【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及micro-led芯片转移封装，尤其涉及一种micro-led芯片柔性飞行刺晶装置及控制方法。
技术介绍
1、在芯片微型化背景下，器件中的芯片数量越来越多、分布越来越密，如何突破现行芯片单颗转移固晶封装的主流模式，创建批量化转移封装装备实现芯片转移效率的量级跃升，是当前高密度器件制造的技术难点。针对mini led/micro-led(微型发光二极管)的转移封装的需求，已经提出了许多有代表性的芯片转移封装技术，如真空吸嘴法、静电转移法、电磁转移法、激光转移法以及机械刺晶法等。
2、其中，机械刺晶法是一种已经被广泛应用的转移封装方法，芯片与基板呈垂直式布局，通过柔性铰链搭载刺针的装置，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。同时，激光转移法在芯片转移过程中也采用垂直式布局，即芯片载体和电路基板分别位于上下运动平台。上述的机械刺晶法和激光转移法在需要芯片与电路基板的精准对准时，需要运动平台进行调整对位，而运动平台频繁的启停带来的抖动使得芯片转移封装的精度大大降低，此外二维微动平台不可避免的会产生竖直方向与水平方向的耦合，当发生耦合时，飞行刺晶装置的刺入精度进一步降低。若为了满足装置的高精度高响应的需求，通常使用压电陶瓷作为刺晶动作的驱动器，由于压电陶瓷产生的位移较小，在飞行刺晶过程中经常出现刺针的位移距离不足的情况，导致芯片无法顺利的刺入基板当中。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种micro-led芯片柔性飞行刺晶装置及控制方法
2、本专利技术提供的一种micro-led芯片柔性飞行刺晶装置，包括：微动平台；所述微动平台包括：微动平台控制器、音圈电机、驱动框、压电陶瓷、桥式放大机构和杠杆放大机构；
3、所述音圈电机的驱动轴与驱动框的一侧驱动连接；
4、所述压电陶瓷安装在所述驱动框内，所述压电陶瓷的输出轴连接桥式放大机构，且所述桥式放大机构与所述杠杆放大机构相抵接于所述驱动框内；所述桥式放大机构与所述杠杆放大机构相结合形成复合放大机构，用于放大所述压电陶瓷的输出位移；
5、所述杠杆放大机构的底部设有刺针，用于撞击micro-led芯片；
6、所述微动平台控制器分别与所述音圈电机和所述压电陶瓷电性连接，用于控制所述音圈电机驱动所述驱动框以带动所述刺针的横向移动，并按照预设工作频率控制所述压电陶瓷轴向伸长收缩使得所述桥式放大机构与所述杠杆放大机构纵向移动，进而带动所述刺针进行纵向往复移动。
7、进一步的，所述微动平台还包括：固定架；所述音圈电机固定设置于所述固定架的内壁上；所述驱动框通过柔性铰链设置于所述固定架上。
8、进一步的，所述桥式放大机构包括：输入臂、连接臂和输出臂；
9、所述输入臂与所述输出臂之间连接有所述连接臂；各臂之间通过柔性铰链铰接；所述输入臂开设有允许所述压电陶瓷的输出轴通过的小孔；
10、所述输出臂包括顶部输出臂和底部输出臂；所述顶部输出臂抵接于所述驱动框的顶部内侧，所述底部输出臂抵接于所述杠杆放大机构的顶部。
11、进一步的，所述杠杆放大机构包括：第一放大杆、第二放大杆、输出杆和固定杆；
12、所述第一放大杆与所述底部输出臂相抵接；所述第一放大杆、所述第二放大杆和所述输出杆依次通过柔性铰链铰接；所述固定杆与所述第二放大杆通过柔性铰链铰接；
13、所述输出杆的两侧均设有簧片；所述簧片的一端与输出杆相连接，所述簧片的另一端与所述驱动框相连接；所述刺针设置于所述输出杆的底部。
14、进一步的，所述第二放大杆和所述固定杆的数量均优选为2；
15、两根固定杆分别位于所述第一放大杆的两侧，且所述固定杆的一侧焊接于所述驱动框的内壁上；
16、两根第二放大杆横向排列于所述第一放大杆的下方，且两根第二放大杆之间留有空隙；
17、所述输出杆位于所述第二放大杆的下方。
18、进一步的，还包括：传送平台；所述传送平台位于所述微动平台的正下方；
19、所述传送平台包括：第一传送带和第二传送带；所述第一传送带用于承载并移动micro-led芯片；所述第二传送带用于承载并移动电路基板。
20、进一步的，还包括：ccd相机，用于检测各micro-led芯片与所述刺针的相对位置；
21、所述微动平台控制器与所述ccd相机电性连接，具体用于根据各micro-led芯片与所述刺针的相对位置，控制所述音圈电机驱动所述驱动框横向运动进而带动所述刺针的横向移动，以调整所述micro-led芯片与所述刺针的相对位置。
22、进一步的，所述桥式放大机构和所述杠杆放大机构均为轴对称结构。
23、进一步的，所述杠杆放大机构优选二级杠杆放大机构。
24、本专利技术还提供的一种micro-led芯片柔性飞行刺晶装置的控制方法，其特征在于，包括：
25、实时获取各micro-led芯片与刺针的相对位置，并判断进入预设位置范围内的目标micro-led芯片的相对位置是否满足预设条件；
26、若不满足，则控制音圈电机驱动所述驱动框以带动所述刺针的横向移动直至所述目标micro-led芯片的相对位置满足预设条件；
27、若满足，则控制压电陶瓷轴向伸长以带动所述刺针的纵向移动并碰撞所述目标micro-led芯片，使得所述目标micro-led芯片转移至电路基板上。
28、从以上技术方案可以看出，本专利技术具有以下优点：
29、本专利技术提供了一种micro-led芯片柔性飞行刺晶装置及控制方法，装置包括：微动平台；微动平台包括：微动平台控制器、音圈电机、驱动框、压电陶瓷、桥式放大机构和杠杆放大机构；音圈电机的驱动轴与驱动框的一侧驱动连接；压电陶瓷安装在驱动框内，压电陶瓷的输出轴连接桥式放大机构，且桥式放大机构与杠杆放大机构相抵接于驱动框内；桥式放大机构与杠杆放大机构相结合形成复合放大机构，用于放大压电陶瓷的输出位移；杠杆放大机构的底部设有刺针，用于撞击micro-led芯片；微动平台控制器分别与音圈电机和压电陶瓷电性连接，用于控制音圈电机推动驱动框以带动刺针的横向移动，并按照预设工作频率控制压电陶瓷轴向伸长收缩使得桥式放大机构与杠杆放大机构纵向移动，进而带动刺针进行纵向往复移动。
30、在本专利技术中，将桥式放大机构与杠杆放大机构相结合形成复合放大机构，搭配压电陶瓷从而获得更大的位移放大比且具有良好的缓释冲击效果，使得刺针进行纵向的高速率移动，能够有效消除纵向耦合误差并平衡机构内部应力，提高装置精度，使得微动平台达到纳米级别的分辨率；通过音圈电机结合驱动框，使得刺针进行横向的高频且高精度的移动，大大提升了微动平台的精度；同时，垂直方向和水平方向各自有单独的驱动器，可单独运动，也可相互配合运动，可实现多种运动方式，从而实现了垂直与水平本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种Micro-LED芯片柔性飞行刺晶装置，其特征在于，包括：微动平台；所述微动平台包括：微动平台控制器、音圈电机、驱动框、压电陶瓷、桥式放大机构和杠杆放大机构；
2.根据权利要求1所述的一种Micro-LED芯片柔性飞行刺晶装置，其特征在于，所述微动平台还包括：固定架；所述音圈电机固定设置于所述固定架的内壁上；所述驱动框通过柔性铰链设置于所述固定架上。
3.根据权利要求1所述的一种Micro-LED芯片柔性飞行刺晶装置，其特征在于，所述桥式放大机构包括：输入臂、连接臂和输出臂；
4.根据权利要求3所述的一种Micro-LED芯片柔性飞行刺晶装置，其特征在于，所述杠杆放大机构包括：第一放大杆、第二放大杆、输出杆和固定杆；
5.根据权利要求4所述的一种Micro-LED芯片柔性飞行刺晶装置，其特征在于，所述第二放大杆和所述固定杆的数量均优选为2；
6.根据权利要求1所述的一种Micro-LED芯片柔性飞行刺晶装置，其特征在于，还包括：传送平台；所述传送平台位于所述微动平台的正下方；
7.根据权利要求6所述的
8.根据权利要求1所述的一种Micro-LED芯片柔性飞行刺晶装置，其特征在于，所述桥式放大机构和所述杠杆放大机构均为轴对称结构。
9.根据权利要求1所述的一种Micro-LED芯片柔性飞行刺晶装置，其特征在于，所述杠杆放大机构优选二级杠杆放大机构。
10.一种Micro-LED芯片柔性飞行刺晶装置的控制方法，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种micro-led芯片柔性飞行刺晶装置，其特征在于，包括：微动平台；所述微动平台包括：微动平台控制器、音圈电机、驱动框、压电陶瓷、桥式放大机构和杠杆放大机构；
2.根据权利要求1所述的一种micro-led芯片柔性飞行刺晶装置，其特征在于，所述微动平台还包括：固定架；所述音圈电机固定设置于所述固定架的内壁上；所述驱动框通过柔性铰链设置于所述固定架上。
3.根据权利要求1所述的一种micro-led芯片柔性飞行刺晶装置，其特征在于，所述桥式放大机构包括：输入臂、连接臂和输出臂；
4.根据权利要求3所述的一种micro-led芯片柔性飞行刺晶装置，其特征在于，所述杠杆放大机构包括：第一放大杆、第二放大杆、输出杆和固定杆；
5.根据权利要求4所述的一种micro-led芯片柔性飞行刺晶装...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈桪，谢丛锴，刘子扬，姚敬松，孙剑峰，劳斯德，程健聪，宋嘉诚，陈新，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：
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