多芯片承载结构制造技术

本发明专利技术涉及一种承载结构体(10)，其用于接收具有扁平载体基底(22)和至少两个接收元件(20)的扁平微芯片(16)。接收元件(20)与载体基底(22)连接并且设计用于使它们将扁平微芯片(16)可拆卸地保持在至少两个接收元件(20)之间，以能够利用限定的最小力将微芯片(16)横向于承载结构体平面地移走。于承载结构体平面地移走。于承载结构体平面地移走。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多芯片承载结构
[0001]本专利申请要求以下德国专利申请的优先权：2019年5月13日的DE 10 2019 112 490.5，还要求2020年1月29日的国际申请PCT/EP2020/052191的优先权，其公开内容通过引用结合于此。


[0002]本专利技术涉及光电组件，但通常还涉及用于光学显示器的半导体组件。本专利技术尤其涉及在用于制造光电显示器的质量转移方法中使用的、用于LED(发光二极管)芯片的承载结构体。

技术介绍

[0003]虽然近年来有机LED技术的重要性日益增加，但是现在越来越关注无机发光二极管作为新应用的基础。除了经典的显示应用外，这还包括用于视频墙的照明应用、室内照明、室内机动车辆、前灯或仪表照明、通用照明和工业领域的特种应用。
[0004]原则上，产生光的技术遵循已知的过程，因为它们从经典的光电组件(也称为LED)中得知。特别地，以低功耗实现明亮和高对比度LED的可能性开辟了新的应用领域。然而，主要区别之一是这些LED芯片的尺寸变化很大，并且可以根据各自的应用进行定制。在此，尺寸范围分别从1mm2到大约100μm2。
[0005]除了与在晶片上生产此类LED有关生产工艺的准确性、效率和有效性的各种技术挑战之外，LED在背板或CB或类似物上的转移和随后的电接触在没有错误的情况下起作用。尽管LED的尺寸可能允许后期修理或更换有缺陷的发光二极管，但LED和紧固件的充分无差错的转移和精确定位可以进一步降低出错风险，从而降低成本。
[0006]已知各种方法、例如转印方法。利用扁平的凸模，它们可以同时从晶片上接收大量的LED，将它们移至后续显示器的载体表面，并在那里精确地组装成大面积的整体布置。例如，可以为此使用弹性体凸模，各个LED通过合适的表面结构和材料特性附着在其上，而不会受到机械或电气损坏。这些凸模使用例如来自有机硅组的所谓的PDMS弹性体。这些弹性体凸模通常具有所谓的缓冲结构，可以让放置的芯片更有效地粘附。转移印刷的其他方法在现有技术中是已知的。除了所述的基于弹性体的方法之外，基于滚动运动的磁性、静电或机械方法也是已知的。
[0007]在晶片上制造后，成品LED必须设计成可以使用合适的方式拾取和移走它们。为此，通常例如通过蚀刻工艺将LED从基板上分离。还有激光诱导工艺，其中LED从载体上移除被替换。然而，由于完全分离可能会引发倾斜、移位或扭曲，因此希望能够在不过度保持力或损坏的情况下对载体进行所谓的质量转移。

技术实现思路

[0008]在此，一个方面涉及如何避免断线并改善提取的问题。在此提出一种解决方案，其中，使用晶体的介电保持结构来保持LED与周围或下面的基底之间的机械连接。这种机械连
接设计为，一方面可以将LED的芯片可靠地机械地保持在适当的位置，另一方面，当施加最小可能的弯曲力或拉力时，它会破裂，从而拆卸芯片以进行转移。
[0009]特别地，提出了用于接收扁平芯片或LED的承载结构体。承载结构体在此应当理解为一种装置，该装置可以接收大量的这种LED，例如其边缘长度在1mm至大约100μm或800μm至150mm的范围内。这里的目的尤其是例如在尽可能充分地利用可用空间的情况下相对于光栅或矩阵的机械稳定的固定。此外，该承载结构体应适合于为了转移而借助于转移工具提供芯片。
[0010]承载结构体还具有至少两个连接到载体基底的接收元件。接收元件在这里应被理解为一种机构或功能元件，其适合于可能与其他接收元件相互作用地通过机械接触将LED在空间上固定或者保持在限定的空间位置中。接收元件的直径例如可以在10μm或更小的范围内、例如2μm或1μm。根据一个示例，芯片被固定至两个接收元件。
[0011]在一些方面中，承载结构体包括扁平的载体基底。这种载体基底可以是例如来自半导体生产领域的晶片、膜、框架等。例如，除了晶片用作半导体制造过程的基底或基础材料的功能之外，晶片还可以提供支撑功能或载体功能，以准备用于后续的巨量转移。另外，诸如箔之类的柔性材料也适合作为载体基底。
[0012]根据一个示例，接收元件可以设计为以柱状从基底延伸出来。在一个设计方案中，芯片的拐角或边缘部分但不完全地放置在至少两个接收元件上。接收元件与载体基底连接并且设计用于以可拆卸的方式将芯片保持在至少两个接收元件之间，从而能够利用限定的最小力将LED垂直于承载结构体平面地移走。
[0013]换句话说，一方面应通过接收元件实现对LED的足够牢固的保持，另一方面，应故意产生以尽可能小的力将LED分离的可能性并且例如将其提供给传输工具。为此，每个支撑元件的支承面可设置为小于LED的芯片面积的1/20，特别是小于1/40，特别是在1/200至1/50的范围内。在替代设计方案中，LED的边缘长度比接收元件的边缘长度大至少10倍、特别是至少20倍。在一个示例中，边缘长度大一倍，特别是在40和80之间的范围内。
[0014]“能拆卸”应该被理解为是指在微芯片和接收元件之间不存在永久的、例如材料配合的连接，例如熔融、胶合等，而是非破坏的、可拆卸的连接。该固定可以基于物理连接，例如通过范德华力或电子桥的粘合连接。这可以通过不同的材料以及在LED和接收元件之间适当选择这些材料来提供。这尤其是为了避免破裂或类似的过程，在该过程中会破坏具有相应的断块、颗粒或碎片的材料结构。可替代地，使用替代的粘附机制，例如使用机械摩擦或分层。特别地，使用已知的有限的或受限的材料或材料组合的粘附特性。根据一个示例，LED位于两个或更多个接收元件之间。
[0015]例如，在接触面上会产生粘附力或其他粘附力，从而可以将LED机械固定在空间中。如果限定的最小力例如通过连接的转移工具作用在LED上，则分离力会在LED与接收元件之间的接触面上有效。可以通过在这些接触面上选择合适的材料或材料组合来影响此限定的最小作用力。
[0016]接触面或重叠部分的尺寸可以在例如0.05μm2至10μm2的范围内、特别在1μm2至8μm2的范围内。在此，一方面期望实现LED在承载结构体上的牢固保持。另一方面，为了有效且快速地传输LED，必须以尽可能小的力向上将LED提起并卸下。为此可以提出，每个元件和芯片的支承面积与芯片总面积之比小于芯片面积的1/20，特别是小于1/40，特别是在1/80至
1/50的范围内。在替代设计方案中，LED的边缘长度比接收元件的边缘长度大至少10倍、特别是至少20倍。接收元件的可用区域可能更大，但LED仅放置在该区域的一部分上。芯片的支承面因此比整个芯片面积小至少20倍、特别是至少40倍。
[0017]在此必须找到合适的折衷方案，例如通过适当地选择材料或材料组合以及接触面的尺寸和位置实现。通过设计这些接触面的尺寸和形状也可以影响限定的最小力。因此，较大的接触面积会导致将LED从承载结构体上拆卸下来所需的最小力更高。除了由摩擦或叠层决定的保持原理之外，还可以考虑磁力、电或类似的保持力。
[0018]根据另一示例，承载结构体也可以仅具有单个接收元件，利用该单个接收元件保本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种承载结构体，具有扁平的光电组件，所述光电组件特别是发光二极管，所述承载结构体包括：
‑
扁平的载体基底，和
‑
至少两个接收元件，所述接收元件设计用于，以能拆卸的方式将第一发光二极管保持在至少两个接收元件之间，从而能够利用限定的最小力使发光二极管垂直于承载结构体平面地移走；其中，至少两个所述接收元件中的至少一个接收元件设计用于同时保持和/或支持相邻布置的第二发光二极管。2.根据权利要求1所述的承载结构体，其中，所述接收元件布置在所述载体基底上，使得所述光电组件被三个接收元件保持。3.根据权利要求1所述的承载结构体，其中，三个所述接收元件中的至少两个接收元件设计用于分别保持和/或支持相邻布置的另外的组件。4.根据前述权利要求中1至3任一项所述的承载结构体，其中，设有脱离层，所述脱离层布置在所述接收元件和所述光电组件之间，并且所述脱离层尤其在组件移走之后保留在所述接收元件处。5.根据前述权利要求中任一项所述的承载结构体，其中，所述接收元件布置在半导体晶片的台面式沟中。6.根据前述权利要求中任一项所述的承载结构体，其中，所述载体基底和所述接收元件一体制成。7.根据前述权利要求中任一项所述的承载结构体，其中，所述接收元件设计用于将光电组件保持在组件的侧面和下侧处。8.根据前述权利要求中任一项所述的承载结构体，其中，所述接收元件具有相对于载体基底平面倾斜地展开的组件保持面，使得当组件从所述接收元件移走时减小在所述光电组件上的保持力。9.根据前述权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：亚历山大，
申请(专利权)人：奥斯兰姆奥普托半导体股份有限两合公司，
类型：发明
国别省市：