一种基于卷绕工艺的微器件激光剥离巨量转移装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于半导体技术领域，并具体公开了一种基于卷绕工艺的微器件激光剥离巨量转移装置及方法，其包括微器件剥离转移模块、辅助载带模块、过渡载带模块、转印载带模块、基板承载模块、微器件补缺模块、固化模块、封装模块及基板搬运模块，微器件剥离转移模块用于实现微器件的检测及剥离；辅助载带模块用于粘附剥微器件；过渡载带模块用于拾取微器件，并将其转移至转印载带模块；转印载带模块用于拾取微器件，并将其转移至基板承载模块；基板承载模块用于将微器件送入补缺模块、固化模块、封装模块、基板搬运模块中实现补缺、固化、封装及上下料。通过本发明专利技术，利用卷绕工艺和激光技术实现微器件的巨量转移，具有生产效率高、生产成本低等优点。

A huge transfer device and method for laser stripping of micro devices based on winding technology

【技术实现步骤摘要】
一种基于卷绕工艺的微器件激光剥离巨量转移装置及方法
本专利技术属于半导体
，更具体地，涉及一种基于卷绕工艺的微器件激光剥离巨量转移装置及方法。
技术介绍
Micro-LED技术，即LED微缩化和矩阵化技术，指的是在一个晶片上集成高密度微小尺寸的LED阵列，如LED显示屏每一个像素可定址、单独驱动点亮，可看成是LED显示屏的微缩版，将像素点距离从毫米级降低至微米级。Micro-LED优点表现的很明显，它继承了无机LED的高效率、高亮度、高可靠度及反应时间快等特点，并且具自发光无需背光源的特性，更具节能、机构简易、体积小、薄型等优势。除此之外，因为微器件尺寸极小，非常容易实现超高解析度，其解析度可轻松达到1500ppi以上。同时，相比于OLED，色彩的准确度更高且具由更长的寿命以及更高的亮度。在Micro-LED显示屏制备中，首先需要的CMOS集成电路制造工艺制成LED显示驱动电路，然后将Micro-LED搬运到显示驱动电路上，行成Micro-LED阵列。现有的晶片转移技术一般是采用机械手拾取晶片，然后再转移到目标基板上，而一个Micro-LED显示屏需要有数以百万计的Micro-LED晶片，传统方法效率过低，无法满足Micro-LED显示屏制备中微器件巨量转移的要求。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种基于卷绕工艺的微器件激光剥离巨量转移装置及方法，其通过对关键组件如微器件剥离转移模块、辅助载带模块、过渡载带模块、转印载带模块、基板承载模块、微器件补缺模块、固化模块、封装模块及基板搬运模块的结构及具体装配关系的研究与设计，以利用卷绕工艺和激光剥离技术实现了微器件的巨量转移，有效的提高了生产效率，降低了生产成本。为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提出了一种基于卷绕工艺的微器件激光剥离巨量转移装置，其包括微器件剥离转移模块、辅助载带模块、过渡载带模块、转印载带模块、基板承载模块、微器件补缺模块、固化模块、封装模块以及基板搬运模块，其中：所述微器件剥离转移模块位于所述辅助载带模块左侧的上方，用于实现微器件的检测及剥离；所述辅助载带模块用于粘附剥离下来的微器件，并使其均匀排列，然后转移至过渡载带模块上；所述过渡载带模块位于所述辅助载带模块右侧的上方，其用于从辅助载带模块上连续拾取微器件，并将微器件转移至转印载带模块上；所述转印载带模块位于过渡载带模块的右侧，其用于从过渡载带模块上连续拾取微器件，并将微器件转移至基板承载模块上；所述基板承载模块位于转印载带模块的下方，其用于接收从转印载带模块转移过来的微器件，并依次送入微器件补缺模块、固化模块、封装模块中；所述微器件补缺模块、固化模块、封装模块和基板搬运模块均设置在转印载带模块的右侧，并从左至右依次设置，分别用于补缺、固化、封装及上下料。作为进一步优选的，所述微器件剥离转移模块包括晶元盘自动换盘单元、激光扫描移动单元、转移激光扫描单元、转移激光剥离单元、晶元盘移动单元和扫描视觉单元，所述晶元盘自动换盘单元布置于晶元盘移动单元的后方，用于将晶元盘装入晶元盘移动单元上方的晶元盘托盘上，所述转移激光扫描单元与转移激光剥离单元布置于晶元盘的上方，分别用于弱化晶元盘上微器件与晶元盘的粘结强度以及将微器件从晶元盘上剥离，所述转移激光扫描单元与激光扫描移动单元相连，所述扫描视觉单元位于晶元盘的下方，用于检测微器件的质量并标识不良微器件。作为进一步优选的，所述辅助载带模块包括辅助放料卷、对辊、惰辊、辅助载带、辅助视觉单元、辅助激光扫描单元、辅助激光剥离单元及辅助收料卷，所述辅助载带首尾绕卷在辅助放料卷和辅助收料卷上，其表面带有胶层，实现微器件的稳定粘附，并配合微器件剥离转移模块使得微器件在辅助载带上均匀排列，所述辅助放料卷、对辊、惰辊、辅助视觉单元、辅助激光扫描单元、辅助激光剥离单元及辅助收料卷沿着辅助载带进给方向顺序依次布置，其中对辊位于辅助载带的两侧，用于驱动辅助载带进给，惰辊位于辅助载带的下方，用于支撑辅助载带并调整辅助载带跨距布局，辅助视觉单元位于辅助载带的上方，用于检测辅助载带的运行速度，辅助激光扫描单元位于辅助载带的下方，用于弱化微器件与辅助载带的粘结强度，辅助激光剥离单元位于辅助载带的下方，用于将微器件从辅助载带上剥离。作为进一步优选的，所述过渡载带模块包括过渡放料卷、过渡收料卷、设于过渡放料卷和过渡收料卷之间的过渡辊、过渡载带以及过渡激光剥离单元，其中，所述过渡载带绕过过渡辊并且首尾绕卷在过渡放料卷和过渡收料卷上，其表面带有胶层，所述过渡激光剥离单元设于过渡辊内，用于发射激光以实现将微器件从过渡载带上剥离，所述过渡辊圆柱面上设计有允许过渡激光剥离单元发出的激光穿过的狭缝，该过渡辊的下方靠近辅助载带，右侧靠近转印载带模块，以实现从辅助载带上连续拾取微器件，再将微器件转移到转印载带模块上。作为进一步优选的，所述转印载带模块包括转印放料卷、转印压辊、转印视觉单元、转印惰辊、转印激光扫描单元、转印激光剥离单元、转印载带及转印收料卷，其中，所述转印载带首尾绕卷在转印放料卷和转印收料卷上，其表面带有胶层，所述转印放料卷、转印压辊、转印视觉单元、转印惰辊、转印激光扫描单元、转印激光剥离单元与转印收料卷在空间上沿着转印载带进给方向依次顺序布置，转印压辊设于转印载带的上方，用于调整过渡载带与转印载带的间距，以实现微器件从过渡载带到转印载带的稳定转移，转印视觉单元设于转印载带的下方，用于检测转印载带的运行速度，转印惰辊设于转印载带的上方，用于支撑转印载带并调整转印载带跨距布局，转印激光扫描单元设于转印载带的上方，用于弱化微器件与转印载带的粘结强度，转印激光剥离模块设于转印载带的上方，用于实现将微器件从转印载带上剥离。作为进一步优选的，所述基板承载模块包括XYZ模组、基板底座、调节组件、基板支撑板以及基板视觉单元，其中，所述基板底座布置在XYZ模组上，基板支撑板通过调节组件与所述基板底座相连，该基板支撑板上设置有基板，用于接收从转印载带上剥离下来的微器件，所述基板视觉单元设于基板的上方，用于实现基板上附着的微器件阵列的一致性检测。作为进一步优选的，所述微器件剥离转移模块的转移激光单元优选可同时发射三束独立可控的激光束，分别为第一激光束、第二激光束和第三激光束，三束激光等间隔分布且间隔可调；晶元盘优选包括第一晶元盘、第二晶元盘和第三晶元盘，三个晶元盘等间隔分布，三束独立可控的激光束分别作用于三个晶元盘，第一晶元盘上装有第一类微器件，第二晶元盘上装有第二类微器件，第三晶元盘上装有第三类微器件，三类微器件具有相同的尺寸规格，第一类微器件、第二类微器件和第三类微器件分别为三种微器件，三种微器件在激光束作用下被转移到辅助载带上，并形成均匀间隔排布；晶元盘托盘优选包括第一晶元盘托盘、第二晶元盘托盘和第三晶元盘托盘；晶元盘移动单元优选包括第一晶元盘移动单元、第二晶元盘移动单元和第三晶元盘移动单元，三个移动单元均有独立的平面内XY移动自由度。作为进一步优选的，通过以下方式保证本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于卷绕工艺的微器件激光剥离巨量转移装置，其特征在于，包括微器件剥离转移模块(10)、辅助载带模块(20)、过渡载带模块(30)、转印载带模块(40)、基板承载模块(50)、微器件补缺模块(60)、固化模块(70)、封装模块(80)以及基板搬运模块(90)，其中：/n所述微器件剥离转移模块(10)位于所述辅助载带模块(20)左侧的上方，用于实现微器件的检测及剥离；/n所述辅助载带模块(20)用于粘附剥离下来的微器件，并使其均匀排列，然后转移至过渡载带模块(30)上；/n所述过渡载带模块(30)位于所述辅助载带模块(20)右侧的上方，其用于从辅助载带模块(20)上连续拾取微器件，并将微器件转移至转印载带模块(40)上；/n所述转印载带模块(40)位于过渡载带模块(30)的右侧，其用于从过渡载带模块(30)上连续拾取微器件，并将微器件转移至基板承载模块(50)上；/n所述基板承载模块(50)位于转印载带模块(40)的下方，其用于接收从转印载带模块(40)转移过来的微器件，并依次送入微器件补缺模块(60)、固化模块(70)、封装模块(80)中；/n所述微器件补缺模块(60)、固化模块(70)、封装模块(80)和基板搬运模块(90)均设置在转印载带模块(40)的右侧，并从左至右依次设置，分别用于补缺、固化、封装及上下料。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于卷绕工艺的微器件激光剥离巨量转移装置，其特征在于，包括微器件剥离转移模块(10)、辅助载带模块(20)、过渡载带模块(30)、转印载带模块(40)、基板承载模块(50)、微器件补缺模块(60)、固化模块(70)、封装模块(80)以及基板搬运模块(90)，其中：
所述微器件剥离转移模块(10)位于所述辅助载带模块(20)左侧的上方，用于实现微器件的检测及剥离；
所述辅助载带模块(20)用于粘附剥离下来的微器件，并使其均匀排列，然后转移至过渡载带模块(30)上；
所述过渡载带模块(30)位于所述辅助载带模块(20)右侧的上方，其用于从辅助载带模块(20)上连续拾取微器件，并将微器件转移至转印载带模块(40)上；
所述转印载带模块(40)位于过渡载带模块(30)的右侧，其用于从过渡载带模块(30)上连续拾取微器件，并将微器件转移至基板承载模块(50)上；
所述基板承载模块(50)位于转印载带模块(40)的下方，其用于接收从转印载带模块(40)转移过来的微器件，并依次送入微器件补缺模块(60)、固化模块(70)、封装模块(80)中；
所述微器件补缺模块(60)、固化模块(70)、封装模块(80)和基板搬运模块(90)均设置在转印载带模块(40)的右侧，并从左至右依次设置，分别用于补缺、固化、封装及上下料。


2.如权利要求1所述的基于卷绕工艺的微器件激光剥离巨量转移装置，其特征在于，所述微器件剥离转移模块(10)包括晶元盘自动换盘单元(11)、激光扫描移动单元(12)、转移激光扫描单元(13)、转移激光剥离单元(14)、晶元盘移动单元(17)和扫描视觉单元(18)，所述晶元盘自动换盘单元(11)布置于晶元盘移动单元(17)的后方，用于将晶元盘(15)装入晶元盘移动单元(17)上方的晶元盘托盘(16)上，所述转移激光扫描单元(13)与转移激光剥离单元(14)布置于晶元盘(15)的上方，分别用于弱化晶元盘上微器件与晶元盘的粘结强度以及将微器件从晶元盘上剥离，所述转移激光扫描单元(13)与激光扫描移动单元(12)相连，所述扫描视觉单元(18)位于晶元盘(15)的下方，用于检测微器件的质量并标识不良微器件。


3.如权利要求1所述的基于卷绕工艺的微器件激光剥离巨量转移装置，其特征在于，所述辅助载带模块(20)包括辅助放料卷(21)、对辊(22)、惰辊(23)、辅助载带(24)、辅助视觉单元(25)、辅助激光扫描单元(26)、辅助激光剥离单元(27)及辅助收料卷(28)，所述辅助载带(24)首尾绕卷在辅助放料卷(21)和辅助收料卷(28)上，其表面带有胶层，实现微器件的稳定粘附，并配合微器件剥离转移模块(10)使得微器件在辅助载带(24)上均匀排列，所述辅助放料卷(21)、对辊(22)、惰辊(23)、辅助视觉单元(25)、辅助激光扫描单元(26)、辅助激光剥离单元(27)及辅助收料卷(28)沿着辅助载带(24)进给方向顺序依次布置，其中对辊(22)位于辅助载带(24)的两侧，用于驱动辅助载带(24)进给，惰辊(23)位于辅助载带(24)的下方，用于支撑辅助载带(24)并调整辅助载带(24)跨距布局，辅助视觉单元(25)位于辅助载带(24)的上方，用于检测辅助载带的运行速度，辅助激光扫描单元(26)位于辅助载带(24)的下方，用于弱化微器件与辅助载带(24)的粘结强度，辅助激光剥离单元(27)位于辅助载带(24)的下方，用于将微器件从辅助载带(24)上剥离。


4.如权利要求1所述的基于卷绕工艺的微器件激光剥离巨量转移装置，其特征在于，所述过渡载带模块(30)包括过渡放料卷(31)、过渡收料卷(32)、设于过渡放料卷(31)和过渡收料卷(32)之间的过渡辊(35)、过渡载带(33)以及过渡激光剥离单元(34)，其中，所述过渡载带(33)绕过过渡辊(35)并且首尾绕卷在过渡放料卷(31)和过渡收料卷(32)上，其表面带有胶层，所述过渡激光剥离单元(34)设于过渡辊(35)内，用于发射激光以实现将微器件从过渡载带(33)上剥离，所述过渡辊(35)圆柱面上设计有允许过渡激光剥离单元(34)发出的激光穿过的狭缝，该过渡辊(35)的下方靠近辅助载带(24)，右侧靠近转印载带模块(40)，以实现从辅助载带(24)上连续拾取微器件，再将微器件转移到转印载带模块(40)上。


5.如权利要求1所述的基于卷绕工艺的微器件激光剥离巨量转移装置，其特征在于，所述转印载带模块(40)包括转印放料卷(41)、转印压辊(42)、转印视觉单元(43)、转印惰辊(44)、转印激光扫描单元(45)、转印激光剥离单元(46)、转印载带(47)及转印收料卷(48)，其中，所述转印载带(47)首尾绕卷在转印放料卷(41)和转印收料卷(48)上，其表面带有胶层，所述转印放料卷(41)、转印压辊(42)、转印视觉单元(43)、转印惰辊(44)、转印激光扫描单元(45)、转印激光剥离单元(46)与转印收料卷(48)在空间上沿着转印载带(47)进给方向依次顺序布置，转印压辊(42)设于转印载带(47)的上方，用于调整过渡载带(33)与转印载带(47)的间距，以实现微器件从过渡载带(33)到转印载带(47)的稳定转移，转印视觉单元(43)设于转印载带(47)的下方，用于检测转印载带的运行速度，转印惰辊(44)设于转印载带(47)的上方，用于支撑转印载带(47)并调整转印载带(47)跨距布局，转印激光扫描单元(45)设于转印载带(47)的上方，用于弱化微器件与转印载带(47)的粘结强度，转印激光剥离模块(46)设于转印载带(47)的上方，用于实现将微器件从转印载带(47)上剥离。


6.如权利要求1所述的基于卷绕工艺的微器件激光剥离巨量转移装置，其特征在于，所述基板承载模块(50)包括XYZ模组(51)、基板底座(52)、调节组件(53)、基板支撑板(54)以及基板视觉单元(56)，其中，所述基板底座(52)布置在XYZ模组(51)上，基板支撑板(54)通过调节组件(53)与所述基板底座(52)相连，该基板支撑板(54)上设置有基板(55)，用于接收从转印载带(47)上剥离下来的微器件，所述基板视觉单元(56)设于基板(55)的上方，用于实现基板(55)上附着的微器件阵列的一致性检测。


7.如权利要求1所述的基于卷绕工艺的微器件激光剥离巨量转移装置，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建魁，尹周平，金一威，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42