一种Mini/MicroLED芯片气动巨量转移装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种Mini/Micro LED芯片气动巨量转移装置，主要由芯片载台系统、基板载台系统和气动视觉系统组成，芯片载台系统主要包括：大理石底座、支座、外导轨、直线电机、芯片直线移动组件、纵向光栅尺、纵向光栅尺读数头、芯片旋转调节组件和芯片载板；基板载台系统主要包括：下光栅尺、下光栅尺读数头、内导轨、内电机、基板纵向移动组件和基板横向移动组件；气动视觉系统主要包括：支撑梁、上导轨、上直线电机、上横向移动组件、调压阀、高频电磁阀、横向光栅尺读数头、横向光栅尺、固定座底板、固定座、工业CCD相机和气嘴。本发明专利技术采用气动方式进行巨量转移，具有转移效率高、精度高及良率高，且不损伤基板和芯片，不污染工作环境，符合绿色生产安全理念。色生产安全理念。色生产安全理念。

【技术实现步骤摘要】
一种Mini/Micro LED芯片气动巨量转移装置


[0001]本专利技术涉及一种微发光二极管巨量转移技术，尤其涉及一种Mini/Micro LED芯片气动巨量转移装置。

技术介绍

[0002]从早期的石头、竹简、麻布到纸张，再到电子化显示，显示的载体随着人类的发展不断地更新迭代，视觉信息的传递效率和传递质量得到了前所未有的提升。显示设备可以呈现更多更丰富的内容，具有形象逼真、生动和感染力强等特点，给人以强烈的生动印象。显示设备作为人类与机器的交互窗口，近2/3的信息通过显示传递，起着极其重要的作用。新型显示技术是继计算机技术、通信技术和集成电路技术等之后的电子信息产业的核心技术，是战略性高新科技的基础和最具活力的电子信息产业。
[0003]1897年德国的布劳恩专利技术的阴极射线管(CRT:Cathode Ray Tube)开创了显示技术的先河。CRT具有高色彩度和高响应速度等优点，但其成像原理导致了高功耗、高辐射和体积大的缺陷，逐渐被淘汰。1983年日本科技人员对传统反射型的液晶显示器(LCD:Liquid Crystal Display)作了一些改进，改变为透射型彩色LCD，从此开创了平板显示的新纪元。LCD因其功耗低、无闪烁、辐射低、体积小和价格低廉等优点，成为目前最主流的显示设备，但其对比度低、可视角度小、响应速度慢和不可弯曲等缺陷使显示效果有所欠佳。有机发光二极管(OLED:Organic Light
‑
Emitting Diode)与LCD相比，其最大的特点就在于无需背光源，实现了自发光，因此具有许多优点：发光效率高、响应时间快、对比度高、功耗低、轻薄和可弯曲，但由于材料特性原因，其像素点寿命不长，并随着工作时间累积，发光效率和发光亮度下降，影响显示效果。Mini/Micro LED作为新一代显示技术，采用阵列化的无机自发光微米级LED芯片，解决了OLED显示屏寿命不长的缺陷，同时进一步降低了响应时间和功耗等，提高了亮度、解析度和对比度等，但Mini/Micro LED显示屏制作过程中需要将数万至数千万的微米级LED放置于驱动电路板，即芯片的巨量转移，面临着精度与效率的双重制约，其制作成本居高不下，为解决这一瓶颈，行业内提出了众多巨量转移方法。
[0004]巨量转移方法分为四个流派。其一为流体自组装：对芯片和目标基板的结构进行特殊处理，将基板与芯片置于溶液中，利用流体力和芯片重力将芯片转移至目标基板的捕获井中，该过程初始空位状态的捕获井数量多，转移速度快，但随着转移过程的进行，初始空位状态的捕获井数量减少，转移速度慢，且在溶液中芯片相互碰撞，造成损坏，良品率低。其二为滚轴转印：利用滚轮系统，进行滚轴对滚轴转印，将粘附在滚轴的芯片转移至目标基板，该方法装置结构简单，使用成本低，但如何控制基板承载台平移速度与滚轴的角速度匹配、滚轴和基板承载台的间隙是难点。其三为弹性印章：通过具有粘附性的印章从原基底粘附芯片转移至目标基板，需要对原基底进行处理，使芯片只通过锚点和断裂链固定在基底，且还需精准控制各个阶段的粘附力，难点较大。其四为激光释放转移：基本机制为激光与转移晶膜的界面作用，使芯片与转移晶膜的粘性显著降低或产生鼓泡来转移芯片，在四种巨量转移方式中效率与精度最高，最具有未来前景，但激光成本高昂，转移晶膜不可重复利用
且气体产物会污染工作环境。
[0005]中国专利202111275465.4所述的基于流体组装的微型发光二极管显示器的巨量转移方法，具有捕集位置的阵列的印模基板和微型LED的底表面延伸的龙骨，该方法使用流体装配，需要对芯片结构进行再处理且不具备选择性释放能力；
[0006]中国专利202111083038.6所述的巨量转移滚轴转印转移技术，通过滚轴转移系统控制PDMS压辊提取和释放芯片，该技术需要对芯片重新排片，增加工作量，且转移过程控制难度极高；
[0007]中国专利202210327336.3所述的液气双态Mini/Micro LED芯片巨量转移用晶膜及制作方法，使用激光光斑照射液气双态介质和粘结层，加热液气双态介质变为气态，同时降低粘结层粘力来转移芯片，由于介质充满整个介质存储网格，激光加热不均匀，转移精度和良品率不佳；
[0008]中国专利202210520697.X所述的基于微孔介质气化原晶膜的巨量转移装置，使用微孔限制气泡膨胀方向，提高了转移精度和良品率，但激光作用时，还是会有热作用，存在损伤芯片的可能。
[0009]有鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0010]本专利技术的目的是提供了一种基于通孔吹气式的Mini/Micro LED芯片气动巨量转移装置，以解决现有技术中存在的上述技术问题，实现芯片无损伤、无污染、高效率和高良品率的转移。
[0011]本专利技术的Mini/Micro LED芯片气动巨量转移装置，主要由芯片载台系统、基板载台系统和气动视觉系统组成，芯片载台系统主要包括：大理石底座1、左支座2A、右支座2B、外左导轨3A、外右导轨3B、左直线电机4A、右直线电机4B、芯片直线移动组件5、上纵向光栅尺6、上纵向光栅尺读数头7、芯片旋转调节组件8和芯片载板9；基板载台系统主要包括：下纵向光栅尺10、下纵向光栅尺读数头11、内纵向左导轨12A、内纵向右导轨12B、内纵向电机定子13、内纵向电机动子14、基板纵向移动组件15、下横向光栅尺16、下横向光栅尺读数头17和基板横向移动组件18；气动视觉系统主要包括：支撑梁19、上外导轨20A、上内导轨20B、上直线电机21、上横向移动组件22、滚珠丝杠模块23、调压阀24、高频电磁阀25、上横向光栅尺读数头26、上横向光栅尺27、固定座底板28、左固定座29A、右固定座29B、工业CCD相机30和气嘴31。大理石底座1位于左支座2A、右支座2B、外左导轨3A和外右导轨3B的下方，左支座2A和右支座2B分别位于大理石底座1上表面左右两侧，并通过紧固螺钉安装在大理石底座1上，外左导轨3A位于左支座2A上表面右侧，并通过紧固螺钉安装在左支座2A上，外右导轨3B位于右支座2B的上表面左侧，并通过紧固螺钉安装在右支座2B上，左直线电机4A和右直线电机4B分别位于外左导轨3A左侧上方和外右导轨3B右侧上方，左直线电机4A和右直线电机4B分别位于左支座2A上表面左侧和右支座2B上表面右侧，并通过紧固螺钉分别安装在左支座2A和右支座2B上，芯片直线移动组件5位于大理石底座1、左支座2A、右支座2B、外左导轨3A和外右导轨3B上方，芯片直线移动组件5位于左直线电机4A右侧和右直线电机4B左侧，并通过芯片直线移动组件5底部的滑块卡在外左导轨3A和外右导轨3B上，芯片直线移动组件5通过紧固螺钉与左直线电机4A动子和右直线电机4B动子连接，上纵向光栅尺6位于左支座
2A右表面上侧，并通过环氧树脂胶粘在左支座2A上，上纵向光栅尺读数头7位于芯片直线移动组件5前表面左侧，上纵向光栅尺读数头7位于上纵向光栅尺6右方，并通过紧固螺钉安装在芯片直线移动组件5上，芯片旋转调节组件8位于直线移动组件本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Mini/Micro LED芯片气动巨量转移装置，主要由芯片载台系统、基板载台系统和气动视觉系统组成，其特征在于，芯片载台系统主要包括：大理石底座(1)、左支座(2A)、右支座(2B)、外左导轨(3A)、外右导轨(3B)、左直线电机(4A)、右直线电机(4B)、芯片直线移动组件(5)、上纵向光栅尺(6)、上纵向光栅尺读数头(7)、芯片旋转调节组件(8)和芯片载板(9)；基板载台系统主要包括：下纵向光栅尺(10)、下纵向光栅尺读数头(11)、内纵向左导轨(12A)、内纵向右导轨(12B)、内纵向电机定子(13)、内纵向电机动子(14)、基板纵向移动组件(15)、下横向光栅尺(16)、下横向光栅尺读数头(17)和基板横向移动组件(18)；气动视觉系统主要包括：支撑梁(19)、上外导轨(20A)、上内导轨(20B)、上直线电机(21)、上横向移动组件(22)、滚珠丝杠模块(23)、调压阀(24)、高频电磁阀(25)、上横向光栅尺读数头(26)、上横向光栅尺(27)、固定座底板(28)、左固定座(29A)、右固定座(29B)、工业CCD相机(30)和气嘴(31)。大理石底座(1)位于左支座(2A)、右支座(2B)、外左导轨(3A)和外右导轨(3B)的下方，左支座(2A)和右支座(2B)分别位于大理石底座(1)上表面左右两侧，并通过紧固螺钉安装在大理石底座(1)上，外左导轨(3A)位于左支座(2A)上表面右侧，并通过紧固螺钉安装在左支座(2A)上，外右导轨(3B)位于右支座(2B)的上表面左侧，并通过紧固螺钉安装在右支座(2B)上，左直线电机(4A)和右直线电机(4B)分别位于外左导轨(3A)左侧上方和外右导轨(3B)右侧上方，左直线电机(4A)和右直线电机(4B)分别位于左支座(2A)上表面左侧和右支座(2B)上表面右侧，并通过紧固螺钉分别安装在左支座(2A)和右支座(2B)上，芯片直线移动组件(5)位于大理石底座(1)、左支座(2A)、右支座(2B)、外左导轨(3A)和外右导轨(3B)上方，芯片直线移动组件(5)位于左直线电机(4A)右侧和右直线电机(4B)左侧，并通过芯片直线移动组件(5)底部的滑块卡在外左导轨(3A)和外右导轨(3B)上，芯片直线移动组件(5)通过紧固螺钉与左直线电机(4A)动子和右直线电机(4B)动子连接，上纵向光栅尺(6)位于左支座(2A)右表面上侧，并通过环氧树脂胶粘在左支座(2A)上，上纵向光栅尺读数头(7)位于芯片直线移动组件(5)前表面左侧，上纵向光栅尺读数头(7)位于上纵向光栅尺(6)右方，并通过紧固螺钉安装在芯片直线移动组件(5)上，芯片旋转调节组件(8)位于直线移动组件(5)上表面中央，并通过齿轮齿条和轴承连接，芯片载板(9)位于大理石底座(1)上方，芯片载板(9)位于左支座(2A)右侧和右支座(2B)左侧，芯片载板(9)位于芯片旋转调节组件(8)下方，并通过芯片旋转调节组件(8)的吸盘吸附固定，下纵向光栅尺(10)位于左支座(2A)右表面下侧，并通过环氧树脂胶粘在左支座(2A)上，下纵向光栅尺读数头(11)位于左支座(2A)右侧，下纵向光栅尺读数头(11)位于基板纵向移动组件(15)左表面前侧，并通过紧固螺钉安装在基板纵向移动组件(15)上，内纵向左导轨(12A)和内纵向右导轨(12B)分别位于大理石底座(1)上表面左右两侧，内纵向左导轨(12A)和内纵向右导轨(12B)分别位于左支座(2A)右侧和右支座(2B)左侧，并通过紧固螺钉安装在大理石底座(1)上，内纵向电机定子(13)位于大理石底座(1)上表面中心线上，内纵向电机定子(13)位于内纵向左导轨(12A)右侧和内纵向右导轨(12B)左侧，并通过紧固螺钉安装在大理石底座(1)上，内纵向电机动子(14)位于内纵向电机定子(13)正上方，内纵向电机动子(14)位于基板纵向移动组件(15)正下方，并通过紧固螺钉安装在基板纵向移动组件(15)上，基板纵向移动组件(15)位于左支座(2A)右侧和右支座(2B)左侧，基板纵向移动组件(15)位于内纵向左导轨(12A)、内纵向右导轨(12B)、内纵向电机定子(13)和内纵向电机动子(14)上方，基板纵向移动组件(15)位于芯片直线移动组件(5)、芯片旋转调节组件(8)和芯片载板(9)下方，并通过基板纵向移动组
件(15)底部的滑块卡在内纵向左导轨(12A)和内纵向右导轨(12B)上，下横向光栅尺(16)位于基板纵向移动组件(15)前表面，并通过环氧树脂胶粘在基板纵向移动组件(15)上，下横向光栅尺读数头(17)位于基板横向移动组件(18)前表面右侧，并通过紧固螺钉安装在基板横向移动组件(18)上，基板横向移动组件(18)位于左支座(2A)右侧和右支座(2B)左侧，基板横向移动组件(18)位于基板纵向移动组件(15)上方，基板横向移动组件(18)位于芯...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘强，徐杰，俞建荣，赵甜甜，袁野，李晶，桑建，王子羲，
申请(专利权)人：北京海炬电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：