雙光束L1、L2的行進方向。微型發光二極體置換方法的步驟還包括以雷射發射器3B所產生的雙光束L1、L2自平台2的下側分別照射並加熱缺陷微型發光二極體D2的兩接墊P1、P2，使接墊P1、P2上的焊料軟化。但是本發明不以圖4A以及圖4B的架構為限，在其他實施例中，雙光束L1、L2可以自平台2的一側邊照射接墊P1、P2。

參照圖4C，根據本發明一些實施例，兩接墊P1、P2在X-Y平面上的橫截面為圓形，具有直徑W2，雙光束L1、L2投射在基板TS上分別形成光斑S1、S2，兩光斑S1、S2的直徑為W3，小於缺陷微型發光二極體D2的最小橫向尺寸W1，且大於兩接墊P1、P2的直徑W2。在一些實施例中，兩光斑S1、S2的直徑W3小於缺陷微型發光二極體D2的最小橫向尺寸W1，且等於兩接墊P1、P2的直徑W2。在一些實施例中，兩光斑S1、S2的直徑可以彼此不同，不以圖4C為限。上述雙光束L1、L2投射在基板TS上所形成的光斑S1、S2的直徑可以藉由改變透鏡組33的位置以 及屈光度來控制。應當注意的是，由於兩光斑S1、S2的直徑W3小於缺陷微型發光二極體D2的最小橫向尺寸W1，當以雙光束L1、L2照射並加熱缺陷微型發光二極體D2的兩接墊P1、P2，雙光束L1、L2不會毀損鄰近的正規微型發光二極體D1。再者，由於兩光斑S1、S2的直徑W3大於或等於兩接墊P1、P2的直徑W2，雙光束L1、L2得以均勻加熱接墊P1、P2的每個部份，縮短軟化接墊P1、P2上的焊料的時間。相較於習知技術中以單光束(單光斑)來加熱缺陷微型發光二極體D2的兩接墊P1、P2上的焊料的方式，本發明實施例提供的微型發光二極體置換方法以雙光束L1、L2分別精確對準要軟化的兩接墊P1、P2上的焊料，大幅降低對鄰近的正規微型發光二極體D1的影響。

參照圖4D，根據本發明一些實施例，兩接墊P1、P2在X-Y平面上的橫截面為矩形，具有長度W4以及寬度W5，其中長度W4大於寬度W5。換言之，該矩形的長度W4為兩接墊P1、P2的最大橫向尺寸。雙光束L1、L2投射在基板TS上分別形成光斑S1、S2，兩光斑S1、S2的直徑為W3，其小於缺陷微型發光二極體D2的最小橫向尺寸W1，且大於兩接墊P1、P2的最大橫向尺寸。

參照圖1A及圖5，微型發光二極體置換方法的步驟還包括：待兩接墊P1、P2的溫度因雙光束L1、L2的加熱而大於或等於兩接墊P1、P2的焊料熔點時(即，兩接墊P1、P2上的焊料被軟化)，拾取器1自基板TS上拾取(移除)缺陷微型發光二極體 D2，其中拾取器1可以利用黏附或是氣壓吸盤來拾取缺陷微型發光二極體D2。

參照圖1A及圖6，微型發光二極體置換方法的步驟還包括以拾取器1將缺陷微型發光二極體D2移至缺陷微型發光二極體回收平台4的黏著層4D上，以確保自基板TS上移除的缺陷微型發光二極體D2被確實回收，避免其重新落在基板TS上，造成裝置毀損或者落在設備機台中，造成機台損傷的風險。

參照圖1A、圖7以及圖8，微型發光二極體置換方法的步驟還包括以拾取器1拾取一個修補微型發光二極體D3(圖7)，並使修補微型發光二極體D3的兩接墊P3、P4沾取助焊劑6S(圖8)，其中修補微型發光二極體D3可以是第一子平台51上的紅色的修補微型發光二極體D3、第二子平台52上的綠色的修補微型發光二極體D3或是第三子平台53上的藍色的修補微型發光二極體D3。如圖8所示，助焊劑配置槽6的深度小於或等於修補微型發光二極體D3的兩接墊P3、P4上焊料的厚度，避免修補微型發光二極體D3過度浸潤。

參照圖1A及圖9，微型發光二極體置換方法的步驟還包括將沾取了助焊劑6S的修補微型發光二極體D3配置在基板TS上。在一實施例中，平台2還具備加熱功能，以加熱修補微型發光二極體D3的兩接墊P3、P4所沾取的助焊劑6S至其活化溫度，提升修補微型發光二極體D3與基板TS的焊接強度。

應當特別說明的是，圖1A及圖1B所示的微型發光二極 體置換設備100獨立於用來製造微型發光二極體顯示裝置的主流程機台外，圖2至圖9所示的微型發光二極體置換方法的每個步驟皆不會佔用用來製造微型發光二極體顯示裝置的流程。

綜上所述，本發明實施例提供的微型發光二極體置換設備及方法利用拾取器一次移除一個缺陷微型發光二極體，並對應遞補一個修補微型發光二極體，缺陷微型發光二極體被確實移除，不會有未確實回收的疑慮以及在後續毀損裝置的可能性。雷射光被分束為雙光束，光斑尺寸小，降低對鄰近正規微型發光二極體的影響，不會在置換晶片的過程毀損鄰近的正規微型發光二極體。並且，晶片的置換過程不是在製造顯示裝置的主流程機台進行，提高了製造效率並降低製造成本。

1:拾取器

2:平台

3:雷射發射器

4:缺陷微型發光二極體回收平台

4D:黏著層

5:修補微型發光二極體放置平台

51:第一子平台

52:第二子平台

53:第三子平台

6:助焊劑配置槽

6S:助焊劑

100:微型發光二極體置換設備

D2:缺陷微型發光二極體

D3:修補微型發光二極體

TS:基板

Claims (13)

1. 一種微型發光二極體置換設備，用於置換基板上的至少一缺陷微型發光二極體，包括： 平台，配置以置放所述基板； 雷射發射器；以及 拾取器， 其中所述雷射發射器發出雙光束，以分別加熱所述至少一缺陷微型發光二極體的兩接墊，所述拾取器待所述兩接墊的溫度大於或等於所述兩接墊的焊料熔點時自所述基板上移除所述至少一缺陷微型發光二極體。
2. 如請求項1所述的微型發光二極體置換設備，其中所述雙光束中的任一光束投射在所述基板上的光斑具備光斑橫向尺寸，所述光斑橫向尺寸小於所述至少一缺陷微型發光二極體的最小橫向尺寸。
3. 如請求項2所述的微型發光二極體置換設備，其中所述光斑橫向尺寸大於或等於所述兩接墊中的任一接墊的最大橫向尺寸。
4. 如請求項1所述的微型發光二極體置換設備，還包括助焊劑配置槽，所述助焊劑配置槽配置有的助焊劑，其中所述拾取器被配置以拾取修補微型發光二極體，並使所述修補微型發光二極體的兩接墊沾取所述助焊劑。
5. 如請求項4所述的微型發光二極體置換設備，其中所述助焊劑配置槽的深度小於或等於所述修補微型發光二極體的所述兩接墊上焊料的厚度。
6. 如請求項4所述的微型發光二極體置換設備，其中所述平台具備加熱功能，以加熱所述修補微型發光二極體的所述兩接墊所沾取的所述助焊劑至所述助焊劑的活化溫度。
7. 如請求項1所述的微型發光二極體置換設備，還包括缺陷微型發光二極體回收平台，具備黏著層，其中所述拾取器被配置以將所述至少一缺陷微型發光二極體黏附至所述黏著層。
8. 如請求項1所述的微型發光二極體置換設備，還包括至少一修補微型發光二極體放置平台，被配置以收納多個修補微型發光二極體。
9. 如請求項1所述的微型發光二極體置換設備，其中所述雷射發射器還被配置以加熱至少一修補微型發光二極體的兩接墊。
10. 如請求項1所述的微型發光二極體置換設備，其中所述雷射發射器包括分束器，以產生所述雙光束。
11. 一種微型發光二極體置換方法，用於置換基板上的至少一缺陷微型發光二極體，包括： 在平台上置放所述基板； 以雷射發射器發出雙光束，以分別加熱所述至少一缺陷微型發光二極體的兩接墊；以及 待所述兩接墊的溫度大於或等於所述兩接墊的焊料熔點時，以拾取器自所述基板上移除所述至少一缺陷微型發光二極體。
12. 如請求項11所述的微型發光二極體置換方法，還包括： 使所述雙光束中的任一光束投射在所述基板上的光斑的光斑橫向尺寸小於所述至少一缺陷微型發光二極體的最小橫向尺寸。
13. 如請求項11所述的微型發光二極體置換方法，還包括： 以所述拾取器拾取修補微型發光二極體，並使所述修補微型發光二極體的兩接墊沾取助焊劑， 其中助焊劑配置槽配置有所述助焊劑，且所述助焊劑配置槽的深度小於或等於所述修補微型發光二極體的所述兩接墊上焊料的厚度。

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