一种芯片点压机及芯片巨量转移方法技术

本发明专利技术公开了一种芯片点压机及芯片巨量转移方法，包括固定座、水平活动座、竖直活动座、音圈电机、压电陶瓷促动器和柔性顶针，水平活动座与固定座滑动连接，竖直活动座与水平活动座滑动连接，音圈电机设在固定座的一端，音圈电机的输出端与水平活动座连接，压电陶瓷促动器设在竖直活动座上，柔性顶针的顶端设在压电陶瓷促动器伸缩端相抵，柔性顶针的底端延伸至竖直活动座的下方。采用音圈电机和压电陶瓷促动器分别作为控制柔性顶针x轴方向和z轴方向运动的动力源，使得整体系统具有良好的系统灵敏度、快速性和适应性，能更好的实现高速高精度的传动控制，并使z轴方向的巨量转移Micro

【技术实现步骤摘要】
一种芯片点压机及芯片巨量转移方法


[0001]本专利技术涉及Micro
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LED芯片巨量转移领域，尤其涉及一种一种芯片点压机及芯片巨量转移方法。

技术介绍

[0002]Micro
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LED是指以自发光的微米量级的LED为发光像素单元，将其组装到驱动面板上形成高密度LED阵列的显示技术。要制成显示器，其晶片表面须加工成LED显示器相似的阵列结构，且每一个点画素必须可定址控制、单独驱动点亮。若透过互补式金属氧化物半导体电路驱动则为主动定址驱动架构，Micro
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LED阵列晶片与CMOS间可透过封装技术。
[0003]Micro
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LED的显示原理，是将LED在结构设计上进行微小化、阵列化、薄膜化，尺寸可达到1~10μm等级左右；而后将Micro
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LED批量式的转移至电路基板上，其接收基板可为硬性或软性的透明或不透明基板上；最后利用物理沉积方法制出保护层与加上电极，进行封装，即可完成结构简单的Micro
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LED显示。由于其采用CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)集成电路工艺制成驱动电路，来实现每一个像素点定址控制和单独驱动的显示技术。相比于LCD和OLED技术，Micro
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LED技术具有亮度高、寿命长、对比度高、反应时间快、解析度与色彩饱和度高、能耗低、可视角度大和分辨率高等各种优良性能，再加上它自发光、结构简单、体积小和节能等优点，可应用于解决目前显示器应用的许多问题，包括诸如穿戴型装置如手机、平板等，这些设备的能耗80%以上都在于显示器上，采用低能耗的显示器技术可提供更长的电池续航力；而且环境光较强会产生让显示器显示的影像泛白、辨识度变差的问题，采用高亮度的显示技术可使其应用的范畴更加宽广。目前在许多产家眼中，该项技术已经被视为下一代显示技术的主流而开始了积极布局。
[0004]然而在Micro
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LED的产业化过程中不可避免地都会面临的一个核心技术难题——巨量转移(Mass Transfer)技术；巨量转移又称薄膜转移，就是将Micro
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LED器件转移到具有特定的驱动基板上，并组装成二维周期阵列的技术。因为Micro
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LED元器件极其微小，而转移的像素点非常庞大，且转移过程可允许的误差又极小，所因此转移精度需要严格控制。并且为了抑制单个像素之间的光串扰，实现高质量的成像效果，需要尽量减薄衬底甚至剥离衬底，这也为巨量转移方案进一步增加了难度。并且Micro
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LED器件在原理上要求其在巨量转移过程中需要保证非常高的效率、良品率和转移精度，这就使得Micro
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LED在研发过程中急需找寻更优异的巨量转移工艺，解决Micro
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LED技术的推广与使用的问题。
[0005]根据目前的技术发展现状，市面上已经涌现出一大批有代表性的巨量转移技术，如弹性体冲压、静电转移、电磁转移、激光辅助转移和流体自组装等。但这些技术总的来说都存在两个问题：费时和成本高，以至于迄今为止尚未有一项技术能够在各项指标上得到业界的广泛接受。在最常用工艺中，Micro
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LED芯片一般是在圆形的晶片上生长出来的，在进行巨量转移过程中，首先是将圆形的晶片上的各单颗Micro
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LED芯片切割下来，而后将切割好的各单颗Micro
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LED芯片依据设计好的集成电路间距尺寸等参数，准确排列到蓝膜上，
而后把蓝膜上的所有Micro
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LED芯片一次性地进行巨量转移，使其形成在有集成电路的目标基板上。采用这种方式，需要先将晶片上的各Micro
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LED芯片单颗切割后，再依据集成电路上所需的间距尺寸依次排列到蓝膜上，然后再巨量转移至集成电路上。这类方法耗时长、工作效率较低且转移时对位精度较差。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提出一种一种芯片点压机及芯片巨量转移方法，以解决上述
技术介绍
中存在的一个或多个技术问题。
[0007]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种芯片点压机，包括固定座、水平活动座、竖直活动座、音圈电机、压电陶瓷促动器和柔性顶针，所述水平活动座与所述固定座滑动连接，所述竖直活动座与所述水平活动座滑动连接，所述音圈电机设在所述固定座的一端，所述音圈电机的输出端与所述水平活动座连接，所述压电陶瓷促动器设在所述竖直活动座上，所述柔性顶针的顶端设在所述压电陶瓷促动器伸缩端相抵，所述柔性顶针的底端延伸至所述竖直活动座的下方；所述音圈电机用于带动所述水平活动座沿着x轴进行往复运动，所述压电陶瓷促动器用于驱动所述柔性顶针沿着z轴进行往复运动；当所述水平活动座沿x轴方向运动时，所述竖直活动座同步沿z轴方向运动。
[0008]优选的，还包括随动摇杆，所述随动摇杆的一端与所述固定底座的另一端相铰接，所述随动摇杆的另一端与所述竖直活动座的底部相铰接，所述随动摇杆的一端与另一端之间具有高度差。
[0009]优选的，还包括柔性放大机构、运动输出端和顶针固定板，所述柔性放大机构和所述运动输出端均设在所述竖直滑动座的底部，所述运动输出端的两侧均与所述柔性放大机构的一端连接，所述运动输出端的顶端与所述压电陶瓷促动器的伸缩端相抵，所述柔性顶针通过所述顶针固定板连接于所述运动输出端。
[0010]优选的，还包括管状滑轨，所述管状滑轨竖直设置在所述水平活动座上，所述竖直活动座的一侧设有滑动座，所述滑动座与所述管状滑轨滑动连接。
[0011]优选的，还包括水平滑轨和滑块，所述水平滑轨水平设置在所述固定座上，所述滑块设在所述水平活动座的一侧，所述滑块与所述水平滑轨滑动连接。
[0012]本专利技术还提供一种芯片点压机的芯片巨量转移方法，该方法包括以下步骤：S1：将Micro
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LED的源基板依次排布在传送带上，并在传送带的带动下使其沿x方向进行均速运动；S2：通过分别调节音圈电机和压电陶瓷促动器相应的控制器，来控制其对水平活动座的输出推力与输出频率，以及对柔性顶针的输出推力和输出频率；S3：当Micro
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LED的源基板被传送至芯片点压机的下方时，音圈电机带动水平活动座进行x轴方向移动，同时竖直活动座带动压电陶瓷促动器和柔性顶针沿z轴方向移动，使得压电陶瓷促动器和柔性顶针能快速准确的到达工作位置；S4：压电陶瓷促动器驱动柔性顶针在z轴方向上运动撞击Micro
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LED，使其落入下方芯片接收平台，撞击过程时间为毫秒级，撞击完成后柔性顶针、水平活动座和竖直活动座回归原位等待对下一个Micro
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LED芯片的撞击，循环进行该过程，实现对Micro
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LED芯片的
巨量转移。
[0013]优选的，步骤S2中，将音圈电机的输出频率本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种芯片点压机，其特征在于，包括固定座、水平活动座、竖直活动座、音圈电机、压电陶瓷促动器和柔性顶针，所述水平活动座与所述固定座滑动连接，所述竖直活动座与所述水平活动座滑动连接，所述音圈电机设在所述固定座的一端，所述音圈电机的输出端与所述水平活动座连接，所述压电陶瓷促动器设在所述竖直活动座上，所述柔性顶针的顶端设在所述压电陶瓷促动器伸缩端相抵，所述柔性顶针的底端延伸至所述竖直活动座的下方；所述音圈电机用于带动所述水平活动座沿着x轴进行往复运动，所述压电陶瓷促动器用于驱动所述柔性顶针沿着z轴进行往复运动；当所述水平活动座沿x轴方向运动时，所述竖直活动座同步沿z轴方向运动。2.根据权利要求1所述的一种芯片点压机，其特征在于，还包括随动摇杆，所述随动摇杆的一端与所述固定底座的另一端相铰接，所述随动摇杆的另一端与所述竖直活动座的底部相铰接，所述随动摇杆的一端与另一端之间具有高度差。3.根据权利要求1所述的一种芯片点压机，其特征在于，还包括柔性放大机构、运动输出端和顶针固定板，所述柔性放大机构和所述运动输出端均设在所述竖直滑动座的底部，所述运动输出端的两侧均与所述柔性放大机构的一端连接，所述运动输出端的顶端与所述压电陶瓷促动器的伸缩端相抵，所述柔性顶针通过所述顶针固定板连接于所述运动输出端。4.根据权利要求1所述的一种芯片点压机，其特征在于，还包括管状滑轨，所述管状滑轨竖直设置在所述水平活动座上，所述竖直活动座的一侧设有滑动座，所述滑动座与所述管状滑轨滑动连接。5.根据权利要求1所述的一种芯片点压机，其特征在于，还包括水平滑轨和滑块，所述水平滑轨水平设置在所述固定座上，所述滑...

【专利技术属性】
技术研发人员：包艺亮，陈桪，姚敬松，林镇培，林健，梁杰，熊金刚，郑和辉，郭建，董凌志，刘茂林，刘子扬，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：