微器件转移设备、微器件转移方法、计算机可读存储介质技术

本发明专利技术实施例提供一种根据本发明专利技术实施例提供的微器件转移设备、微器件转移方法、计算机可读存储介质，通过在超疏水弹性膜表面加工制造第一亲水性区域，并使第一亲水区域与待拾取微器件的上表面形状一致，然后通过张力盘使超疏水弹性膜与第一亲水区域同性扩张，进而将第一亲水区域同性扩张为第二亲水区域，第二亲水区域的形状与待拾取微器件的上表面形状一致，且面积接近，从而保证了第一液体在第二亲水区域与待拾取微器件形成的第一液桥被约束在第二亲水区域，实现了在第一液桥的液桥力的作用下快速地实现了微器件的拾取、姿态校正和转移操作，避免了传统拾取技术的硬接触，防止损坏微器件。损坏微器件。损坏微器件。

【技术实现步骤摘要】
微器件转移设备、微器件转移方法、计算机可读存储介质


[0001]本专利技术实施例涉及但不限于电子装配
，具体而言，涉及但不限于微器件转移设备、微器件转移方法、计算机可读存储介质。

技术介绍

[0002]现今，微电子机械系统向着高效率、高精度、高性能和低成本的高度集成方向迈进，组装过程中对微薄元器件的使用率也越来越高，各类元器件愈来愈小型化和轻薄化。为了实现产品批量化、生产自动化、成本廉价化和使用可靠的要求，所以研究先进的微装配技术势在必行。先进的微装配技术不但可以降低微电子机械系统的研制成本和周期，也影响着微电子机械系统的研发和制造成功率。由于微电子机械系统的复杂性，在其制造过程中装配工作量占整个制造工作量的40％以上，装配费用占制造总费用的四分之一左右或更高；另外即使相同精度的配件，由于装配技术或者工艺的不同，也会导致最终的产品性能和精度相差甚远。因此，利用优异的装配技术即使装配一般精度的零部件得到的产品性能，也会优于利用较差的装配工艺组装高精度零部件得到的产品性能，所以片面追求单个零部件精度会导致产品成本增加，开发优异的微装配技术具有重要的意义。
[0003]相关技术中，实现微器件精密装配的关键之一是精确对准，因为人的感知能力无法达到微器件装配所要求的微米量级精度的对准，所以需要依靠自动化技术。实现该类集成系统的主要技术瓶颈在于需要综合高效、高精度的微器件转移方法来完成各类先进微元器件在同一主体衬底上的装配。
[0004]目前已经有国内外的学者设计了一些利用液滴操作微器件的机械装置方法，例如加载机械、电压、液压或者振动的办法来改变液桥的形状从而实现液桥断裂，使微器件从机械装置上脱离；但这些方法的并未解决微器件拾取时控制姿态控制和放置时的对准问题，同时当拾取细长条形、十字形、不规则三角形等特殊形状微器件时，并未见到一种有效的微操作技术能保证快速精确的拾取上述不同形状的微器件。
[0005]总的来说现有的微器件操作技术的研究可以粗略归纳为两类：一类是通过刚性接触类的方法转移微器件，例如传统微摄子采用机械夹持的方法、磁性探针产生磁力吸附方法或真空探头吸附方法等。这一类操作微器件的方法都不可避免的在夹持装置和微器件之间发生刚性接触。由于现在的器件向着微小且轻薄的方向发展，因此刚性接触的操作方法在转移此类器件时的效率低，而且容易损坏器件。另一类是通过柔性接触的方式转移微器件，例如利用柔性胶带粘附转移微器件；或者利用毛细针管挤出的液体在微器件间形成的液桥力来转移微器件，但这些微器件转移设备、方法都无法在转移的过程中调整微器件的姿态，不能调整器件的轴向错动，影响装配精度。

技术实现思路

[0006]本专利技术实施例提供的微器件转移设备、微器件转移方法、计算机可读存储介质，主要解决的技术问题是相关技术中，转移微器件的过程中无法调整微器件的姿态，不能调整
器件的轴向错动，影响装配精度的问题。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供一种微器件转移设备，包括：框架，设置在框架内的电机、支承板、张力盘；支承板存在圆形通孔，圆形通孔底部设有超疏水弹性膜；张力盘的形状与圆形通孔契合，设置在圆形通孔上部；
[0008]电机与张力盘连接，带动张力盘在圆形通孔内上下移动；超疏水弹性膜上设有与待拾取微器件上表面形状一致的第一亲水区域，第一亲水区域的面积小于待拾取微器件上表面的面积；
[0009]张力盘与超疏水弹性膜接触使得超疏水弹性膜与第一亲水区域各个方向向下同性扩张，得到第二亲水区域，第二亲水区域的面积与待拾取微器件上表面的面积接近，第二亲水区域与待拾取的微器件上表面之间的第一液体形成第一液桥，第二亲水区域通过第一液桥拾取待拾取的微器件；
[0010]张力盘与超疏水弹性膜脱离接触使得超疏水弹性膜与第二亲水区域各个方向向上同性收缩，第二亲水区域同性收缩，断裂第一液桥，释放被拾取的微器件。
[0011]本专利技术实施例还提供一种微器件转移方法，包括：
[0012]将超疏水弹性膜中第一亲水区域同性扩张为第二亲水区域，第二亲水区域的形状、面积与待拾取的微器件上表面形状、面积相等；
[0013]在第二亲水区域与微器件上表面之间注射液体，液体能够在第二亲水区域与微器件上表面之间形成第一液桥，利用第一液桥拾取微器件；
[0014]通过第一液桥转移微器件，将第二亲水区域同性收缩为第一亲水区域，断裂第一液桥释放微器件到基底上。
[0015]本专利技术实施例还提供一种计算机存储介质，计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如上的微器件转移方法的步骤。
[0016]根据本专利技术实施例提供的微器件转移设备、微器件转移方法、计算机可读存储介质，通过在超疏水弹性膜表面加工制造第一亲水性区域，并使第一亲水区域与待拾取微器件的上表面形状一致，然后通过张力盘使超疏水弹性膜与第一亲水区域同性扩张，进而将第一亲水区域同性扩张为第二亲水区域，第二亲水区域的形状与待拾取微器件的上表面形状一致，且面积接近，也即，使得扩张第一亲水区域得到的第二亲水区域等于待拾取微器件的上表面，从而保证了第一液体在第二亲水区域与待拾取微器件形成的第一液桥被约束在第二亲水区域，同时，根据液体表面自由能最小化理论，被拾取的微器件在转移的过程中，微器件的上表面在第一液体表面的张力的作用下与形状大小近似的第二亲水区域发生自组装对齐，进而实现了在第一液桥的液桥力的作用下快速地实现了微器件的拾取、姿态校正和转移操作，避免了传统拾取技术的硬接触，防止损坏微器件；转移完成后，通过张力盘与超疏水弹性膜脱离接触使得超疏水弹性膜与第二亲水区域向上同性收缩，在第二亲水区域缩小改变第二亲水区域和微器件之间的第一液桥形态，使得液桥断裂，微器件自然落在期望组装的基底位置，从而快速实现了微器件的释放、组装。
[0017]本专利技术其他特征和相应的有益效果在说明书的后面部分进行阐述说明，且应当理解，至少部分有益效果从本专利技术说明书中的记载变的显而易见。
附图说明
[0018]图1为本专利技术实施例一的微器件转移设备结构示意图；
[0019]图2为本专利技术实施例一的拾取微器件示意图；
[0020]图3为本专利技术实施例一的释放微器件示意图；
[0021]图4为本专利技术实施例一的基底与微器件液桥结合示意图；
[0022]图5为本专利技术实施例二的微器件转移方法示意图；
[0023]图6为本专利技术实施例二的亲水区域结构示意图；
[0024]图7为本专利技术实施例二的液桥拾取圆形微薄器件时的受力分析；
[0025]图8为本专利技术实施例二的液桥简化为回转形液桥示意图。
具体实施方式
[0026]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面通过具体实施方式结合附图对本专利技术实施例作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0027]实施例一：
[0028]为了解决相关技术中，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微器件转移设备，包括：框架，设置在所述框架内的电机、支承板、张力盘；所述支承板存在圆形通孔，所述圆形通孔底部设有超疏水弹性膜；所述张力盘的形状与所述圆形通孔契合，设置在所述圆形通孔上部；所述电机与所述张力盘连接，带动所述张力盘在所述圆形通孔内上下移动；所述超疏水弹性膜上设有与待拾取微器件上表面形状一致的第一亲水区域，所述第一亲水区域的面积小于所述待拾取微器件上表面的面积；所述张力盘与所述超疏水弹性膜接触使得所述超疏水弹性膜与所述第一亲水区域各个方向向下同性扩张，得到第二亲水区域，所述第二亲水区域的面积与所述待拾取微器件上表面的面积接近，所述第二亲水区域与所述待拾取的微器件上表面之间的第一液体形成第一液桥，所述第二亲水区域通过所述第一液桥拾取所述待拾取的微器件；所述张力盘与所述超疏水弹性膜脱离接触使得所述超疏水弹性膜与所述第二亲水区域各个方向向上同性收缩，所述第二亲水区域同性收缩，断裂所述第一液桥，释放被拾取的微器件。2.如权利要求1所述的微器件转移装置，其特征在于，所述微器件转移设备还包括放置台，所述放置台上存在基底，所述基底上存在第二液体，与被释放的微器件下表面形成第二液桥。3.如权利要求1所述的微器件转移装置，其特征在于，所述微器件转移设备还包括：限位装置，所述限位装置与所述张力盘连接，用于限制所述限位盘上下移动距离。4.如权利要求2-3任一项所述的微器件转移装置，其特征在于，所述微器件转移设备还包括：液体注射装置；所述液体注射装置用于在所述第二亲水区域与所述待拾取的微器件上表面之间注射第一液体：所述液体注射装置还用于在所述基底上注射第二液体。5.如权利要求2-3任一项所述的微器件转移装置，其特征在于，所述微器件转移设备还包括：定位装置；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李席，朱朝飞，凌立，常博，蔡冬，
申请(专利权)人：南京中兴软件有限责任公司，
类型：发明
国别省市：