转移载板及基于光波导的芯片筛选转移方法与流程

1.本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及用于芯片筛选的转移载板及芯片筛选转移方法。


背景技术：

2.在mini led制程工艺中，通常采用pick&place方式或刺晶方式的芯片转移技术。micro led芯片相比于mini led芯片的尺寸更小，是下一代显示屏led芯片的应用趋势，相同尺寸的外延片上制造的micro led芯片的数量级是mini led芯片的数倍、甚至数十倍，若采用pick&place方式或刺晶方式进行micro led芯片的转移，将会花费大量的时间，生产效率低。micro led制程工艺中需要结合巨量转移技术，即大量、快速、准确地进行micro led芯片的转移。对大量micro led芯片进行转移时，需要先去除部分因制程原因导致的不良芯片，若采用pick&place方式或刺晶方式进行去除，则需要精度更高、尺寸更小的转移头，而且效率较低。因此，需要针对芯片选择性转移提出有效的解决方案。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种转移载板以及芯片筛选转移方法，使用光波导片产生面积小、精准度高的光改变承载基板上粘贴芯片的胶层粘性，可用于高精度、尺寸小的芯片筛选转移。
4.为了实现上述目的，本发明公开了一种转移载板，用于可选择地转移芯片，所述转移载板包括光波导片，所述光波导片的一表面为出光面，所述出光面上具有若干可输出预设光且独立可控的出光位置，所述转移载板的第一面设有对所述预设光敏感的光敏胶层，所述出光位置输出的所述预设光从所述转移载板的第一面照射至所述光敏胶层，并改变所述光敏胶层的粘结力。
5.较佳地，所述光波导片包括导光板、光波导耦合器和矩阵光源，所述导光板内具有进行光传导的光波导结构，所述导光板的出光面具有耦入区域和出光区域，所述光波导耦合器设置在所述耦入区域，若干的所述出光位置位于所述出光区域，所述矩阵光源上具有若干个光源输出点并向所述耦入区域输出所述预设光，所述预设光经所述光波导耦合器和所述光波导结构输出至对应的所述出光位置处。
6.较佳地，所述转移载板还包括透明基板，所述透明基板具有相对的第一面和第二面，所述透明基板的第一面设有所述光敏胶层，所述光波导片与所述透明基板分离设置或者所述光波导片与所述透明基板固定在一起，且所述光波导片的出光面相邻于所述透明基板的第二面。
7.较佳地，所述转移载板的承载本体由所述光波导片组成，所述光波导片的出光面为所述转移载板的第一面。
8.较佳地，所述光敏胶层通过胶点矩阵的形式设于所述转移载板的第一面；或者所述光敏胶层全覆盖于所述转移载板的第一面。
9.较佳地，所述预设光为uv光，所述光敏胶层为uv解粘胶或uv固化胶，所述预设光可降低或增加所述光敏胶层的粘结力。
10.本发明还公开了一种基于光波导的芯片筛选转移方法，包括：提供一承载有若干芯片的承载基板，所述芯片具有相对的第一面和第二面，若干所述芯片的第一面通过第一胶层粘接在所述承载基板上，所述光波导片上的所述出光位置与所述承载基板上的所述芯片位置对应；提供如上所述的转移载板；将所述转移载板的第一面通过所述光敏胶层与所述芯片的第二面粘接，所述光波导片的所述出光位置与所述承载基板上芯片对位设置；获取所述承载基板上预选芯片的位置，控制所述光波导片上与所述预选芯片的位置对应的出光位置输出所述预设光以改变所述预选芯片第二面处所述光敏胶层的粘结力，所述第一胶层的粘结力介于所述光敏胶层粘结力改变前后的粘结力之间，以使所述第一胶层与所述光敏胶层的粘结力大小反转；将所述转移载板的第一面与所述承载基板相对远离。
11.较佳地，所述第一胶层粘结力大于粘结力未改变的所述光敏胶层的粘结力；“控制所述光波导片上与所述预选芯片的位置对应的出光位置输出所述预设光以改变所述预选芯片第二面处光敏胶层的粘结力”具体为：控制所述光波导片上与所述预选芯片位置对应的出光位置输出预设光以增加所述光敏胶层的粘结力，以使所述第一胶层的粘结力小于粘结力改变后的所述光敏胶层的粘结力。
12.较佳地，所述第一胶层粘结力小于粘结力未改变的所述光敏胶层的粘结力；“控制所述光波导片上与所述预选芯片的位置对应的出光位置输出所述预设光以改变所述预选芯片第二面处光敏胶层的粘结力”具体为：控制所述光波导片上与所述预选芯片的位置对应的出光位置输出预设光以降低所述光敏胶层的粘结力，以使所述第一胶层的粘结力大于粘结力改变后的光敏胶层的粘结力。
13.较佳地，所述转移载板还包括透明基板，所述透明基板具有相对的第一面和第二面，所述透明基板的第一面设有所述光敏胶层，所述光波导片与所述透明基板分离设置或者所述光波导片与所述透明基板固定在一起，且所述光波导片的出光面朝向所述透明基板的第二面，并其输出的预设光穿过所述透明基板照射在所述预选芯片处的光敏胶层上，以改变所述预选芯片处光敏胶层的粘结力。
14.较佳地，所述转移载板的承载本体由所述光波导片组成，所述光波导片的出光面为所述转移载板的第一面，所述光波导片输出的预设光直接照射在所述预选芯片处的光敏胶层上，以改变所述预选芯片处所述光敏胶层的粘结力。
15.本发明还公开了又一种基于光波导的芯片筛选转移方法，包括：提供如上所述的转移载板，所述转移载板设有光敏感层的第一面上粘接有若干芯片，所述芯片具有相对的第一面和第二面，所述芯片的第一面通过光敏胶层粘接在所述转移载板的第一面上，所述转移载板上的出光位置分别与芯片位置对应；提供转移基板，所述转移基板的第一面上设置有第二胶层；将所述转移基板的第一面通过所述第二胶层与所述芯片的第二面粘接；获取所述转移载板上预选芯片的位置，控制所述光波导片上与所述预选芯片的位置对应的出光位置输出预设光，预设光照射在预选芯片第一面处光敏胶层上，以改变所述预选芯片第一面处光敏胶层的粘结力，所述第二胶层的粘结力介于所述光敏胶层粘结力改变前后的粘结力之间，以使所述第二胶层与所述光敏胶层的粘结力大小反转。
16.与现有技术相比，本发明使用具有光波导片的载板作为转移载板，光波导片可选
择性地产生面积小、精准度高的出光位置改变转移载板第一面上光敏胶层的粘结力，使得该转移载板的光敏胶层可针对性的获取筛选转移的芯片，可用于micro led芯片、mini led芯片这类体积小的芯片筛选转移。再者，本发明的转移载板可同时转移多个芯片，甚至实现承载基板上芯片的一次性筛选转移，工作效率高。
附图说明
17.图1是本发明第一实施例中基于光波导的芯片筛选转移方法的流程图。
18.图2是本发明第二实施例中基于光波导的芯片筛选转移方法的流程图。
19.图3是本发明第三实施例中基于光波导的芯片筛选转移方法的流程图。
20.图4是本发明第四实施例中基于光波导的芯片筛选转移方法的流程图。
21.图5是本发明第五实施例中基于光波导的芯片筛选转移方法的流程图。
22.图6是本发明第一实施例中转移载板的结构图。
23.图7是本发明第四实施例中转移载板的结构图。
24.图8是本发明区别于第四实施例的转移载板的结构图。
25.图9是本发明光波导片的平面结构图。
26.图10是本发明光波导片的另一结构图。
具体实施方式
27.为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
28.参考图1，在本发明第一实施例中，公开了一种基于光波导的芯片筛选转移方法，包括：
29.(a)提供一承载有若干芯片20的承载基板10，所述芯片20具有相对的第一面和第二面，若干所述芯片20的第一面通过第一胶层21粘接在所述承载基板10上。其中，该承载基板10可以为蓝宝石衬底、蓝膜等结构。
30.(b)提供转移载板30，所述转移载板30包括光波导片31，参考图9，所述光波导片31具有出光区域302，出光区域302上具有与承载基板10上芯片20位置对应的若干可输出预设光的出光位置311，若干所述出光位置311分别独立可控，所述转移载板30的第一面设有光敏胶层32，所述预设光从所述转移载板30的第一面输出后可改变该出光位置311所对应的所述光敏胶层32的粘结力(黏性)。
31.(c)将所述转移载板30的第一面通过所述光敏胶层32与所述芯片20的第二面粘接，且所述光波导片31的出光位置311与所述承载基板10上芯片20对位设置。
32.(d)获取所述承载基板10上预选芯片20’的位置，控制所述光波导片31上与所述预选芯片20’的位置对应的出光位置311输出预设光，预设光照射在预选芯片20’第二面处光敏胶层32上，以改变所述预选芯片20’第二面处光敏胶层32的粘结力，所述第一胶层21的粘结力介于所述光敏胶层32粘结力改变前后的粘结力之间，以使所述第一胶层21与所述光敏胶层32的粘结力大小反转。本实施例中，预设光为uv光，光敏胶层32为uv固化胶，在预设光输出前，预选芯片20’第一面处第一胶层21的粘结力大于光敏胶层32的粘结力，预设光输出至光敏胶层32且固化后，光敏胶层32的粘结力增加并使得预选芯片20’第二面处光敏胶层
32的粘结力大于第一胶层21的粘结力。
33.(e)将所述转移载板30向与所述承载基板10背离的方向移动，此时，预选芯片20’第一面与承载基板10相对远离，预选芯片20’通过光敏胶层32被粘结在转移载板30的第一面上，除预选芯片20’的其他芯片20的第二面与转移载板30的第一面分离，并继续粘接在承载基板10上。当然，也可以拿起整个转移载板30和承载基板10后，再取下承载基板10，以使得转移载板30和承载基板10相对远离。
34.本实施例中，预选芯片20’为筛选出来需要转移的芯片。
35.本实施例步骤(d)中，可以在获取承载基板10上所有预选芯片20’的位置后，控制光波导片31在与所有预选芯片20’位置对应的出光位置311同时输出预设光，从而同时改变所有预选芯片20’处光敏胶层32的粘结力，以助于步骤(e)中同时实现所有预选芯片20的筛选转移。其中，预选芯片20’的位置信息可以由自动光学检测设备、其他检测设备或者上位机提供。当然，也可以分批次的获取预选芯片20’的位置，分时间控制对应的出光位置311输出预设光。
36.本实施例中，选择了部分芯片20作为预选芯片20’，当然也可以选择所有芯片20作为预选芯片20’以实现承载基板10上芯片20的全转移。
37.参考图1，本实施例中，第一胶层21是对应各个所述芯片20的胶点阵列，在其他的一些实施例中，第一胶层21也可以是涂覆或粘贴于承载基板10用于粘接芯片20一侧的整个表面。
38.参考图1和图6，本实施例中，转移载板30的承载本体由光波导片31的本体构成，所述光敏胶层32形成于所述光波导片31的出光位置311上，光波导片31的出光面为转移载板30的第一面。
39.参考图9和图10，本实施例中的光波导片31包括导光板303、光波导耦合器和矩阵光源314，导光板303内具有进行光传导的光波导结构，导光板303的出光面具有耦入区域301和出光区域302，光波导耦合器设置在耦入区域301，若干的出光位置311位于所述出光区域，矩阵光源314上具有与承载基板10上芯片30位置对应的光源输出点，用于输出预设光。光波导耦合器在耦入区域301将矩阵光源314输出的预设光输送至导光板303的对应光波导结构中，光波导结构内具有互不干扰的光波导线路312，光波导线路312将耦入区域301输入的预设光传输至出光区域302中对应的出光位置311，以在出光位置311形成出光点，从而将光定向输出。其中，光波导结构和光波导耦合器的结构已为本领域技术人员所公知，在此不予详述。本实施例可依据预选芯片20的位置控制矩阵光源314对应的光源输出点输出光来分别控制哪些出光位置311输出预设光。
40.本实施例中，矩阵光源314为紫外光矩阵光源，该紫外光矩阵光源与芯片一一对应。其中，一个出光位置311对应一个芯片20也可以对应多个芯片20，一个出光位置311可以形成一个出光点也可以形成多个出光点。一个芯片20对应一个出光点，也可以对应多个出光点。一个芯片20对应一个出光点时，可通过一个出光点改变芯片20第二面处光敏胶层32的粘结力。在其他一些实施例中，一个芯片20可以对应多个出光点，通过多个出光点共同改变芯片20第二面处光敏胶层32的粘结力。
41.本实施例中，每一光波导线路312对应一个出光位置311，本发明通过互不干扰光波导线路进行出光位置311的独立可控。
42.当然，本发明采用的光波导片31是具有与承载基板10上芯片20对应且可独立控制的出光位置311的光波导片31，并不限于上述结构。
43.本实施例中，所述预设光为uv光(紫外光)，光敏胶层32为uv固化胶。当然，预设光也可以为其他光，此时，光敏胶层32由其他对该预设光敏感以可改变其粘结力(粘性)的胶水固化而成。
44.本实施例中，所述芯片20为led芯片20，例如micro led或者mini led。当然，该芯片20也可以为其他芯片。
45.本实施例中，所述光敏胶层32全覆盖于所述转移载板30的第一面上，当然，光敏胶层32也可以仅仅覆盖于转移载板30的所有出光位置311上，以形成胶点阵列，或者全覆盖于在转移载板30的出光区域302上。
46.参考图2，为本发明第二实施例，区别于第一实施例，在本发明第二实施例中，预设光为uv光，光敏胶层32为uv解粘胶，在预设光输出前，预选芯片20’第一面处第一胶层21的粘结力小于光敏胶层32的粘结力，预设光输出后可降低光敏胶层32的粘结力，使得预选芯片20’第一面处第一胶层21的粘结力大于光敏胶层32的粘结力。
47.故，区别于第一实施例，在步骤(e)将所述转移载板30与所述承载基板10相对远离后，除去预选芯片20’外的其他芯片20的第一面与承载基板10分离，并被粘结在转移载板30上，预选芯片20’的第二面与转移载板30的第一面分离，并依旧粘接在承载基板10的第一面上。
48.本实施例中，预选芯片20’为需要继续保留的芯片，除去预选芯片20’外的其他芯片为筛选出来需要转移的芯片。
49.参考图3，为本发明第三实施例，区别于上述实施例，在本实施例中，所述光敏胶层32通过胶点矩阵的形式设于所述转移载板30的第一面上。光敏胶层32的这种形态也可以用于下列其他实施例中，不限于第一实施例和第二实施例。
50.参考图4和图7，为本发明第四实施例，区别于第一实施例，在本实施例中，所述转移载板30a还包括透明基板33，所述透明基板33具有相对的第一面和第二面，所述透明基板33的第一面设有所述光敏胶层32，所述光波导片31与所述透明基板33第二面分离设置。透明基板33的第一面为转移载板30a的第一面。
51.本实施例中，透明基板33为玻璃基板，当然透明基板33也可以为其他透明基板。
52.参考图4中的步骤(c)，工作时，可先将透明基板33的第二面与光波导片31出光的一侧对位组接后，将透明基板33的第一面对位粘贴在芯片20的第二面上，也可以先将透明基板33的第一面对位粘贴在芯片20的第二面上，再将透明基板33的第二面与光波导片31出光的一侧对位组接。
53.本实施例中，预设光为增加光敏胶层32的光。在步骤(d)中，控制光波导片31上与所述预选芯片20’的位置对应的出光位置311输出预设光以增加光敏胶层32的粘结力，并使得预选芯片20’第一面处第一胶层21的粘结力小于光敏胶层32的粘结力。
54.在步骤(e)中，将转移载板30的第一面与所述承载基板10分离，可以同时或者先后移动光波导片31和透明基板33。
55.当然，参考图8，转移载板30c中，光波导片31和透明基板33也可以固定在一起，并使得光波导片31的出光面朝向所述透光基板33的第二面。
56.参考图5，为本发明第五实施例，本实施例公开了一种基于光波导的芯片筛选转移方法，包括：
57.(a)提供一粘接有若干芯片20的转移载板30，所述芯片20具有相对的第一面和第二面，若干所述芯片20的第一面通过光敏胶层32粘接在所述转移载板30的第一面上，转移载板30的结构如上所述，且转移载板30上出光位置311分别与芯片20位置对应。
58.(b)提供转移基板40，所述转移基板40的第一面上设置有第二胶层34。
59.(c)将所述转移基板40的第一面通过所述第二胶层34与所述芯片20的第二面粘接。
60.(d)获取所述转移载板30上预选芯片20’的位置，控制所述光波导片31上与所述预选芯片20’的位置对应的出光位置311输出预设光，预设光照射在预选芯片20’第一面处光敏胶层32上，以改变所述预选芯片20’第一面处光敏胶层32的粘结力，所述第二胶层34的粘结力介于所述光敏胶层32粘结力改变前后的粘结力之间，以使所述第二胶层34与所述光敏胶层32的粘结力大小反转。本实施例中，预设光为uv光，光敏胶层32为uv解粘胶，在预设光输出前，预选芯片20’第二面处第二胶层34的粘结力小于光敏胶层32的粘结力，预设光输出且固化后，预设光降低光敏胶层32的粘结力并使得预选芯片20’第一面处光敏胶层32的粘结力小于第二胶层34的粘结力。
61.(e)将所述转移基板40向与所述转移载板30背离的方向移动(或者反过来将转移载板30向与转移基板40背离的方向移动)，此时，预选芯片20’第一面与转移载板30分离，并被粘结在转移基板40上，除预选芯片20’的其他芯片20的第二面与转移基板40的第一面分离，并继续粘接在承载基板10上。
62.本实施例中，预选芯片20’为筛选出来需要转移的芯片。
63.当然，在又一实施例中，光敏胶层32也可以为uv固化胶，在预设光输出前，预选芯片20’第二面处第二胶层34的粘结力大于光敏胶层32的粘结力，预设光输出后，预设光增加光敏胶层32的粘结力并使得预选芯片20’第一面处光敏胶层32的粘结力大于第二胶层34的粘结力，此时将所述转移基板40向与所述转移载板30背离的方向移动(或者反过来将转移载板30向与转移基板40背离的方向移动)，除去预选芯片20’外的其他芯片20的第一面与转移载板30的第一面分离，并被粘结在转移基板40上，预选芯片20’的第二面与转移基板40的第一面分离，并继续粘接在转移载板30上。光敏胶层32为uv固化胶的实施例中，预选芯片20’为筛选出来不需要转移的芯片。
64.以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。