本发明专利技术涉及Mini/Micro LED芯片转移封装技术领域，特别是一种Mini/micro芯片柔性飞行刺晶装置。所述柔性飞行刺晶装置包括：第一驱动框架、第二驱动框架、安装座、第一刺晶驱动装置、第二刺晶驱动装置、第一柔性铰链、第二柔性铰链和刺针；所述第二驱动框架与所述第一框架通过所述第一柔性铰链连接；所述安装座与所述第二驱动框架的左侧和右侧通过第二柔性铰链连接；柔性飞行刺晶装置相比于激光转移技术成本更低，精度更有保障；相比于真空吸嘴转移技术，转移效率更高，转移质量更好；相比于传统的刺晶装置，通过实现针头，芯片，基板的相对静止，改良了刺晶工艺，使得刺晶转移效率更好，转移精度更好。移精度更好。移精度更好。
【技术实现步骤摘要】
一种Mini/micro芯片柔性飞行刺晶装置
[0001]本专利技术涉及Mini/Micro LED芯片转移封装
，特别是一种Mini/micro芯片柔性飞行刺晶装置。
技术介绍
[0002]随着芯片制造技术的不断发展，LED芯片向着薄膜化、微小化、阵列化的发展。目前高端的LED芯片已经全面迈入了微米时代，Mini LED芯片的尺寸在100～300微米之间，而Micro LED芯片的最小尺寸已缩小至50μm以内，晶圆间距最小缩至5
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10μm。如何实现芯片从晶圆到显示面板等比例间距地放大，已成为该领域关键技术难题。
[0003]芯片尺寸微小化、芯片数量规模化对转移封装的精度和效率提出了严格的要求，精度效率的高低直接影响了转移封装的良率，因此针对微米化芯片的转移封装必须要求系统精度要在几个微米的水平，关键核心装置更是要求严格。制造相同尺寸的面板，使用的芯片越微小化，需要的芯片就越多，这就需要对转移封装的方法和系统提出了速度的要求。
[0004]现有技术中对Mini/Micro LED转移封装的技术主要有以下三种：
[0005]1.激光转移法：使用上下运动平台分别搭载芯片载体(如蓝膜)与电路基板，通过CCD的检测以及运动平台的协同动作使得芯片与基板对位后，使用激光使得芯片与载体分离，并且通过自由落体到电路基板上，完成封装转移。使用激光进行芯片转移的方法，首先对于芯片载体的材料就有着特殊要求，比如日本V
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Technology公司就是使用一种经过激光照射后能产生氮气的特殊材料；其次使用激光进行的封装转移，对激光功率和频率的提出了严格要求，功率过高容易灼烧损坏LED芯片，功率过低无法产生足够的氮气使得芯片脱离基板；此外激光击落LED芯片后，依靠自由落体的方式是脱落的芯片掉在电路基板上，这也使得为了减少飘落误差，需要真空环境等的要求。这种材料、激光器以及环境的要求都极大的增加了Mini/Micro LED芯片封装转移的成本。
[0006]2.真空吸嘴法：传统的LED芯片封装设备，芯片与基板分离式布局，通过机械摆臂搭载真空吸嘴的装置，在CCD的配合下从芯片载体吸取芯片，转移到电路基板上进行转移封装。使用真空吸嘴进行芯片转移的方法，是传统的Pick&Place方法，这种方法由于每颗芯片都是单独的吸取
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放下因此转移效率非常低，并且由于采用的事分离式布局，因此设备整体较大。并且，机械摆臂是属于悬臂梁结构，因此在转移封装过程中存在较大的震动，因此转移封装的精度和速度都受到了极大的限制。
[0007]3.机械刺晶法：芯片和电路基板在上下平台的配合下，呈垂直式分布，并且通过CCD的检测和上下运动平台的协同操作，完成芯片和基板的对位后，通过刺针把芯片从芯片载体上刺落到电路基板，完成转移封装。传统机械刺晶法，与激光转移法相同，芯片载体和电路基板是采用垂直式布局，通过上下运动平台进行对位后，由刺针刺下芯片至电路基板。传统的刺晶装置刺针只有上下针刺的运动，因此如果需要芯片和基板精准对位，就需要运动平台间歇式停顿后针刺，再进行移动等待刺晶完成再换下一颗芯片。这样的工艺流程使得转移速度受到了极大的限制，而且运动平台不可避免频繁启停，会增加运动平台的损耗，
且启动停止衍生的抖动会大大降低封装的精度。
技术实现思路
[0008]针对上述缺陷，本专利技术的目的在于提出一种Mini/micro芯片柔性飞行刺晶装置，能高良率和高效率的完成Mini/Micro LED芯片封装转移操作。
[0009]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0010]一种Mini/micro芯片柔性飞行刺晶装置，包括刺晶单元；所述刺晶单元包括：第一驱动框架、第二驱动框架、安装座、第一刺晶驱动装置、第二刺晶驱动装置、第一柔性铰链、第二柔性铰链和刺针；所述第一驱动框架与所述第二驱动框架均为矩形框架结构，两者共面设置；所述第二驱动框架位于所述第一驱动框架外侧，所述第二驱动框架的四个顶点沿竖直方向与所述第一框架通过所述第一柔性铰链连接；所述安装座的左侧和右侧沿水平方向分别与所述第二驱动框架的左侧和右侧通过第二柔性铰链连接；所述安装座的底部沿竖直方向设有刺针，所述刺针的上端与所述安装座的底部固定连接，所述刺针的下端延伸至所述第一驱动框架的下方；所述第一刺晶驱动装置固定安装于所述第一驱动框架，所述第一刺晶驱动装置的驱动端与所述第二驱动框架传动连接，使得所述第二驱动框架在所述第一刺晶驱动装置的驱动下能水平移动；所述第二刺晶驱动装置固定安装于所述第二驱动框架，所述第二刺晶驱动装置的驱动端与所述第二驱动框架传动连接，使得所述第二驱动框架在所述第二刺晶驱动装置的驱动下能竖直方向移动。
[0011]优选地，所述第一刺晶驱动装置固定安装于所述第一驱动框架的左侧，所述第一刺晶驱动装置的驱动端水平设置，所述第一刺晶驱动装置的驱动方向与所述安装座的左侧水平连接的第二柔性铰链共线设置。
[0012]优选地，所述第二刺晶驱动装置固定安装于所述第二驱动框架的上侧，所述第二刺晶驱动装置的驱动端的驱动方向竖直向下设置。
[0013]优选地，所述第二驱动框架的四个顶点分别沿竖直方向铰链设有一条所述第一柔性铰链；所述安装座的左侧和右侧分别设有两条所述第二柔性铰链连接。
[0014]优选地，第一刺晶驱动装置和第二刺晶驱动装置为音圈电机；所述第一柔性铰链和第二柔性铰链为航空铝制成的片状结构。
[0015]所述柔性飞行刺晶装置，还包括：龙门架、第一运动平台、工作台、第二运动平台和工业相机；所述第一运行平台用于承载电路基板；所述工作台用于对LED芯片和电路基板焊接进行加热和固定；所述第二运动平台用于承载LED芯片，并在所述第一运动平台的正上方移动；所述工业相机用于检测电路基板与各个LED芯片的相对位置；所述刺晶单元用于将第二运动平台上的LED芯片转移至所述第一运动平台的电路基板；所述工作台设置于所述第一运动平台；所述龙门架安装于所述第一运动平台的正上方；所述工业相机和所述刺晶单元安装于所述龙门架。
[0016]优选地，所述的柔性飞行刺晶装置还包括控制器；所述控制器与所述第一刺晶驱动装置、第二刺晶驱动装置、第一运动平台、工作台、第二运动平台和工业相机电联接。
[0017]优选地，所述LED芯片为MiniLED芯片或Micro LED芯片。
[0018]优选地，所述控制器内配设有用于转移封装LED芯片的刺晶控制方法，所述刺晶控制方法包括如下内容：
[0019]上料操作，将电路基板上料至第一运动平台的工作台，将装载有LED芯片的芯片载体上料至第二运输平台，所述第一运动平台将电路基板沿X方向移动至所述刺晶单元的正下方的焊区内；
[0020]对位操作，控制器利用工业相机的检测信息，控制所述第二运动平台沿X方向移动，使得芯片载体上的LED芯片与电路基板在焊区内对位；
[0021]刺晶操作，控制器控制第一运动平台、第二运动平台、第一刺晶驱动装置和本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种Mini/micro芯片柔性飞行刺晶装置，其特征在于，包括刺晶单元；所述刺晶单元包括：第一驱动框架、第二驱动框架、安装座、第一刺晶驱动装置、第二刺晶驱动装置、第一柔性铰链、第二柔性铰链和刺针；所述第一驱动框架与所述第二驱动框架均为矩形框架结构，两者共面设置；所述第二驱动框架位于所述第一驱动框架外侧，所述第二驱动框架的四个顶点沿竖直方向与所述第一框架通过所述第一柔性铰链连接；所述安装座的左侧和右侧沿水平方向分别与所述第二驱动框架的左侧和右侧通过第二柔性铰链连接；所述安装座的底部沿竖直方向设有刺针，所述刺针的上端与所述安装座的底部固定连接，所述刺针的下端延伸至所述第一驱动框架的下方；所述第一刺晶驱动装置固定安装于所述第一驱动框架，所述第一刺晶驱动装置的驱动端与所述第二驱动框架传动连接，使得所述第二驱动框架在所述第一刺晶驱动装置的驱动下能水平移动；所述第二刺晶驱动装置固定安装于所述第二驱动框架，所述第二刺晶驱动装置的驱动端与所述第二驱动框架传动连接，使得所述第二驱动框架在所述第二刺晶驱动装置的驱动下能竖直方向移动。2.根据权利要求1所述的一种Mini/micro芯片柔性飞行刺晶装置，其特征在于，所述第一刺晶驱动装置固定安装于所述第一驱动框架的左侧，所述第一刺晶驱动装置的驱动端水平设置，所述第一刺晶驱动装置的驱动方向与所述安装座的左侧水平连接的第二柔性铰链共线设置。3.根据权利要求1所述的一种Mini/micro芯片柔性飞行刺晶装置，其特征在于，所述第二刺晶驱动装置固定安装于所述第二驱动框架的上侧，所述第二刺晶驱动装置的驱动端的驱动方向竖直向下设置。4.根据权利要求1所述的一种Mini/micro芯片柔性飞行刺晶装置，其特征在于，所述第二驱动框架的四个顶点分别沿竖直方向铰链设有一条所述第一柔性铰链；所述安装座的左侧和右侧分别设有两条所述第二柔性铰链连接。5.根据权利要求1所述的一种Mini/micro芯片柔性飞行刺晶装置，其特征在于，第一刺晶驱动装置和第二刺晶驱动装置为音圈电机；所述第一柔性铰链和第二柔性铰链为航空铝制成的片状结构。6.根据权利要求1所述的一种Mini/micro芯片柔性飞行刺晶装置，其特征在于，还包括：...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈新，李宏城，汤晖，林志杭，高健，刘强，陈桪，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：
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