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芯片转移方法、装置及显示背板与流程

2022-10-26 05:55:30 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及芯片转移技术领域,尤其涉及一种芯片转移方法、装置及显示背板。


背景技术:

2.micro led由于其亮度高、色域覆盖广和对比对高等优势受到各家厂商的追捧,被称为次世代显示装置,近年来热度持续上升;但在实际的生产过程中还有诸多问题需要克服,如芯片良率提升、巨量转移和巨量检测修补等;
3.巨量转移过程需要将红、绿、蓝led芯片分批次转移键合至显示背板的显示基板上,相关技术中多使用热压键合方式,将micro led芯片的电极焊盘,与显示基板上在高温下加热至融化状态的金属焊盘接触,并在显示基板冷却后,其上的金属焊盘由融化状态变为固化状态后完成电极焊盘与金属焊盘的键合。
4.在进行led芯片转移时需要通过多批次才能完成,因此在led芯片转移过程中,需要对显示基板整面高温加热以使得显示基板上的金属焊盘保持为融化状态;而在当前批次芯片转移时,由于之前已经完成转移的micro led芯片的电极焊盘与显示基板上处于融化状态的金属焊盘仅是接触而未被固定,也即没有完成键合,因此在后面的led芯片转移过程中,前面已经完成转移的micro led芯片的电极焊盘容易与电路板上的金属焊盘脱离而导致良品率低;且在多批次led芯片转移高温加热后容易对显示基板产生热影响,影响显示基板的可靠性和使用寿命。
5.因此,如何提升芯片转移过程中键合的良品率,以及避免对显示基板高温加热是亟需解决的问题。


技术实现要素:

6.鉴于上述现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种芯片转移方法、装置及显示背板,旨在解决相关技术中,芯片转移过程中键合的良品率低以及需要对显示基板高温加热的问题。
7.一种芯片转移装置,包括:
8.承载台,被配置为承载电路基板,所述电路基板上设有芯片键合区,所述芯片键合区内设有与芯片上的第一焊盘对应的第二焊盘,所述电路基板承载于所述承载台上时,所述第二焊盘远离所述承载台与所述电路基板接触的一面;
9.转移头,被配置为从转移基板上拾取芯片,被所述转移头拾取的芯片的第一焊盘,远离所述芯片与所述转移头接触的一面;
10.运动控制平台,被配置为带动所述转移头和/或所述承载台运动,以将所述转移头拾取的芯片的第一焊盘,与所述电路基板上对应的所述芯片键合区内的第二焊盘对接,并使得对接的所述第一焊盘和第二焊盘之间产生相对的压力;
11.振动控制平台,被配置为产生高频机械振动,所述高频机械振动作用于所述转移头拾取的芯片和/或所述承载台承载的电路基板,使得对接的所述第一焊盘和第二焊盘在
所述高频机械振动和所述压力下完成键合。
12.上述芯片转移装置的转移头在从转移基板上拾取芯片后,通过其运动控制平台驱动转移头和/或芯片转移装置的承载台运动,以将转移头拾取的芯片的第一焊盘与承载台上的电路基板上对应的第二焊盘对接,并使得对接的第一焊盘和第二焊盘之间产生相对压力;在芯片转移装置的振动控制平台产生的作用于转移头拾取的芯片和/或承载台承载的电路基板的高频机械振动下,使得对接的第一焊盘和第二焊盘在该高频机械振动和压力下完成键合,从而避免在后续芯片转移过程中,之前转移的芯片的第一焊盘和电路基板上对应的第二焊盘由于未键合而导致脱离的情况发生,提升芯片转移过程中键合的良品率;且由于不再需要对电路基板高温加热使得其上的第二焊盘融化,因此可避免对电路基板高温加热而导致的各种不利影响,提升其可靠性以及可延长其使用寿命。
13.基于同样的发明构思,本发明还提供一种芯片转移方法,包括:
14.将电路基板设置于如上所述的芯片转移装置的承载台上;
15.通过所述转移头从转移基板上拾取芯片;
16.控制所述转移头和/或所述承载台运动,以将所述转移头拾取的芯片的第一焊盘,与所述电路基板上对应的所述芯片键合区内的第二焊盘对接,并使得对接的所述第一焊盘和第二焊盘之间产生相对的压力;
17.以及控制所述振动控制平台产生高频机械振动,所述高频机械振动作用于所述转移头拾取的芯片和/或所述承载台承载的电路基板,使得对接的所述第一焊盘和第二焊盘在所述高频机械振动和所述压力下完成键合。
18.上述芯片转移方法,对于通过转移头拾取的芯片的第一焊盘和电路基板上对应的第二焊盘对接后,通过作用于对接的第一焊盘和第二焊盘的高频机械振动和压力下完成键合,也即每一批次转移的芯片的第一焊盘在该批次的转移过程中即可与电路基板上对应的第二焊盘完成键合,避免后续批次芯片转移过程中,由于之前转移的芯片的第一焊盘和电路基板上对应的第二焊盘由于未键合而导致脱离的情况发生,提升芯片转移过程中键合的良品率;且在芯片转移过程中不再需要对电路基板高温加热,可避免对电路基板高温加热而导致的各种不利影响,提升其可靠性以及可延长其使用寿命。
19.基于同样的发明构思,本发明还提供一种显示背板,包括设有多个芯片键合区的显示基板,以及设置于所述多个芯片键合区内的微型led芯片,所述微型led芯片通过如上所述的芯片转移方法转移至所述芯片键合区。因此该显示背板的良品率更高,可靠性更好,使用寿命更长。
附图说明
20.图1为本发明实施例提供的芯片转移装置的结构示意图一;
21.图2为本发明实施例提供的芯片转移装置的结构示意图二;
22.图3为本发明实施例提供的芯片转移装置的结构示意图三;
23.图4为本发明实施例提供的芯片转移装置的结构示意图四;
24.图5为本发明实施例提供的芯片转移装置的结构示意图五;
25.图6为本发明实施例提供的芯片转移装置的结构示意图六;
26.图7为本发明实施例提供的芯片转移装置的结构示意图七;
27.图8为本发明实施例提供的芯片转移方法流程示意图一;
28.图9为本发明实施例提供的芯片修补制程流程示意图;
29.图10-1为本发明实施例提供的生长基板上的micro led芯片示意图;
30.图10-2为本发明实施例提供的生长基板与转移基板贴合示意图;
31.图10-3为本发明实施例提供的生长基板剥离示意图;
32.图10-4为本发明实施例提供的生长基板剥离后的示意图;
33.图10-5为本发明实施例提供的显示基板示意图;
34.图11-1为本发明实施例提供的转移头的安装结构示意图;
35.图11-2为本发明实施例提供的第一变幅器的安装结构示意图;
36.图11-3为本发明实施例提供的安装治具结构示意图;
37.图11-4为本发明实施例提供的安装治具塞入扩张孔的结构示意图;
38.图11-5为本发明实施例提供的安装治具在扩张孔内旋转后的扩张状态示意图;
39.图12-1为本发明实施例提供的承载台承载转移基板的结构示意图;
40.图12-2为本发明实施例提供的转移头与转移基板贴合的结构示意图;
41.图12-3为本发明实施例提供的转移头从转移基板拾取芯片的结构示意图;
42.图12-4为本发明实施例提供的承载台承载显示基板的结构示意图;
43.图12-5为本发明实施例提供的转移头与显示基板对位的结构示意图;
44.图12-6为本发明实施例提供的转移头与显示基板贴合的结构示意图;
45.图12-7为本发明实施例提供的第一焊盘与第二焊盘键合结构示意图;
46.图12-8为本发明实施例提供的转移头离开显示基板的结构示意图;
47.图13为本发明实施例提供的芯片转移方法流程示意图二;
48.附图标记说明:
49.1-承载台,2-转移头,21-连接杆,211-连接端,31-第一电信号产生器,32-第一换能器,33-第一变幅器,331-扩张孔,332-安装孔,35-第二电信号产生器,36-第二换能器,37-第二变幅器,41-x-y轴移动平台,42-z轴移动平台,51-能量转换件,61-生长基板,62-micro led芯片,621-第一焊盘,63-热解胶层,64-转移基板,71-电路基板,72-第二焊盘,73-导电通道层,8-安装治具,81-安装端。
具体实施方式
50.为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施方式。相反地,提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
51.除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本发明。
52.相关技术中,在进行led芯片转移时需要对显示基板整面高温加热以使得显示基板上的金属焊盘保持为融化状态;由于之前已经完成转移的micro led芯片的电极焊盘与显示基板上处于融化状态的金属焊盘仅是接触而未被固定,在后续的led芯片转移过程中,
前面已经完成转移的micro led芯片的电极焊盘容易与电路板上的金属焊盘脱离而导致良品率低;且在多批次led芯片转移高温加热后容易对显示基板产生热影响,影响显示基板的可靠性和使用寿命。
53.基于此,本发明希望提供一种能够解决上述技术问题的方案,其详细内容将在后续实施例中得以阐述。
54.本实施例提供了一种芯片转移装置,其可用于芯片的转移,该芯片可以包括各种半导体芯片,例如发光芯片(比如led芯片,可包括普通尺寸的led芯片、micro led芯片、mini led芯片)、驱动芯片、控制芯片、电阻芯片、电容芯片等。其可用于单颗或少量芯片的转移,也可用于数量较多的芯片的批量转移。
55.本实施例提供的芯片转移装置包括承载台、转移头、运动控制平台和振动控制平台,其中:
56.承载台,被配置为承载电路基板。该电路基板上设有芯片键合区,芯片键合区内设有与芯片上的第一焊盘对应的第二焊盘,电路基板承载于承载台上时,第二焊盘远离承载台与电路基板接触的一面,以供与待转移的芯片的第一焊盘对接;应当理解的是,本实施例中的电路基板可根据具体应用场景灵活设置,例如当转移的芯片为发光芯片是,电路基板可以为但不限于显示领域的显示基板(该显示基基板可以应用于但不限于电视机、显示器、移动终端、穿戴设备、广告屏、指示牌),照明领域的灯板(该灯板可应用于但不限于家用照明领域、医用照明领域、装饰领域、汽车领域、交通领域)。
57.转移头,被配置为从转移基板上拾取芯片,被转移头拾取的芯片的第一焊盘远离芯片与转移头接触的一面,从而与第二焊盘相对;本实施例中的转移头可以通过但不限于磁力、静电、真空等吸附方式从转移基板上拾取芯片;本实施例中的转移头一次可从转移基板上拾取一颗芯片,也可根据需求拾取两颗或两颗以上的芯片(即多颗芯片);本实施例中的转移基板可以为芯片的生长基板,也可为用于承载从生长基板上转移过来的芯片的暂态基板。
58.运动控制平台,被配置为驱动转移头和/或承载台运动,以将转移头拾取的芯片的第一焊盘,与电路基板上对应的芯片键合区内的第二焊盘对接,并使得对接的第一焊盘和第二焊盘之间产生相对的压力。本实施例中的运动控制平台可通过驱动转移头、承载台中的至少一个超相应方向移动和/或旋转,使得转移头拾取的芯片的第一焊盘与电路基板上对应的芯片键合区内的第二焊盘对接(即第一焊盘与对应的第二焊盘相对接触),并可在该第一焊盘与第二焊盘对接后,驱动转移头、承载台中的至少一个超对方移动以使得第一焊盘和第二焊盘之间产生相对的压力。例如可以控制转移头朝向承载台移动,使得转移头上拾取的芯片的第一焊盘向电路基板上对应的第二焊盘产生一个压力,也可控制承载台向转移头移动,使得电路基板上第二焊盘向转移头上拾取的芯片的第一焊盘产生一个压力,当然也可控制转移头和承载台都向对方移动。且应当理解的是,本实施例中产生的该压力的大小满足第一焊盘和第二焊盘的键合需求,且不会对第一焊盘(或芯片)和第二焊盘(或电路基板)造成破坏。为了便于理解,具体的运动控制方式本实施例在后续章节对其进行示例说明。
59.振动控制平台,被配置为产生高频机械振动,高频机械振动作用于转移头拾取的芯片和/或承载台承载的电路基板,使得对接的第一焊盘和第二焊盘在高频机械振动和压
力下完成键合。由于第一焊盘和第二焊盘都是导电材料制成,第一焊盘和第二焊盘键合的本质是在第一焊盘和第二焊盘在压力和高频机械振动的作用下,在二者紧密接触中产生电子共享和原子扩散,进而形成导电通道层,实现键合。例如当第一焊盘和第二焊盘中的其中一个材质包括金,另一个材质包括铝,则第一焊盘和第二焊盘在压力和高频机械振动的作用下,在二者紧密接触中产生电子共享和原子扩散,进而形成金属间化合物层,也即导电通道层,实现键合。
60.另外,在本实施例中,当第一焊盘和/或第二焊盘的表面生成有氧化层薄膜时,通过高频机械振动还可将该氧化层薄膜打破,从而可提升第一焊盘和第二焊盘键合的成功率。
61.本实施例中的高频机械振动是指振动频率在10khz以上的机械振动,例如其振动频率可在10khz至45khz之间。且应当理解的是,本实施例中机械振动的振动幅度可灵活设置,该振动幅值的设置满足使得第一焊盘和第二焊盘能实现键合而不会对第一焊盘(或芯片)和第二焊盘(或电路基板)造成破坏。
62.可见,本实施例提供的芯片转移装置通过其转移头在从转移基板上拾取芯片后,可通过其运动控制平台驱动转移头和/或芯片转移装置的承载台运动,以将转移头拾取的芯片的第一焊盘与承载台上的电路基板上对应的第二焊盘对接,并使得对接的第一焊盘和第二焊盘之间产生相对压力,并通过振动控制平台产生的作用于转移头拾取的芯片和/或承载台承载的电路基板的高频机械振动下,使得对接的第一焊盘和第二焊盘完成键合,不需要对电路基板高温加热从而避免高温加热对电路基板造成的各种不利影响;且还可避免在后续芯片转移过程中,之前转移的芯片的第一焊盘和电路基板上对应的第二焊盘由于未键合而导致脱离的情况发生,提升芯片转移过程中键合的良品率。
63.在本实施例中,芯片转移装置的振动控制平台可包括第一振动生成部件和第二振动生成部件中的至少之一;其中第一振动生成部件产生的第一高频机械振动作用于转移头,从而作用于转移头拾取的芯片;第二振动生成部件产生的第二高频机械振动作用于承载台,从而作用于承载台承载的电路基板。也即在本实施例中,为了使得第一焊盘和第二焊盘键合,可以根据需求仅产生作用于转移头的第一高频机械振动,或仅产生作用于承载台的第二高频机械振动,也可根据需求分别产生作用于转移头的第一高频机械振动和作用于承载台的第二高频机械振动。为了便于理解,下面以几种设置示例进行示例说明。
64.振动控制平台设置示例一:
65.参见图1所示的芯片转移装置,其包括承载台1、转移头2,还包括第一振动生成部件。其中第一振动生成部件包括第一电信号产生器31、第一换能器32、第一变幅器33,第一变幅器33位于第一换能器32和转移头2之间,第一电信号产生器31被配置为产生第一高频电信号,第一换能器32被配置为将第一电信号产生器31输出的第一高频电信号转换为第一高频机械振动,第一变幅器33被配置为将第一换能器32产生的第一高配机械振动的幅值放大处理后传递至转移头,从而作用于转移头拾取的芯片。本示例中的第一电信号产生器31可以为但不限于第一电源/超声波控制器,其被配置为将50hz的电能转换为10khz至45khz的第一高频电信号,例如转换为10khz、15khz、20khz、25khz、30khz、40khz或45khz的第一高频电信号。在本示例中,可以在转移头抓取的芯片的第一焊盘与电路基板上对应的第二焊盘对接后,才控制第一振动生成部件产生第一高频机械振动,并在该对接的第一焊盘与第
二焊盘键合后关闭第一振动生成部件;也可在每一次的芯片转移过程中,或整个芯片转移过程中根据需求一直开启第一振动生成部件以产生第一高频机械振动。
66.在本示例中,转移头2可与第一变幅器33的一端固定连接,二者之间也可紧密贴合不固定连接,至少能保证第一高频机械振动能传递到转移头2即可。
67.振动控制平台设置示例二:
68.参见图2所示的芯片转移装置,其包括承载台1、转移头2,还包括第二振动生成部件。其中第二振动生成部件包括第二电信号产生器35、第二换能器36、第二变幅器37,第二变幅器37位于第二换能器36和承载台1之间,第二电信号产生器35被配置为产生第二高频电信号,第二换能器36被配置为将第二电信号产生器35输出的第二高频电信号转换为第二高频机械振动,第二变幅器37被配置为将第二换能器36产生的第二高配机械振动的幅值放大处理后传递至承载台,从而作用于承载台承载的电路基板。本示例中的第二电信号产生器35可以为但不限于第二电源/超声波控制器,其被配置为将50hz的电能转换为10khz至45khz的第二高频电信号,例如转换为10khz、18khz、20khz、26khz、30khz、40khz或45khz的第二高频电信号。在本示例中,可以在转移头抓取的芯片的第一焊盘与电路基板上对应的第二焊盘对接后,才控制第二振动生成部件产生第二高频机械振动,并在该对接的第一焊盘与第二焊盘键合后关闭第二振动生成部件;也可在每一次的芯片转移过程中,或整个芯片转移过程中根据需求一直开启第二振动生成部件以产生第二高频机械振动。
69.在本示例中,承载台1可与第二变幅器37固定连接,二者之间也可紧密贴合不固定连接,至少能保证第二高频机械振动能传递到承载台1即可。
70.振动控制平台设置示例三:
71.参见图3所示的芯片转移装置,其相对于图1和图2所示的芯片转移装置,包括第一振动生成部件和第二振动生成部件。在本示例中,可以根据需求仅控制第一振动生成部件和第二振动生成部件中的一个启动以产生第一高频机械振动或第二高频机械振动;也可根据需求控制第一振动生成部件和第二振动生成部件都启动以产生第一高频机械振动和第二高频机械振动。
72.在本示例中,控制第一振动生成部件和第二振动生成部件都启动时,可控制第一电信号产生器31产生的第一高频电信号和第二电信号产生器35产生的第一高频电信号的相位和频率中的至少一种不同,以提升第一高频机械振动和第二高频机械振动的振动效果,进一步保证第一焊盘和第二焊盘的键合质量。
73.在本示例中,根据需求可设置第二高频机械振动的第二振动幅值与第一高频机械振动的第一振动幅值不同,例如可以设置伪第二振动幅值大于第一振动幅值。
74.应当理解的是,本示例中的第一电信号产生器31和第二电信号产生器35在一些应用场景中也可复用一个电信号产生器。第一换能器32和第二换能器36在一些应用场景中也可复用一个换能器。
75.本实施例中,运动控制平台可驱动转移头和/或承载台朝相应方向运动,以将转移头拾取的芯片的第一焊盘,与电路基板上对应的芯片键合区内的第二焊盘对接,并使得对接的第一焊盘和第二焊盘之间产生相对的压力。运动控制平台可以进控制驱动转移头运动,也可仅控制承载台运动,也可选择控制转移头和承载台运动。且控制转移头和/或承载台运动的方式包括移动和/或转动,控制转移头和/或承载台运动的方向也可根据需求灵活
设置。为了便于理解,本实施例以将芯片转移装置位于三维坐标系中为示例进行说明。本实施例中的运动控制平台可包括控制目标对象在x轴或y轴方向移动的x-y轴移动平台和控制目标对象在z轴方向移动的z轴移动平台,当然还可根据需求设置包括控制目标对象朝相应方向转动的转动控制平台。本实施例所示的运动控制平台设置示例参见图1至图6所示。
76.参见图1至图3所示的三个芯片转移装置,其运动控制平台包括驱动转移头2沿着z轴移动的z轴移动平台42,以及驱动承载台1沿着x轴或y轴移动的x-y轴移动平台41,通过x-y轴移动平台41可控制承载台1在相应方向移动,以使得承载台1上的电路基板上的芯片键合区与转移头2拾取的芯片在位置上相对应;通过z轴移动平台42可控制转移头2向靠近承载台1的方向移动,使得转移头2拾取的芯片的第一焊盘与电路基板上对应芯片焊接区内的第二焊盘对接,并在二者对接后继续控制转移头2向靠近承载台1的方向移动的趋势,从而使得第一焊盘向其对接的第二焊盘产生一个压力,在图1-3中该压力为朝下的一个压力。
77.参见图4所示的芯片转移装置,其运动控制平台包括驱动承载台1沿着z轴移动的z轴移动平台42,以及驱动转移头2沿着x轴或y轴移动的x-y轴移动平台41,通过x-y轴移动平台41可控制转移头2在相应方向移动,以使得承载台1上的电路基板上的芯片键合区与转移头2拾取的芯片在位置上相对应;通过z轴移动平台42可控制承载台1向靠近转移头2的方向移动,使得转移头2拾取的芯片的第一焊盘与电路基板上对应芯片焊接区内的第二焊盘对接,并在二者对接后继续控制承载台1向靠近转移头2的方向移动的趋势,从而使得第二焊盘向其对接的第一焊盘产生一个压力。在图4中该压力为朝上的一个压力。
78.参见图5所示的芯片转移装置,其运动控制平台包括驱动转移头2沿着z轴移动的z轴移动平台42,以及驱动转移头2沿着x轴或y轴移动的x-y轴移动平台41,通过x-y轴移动平台41可控制转移头2在相应方向移动,以使得承载台1上的电路基板上的芯片键合区与转移头2拾取的芯片在位置上相对应;通过z轴移动平台42可控制转移头2向靠近承载台1的方向移动,使得转移头2拾取的芯片的第一焊盘与电路基板上对应芯片焊接区内的第二焊盘对接,并在二者对接后继续控制转移头2向靠近承载台1的方向移动的趋势,从而使得第一焊盘向其对接的第二焊盘产生一个向下的压力。在本示例中,承载台1在芯片转移过程中可保持不动。
79.参见图6所示的芯片转移装置,其运动控制平台包括驱动承载台1沿着z轴移动的z轴移动平台42,以及驱动承载台1沿着x轴或y轴移动的x-y轴移动平台41,通过x-y轴移动平台41可控制承载台1在相应方向移动,以使得承载台1上的电路基板上的芯片键合区与转移头2拾取的芯片在位置上相对应;通过z轴移动平台42可控制承载台1向靠近转移头2的方向移动,使得转移头2拾取的芯片的第一焊盘与电路基板上对应芯片焊接区内的第二焊盘对接,并在二者对接后继续控制承载台1向靠近转移头2的方向移动的趋势,从而使得第二焊盘向其对接的第一焊盘产生一个向上的压力。在本示例中,转移头2在从转移基板上拾取芯片并达到设定位置后可保持不动。
80.当然,应当理解的是,上述各示例中的芯片转移设置还可包括控制转移头2和承载台1中的至少一个朝预设方向的转动控制平台,以使得第一焊盘和第二焊盘对接时在角度上也对齐。且上述示例仅仅是为了便于理解的示例,在此基础上也可根据需求作为其他的替换组合方式,例如可控制转移头2和承载台1都可沿x轴或y轴移动,或控制转移头2和承载台1都可沿z轴移动等,在此不再赘述。
81.另一可选实施例:
82.本实施例提供的芯片转移装置还可包括加热平台,该加热平台被配置为将承载台上的电路基板加热至第一温度范围,从而促进对接的第一焊盘和第二焊盘的键合界面的原子扩散,提升键合效率和质量。本实施例中的第一温度范围为低温范围,该第一温度范围内的最大温度值,小于使得第一焊盘融化的第一温度临界值,以及小于使得第二焊盘融化的第二温度临界值。例如该第一温度范围的取值可为但不限于70℃至150℃,例如具体可设置为80℃、90℃、100℃、110℃、120℃或150℃等。
83.在本实施例的一种示例中,加热平台可通过但不限于将电能转换为热能为承载台上的电路基板加热。在本示例中,该加热平台包括将电能转换为热能的能量转换件,能量转换件可设置于承载台上,也可不设置于承载台上。在一些应用场景中,能量转换件设置于承载台上时,能量转换件可埋设于承载台内。例如参见图1至图6所示例的芯片转移装置,能量转换件51可埋设于承载台1内,以提升集成度,简化装置结构,此时的承载台1具有传热特性。当然,能量转换件也可直接设置在承载台1的表面上,例如参见图7所示的芯片转移装置,能量转换件51设置于承载台1的上表面上,此时的电路基板可直接设置于能量转换件51上,从而提升加热效率以及能量的利用率。当然,在另一些应用示例中,能量转换件51的一部分可裸露于承载台,一部分可嵌入承载台内。具体设置方式以及能量转换件的具体形状、尺寸等都可灵活设置,在此不再赘述。
84.在本实施例的另一示例中,承载台还可被配置为承载转移基板。也即在本示例中,承载台可用于承载转移基板和电路基板。当然应当理解的是转移基板也可不设置于承载台上而放置于其他位置,在此不再赘述。
85.在本示例中,加热平台还可被配置为将承载台上的转移基板加热至第二温度范围,该第二温度范围为低温范围,第二温度范围内的最大温度值,小于第一温度临界值和第二温度临界值。该第二温度范围可与上述第一温度范围相同,也可不同。例如该第二温度范围的取值可为但不限于80℃至100℃,例如具体可设置为80℃、90℃或100℃等;或该第二温度范围也为70℃至150℃。加热平台将承载台上的转移基板加热至第二温度范围,使得芯片上的第一焊盘在被转移头拾取前被预热到一定的温度,可进一步促进后续芯片转移过程中第一焊盘与对应的第二焊盘键合,提升键合效率和质量。且当芯片通过热解胶固定于转移基板上时,还可通过该加热进行解胶处理,避免单独设置加热装置对转移基板进行解胶处理,进一步简化转移过程,提升转移效率,降低转移成本。
86.当然,应当理解的是,本实施例的一些应用示例中,加热平台也可不对转移基板加热。
87.在本实施例的又一示例中,加热平台还可被配置为在电路基板的各芯片键合区内的第二焊盘与对应的各芯片的第一焊盘键合后,将承载台上的电路基板加热至第三温度范围,该第三温度范围为高温范围,第三温度范围内的最小温度值,大于等于第一温度临界值和/或第二温度临界值,从而使得第一焊盘和/或第二焊盘融化,这样在第一焊盘和/或第二焊盘由高温融化状态变为低温固化状态后,可进一步提升键合的第一焊盘和第二焊盘之间的键合质量。且由于只需要对电路基板进行一次高温加热,对电路基板的高温加热影响可以降低最低。
88.本实施例提供的芯片转移装置,对于芯片的第一焊盘在电路基板上与对应的芯片
键合区内的第二焊盘对接后,在作用于二者之间的压力和高频机械振动下,还可通过加热平台第一焊盘和第二焊盘中的至少一个加热以促进二者之间的键合,可进一步提升键合效率和质量。
89.另一可选实施例:
90.本实施例提供了一种上述各示例中的芯片转移装置的芯片转移方法,参见图8所示,其包括但不限于:
91.s801:将电路基板设置于承载台上。
92.应当理解的是,在本实施例中,当承载台还被配置为可承载电路基板时,还可将电路基板设置于承载台上,且可与电路基板同时设置,也可先于电路基板设置,或晚于电路基板设置。
93.s802:通过转移头从转移基板上拾取芯片。
94.本步骤中的转移头可通过但不限于磁力、静电、真空吸附中的至少一种从转移基板上拾取芯片。
95.s803:控制转移头和/或承载台运动,以将转移头拾取的芯片的第一焊盘,与电路基板上对应的芯片键合区内的第二焊盘对接,并使得对接的第一焊盘和第二焊盘之间产生相对的压力。
96.如上述各示例所示,在本实施例中,可控制转移头和承载台中的至少一个超相应方向运动,以使得转移头拾取的芯片的第一焊盘,与电路基板上对应的芯片键合区内的第二焊盘对接,并使得对接的第一焊盘和第二焊盘之间产生相对的压力,在此不再赘述。
97.s804:以及控制振动控制平台产生高频机械振动,高频机械振动作用于转移头拾取的芯片和/或承载台承载的电路基板,使得对接的第一焊盘和第二焊盘在高频机械振动和压力下完成键合。
98.如上述各示例所示,在本实施例中,可控制振动控制平台产生作用于转移头的第一高频振动和产生作用于承载台的第二高频振动中的至少一种,使得对接的第一焊盘和第二焊盘在高频机械振动和压力下完成键合,在此不再赘述。
99.在本实施例的一示例中,为了提升第一焊盘和第二焊盘键合的效率和质量,在所对接的第一焊盘和第二焊盘在高频机械振动和压力下完成键合之前,还可包括:控制芯片转移装置的加热平台,将承载台上的电路基板加热至第一温度范围。例如一种应用场景中,可在通过转移头从转移基板上拾取芯片之前控制芯片转移装置的加热平台对承载台上的电路基板进行预先加热至第一温度范围,并可在后续的芯片转移过程中保持在该第一温度范围。
100.在本实施例的又一示例中,在承载台被配置为还可承载转移基板时,在通过转移头从转移基板上拾取芯片之前,还包括:
101.将转移基板设置于承载台上,并在通过转移头从转移基板上拾取芯片之前,控制芯片转移装置的加热平台,将承载台上的转移基板加热至第二温度范围;使得芯片上的第一焊盘在被转移头拾取前被预热到一定的温度,可进一步促进后续芯片转移过程中第一焊盘与对应的第二焊盘键合,提升键合效率和质量。且当芯片通过热解胶固定于转移基板上时,还可通过该加热进行解胶处理,避免单独设置加热装置对转移基板进行解胶处理,进一步简化转移过程,提升转移效率,降低转移成本。
102.在本实施例中,在一次芯片转移过程中,在控制振动控制平台产生高频机械振动,使得对接的第一焊盘和第二焊盘在高频机械振动和压力下完成键合后,在控制转移头远离电路基板时,可控制控制转移头在保持拾取芯片时产生的吸附力远离电路基板;
103.在转移头上吸附有残留芯片时,表明此次芯片转移过程中有部分芯片未成功转移,需要执行修补制程。本实施例中可采用现有其他的修补制程进行芯片修补。也可采用本实施例提供的新的修补制程进行,该修补制程参见图9所示,包括:
104.s901:去除转移头上的残留芯片并获取残留芯片在电路基板上对应的目标芯片键合区。
105.s902:通过转移头从转移基板上拾取与残留芯片类型相同的芯片作为补充芯片。
106.在一种应用场景中,可等电路基板上其他芯片键合区转移完芯片后,再执行该修补制程,此时在通过转移头从转移基板上拾取与残留芯片类型相同的芯片作为补充芯片之前,还包括通过上述示例的芯片转移方法,通过转移头将转移基板上的芯片转移至电路基板上剩余的其他芯片键合区。
107.在另一种应用场景中,也可先执行完修补制程后,再通过上述示例的芯片转移方法执行下一次的芯片转移。
108.s903:控制转移头和/或承载台运动,以将转移头拾取的补充芯片的第一焊盘,与电路基板上的目标芯片键合区内的第二焊盘对接,并使得对接的第一焊盘和第二焊盘之间产生相对的压力。
109.s904:以及控制振动控制平台产生高频机械振动,高频机械振动作用于补充芯片和/或电路基板,使得对接的第一焊盘和第二焊盘在高频机械振动和压力下完成键合。
110.在本实施例的又一示例中,为了进一步提升整体的键合质量和可靠性,在电路基板的各芯片键合区内的第二焊盘与对应芯片的第一焊盘键合后,也即完成芯片转移后,还可包括:
111.控制加热平台将承载台上的电路基板加热至第三温度范围,从而使得已键合的第一焊盘和/或第二焊盘融化,这样在第一焊盘和/或第二焊盘由高温融化状态变为低温固化状态后,可进一步提升键合的第一焊盘和第二焊盘之间的键合质量。且由于只需要对电路基板进行一次高温加热,对电路基板的高温加热影响可以降低最低。
112.又一可选实施例:
113.为了便于理解,本实施例在上述各实施例基础上,以一种具体的应用场景为示例进行说明。
114.在本实施例中,设芯片的第一焊盘的材质包括金,例如可为金;电路基板上的第二焊盘的材质包括铝,例如为铝。并设该芯片为倒装型的micro led芯片,电路基板为显示基板。下面以从micro led芯片的生长到转移至电路基板上的过程为示例进行说明,参见图13所示,包括:
115.s1301:在生长基板上生长micro led芯片。
116.例如参见图10-1所示,在生长基板61上通过但不限于外延、曝光、显影、蚀刻和沉积等工艺制备micro led芯片62,此时的micro led芯片一般被称为cow(chip on wafer,晶元上芯片),micro led芯片的第一焊盘621由金金属通过蒸镀制成;该第一焊盘621包括电极焊盘,还可根据需求包括其他焊盘。
117.s1302:将生长基板上的micro led芯片与转移基板(也可称之为暂存基板)设有热解胶层的一面贴合。
118.本示例中的转移基板可为但不限于蓝宝石基板贴热解胶膜或者由蓝宝石基板涂覆热解胶液制成;参见图10-2所示,生长基板61上的micro led芯片62与转移基板64设有热解胶层63的一面贴合。当然该热解胶层可替换为光解胶层或其他类型的胶层,在此不再赘述。
119.s1303:将生长基板剥离,从而将micro led芯片转移到转移基板上。
120.例如,可使用但不限于llo(laser lift off,激光剥离)技术将生长基板剥离,其原理为特定波长(如266nm)激光使生长基板与micro led芯片间的氮化镓分解为金属镓和氮气从而实现生长基板剥离。参见图10-3所示,图中箭头所示为激光照射方向,生长基板61可被剥离使得micro led芯片62转移到转移基板64上,转移后的状态参见图10-4所示。
121.s1304:将转移基板放置在芯片转移装置的承载台上。
122.本示例中采用图1所示的芯片转移装置,参见图12-1所示,承载台1被配置为还承载转移基板64。在一种应用示例中,图1所示的芯片转移装置的转移头2与第一变幅器33固定连接。且应当理解的是,转移头2与第一变幅器33固定连接的方式可以灵活设置,例如可以通过但不限于卡接、套接、螺钉连接、销钉连接、螺纹螺孔配合连接等,且连接可采用可拆卸连接,也可采用不可拆卸连接。为了便于理解,下面以一种具体的固定连接方式为示例进行说明,参见图11-1至图11-5所示。图11-1中,转移头2上设有连接杆21,连接杆的一端与转移头2连接,另一端作为连接端211与第一变幅器33连接,本示例中的连接端211设置为圆柱形固定端子。参见图11-2所示,第一变幅器33的一端与第一换能器32连接,另一端设扩张孔331和安装孔332。参见11-3所示的安装治具8,其具有安装端81,本示例中的安装端81设置为椭圆形头。参见图11-4所示,在安装时,将安装治具8的安装端81塞入扩张孔331内,安装端81为椭圆形头,扩张孔331也未椭圆形,塞入时安装端81和扩张孔331的短半径平行;然后旋转安装端81使得安装端81的长半径逐渐趋向于与扩张孔331的短半径,使得扩张孔331的短半径组件扩张,在安装端81的长半径与扩张孔331的短半径趋近于垂直时,安装孔332(本示例中也设置为椭圆形孔)的短半径也被带动扩张到最大,此时可将连接杆21的连接端211塞入安装孔332,然后旋转安装端81使得其短半径与扩张孔331的短半径趋近于平行后将安装端81从扩张孔331取出,在此过程中扩张孔331和安装孔332的短半径收缩,安装孔332的短半径收缩后最终与连接端211形成紧密连接。
123.s1305:控制加热平台对承载台上的转移基板进行预加热,然后控制转移头从的承载台上的转移基板上拾取micro led芯片。
124.参见图12-1所示,通过控制加热平台对承载台1上的转移基板64进行预加热至第二温度范围,本示例中设加热温度为80℃,完成解胶的同时,使得转移基板64上的micro led芯片的第一焊脚也受热,以利于促进后续键合。参见图12-1和图12-3所示,运控控制平台控制转移头2和承载台1,使得转移头2靠近承载台1上的转移基板64,并最终从转移基板64上拾取micro led芯片。转移头2一次拾取的micro led芯片的颗数可以灵活设置,可以为单颗,也可为多颗,参见图12-3所示,本示例中以拾取多颗为示例进行说明。
125.s1306:将显示基板放置于承载台上。
126.参见图10-5所示,显示基板71上设有多个芯片键合区,每个芯片键合区内设有与
led芯片间距排布,分批次转移至显示基板,由于承载台加热温度不足以融化已经键合完成的micro led芯片(其中金的熔点1064.18℃,铝的熔点660.4℃),所以在进行后续批次的芯片转移时不会对前面已经完成转移键合的micro led芯片产生影响;且由于本发明中的芯片转移装置具有该有点,所以该本芯片转移装置也尤其适合用于micro led芯片的修补制程。
136.s1310:控制加热平台将承载台上的显示基板加热至第三温度范围(例如大于660.4℃)后停止工作,从而使得已键合的第二焊盘融化。
137.通过本步骤,在第二焊盘由高温融化状态变为低温固化状态后,可进一步提升键合的第一焊盘和第二焊盘之间的键合质量。且由于只需要对显示基板进行一次整体的高温加热,对显示基板的高温加热影响可以降低最低。
138.另一可选实施例:
139.本实施例提供了一种显示背板,该显示背板包括显示基板,显示基板上设置有多个芯片键合区,显示背板还包括设置于该多个芯片键合区内的微型led芯片,且至少一颗微型led芯片采用如上实施例中所示的芯片转移方法转移至芯片键合区,其相对现有显示背板,良品率更高,可靠性更好,使用寿命更长。
140.本实施例还提供了一种显示器,包括框架和如上所示的显示背板;显示背板固定在框架上。该显示器可以各种采用如上所示的显示背板制作显示的电子装置,例如可包括但不限于各种智能移动终端,车载终端、pc、显示器、电子广告板等。
141.应当理解的是,本发明的应用不限于上述的举例,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
再多了解一些

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