本发明专利技术提供了一种适用于柔性电子器件的曲面转印装置及方法，属于半导体器件制造领域，其包括基架、固定在基架上的驱动变形模块以及配套设置的气压控制模块和辅助变形模块，其中：驱动变形模块包括呈阵列密集排布的插针和测距传感器，插针可上下移动地贯穿安装在基架上，该插针的内部设置有多个通气孔，测距传感器设置在插针的下端；气压控制模块包裹全部插针的上端，用于控制插针的气压以实现柔性电子器件的吸附和变形；辅助变形模块与测距传感器连接，并与每个插针的上端相接触，用于根据测距传感器测得的距离带动各个插针上下移动。本发明专利技术能够保证整个过程中插针与柔性电子器件无接触，从而有效减少对柔性电子器件的损害，实现无损转印。实现无损转印。实现无损转印。
【技术实现步骤摘要】
一种适用于柔性电子器件的曲面转印装置及方法
[0001]本专利技术属于半导体器件制造领域，更具体地，涉及一种适用于柔性电子器件的曲面转印装置及方法。
技术介绍
[0002]随着科技的不断进步，柔性电子器件逐渐进入人们的视野。在柔性电子器件的许多应用中，需要将大面积的柔性电子器件阵列集成到非可展曲面上，比如将铜导线布置在球状衬底上以形成球面天线，将半导体感光元件集成到球面上以形成仿人眼相机，以及形成表面分布有低频电极的医用椭球气囊等。由于柔性曲面电子具有大面积、可变形、轻质和非平面等优势，正展现出越来越强大的发展潜力。
[0003]曲面转移印刷技术是一种先通过传统的蚀刻或光刻技术在平面基板上制造精密电子结构/器件，然后将其转移到柔性/弯曲基板上的工艺。通常可分为三个步骤：在平面基板上制造电子器件，使用临时衬底从平面基板上拾取电子器件并对平面电子器件进行变形，最终将电子器件转移到目标基板上，其本质原理是界面附着力的变化。临时衬底通常是指在转印过程中将设计好的图案或者电子元件转印到基材表面上的工具。当临时衬底和电子器件之间的粘附力大于电子器件和平面基材之间的粘附力时，实现拾取过程。类似地，当临时衬底和电子器件之间的附着力小于电子器件和接收基板之间的附着力时，实现了放下过程。
[0004]尽管过去几十年来柔性共形电子学在科学研究和工业上取得了巨大进步，但它仍然面临着许多挑战。最迫切需要解决的问题之一是柔性共形电子器件从平面到目标曲面的变形过程。现有的曲面转印技术具有在柔性电子器件薄膜与衬底的粘合和脱离时会对其造成损伤、传统机械式主动变形的方式精度低，柔性电子器件与曲面基材无法精准对准、传统机械式主动变形的方式仅仅适用于简单曲面，面对复杂曲面很难实现精确转印、柔性电子器件阵列的面积较大时容易出现漏贴和脱粘，从而导致结合体和非可展曲面贴附不紧密等问题。相应地，本领域亟需对此提出更为完善的解决方案，以便符合柔性电子曲面转移日益增长的更高精度、高质量的工艺需求。
技术实现思路
[0005]针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种适用于柔性电子器件的曲面转印装置及方法，旨在解决现有的柔性电子器件转印精度低、容易造成损伤的问题。
[0006]为实现上述目的，按照本专利技术的一方面，提供了一种适用于柔性电子器件的曲面转印装置，该曲面转印装置包括基架、固定在基架上的驱动变形模块以及配套设置的气压控制模块和辅助变形模块，其中：所述驱动变形模块包括预设数量呈阵列密集排布的插针和测距传感器，所述插针可上下移动地贯穿安装在基架上，该插针的内部设置有多个通气孔，工作时利用所述插针吸附柔性电子器件并将其转移至目标基材曲面的上方，然后通过对该柔性电子器件施加气
压以改变其形状进而实现曲面转印；所述测距传感器设置在插针的下端，用于探测每个插针下端与柔性电子器件的距离；所述气压控制模块包裹全部插针的上端，用于控制插针的气压以实现柔性电子器件的吸附和变形；所述辅助变形模块与测距传感器连接，并与每个插针的上端相接触，用于根据所述测距传感器测得的距离带动各个插针上下移动，从而保证插针与柔性电子器件的距离固定，同时该辅助变形模块还用于带动插针上下移动以恢复平齐状态。
[0007]作为进一步优选地，所述曲面转印装置还包括曲面构型仿真模块，同时所述气压控制模块包括与插针数量相同的气压控制器，其中：所述曲面构型仿真模块固定在基架的外侧，并与测距传感器连接，工作时利用所述测距传感器测量每个插针下端与目标基材曲面的距离，并反馈至曲面构型仿真模块以拟合目标基材曲面的形状，进而确定插针的施压顺序和施压大小；所述气压控制器用于根据所述施压顺序和施压大小控制各个插针依序施加气压，进而提高柔性电子器件与目标基材曲面的贴合度。
[0008]作为进一步优选地，所述曲面构型仿真模块采用插值法拟合目标基材曲面的形状。
[0009]作为进一步优选地，所述曲面构型仿真模块按照插针下端与目标基材曲面的距离由大到小的顺序确定施压顺序。
[0010]作为进一步优选地，所述测距传感器为激光测距传感器。
[0011]作为进一步优选地，所述辅助变形模块包括与插针数量相同的位移驱动器，工作时利用所述位移驱动器带动各个所述插针上下移动。
[0012]作为进一步优选地，所述插针的形状为长方体，其底面为正方形并且边长为6.5～7 mm，相邻插针的间距为3～3.5 mm。
[0013]作为进一步优选地，所述通气孔的形状为圆柱形，该通气孔的直径为0.8～0.9 mm，相邻通气孔的间距为0.3 mm～0.4 mm。
[0014]按照本专利技术的另一方面，提供了一种适用于柔性电子器件的曲面转印方法，该方法采用上述适用于柔性电子器件的曲面转印装置，具体包括如下步骤：S1所有插针处于平齐状态，利用气压控制模块控制插针以真空吸附的方式拾取柔性电子器件并转移到目标基材曲面的表面；S2利用气压控制模块控制插针通过吹气的方式对柔性电子器件进行施压以改变其形状，同时利用辅助变形模块根据测距传感器测得的距离带动插针上下移动，以保证插针与目标基材曲面的距离固定；S3待所述柔性电子器件与目标基材曲面完全贴合后，辅助变形模块带动插针恢复初始状态，进而完成柔性电子器件的曲面转印。
[0015]按照本专利技术的又一方面，提供了一种适用于柔性电子器件的曲面转印方法，该方法采用上述适用于柔性电子器件的曲面转印装置，具体包括如下步骤：（a）所有插针处于平齐状态，利用激光测距器测量每个插针与目标基材曲面的距离，并反馈到曲面构型仿真模块，进而拟合出目标基材曲面的形状并确定插针的施压顺序和施压大小；（b）利用气压控制模块控制插针以真空吸附的方式拾取柔性电子器件并转移到目
标基材曲面的表面；（c）利用所述气压控制模块根据步骤（a）确定的施压顺序和施压大小，控制插针依序吹气以对柔性电子器件进行施压并改变其形状，同时利用辅助变形模块根据测距传感器测得的距离带动插针上下移动，以保证插针与目标基材曲面的距离固定；（d）待所述柔性电子器件与目标基材曲面完全贴合后，辅助变形模块带动插针恢复初始状态，进而完成柔性电子器件的曲面转印。
[0016]总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：1．本专利技术提供的曲面转印装置采用气动的驱动方式，利用气压控制模块与插针配合对柔性电子器件施加气压以完成变形工作，并通过辅助变形模块保持插针与柔性电子器件的距离固定，使得整个变形过程中插针与柔性电子器件无接触，从而有效减少对柔性电子器件的损害，实现无损转印，显著提高操作的同步性和工作效率，并且插针呈阵列密集排布，能够对柔性电子器件进行精准变形和紧密贴合，有效避免漏贴、脱粘的问题；2．尤其是，本专利技术通过设置曲面构型仿真模块，能够针对目曲面基材进行构型以确定各个插针的施压大小，并按照插针下端与目标基材曲面的距离由大到小的顺序排列确定施压顺序，进而有助于顺利将柔性电子器件与目标基材曲面之间的气体排除，提高柔性电子器件与目标基材曲面的贴合度，并且避免柔性电子器件受损，适用于各种复杂曲本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种适用于柔性电子器件的曲面转印装置，其特征在于，该曲面转印装置包括基架（200）、固定在基架（200）上的驱动变形模块（300）以及配套设置的气压控制模块（500）和辅助变形模块（600），其中：所述驱动变形模块（300）包括预设数量呈阵列密集排布的插针（301）和测距传感器（303），所述插针（301）可上下移动地贯穿安装在基架（200）上，该插针（301）的内部设置有多个通气孔（302），工作时利用所述插针（301）吸附柔性电子器件（101）并将其转移至目标基材曲面（100）的上方，然后通过对该柔性电子器件（101）施加气压以改变其形状进而实现曲面转印；所述测距传感器（303）设置在插针（301）的下端，用于探测每个插针（301）下端与柔性电子器件（101）的距离；所述气压控制模块（500）包裹全部插针（301）的上端，用于控制插针（301）的气压以实现柔性电子器件（101）的吸附和变形；所述辅助变形模块（600）与测距传感器（303）连接，并与每个插针（301）的上端相接触，用于根据所述测距传感器（303）测得的距离带动各个插针（301）上下移动，从而保证插针（301）与柔性电子器件（101）的距离固定，同时该辅助变形模块（600）还用于带动插针（301）上下移动以恢复平齐状态。2.如权利要求1所述的适用于柔性电子器件的曲面转印装置，其特征在于，所述曲面转印装置还包括曲面构型仿真模块（400），同时所述气压控制模块（500）包括与插针（301）数量相同的气压控制器，其中：所述曲面构型仿真模块（400）固定在基架（200）的外侧，并与测距传感器（303）连接，工作时利用所述测距传感器（303）测量每个插针（301）下端与目标基材曲面（100）的距离，并反馈至曲面构型仿真模块（400）以拟合目标基材曲面的形状，进而确定插针（301）的施压顺序和施压大小；所述气压控制器用于根据所述施压顺序和施压大小控制各个插针（301）依序施加气压，进而提高柔性电子器件（101）与目标基材曲面（100）的贴合度。3.如权利要求2所述的适用于柔性电子器件的曲面转印装置，其特征在于，所述曲面构型仿真模块（400）采用插值法拟合目标基材曲面的形状。4.如权利要求2所述的适用于柔性电子器件的曲面转印装置，其特征在于，所述曲面构型仿真模块（400）按照插针（301）下端与目标基材曲面（100）的距离由大到小的顺序确定施压顺序。5.如权利要求2所述的适用于柔性电子器件的曲面转印装置，其特征在于，所述测距传感器（303）为激光测距传感器。6.如权利要求2所述的适用于柔性电子器件的曲面转印装置，其特征在于，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：王诗兆，
申请(专利权)人：湖北芯研投资合伙企业有限合伙，
类型：发明
国别省市：
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