TWM618106U

TWM618106U - 晶片轉移系統

Info

Publication number: TWM618106U
Application number: TW110205004U
Authority: TW
Inventors: 林怡君
Original assignee: 飛傳科技股份有限公司
Priority date: 2018-07-23
Filing date: 2018-07-23
Publication date: 2021-10-11

Abstract

本新型為一種晶片轉移系統。晶片轉移系統係適用於轉移複數之晶片。晶片轉移系統包括透明基板、目標基板及光束射出模組。透明基板具有一表面，表面係設置光感應黏著層，其中於晶圓生成複數之晶片後，複數之晶片係移轉到表面，以藉由光感應黏著層固定複數之晶片。目標基板具有落點處，其中透明基板與目標基板對位時，至少一晶片之位置係對應至落點處之位置。光束射出模組用以射出放射光束，放射光束係照射至透明基板，使透明基板上之光感應黏著層讓至少一晶片掉落，藉此得以將至少一晶片轉移於目標基板之落點處上。

Description

晶片轉移系統

本新型係關於一種晶片轉移系統，特別是一種利用光感式進行轉移的晶片轉移系統。

隨著科技的進步，電子晶片已經的被大量地使用於各式電子裝置上。而於先前技術中已經揭示了幾種將電子晶片設置於基板上的方法，例如表面黏著技術(SMT)、晶圓轉移(Wafer-to-Wafer Transfer)技術、靜電轉移(Electrostatic Transfer) 技術、彈性印模(Elastomer stamp)微轉印(μTP)技術、流體組裝(Fluidic Assembly)等技術。

表面黏著技術為晶片需先經逐一封裝為SMD(surface mount device)元件後，製作成捲帶才完成元件階段。捲帶放入表面貼焊機(SMT)運用真空吸頭逐一將SMD打在電路基板上，再經回焊爐固定於基板。但此種方式只能一次轉移一個晶片，且能對應的晶片尺寸或電路基板形式有限。晶圓轉移技術為將晶片的原生基板與目標基板貼合，再將原生基板剝離後使晶片轉移到目標基板上。但此種方式的原生基板與目標基板尺寸必須相同，原生基板與目標基板上晶片設置的間距必須一致，晶片也無法選擇性移轉。靜電轉移技術為例用靜電方式拾取、移轉、放置晶片於目標基板上。但此種靜電方式易造成晶片損壞，且移轉時為硬碰硬接觸，易損傷晶片，也受限於靜電極的尺寸。彈性印模微轉印技術係以具微黏性的PDMS為拾取頭(stamp)，微調拾取頭的速度及施力，破壞元件的弱結構而達成拾取的動作。移轉至目標基板後，利用晶片兩面分別與拾取頭及目標基板上固著層的附著性差異而達成貼附的動作。但此種方式原生晶片須額外製作，且雖可以一次移轉複數晶片，但無法作直接選擇要移轉的晶片。並且破壞元件時容易造成屑粒的產生。流體組裝技術係將晶片懸浮於液體中，運用滾筒在基板上的滾動使流體帶動晶片，同時可利用上部矩陣狀的噴嘴釋出流體或氣體，促進具懸浮晶片的流體擾動，使晶片進而落入基板上的對應井當中。但此種方式晶片外型須作特殊設計，且流體的控制不確定性高，完成的時間亦難以預測。

因此，有必要創作一種新設計的晶片轉移系統，以解決先前技術的缺失。

本新型之主要目的係在提供一種晶片轉移系統，其具有利用光感式進行轉移的效果。

為達成上述之目的，本新型之晶片轉移系統係適用於轉移複數之晶片。晶片轉移系統包括透明基板、目標基板及光束射出模組。透明基板具有一表面，表面係設置光感應黏著層，其中於晶圓生成複數之晶片後，複數之晶片係移轉到表面，以藉由光感應黏著層固定複數之晶片。目標基板具有落點處，其中透明基板與目標基板對位時，至少一晶片之位置係對應至落點處之位置。光束射出模組用以射出放射光束，放射光束係照射至透明基板，使透明基板上之光感應黏著層讓至少一晶片掉落，藉此得以將至少一晶片轉移於目標基板之落點處上。

為能讓貴審查委員能更瞭解本新型之技術內容，特舉較佳具體實施例說明如下。

以下請先參考圖1係本新型之晶片轉移系統之側視示意圖及圖2A-2C係本新型之晶片轉移系統之轉移順序之示意圖。

本新型之晶片轉移系統1係適用於轉移複數之晶片11，複數之晶片11係由一晶圓10所製成，由於利用晶圓10生成晶片11之技術已經被本新型所屬技術領域中具通常知識者所熟悉，故在此不再贅述其原理。該晶片轉移系統1包括透明基板20、目標基板30及光束射出模組40。該透明基板20具有一表面20a，該表面20a係設置一光感應黏著層21。該光感應黏著層21係藉由一具黏性之高分子膠體構成，在吸收特定波長範圍的能量後會產生相變而失去黏著力或分解氣化。於晶圓10生成該複數之晶片11後，該複數之晶片11係藉由晶圓轉移(Wafer-to-Wafer Transfer)技術以移轉到該表面20a上，並藉由該光感應黏著層(Photosensitive Adhesive)21固定該複數之晶片11，使複數之晶片11不易掉落，即如圖2A到圖2B所示。

目標基板30具有一落點處31，其中該透明基板20與該目標基板30對位時，表面20a上至少有一個晶片11之位置對應至該落點處31之位置。該目標基板30之該落點處31係設置一對應井或一黏著層，以方便設置晶片11。於本新型之圖1中，落點處31係為黏著層311再加上對應井之結構，但本新型並不限於此。

光束射出模組40可射出一放射光束B。放射光束B之波長係配合於光感應黏著層21之特性。因此當該放射光束B照射至該透明基板20，會使得該透明基板20上之該光感應黏著層21產生相變或分解。放射光束B可自由設定掃瞄範圍，以透過單點對焦或掃描的方式選擇性地對單一晶片11或複數之晶片11作轉置，放射光束B也可彈性調整以對應大小不同尺寸的晶片11，兼顧高效率與選擇性的需求。如此一來，就可以讓特定的單一晶片11或複數之晶片11掉落，藉此得以將晶片11轉移於該目標基板30之該落點處31上，最後再以黏膠固定晶片11於落點處31。舉例來說，晶片11之電極朝上時，可用絕緣膠材經過光(通常為UV，但不以此為限)或熱固定。而晶片11之電極朝下時，即覆晶(Flip chip)，可用焊料類，如錫膏、球柵陣列封裝(Ball Grid Array，BGA)或異方性導電膠(ACF)，再經熱或光固著於目標基板30，並使晶片11與目標基板30之電極導通，但本新型並不限定晶片11的固定方式。就如圖2C所示，晶片11已經完全轉移到目標基板30。

並需注意的是，該目標基板30上不同落點處31之間距為該透明基板20上相鄰晶片11之間距的M倍，其中M為正整數，但本新型並不限定M的大小。如此一來，晶片轉移系統1可在透明基板20到位後以逐點選擇性地將欲轉置的晶片11一次巨量而快速地進行轉置到目標基板30。透明基板20可再移動至下一區域，持續轉置晶片11直到目標基板30上的落點處31都已轉置完成晶片11。若有複數之目標基板30，則可分區同步或同區依序將複數之透明基板20的各晶片11巨量而高速地轉置於目標基板30上。例如用於製造LED顯示器時，可將複數之透明基板20分別乘載的紅色、藍色及綠色的LED晶片，再大量且高速地轉置到目標基板30，以製成LED顯示器之面板。

接著請參考圖3係本新型之晶片轉移之方法之步驟流程圖。此處需注意的是，以下雖以上述晶片轉移系統1為例說明本新型之晶片轉移之方法，但本新型之晶片轉移之方法並不以使用在上述相同結構的晶片轉移系統1為限。

首先進行步驟301：提供一晶圓以生成複數之晶片。

首先利用晶圓10製成複數之晶片11。

接著進行步驟302：將該複數之晶片轉移到一透明基板之一表面，以藉由一光感應黏著層將該複數之晶片固定在該透明基板之該表面上。

接著該複數之晶片11係藉由晶圓轉移技術以移轉到透明基板20之該表面20a上，並藉由透明基板20的該光感應黏著層21固定該複數之晶片11，如圖2A到2B所示。

再進行步驟303：將該透明基板與一目標基板對位，其中該目標基板具有一落點處，至少一晶片之位置係對應至該落點處之位置。

讓該透明基板20與該目標基板30對位，使得透明基板20之表面20a上至少有一個晶片11之位置對應至該落點處31之位置。

接著執行步驟304：藉由一放射光束照射該透明基板，使該光感應黏著層讓該至少一晶片掉落，藉此得以將該至少一晶片轉移到該目標基板之該落點處上。

當該放射光束B係照射至該透明基板20，會使得該透明基板20上之該光感應黏著層21產生相變或分解。如此一來，就可以讓晶片11掉落，藉此得以將晶片11轉移於該目標基板30之該落點處31上。

最後執行步驟305：固定該晶片於該落點處。

最後以黏膠固定晶片11於落點處31，但本新型並不限定黏膠的材質或固定的方法。

接著請參考圖4係本新型之第一實施例之晶片轉移至落點處之示意圖。

本新型之晶片轉移系統1亦可具有晶片自對位(self-alignment)之功能。因此於本新型之第一實施例中，晶片11以及該目標基板30之該落點處31之間的接合面可進行一親水處理，使該晶片11於一空氣環境下設置於該目標基板30之該落點處31上方。也就是於該落點處31設置一水膜51，藉此於該晶片11掉落並接近該落點處31時，該水膜51藉由一表面張力作用使該晶片11對位到該落點處31。最終再以覆膠固定晶片11於落點處31上。

接著請參考圖5係本新型之第一實施例之晶片轉移至落點處之方法之步驟流程圖及圖6A-6C係本新型之第一實施例之晶片轉移至落點處之轉移順序之示意圖。

執行步驟501：在一空氣環境下，於該目標基板之該落點處的接合面上設置一水膜。

如圖6A所示，首先在一空氣環境下，於該目標基板30之該落點處31的接合面上設置一水膜51。

再進行步驟502：於該至少一晶片掉落並接近該落點處時，該水膜藉由一表面張力作用使該至少一晶片對位到該落點處。

接著如圖6B所示，利用放射光束B的照射使該晶片11掉落，當接近該落點處31時，該水膜51藉由一表面張力作用使晶片11修正對位到該落點處31。藉此最終就會如圖6C所示，晶片11設置於該目標基板30之該落點處31上。

最後進行步驟503：加熱使液體蒸發以完成晶片設置。

最後將目標基板30再稍作升溫，使水膜51完全蒸發後，即可完成晶片11轉置對位流程。最終再以覆膠固定晶片11於落點處31上。

接著請參考圖7係本新型之第二實施例之晶片轉移至落點處之示意圖。

於本新型之第二實施例中，晶片11以及該目標基板30之該落點處31之間的接合面係進行一疏水處理，使該晶片11於一液態環境L下設置於該目標基板30之該落點處31上方。該晶片11及該落點處31之間的接合面各自形成一空氣膜52，藉此於該晶片11掉落且接近該落點處31時，係藉由一液體壓力作用使該晶片11及該落點處31各自之該空氣膜52疊合，使該晶片11對位到該落點處31。最終再以覆膠固定晶片11於落點處31上。

接著請一併參考圖8係本新型之第二實施例之晶片轉移至落點處之方法之步驟流程圖及圖9A-9C係本新型之第二實施例之晶片轉移至落點處之轉移順序之示意圖。

首先執行步驟801：提供一液態環境，使一空氣膜各自形成於該至少一晶片以及該目標基板之該落點處之間的接合面。

如圖9A所示，首先提供一液態環境L，使得一空氣膜52各自於晶片11及該目標基板30之該落點處31的接合面上形成。

再進行步驟802：於該至少一晶片掉落接近該落點處時，係藉由一液體壓力作用使該至少一晶片及該落點處各自之該空氣膜疊合，使該至少一晶片對位到該落點處。

利用放射光束B的照射使該晶片11掉落，當接近該落點處31時，接著如圖9B所示，晶片11及落點處31間的兩個空氣膜52會藉由液體壓力作用以進一步疊合，使晶片11修正對位到該落點處31。藉此最終就會如圖9C所示，晶片11設置於該目標基板30之該落點處31上。

最後進行步驟803：洩除液體後加熱使剩餘液體蒸發以完成晶片設置。

最後將目標基板30移出液體後再稍作升溫，使目標基板30上的殘留液體完全蒸發後，即可完成晶片11轉置對位。最終再以覆膠固定晶片11於落點處31上。由上述的第一實施例及第二實施例可知，晶片11於落點處31具自動對位機能，故透明基板20與目標基板30間的對位精度無須太高。藉此不但增加透明基板20的移動效率，機台的機構成本也可降低。

此處需注意的是，本新型之晶片轉移之方法並不以上述之步驟次序為限，只要能達成本新型之目的，上述之步驟次序亦可加以改變。

接著請參考圖10A-10B係本新型之晶片及落點處之接合面之特定圖形之示意圖。

晶片11與落點處31之接合面可做圖案化處理成特定圖形61、62或63，以加速自對位的速度與精度。例如圖10A之特定圖形61可為矩形、圖10B之特定圖形62為十字型、圖10C之特定圖形63則可為兩個小矩形併排等。本新型並不以圖10A-10C所示的為限。但需注意的是特定圖形要避免正多角、正圓等軸對稱圖案，因為難以抑制晶片11旋轉而造成轉置的旋轉性誤差。

如此一來，藉由本新型的晶片轉移系統1及晶片轉移之方法可以完全在室溫下製造，且目標基板30無尺寸、材料的限制。本新型的晶片轉移之方法用於群組式的巨量移轉時，可提高效率，縮短製程時間。用於單點或小區域的高選擇性移轉時也可用於修復不良區域，提高轉置良率。

此外，本實施方式僅例示本新型之較佳實施例，而非限制於實施例，為避免贅述，並未詳加記載所有可能的變化組合。然而，本領域之通常知識者應可理解，上述各模組或元件未必皆為必要。且為實施本新型，亦可能包含其他較細節之習知模組或元件。各模組或元件皆可能視需求加以省略或修改，且任兩模組間未必不存在其他模組或元件。任何不脫離本新型基本架構者，皆應為本專利所主張之權利範圍，而應以專利申請範圍為準。

1:晶片轉移系統 10:晶圓 11:晶片 20:透明基板 20a:表面 21:光感應黏著層 30:目標基板 31:落點處 311:黏著層 40:光束射出模組 51:水膜 52:空氣膜 61、62、63:特定圖形 B:放射光束 L:液態環境

圖1係本新型之晶片轉移系統之側視示意圖。圖2A-2C係本新型之晶片轉移系統之轉移順序之示意圖。圖3係本新型之晶片轉移之方法之步驟流程圖。圖4係本新型之第一實施例之晶片轉移至落點處之示意圖。圖5係本新型之第一實施例之晶片轉移至落點處之方法之步驟流程圖。圖6A-6C係本新型之第一實施例之晶片轉移至落點處之轉移順序之示意圖。圖7係本新型之第二實施例之晶片轉移至落點處之示意圖。圖8係本新型之第二實施例之晶片轉移至落點處之方法之步驟流程圖。圖9A-9C係本新型之第二實施例之晶片轉移至落點處之轉移順序之示意圖。圖10A-10C係本新型之晶片及落點處之接合面之特定圖形之示意圖。

1:晶片轉移系統

11:晶片

20:透明基板

20a:表面

21:光感應黏著層

30:目標基板

31:落點處

311:黏著層

40:光束射出模組

B:放射光束

Claims

一種晶片轉移系統，係適用於轉移複數之晶片，該晶片轉移系統包括：一透明基板，具有一表面，該表面係設置一光感應黏著層，其中於一晶圓生成該複數之晶片後，該複數之晶片係移轉到該表面，以藉由該光感應黏著層固定該複數之晶片；一目標基板，具有一落點處，其中該透明基板與該目標基板對位時，至少一晶片之位置係對應至該落點處之位置；以及一光束射出模組，用以射出一放射光束，該放射光束係照射至該透明基板，使該透明基板上之該光感應黏著層因為該放射光束之波長分解而失去黏著力後讓該至少一晶片掉落，藉此得以將該至少一晶片轉移於該目標基板之該落點處上。
如請求項1所述之晶片轉移系統，其中該光感應黏著層係藉由一具黏性之高分子膠體構成。
如請求項1所述之晶片轉移系統，其中該目標基板之該落點處係設置一對應井或一黏著層。
如請求項1所述之晶片轉移系統，其中於一空氣環境下，該至少一晶片以及該目標基板之該落點處之間的接合面係進行一親水處理。
如請求項4所述之晶片轉移系統，其中於該空氣環境下，該落點處係設置一水膜，藉此於該至少一晶片掉落並接近該落點處時，該水膜藉由一表面張力作用使該至少一晶片對位到該落點處。
如請求項1所述之晶片轉移系統，其中於一液態環境下，該至少一晶片以及該目標基板之該落點處之間的接合面係進行一疏水處理。
如請求項6所述之晶片轉移系統，其中於該液態環境下，該至少一晶片及該落點處係各自形成一空氣膜，藉此於該至少一晶片掉落且接近該落點處時，係藉由一液體壓力作用使該至少一晶片及該落點處各自之該空氣膜疊合，使該至少一晶片對位到該落點處。
如請求項4到7之任一項所述之晶片轉移系統，其中該至少一晶片及該落點處之接合面皆具有一特定圖形。
如請求項8所述之晶片轉移系統，其中該目標基板上不同落點處之間距為該透明基板上相鄰晶片之間距的M倍，其中M為正整數。