微小构造体移载装置、模板头单元、微小构造体移载用模板部件及微小构造体集成部件的移载方法制造方法及图纸

本发明专利技术为一种模板头单元，其包含：模板部件，其在石英玻璃基板上至少具备有机硅类橡胶膜；模板部件保持部件，其具备具有孔的面，该孔用于对前述模板部件的石英玻璃基板面进行真空抽吸；以及，管状部件，其具有排气抽吸孔且与前述模板部件保持部件结合固定，该排气抽吸孔以能够保持真空的状态与前述用于进行真空抽吸的孔连通连接。由此，提供一种能够通过简便的真空卡盘方式稳定地固定的模板部件、能够在短时间内对该模板部件进行更换的模板头单元、以及具备该模板部件、模板头单元的微小构造体移载装置。移载装置。移载装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】微小构造体移载装置、模板头单元、微小构造体移载用模板部件及微小构造体集成部件的移载方法


[0001]本专利技术涉及一种将形成或配置在基板上的半导体元件等微小构造体移载至其他基板的微小构造体移载装置、该移载装置中所使用的模板头单元、微小构造体移载用模板部件及微小构造体集成部件的移载方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着半导体元件的微小化，作为针对使用了半导体元件的电力、电子应用产品的组装手段，使用了模板(日语：
スタンプ
)的微小构造体移载技术受到瞩目(非专利文献1)。特别是热衷于开发一种技术，其通过使用上述技术，一次移载一个或多个甚至几万个大量的迷你LED(短边在100μm以上～数百μm的LED)或微型LED(短边在100μm以下或更进一步在50μ以下)，从而制造用于广告牌、TV(电视)、医疗用、车载、Pad(平板电脑)、智能够型手机、智能够手表等的显示器以及用于AR(增强现实)/VR(虚拟现实)等的LED显示器。
[0003]作为现有技术，在专利文献1中报告了如下内容：能够使用平板的PDMS(聚二甲基硅氧烷)橡胶将大量元件从供给基板输送至接收基板。专利文献2中示出一种使用了具有凸型形状突起的PDMS的复合模板的构造与向模板头固定的方法。图14的(A)、(B)、(C)、(D)分别表示现有技术的专利文献2的图2的(A)、(B)、(C)、(D)。图14的(A)～图14的(C)所示的现有技术的复合模板是非常复杂的构造，其运用了模板、支持层、使用了纤维的强化层及强化环。这些模板的固定，全部都是机械性地或使用真空来固定周边部的方法。因此，包含定位在内，交换作业明显会花费许多时间，而成为量产上的大问题。
[0004]图14的(D)所示的现有技术的模板是通过真空吸附来固定具备模板材料的石英玻璃的构造，该模板材料具有凸型形状突起，与前述图14的(A)～(C)的案例相比为较简便的构造。然而，由于真空吸附部以环状的弹性体构成，在实际反复进行移载动作的量产中，按压至供给基板与接收基板时会产生变形，而产生位置偏离的原因。根据情况真空卡盘有可能脱离。这样，因为固定方法而造成的反复模板动作中的耐久性降低是很大的问题。
[0005]在此，尝试计算实际以微小构造体移载装置制造4K(3840
×
2160像素)的RGB显示器时，需要多少次的移载次数。如果假设使用RGB三种颜色的LED各一个来构成1像素，则要移载3840
×
2160
×
3＝24883200个LED。如果假设一次移载可移载1万个像素(LED：3万个)，则为了制造一台4K
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RGB显示器面板需要约830次的移载。如果设定成一个模板部件能够承受2万次的移载，则计算出一个模板部件只能够制造约24台4K显示器。
[0006]接着，如果假设1次移载需要约5秒，则2万次动作所需的时间是100000秒。据此，约每28小时(100000秒/3600秒)便需要更换一次模板。因此，如果不能够简单地更换模板，则很明显地会使装置的运转率大幅降低。接着，在使用现有技术来进行实际量产的情况下，模板部会连续反复进行移动动
作。由于模板主要是使用橡胶状的材料，所以移载中在装置中产生的颗粒会附着至模板和支持体而成为大问题。颗粒大致上分成两种：来自要移载的微小构造体的转印颗粒与装置内的带电悬浮颗粒。由于附着至模板上的颗粒会大幅降低制造良品率，必须要有颗粒降低对策。现有技术文献专利文献
[0007]专利文献1：美国专利第7943941号说明书。专利文献2：美国专利第7927976号说明书。非专利文献
[0008]非专利文献1：Mattew A.Meitl,Zheng
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Tao Zhu,Vipan Kumar,Keon Jae Lee,Xue Feng,Younggang Y.Huang，Ilesanmi Adesida，Ralph G.Nuzzo和Jonh A.Rogers，“Transfer printing by kinetic control of adhesion to an elastomeric stamp(通过对弹性模板的附着力的动力学控制进行转印)”，Nature Materials Volume 5,33
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38(2006)

技术实现思路

(一)要解决的技术问题
[0009]本专利技术要解决的第1问题涉及一种模板的构造与固定方法。在如上所述的现有技术的构成中，会有模板本身的构造复杂，更换至模板头的作业困难而耗时的问题。另外，现有技术的模板是即使固定至模板头也具有柔软性的构成，而具有固定稳定性低的问题。本专利技术鉴于上述问题点而提供一种能够以简便的真空卡盘方式稳定地固定的模板部件、能够在短时间内更换该模板部件的模板头单元、以及具备该模板部件、模板头单元的微小构造体移载装置。本专利技术要解决的第2问题是带电的悬浮颗粒附着至实际量产动作时的模板的情况。本专利技术提供一种模板部件，其具备用于降低模板和支持体上的颗粒附着的构造。(二)技术方案
[0010]为了解决上述问题点，本专利技术的第1专利技术提供一种模板头单元，其特征在于，包含：模板部件，其在石英玻璃基板上至少具备有机硅类橡胶膜；模板部件保持部件，其具备具有孔的面，所述孔用于对所述模板部件的石英玻璃基板面进行真空抽吸；以及管状部件，其具有排气抽吸孔且与所述模板部件保持部件结合固定，所述排气抽吸孔以能够保持真空的状态与用于进行所述真空抽吸的孔连通连接。如果是这样的模板头单元，则能够在短时间内更换模板部件，且能够通过真空抽吸将模板部件可靠地固定于模板保持部。
[0011]可以是，所述模板部件保持部件的用于进行所述真空抽吸的孔被分为多个孔，并且在多个点处对所述石英玻璃基板进行吸引固定。如果设置为这样的结构，则能够在石英玻璃基板较薄的情况下防止因真空抽吸所导致的局部弯折的发生，并能够更稳定地将模板部件加以固定并保持。
[0012]可以是，在所述模板部件保持部件的装设有所述模板部件的面上，形成有经由用于进行所述真空抽吸的孔而连接至所述排气抽吸孔的沟槽构造。
如果设置为这样的结构，则即使移载装置侧或周边设备等的真空抽吸能力相同，也能够降低吸引力，因此能够防止吸引部的局部弯曲，即使是较薄的石英玻璃基板也能够进行使用。
[0013]可以是，所述石英玻璃基板是矩形平板。如果构成为这样的结构，则X
‑
Y正交轴变得明确，而容易进行θ方向的校准。
[0014]可以是，在所述石英玻璃基板上形成有刻面。如果设置为这样的结构，则能够使形成在模板上的石英玻璃基板具有θ方向的基准点，并能够在不弄错刻面与模板的旋转位置的情况下更换模板部件。
[0015]可以是，所述管状部件具有筒夹连接部。如果设置为这样的结构，则当将所述模板头单元连接至移载装置本体时，能够在模板的X
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Y平面的法线方向，即Z方向上正确进行连接。此外，将所述模板头单元连接至移载装置本体的方法不限于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种模板头单元，其特征在于，包含：模板部件，其在石英玻璃基板上至少具备有机硅类橡胶膜；模板部件保持部件，其具备具有孔的面，所述孔用于对所述模板部件的石英玻璃基板面进行真空抽吸；以及管状部件，其具有排气抽吸孔且与所述模板部件保持部件结合固定，所述排气抽吸孔以能够保持真空的状态与用于进行所述真空抽吸的孔连通连接。2.根据权利要求1所述的模板头单元，其特征在于，所述模板部件保持部件的用于进行所述真空抽吸的孔被分为多个孔，并且在多个点处对所述石英玻璃基板进行吸引固定。3.根据权利要求1或2所述的模板头单元，其特征在于，在所述模板部件保持部件的装设有所述模板部件的面上，形成有经由用于进行所述真空抽吸的孔而连接至所述排气抽吸孔的沟槽构造。4.根据权利要求1～3中任一项所述的模板头单元，其特征在于，所述石英玻璃基板是矩形平板。5.根据权利要求1～4中任一项所述的模板头单元，其特征在于，在所述石英玻璃基板上形成有刻面。6.根据权利要求1～5中任一项所述的模板头单元，其特征在于，所述管状部件具有筒夹连接部。7.根据权利要求1～6中任一项所述的模板头单元，其特征在于，在所述模板部件保持部件的模板部件保持面上具备用于定位所述模板部件的凸构造。8.根据权利要求7所述的模板头单元，其特征在于，所述凸构造具有正交的侧面。9.根据权利要求1～8中任一项所述的模板头单元，其特征在于，在所述模板部件的有机硅类橡胶膜上具有校准标记。10.根据权利要求1～9中任一项所述的模板头单元，其特征在于，所述石英玻璃基板是合成石英玻璃。11.一种微小构造体移载装置，其特征在于，具备权利要求1～10中任一项所述的模板头单元。12.根据权利要求11所述的微小构造体移载装置，其特征在于，具备用于对下述进行调整的机构：安装在模板头单元上的模板部件的模板面(X
‑
Y正交坐标)的位置、与X
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Y平面正交的Z坐标位置、以及以Z轴为中心的旋转角θ。13.根据权利要求11或12所述的微小构造体移载装置，其特征在于，具备更换模板部件的单元。14.一种微小构造体集成部件的移载方法，其特征在于，包含下述步骤：使用权利要求11～13中任一项所述的微小构造体移载装置来移载微小构造体。15.一种微小构造体移载用模板部件，其特征在于，在合成石英玻璃基板上形成有至少一层以上的有机硅类橡胶膜。16.根据权利要求15所述的微小构造体移载用模板部件，其特征在于，所述合成石英玻璃基板的厚度为0.5mm～7mm。
17.根据权利要求15或16所述的微小构造体移载用模板部件，其特征在于，所述微小构造体是发光二极管，且所述有机硅类橡胶膜的与所述微小构造体粘接的面部的有机硅类橡胶的膜厚的最大值与最小值之差在18μm以下。18.根据权利要求15至17中任一项所述的微小构造体移载用模板部件，其特征在于，在合成石英玻璃基板与所述有机硅类橡胶膜之间具有导电性膜。19.根据权利要求18所述的微小构造体移载用模板部件，其特征在于，所述导电性膜形成为覆盖在所述合成石英玻璃基板的全部表面上。20.根据权利要求18或19所述的微...

【专利技术属性】
技术研发人员：中川秀夫，小川敬典，松本展明，上田修平，大堀敬司，大竹滉平，
申请(专利权)人：信越化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：