一种柔性可拉伸的Micro-LED巨量转移装置和方法制造方法及图纸

一种柔性可拉伸的Micro‑LED巨量转移装置，包括转移基板和承接单元；所述转移基板包括柔性单元、热敏感胶、晶片和晶片焊盘，所述柔性单元设置有电热单元，所述电热单元的表面粘结有所述热敏感胶，所述热敏感胶的表面粘结有多个所述晶片，所述晶片附带有多个所述晶片焊盘；所述承接单元包括接受基板及分布于所述接受基板的金属凸点；所述金属凸点与所述晶片焊盘一一对应。本发明专利技术解决现有Micro‑LED巨量转移效率低、可控性差和工艺流程复杂等问题，在保证精准度和良率之外，在选择性释放的同时实现可控分散晶片间隔距离的要求，进一步满足了低成本、易操作、高效率、高柔性并简化工艺等需求。

【技术实现步骤摘要】
一种柔性可拉伸的Micro-LED巨量转移装置和方法
本专利技术涉及半导体光电
，尤其涉及一种柔性可拉伸的Micro-LED巨量转移装置和方法。
技术介绍
在本世纪初来自德州理工大学的研究者提出Micro-LED的概念之后，研究机构和厂商相继加大了对该技术开发的研究。Micro-LED及其衍生的技术指将传统的LED进行微小化、薄膜化、阵列化，从而得以将密排的小尺寸集成在尺寸在1μm～10μm的各个芯片上，再分批次选择并转移到显示基板上，通过物理沉积制作出电极和保护层，再进行封装。与传统LED、OLED显示技术相比，其具有高发光效率、高对比度、高色彩饱和度、长寿命等优势，可用于解决原有显示设备产生的眩晕、穿戴不适等市场痛点。然而，在量产化过程中，其面临着巨量(规模化)转移、全彩化、微浓缩技术等技术阻碍。巨量转移作为一大关键工艺，要求在平方厘米级大小的晶体管面板上，均匀焊接固定成千上万个RGB三色晶片阵列，以实现全彩显示，且在转移过程中要求装备能够根据目标基板的显示需求，将同一转移批次的晶片间隔进行均匀分散后选择性释放。如此大批量的精细转移，要求开发更为高效、高精准度的工艺技术。现有工艺链上的巨量转移方法，主要是(1)激光、超声波剥离技术，其具体过程是：用附着有弹性膜的转移基板粘结晶片，之后用图案化激光/超声换能器定点使薄膜凸起，在重力的作用下选择性地释放晶片，并且同时起到扩大晶片间隔距离的作用，如美国专利US8056222B2和US9161448B2等，然而该技术需要用到的图案化激光或者超声技术成本较高，且激光剥离容易造成晶片的损伤。(2)流体自组装技术，利用流体如气体、液体的干预，让Micro-LED落入预制的特殊结构中，达到自组装效果，但因为流体可控性不强而导致精准度难以把握。柔性材料，例如水凝胶，可通过调控其组分，达到高韧性、可拉伸性的优异性能，可在上述选择性释放技术和晶片距离的可控均匀分散过程中发挥优势。然而在选择性释放过程中，已有的技术中没有将柔性材料应用在该工艺过程中。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对
技术介绍
中的缺陷，提出一种柔性可拉伸的Micro-LED巨量转移装置和方法，以解决现有Micro-LED巨量转移效率低、可控性差和工艺流程复杂等问题，在保证精准度和良率之外，在选择性释放的同时实现可控分散晶片间隔距离的要求，进一步满足了低成本、易操作、高效率、高柔性并简化工艺等需求。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种柔性可拉伸的Micro-LED巨量转移装置，包括转移基板和承接单元；所述转移基板包括柔性单元、热敏感胶、晶片和晶片焊盘，所述柔性单元设置有电热单元，所述电热单元的表面粘结有所述热敏感胶，所述热敏感胶的表面粘结有多个所述晶片，所述晶片附带有多个所述晶片焊盘；所述承接单元包括接受基板及分布于所述接受基板的金属凸点；所述金属凸点与所述晶片焊盘一一对应。优选的，所述柔性单元包括上下两层水凝胶层及以三明治层压式于所述水凝胶层之间的弹性层；所述柔性单元上还设置有屈曲结构的导线；所述电热单元与所述水凝胶层稳固接触，且其两端连接所述导线。优选的，所述水凝胶层由物理交联的耗散聚合物网络结构和共价交联的可拉伸聚合物网络结构构成；所述可拉伸聚合物网络结构被共价接枝于所述弹性层。优选的，物理交联的耗散聚合物网络结构由藻酸盐、壳聚糖和透明质酸构成；共价交联的可拉伸聚合物网络结构由聚丙烯酰胺、聚乙二醇和聚乙烯醇构成；所述可拉伸聚合物网络结构通过二苯甲酮共价接枝于所述弹性层。优选的，还包括夹持单元，所述夹持单元围绕设置于所述柔性单元的边缘。优选的，所述热敏感胶为聚羟基醚聚合物。优选的，所述接受基板为嵌入式器件。一种柔性可拉伸的Micro-LED巨量转移方法，包括使用所述一种柔性可拉伸的Micro-LED巨量转移装置进行转移，具体步骤如下：步骤A：转移基板在Micro-LED生长晶圆上取下相邻排列的晶片矩阵，并将其转移到接受基板上方；步骤B：根据晶片矩阵上的固晶位点的间距及所需释放的图形图案，通过夹持单元多维拉伸柔性单元，使所述柔性单元发生平面拉伸变形；步骤C：使转移基板靠近所述接受基板，令晶片焊盘与金属凸点接触，根据所需释放的图形图案，使电热单元通电；步骤D：电热单元通电加热热敏感胶，使所述晶片脱离所述热敏感胶，完成释放；步骤E：重复步骤B-步骤D，直至所有晶片完成释放。优选的，夹持单元多维拉伸柔性单元，使所述柔性单元发生平面拉伸变形包括：对柔性单元沿y轴进行一维拉伸；对柔性单元沿xy平面进行二维拉伸。优选的，包括通过比例系数调控所述柔性单元的剪切模量，改变拉伸破坏极限，所述柔性单元受破坏前的拉伸破坏极限为100％-500％；包括使用公式一获取所述比例系数，公式一如下：其中，Th表示水凝胶层的层厚，Te表示弹性层的层厚，R表示比例系数，R的取值范围为0.5-15；包括使用公式二获取柔性单元的剪切模量，公式二如下：其中：G表示柔性单元的剪切模量，Gh表示水凝胶层的剪切模量，Ge表示弹性层的剪切模量；水凝胶层和弹性层的剪切模量根据不同的水凝胶和弹性体的种类进行确定。有益效果：本专利技术解决现有Micro-LED巨量转移效率低、可控性差和工艺流程复杂等问题，在保证精准度和良率之外，在选择性释放的同时实现可控分散晶片间隔距离的要求，进一步满足了低成本、易操作、高效率、高柔性并简化工艺等需求。附图说明图1是本专利技术其中一个实施例的转移基板示意图；图2是本专利技术其中一个实施例的转移装置拉伸过程示意图；图3是本专利技术其中一个实施例的扩大间距并选择性释放Micro-LED晶片过程示意图；图4是本专利技术其中一个实施例的扩大间距并选择性释放Micro-LED晶片过程的俯视图；图5是本专利技术其中一个实施例导线在柔性单元中的两种设置方式的示意图。其中：水凝胶层101；弹性层102；电热单元103；未通电的电热单元103a；通电电热单元103b；导线104；夹持单元201；晶片焊盘202；晶片203；未释放的晶片203a；释放的晶片203b；热敏感胶204；接受基板301；金属凸点302；晶圆401；固晶位点402。具体实施方式下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。本专利技术的一种柔性可拉伸的Micro-LED巨量转移装置，包括转移基板和承接单元；...

【技术保护点】
1.一种柔性可拉伸的Micro-LED巨量转移装置，其特征在于：包括转移基板和承接单元；/n所述转移基板包括柔性单元、热敏感胶、晶片和晶片焊盘，所述柔性单元设置有电热单元，所述电热单元的表面粘结有所述热敏感胶，所述热敏感胶的表面粘结有多个所述晶片，所述晶片附带有多个所述晶片焊盘；/n所述承接单元包括接受基板及分布于所述接受基板的金属凸点；/n所述金属凸点与所述晶片焊盘一一对应。/n

【技术特征摘要】
1.一种柔性可拉伸的Micro-LED巨量转移装置，其特征在于：包括转移基板和承接单元；
所述转移基板包括柔性单元、热敏感胶、晶片和晶片焊盘，所述柔性单元设置有电热单元，所述电热单元的表面粘结有所述热敏感胶，所述热敏感胶的表面粘结有多个所述晶片，所述晶片附带有多个所述晶片焊盘；
所述承接单元包括接受基板及分布于所述接受基板的金属凸点；
所述金属凸点与所述晶片焊盘一一对应。


2.根据权利要求1所述一种柔性可拉伸的Micro-LED巨量转移装置，其特征在于：
所述柔性单元包括上下两层水凝胶层及以三明治层压式于所述水凝胶层之间的弹性层；
所述柔性单元上还设置有屈曲结构的导线；
所述电热单元与所述水凝胶层稳固接触，且其两端连接所述导线。


3.根据权利要求2所述一种柔性可拉伸的Micro-LED巨量转移装置，其特征在于：
所述水凝胶层由物理交联的耗散聚合物网络结构和共价交联的可拉伸聚合物网络结构构成；
所述可拉伸聚合物网络结构被共价接枝于所述弹性层。


4.根据权利要求3所述一种柔性可拉伸的Micro-LED巨量转移装置，其特征在于：
物理交联的耗散聚合物网络结构由藻酸盐、壳聚糖和透明质酸构成；
共价交联的可拉伸聚合物网络结构由聚丙烯酰胺、聚乙二醇和聚乙烯醇构成；
所述可拉伸聚合物网络结构通过二苯甲酮共价接枝于所述弹性层。


5.根据权利要求1所述一种柔性可拉伸的Micro-LED巨量转移装置，其特征在于：
还包括夹持单元，所述夹持单元围绕设置于所述柔性单元的边缘。


6.根据权利要求1所述一种柔性可拉伸的Micro-LED巨量转移装置，其特征在于：
所述热敏感胶为聚羟基醚聚合物。


7.根据权利要求1所述一种柔性可拉伸的Micro-...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈云，丁树权，陈新，高健，刘强，贺云波，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44