本发明专利技术公开了一种激光解胶针刺气动芯片巨量转移机构，涉及半导体光电技术领域，包括上平台移动系统、转移平台系统、下平台移动系统，转移平台系统设置于上平台移动系统上，转移平台系统包括转移滑台、垂直动力模组、针刺夹持支架、激光辅助针刺组件、相机组件、激光器支架和激光发生器，激光辅助针刺组件包括激光部、气动部和微孔针头，激光部开设激光视窗，气动部开设进气孔，微孔针头对准下平台移动系统顶部的蓝膜组件。本发明专利技术采用上述结构的一种激光解胶针刺气动芯片巨量转移机构，利用激光发生器大幅度改变小范围蓝膜膜材性能，吹气产生形态良好的气泡，驱动芯片从蓝膜剥落至目标基板，实现高效率和柔性接触的Mini/Micro LED芯片巨量转移。片巨量转移。片巨量转移。
【技术实现步骤摘要】
一种激光解胶针刺气动芯片巨量转移机构
[0001]本专利技术涉及半导体光电
，尤其是涉及一种激光解胶针刺气动芯片巨量转移机构。
技术介绍
[0002]近年来，Mini/Micro LED显示技术出现，Mini/Micro LED显示屏由巨量微米级LED显示芯片通过独立封装形成单个像素点，在发光效率、功耗、对比度、响应速度、寿命等方面具有无可比拟的优势，是下一代主流显示屏的最佳选择，被成为“21世纪终极显示技术”。
[0003]Mini/Micro LED显示屏的生产流程从上游：晶圆沉积、掩膜曝光、刻蚀、PCB设计、金线飞线等工艺，到中游：锡膏印刷、巨量转移(MT，Mass Transfer)、激光焊接、涂胶封装等工艺，再到下游：板间调屏、整版拼接、封装电视等工艺，无不影响生产效率和生产成本。其中巨量转移是将数百万甚至千万量级微型LED芯片精准高效地从源基板转移到目标基板上。即使一次转移1万颗，至少需要重复上百次，转移芯片数量巨大，且准确度要求极高，巨量转移成为Mini/Micro LED封装工艺中限制产能的关键环节。巨量转移技术直接影响到Mini/Micro LED显示屏的生产速度、良品率和生产成本，是当前制约LED显示屏量产的关键因素。目前国际上转移方式有很多种，行业内真正用于生产的转移方式主要分为两种：机械摆臂式和针刺式，机械摆臂式碍于自身结构，产能被限制，无法大幅提升，针刺式转移优化了转移行程和转移结构，用针刺向芯片驱动转移，对膜材要求低，无需复杂动作，是机械摆臂式最佳替代方案，也是目前用于生产的唯一具有前景的转移方式。
[0004]现有的技术中，申请专利202110109928.3所述的一种芯片转移方法、系统及设备，采用贴合头的推针刺穿元件环上的蓝膜，将芯片从蓝膜上剥离并转移至正下方的贴合台的基板上的方法转移，由于转移方式限制，推针必须刺向芯片发光侧才可以实现芯片电极与基板上焊盘贴合，芯片发光侧相对于电极侧来说更加脆弱，使用刚性针刺发光侧进行转移势必会导致大量芯片破损，影响转移效率和转移良率。
[0005]申请专利202110574750.X所述的一种MicroLED的巨量转移机构，采用顶吸组件将小范围的芯片在转移膜上张紧，通过音圈电机驱动的带有片簧轴承或弹片的刺头臂，刺向芯片实现转移，其顶吸组件控制复杂，在部分选取的过程中必然会剐蹭损失部分芯片，刺头臂虽采用弹力装置消除部分刚性接触，但最终作用在芯片发光侧上仍然是刚性接触，在无蓝宝石背衬层的Micro LED芯片转移的工况下，会导致更多芯片破损，影响转移。
[0006]申请专利202210524975.9所述的巨量转移方法及设备，采用针刺方式转移，通过针刺方式将目标芯片转移在转移膜上，转移膜上芯片与焊盘对位后压合焊接，最后进行测试和返修，虽然此方案可以刺向相对强度更高的电极侧，但是其刚性的针会剐蹭电极，影响产品使用寿命，并且两步转移过程中影响因素增加，会影响转移效率和转移良率。
[0007]申请专利202310161990.6所述的一种跟踪稳距气动巨量转移装置，使用跟踪稳距技术保证气动器工作位与源基板间距始终恒定，消除了气动器与源基板间距波动对工作气体的影响，实现气动巨量转移装置转移芯片时作用于晶膜上的气体状态的一致性，但其膜
材张力不够，形成气泡回弹缓慢，影响转移效率。
[0008]申请专利所述的2023104732760所述的一种气动针刺巨量转移装置，采用针刺加气动的方式将芯片从晶膜剥离至目标焊点，针刺蓝膜使得膜材张力增大，膜材回弹时间减小，提高了转移效率，又因针头与膜材形成微小密闭空间，提高了针头处气体压强，形成姿态更好的气泡，但是其膜材粘性难以控制，会导致部分芯片无法被锡膏粘接，影响转移效率。
技术实现思路
[0009]本专利技术的目的是提供一种激光解胶针刺气动芯片巨量转移机构，利用激光发生器大幅度改变小范围蓝膜膜材性能，吹气产生形态良好的气泡，驱动芯片剥落至目标基板，可实现高效率、高良率、对芯片无损伤、转移姿态可控、射流利用率高、气泡形态良好和柔性接触的Mini/Micro LED芯片巨量转移。
[0010]为实现上述目的，本专利技术提供了一种激光解胶针刺气动芯片巨量转移机构，包括上平台移动系统、转移平台系统、下平台移动系统，转移平台系统设置于上平台移动系统上，转移平台系统包括转移滑台、垂直动力模组、针刺夹持支架、激光辅助针刺组件、相机组件、激光器支架和激光发生器，垂直动力模组和相机组件并排固定在转移滑台上，针刺夹持支架设置于垂直动力模组的前端面上，激光器支架设置于垂直动力模组的顶部，激光发生器固定在激光器支架上方，激光发生器朝向激光辅助针刺组件，激光辅助针刺组件固定在针刺夹持支架上，激光辅助针刺组件为中空的圆筒形，激光辅助针刺组件包括激光部、气动部和微孔针头，激光部与气动部之间通过激光聚焦物镜隔开，激光部的侧面顶部开口形成激光视窗，激光视窗处设置有视窗平透镜，激光视窗内设置有视窗反光镜，视窗反光镜成45
°
放置，激光发生器发射的激光穿过视窗平透镜后，经视窗反光镜反射后依次穿过激光聚焦物镜、气动部和微孔针头，气动部的侧面开设圆形的进气孔，微孔针头的针尖朝向下平台移动系统，下平台移动系统的顶部设置有固定不动的蓝膜组件和三自由度移动的基板治具。
[0011]优选的，上平台移动系统包括大理石底座、左大理石支柱、右大理石支柱、上Y轴左电机、上Y轴右电机、横梁，左大理石支柱和右大理石支柱对称设置于大理石底座的上表面两侧，上Y轴左电机的定子设置于左大理石支柱的左侧上表面，上Y轴右电机的定子设置于右大理石支柱的右侧上表面，横梁的左右两端分别与上Y轴左电机的动子、上Y轴右电机的动子固定连接，横梁的前端面中部设置有上X轴电机，上X轴电机的上方和下方分别设置有上X轴上导轨和上X轴下导轨，上X轴上导轨和上X轴下导轨均与横梁的前端面固定连接。
[0012]优选的，转移滑台包括转移滑台过度板和转移滑台A滑块、转移滑台B滑块、转移滑台C滑块、转移滑台D滑块，转移滑台A滑块、转移滑台B滑块、转移滑台C滑块和转移滑台D滑块分为两排设置于转移滑台过度板的背面，其中转移滑台A滑块、转移滑台C滑块与上X轴上导轨滑动连接，转移滑台B滑块、转移滑台D滑块与上X轴下导轨滑动连接，上X轴电机的动子与转移滑台过度板的背面固定连接，垂直动力模组包括垂直动力模组定子和垂直动力模组动子，垂直动力模组定子与转移滑台过度板的左侧前端面固定连接，垂直动力模组动子与垂直动力模组定子滑动连接，针刺夹持支架固定在垂直动力模组动子上。
[0013]优选的，蓝膜组件包括蓝膜支架和蓝膜，蓝膜支架的两端分别与左大理石支柱的
内侧面和右大理石支柱的内侧面固定连接，蓝膜支架的材料为不锈钢、铝材和合金材料中的一种，表面平整度在15微米以内，表面进阳极化处理；
[0014]蓝膜设置于蓝膜支架中部的卡槽内，蓝膜的背面阵列粘结设置有若干Mini/Micro LED芯片，蓝膜采用PET薄膜基材，蓝膜的表面涂布UV涂料。
[001本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种激光解胶针刺气动芯片巨量转移机构，其特征在于：包括上平台移动系统、转移平台系统、下平台移动系统，转移平台系统设置于上平台移动系统上，转移平台系统包括转移滑台、垂直动力模组、针刺夹持支架、激光辅助针刺组件、相机组件、激光器支架和激光发生器，垂直动力模组和相机组件并排固定在转移滑台上，针刺夹持支架设置于垂直动力模组的前端面上，激光器支架设置于垂直动力模组的顶部，激光发生器固定在激光器支架上方，激光发生器朝向激光辅助针刺组件，激光辅助针刺组件固定在针刺夹持支架上，激光辅助针刺组件为中空的圆筒形，激光辅助针刺组件包括激光部、气动部和微孔针头，激光部与气动部之间通过激光聚焦物镜隔开，激光部的侧面顶部开口形成激光视窗，激光视窗处设置有视窗平透镜，激光视窗内设置有视窗反光镜，视窗反光镜成45
°
放置，激光发生器发射的激光穿过视窗平透镜后，经视窗反光镜反射后依次穿过激光聚焦物镜、气动部和微孔针头，气动部的侧面开设圆形的进气孔，微孔针头的针尖朝向下平台移动系统，下平台移动系统的顶部设置有固定不动的蓝膜组件和三自由度移动的基板治具。2.根据权利要求1所述的一种激光解胶针刺气动芯片巨量转移机构，其特征在于：上平台移动系统包括大理石底座、左大理石支柱、右大理石支柱、上Y轴左电机、上Y轴右电机、横梁，左大理石支柱和右大理石支柱对称设置于大理石底座的上表面两侧，上Y轴左电机的定子设置于左大理石支柱的左侧上表面，上Y轴右电机的定子设置于右大理石支柱的右侧上表面，横梁的左右两端分别与上Y轴左电机的动子、上Y轴右电机的动子固定连接，横梁的前端面中部设置有上X轴电机，上X轴电机的上方和下方分别设置有上X轴上导轨和上X轴下导轨，上X轴上导轨和上X轴下导轨均与横梁的前端面固定连接。3.根据权利要求1所述的一种激光解胶针刺气动芯片巨量转移机构，其特征在于：转移滑台包括转移滑台过度板和转移滑台A滑块、转移滑台B滑块、转移滑台C滑块、转移滑台D滑块，转移滑台A滑块、转移滑台B滑块、转移滑台C滑块和转移滑台D滑块分为两排设置于转移滑台过度板的背面，其中转移滑台A滑块、转移滑台C滑块与上X轴上导轨滑动连接，转移滑台B滑块、转移滑台D滑块与上X轴下导轨滑动连接，上X轴电机的动子与转移滑台过度板的背面固定连接，垂直动力模组包括垂直动力模组定子和垂直动力模组动子，垂直动力模组定子与转移滑台过度板的左侧前端面固定连接，垂直动力模组动子与垂直动力模组定子滑动连接，针刺夹持支架固定在垂直动力模组动子上。4.根据权利要求1所述的一种激光解胶针刺气动芯片巨量转移机构，其特征在于：蓝膜组件包括蓝膜支架和蓝膜，蓝膜支架的两端分别与左大理石支柱的内侧面和右大理石支柱的内侧面固定连接，蓝膜支架的材料为不锈钢、铝材和合金材料中的...
【专利技术属性】
技术研发人员：牛德树，樊竞超，张利辉，张育恒，
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：
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