[發明專利]一種基于雙向擴晶法的微器件巨量轉移裝置及方法

有效

• 申請號: 201810991566.3
• 申請日: 2018-08-29
• 公開（公告）號: CN109285802B
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 尹周平;陳建魁;金一威
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H01L21/677
• 分類號: H01L21/677;H01L27/15
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 張彩錦;曹葆青

本發明屬于半導體技術領域，并具體公開了一種基于雙向擴晶法的微器件巨量轉移裝置及方法，包括微器件剝離轉移模塊、X向擴晶模塊、過渡承接模塊、Y向擴晶模塊、目標基板承載模塊、微器件補缺模塊、固化模塊、封裝模塊和目標基板搬運模塊，微器件剝離轉移模塊用于剝離微器件；X向擴晶模塊用于將微器件沿晶元盤的X向擴晶；過渡承接模塊用于將晶元盤旋轉90度；Y向擴晶模塊用于將微器件沿晶元盤的Y向擴晶；目標基板承載模塊用于接收微器件并將目標基板送入微器件補缺模塊、固化模塊、封裝模塊、基板搬運模塊中，實現補缺、固化、封裝及上下料。通過本發明，利用卷繞工藝實現微器件的巨量轉移，具有生產效率高、生產成本低等優點。

技術領域

本發明屬于半導體技術領域，更具體地，涉及一種基于雙向擴晶法的微器件巨量轉移裝置及方法。

背景技術

Micro-LED技術，即LED微縮化和矩陣化技術，指的是在一個晶片上集成的高密度微小尺寸的LED陣列，如LED顯示屏每一個像素可定址、單獨驅動點亮，可看成是LED顯示屏的微縮版，將像素點距離從毫米級降低至微米級。Micro-LED優點表現的很明顯，它繼承了無機LED的高效率、高亮度、高可靠度及反應時間快等特點，并且具自發光無需背光源的特性，更具節能、機構簡易、體積小、薄型等優勢。同時，相比于OLED，色彩的準確度更高且具由更長的壽命以及更高的亮度。

Micro-LED主要通過將傳統LED晶體薄膜用微縮制程技術進行微縮化、陣列化、薄膜化，然后通過巨量轉移技術將晶體膜批量轉移到電路上，利用物理沉積技術制造保護層，最后完成封裝。巨量轉移技術是Micro-LED制備的關鍵技術之一，其轉移過程精度要求高、數量巨大，需要新技術來滿足這一要求。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種基于雙向擴晶法的微器件巨量轉移裝置及方法，其通過對關鍵組件如微器件剝離轉移模塊、X向擴晶模塊、過渡承接模塊、Y向擴晶模塊、目標基板承載模塊、微器件補缺模塊、固化模塊、封裝模塊和目標基板搬運模塊的結構及具體裝配關系的研究與設計，以利用卷繞工藝實現微器件的巨量轉移，有效的提高了生產效率，降低了生產成本。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提出了一種基于雙向擴晶法的微器件巨量轉移裝置，其包括微器件剝離轉移模塊、X向擴晶模塊、過渡承接模塊、Y向擴晶模塊、目標基板承載模塊、微器件補缺模塊、固化模塊、封裝模塊和目標基板搬運模塊，其中：

所述微器件剝離轉移模塊位于X向擴晶模塊的上方，其用于將微器件從晶元盤上剝離；

所述X向擴晶模塊用于承接從晶元盤上剝離的微器件，并將微器件沿晶元盤的X向擴晶；

所述過渡承接模塊位于X向擴晶模塊的右下方，用于承接從X向擴晶模塊剝離的微器件，并將微器件旋轉度；

所述Y向擴晶模塊位于過渡承接模塊的右上方，用于承接從過渡承接模塊上剝離的微器件，并將微器件沿著Y向擴晶；

所述目標基板承載模塊位于Y向擴晶模塊的右下方，用于接收微器件并將目標基板送入微器件補缺模塊、固化模塊與封裝模塊中；

所述微器件補缺模塊、固化模塊、封裝模塊與基板搬運模塊依次布置于目標基板承載模塊的右側，所述微器件補缺模塊用于實現目標基板上微器件的補缺，所述固化模塊用于實現微器件與基板的連接，所述封裝模塊用于對連接后的微器件與基板整體封裝一層保護層，所述基板搬運模塊用于實現目標基板的上下料。

作為進一步優選的，所述微器件剝離轉移模塊包括晶元自動換盤單元、晶元盤移動單元、晶元盤托盤、轉移激光掃描單元、轉移激光剝離單元以及遍歷視覺單元，所述晶元自動換盤單元布置于晶元盤移動單元的后方，用于將晶元盤裝入晶元盤移動單元上方的晶元盤托盤上，所述轉移激光掃描單元與轉移激光剝離單元并列布置于晶元盤的上方，分別用于弱化晶元盤上微器件與晶元盤的粘結強度以及將微器件從晶元盤上剝離，所述遍歷視覺單元布置于晶元盤的下方，用于檢測微器件的質量并標識不良微器件。