[發明專利]一種微型器件轉移裝置及轉移方法

有效

• 申請號: 202011334390.8
• 申請日: 2020-11-25
• 公開（公告）號: CN112133667B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 薛龍建;汪鑫;劉勝;史哲坤
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: H01L21/683
• 分類號: H01L21/683;H01L33/00
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 楊宏偉

本發明公開了一種微型器件轉移裝置及轉移方法，微型器件轉移裝置包括控溫基板、形貌適應層和陣列排布的黏附單元，所述黏附單元包括彈性體和設于彈性體內用于控制其溫度的控溫元件組，黏附單元的彈性體為微米級柱狀結構，所述彈性體采用熵彈性材料制成，所述控溫元件組與控溫基板電性連接。轉移過程中，根據目標轉移器件的重量和形狀，通過控溫基板設定對應黏附單元的目標溫度，與目標器件形成良好接觸后將器件拾取并轉移至目標位置；控溫元件組斷電，黏附單元與目標器件分離，完成器件轉移。本發明能夠根據需要調節黏附力大小，基本能夠防止在轉移過程中對器件產生應力，尤其適用于高精度器件和超薄器件的轉移。

技術領域

本發明屬于光電技術領域，涉及一種芯片轉移技術，具體涉及一種微型器件轉移裝置及轉移方法。

背景技術

隨著電子制造技術的發展，電子設備的小型化和低成本化也使得其中的電子器件向著更輕、更薄以及更高效的方向發展。以電子芯片舉例，自上世紀五十年代第一代芯片以來，芯片制備技術發展迅速，如尺寸在微米量級的微型芯片在諸如顯示器件、手機甚至于生物體內均具有極大的應用前景。但是，在制備完成后，如何在不對芯片造成損害的基礎上，快速穩定將芯片大批量的從施體基板轉移到接收基板進行進一步的作業，成為本領域技術人員需要解決的問題。

目前，已有專利和文獻提供了一些解決方案：公開號為CN210245498U的專利提供了一種微型芯片轉移裝置，利用外加電場作用，使彈性印模載體表面產生靜電從而吸附目標芯片。但電場和靜電作用可能會對芯片內部結構造成影響，從而限制了該轉移裝置的實用性。同樣的，公開號為CN110753487A的專利提供了一種利用液體水膜的毛細作用吸附芯片的裝置，雖然這種作用力柔和，不易破壞芯片，但水汽對芯片內部結構也容易產生影響。公開號為CN 110752167A和CN110797295A的專利分別利用光敏膠層受到光照的相變或體積收縮膨脹來控制芯片的黏附和脫附，但在此過程中，光敏膠層受壓會有很大的形變，施壓過程操作不當容易損傷芯片，此外，光敏膠也容易殘留在目標芯片的表面，從而造成污染。

此外，對于一些表面具有曲率的芯片等電子器件，現有的芯片轉移裝置往往難以與其表面形成良好的接觸，從而導致黏附和轉移的過程的不穩定甚至失敗。

綜上，目前需要一種可以與電子器件表面形成良好接觸，能夠精確控制黏附力大小的轉移裝置，以解決現有技術的缺失。

發明內容

本發明目的在于提供一種可控微型器件轉移裝置，具有可適應目標器件表面形貌的形貌適應層和黏附單元，以及各個黏附單元內獨立的控溫系統，在極小外力作用下，即可與待轉移目標器件形成良好的接觸，保持可控的均勻黏附性能，對微型器件進行快速、無傷害的大批量可選擇性轉移。

為達成上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種微型器件轉移裝置，其特征在于，包括控溫基板、形貌適應層和陣列排布的黏附單元，所述黏附單元包括彈性體和設于彈性體內用于控制其溫度的控溫元件組，黏附單元的彈性體為微米級柱狀結構，所述彈性體采用熵彈性材料制成，所述控溫元件組與控溫基板電性連接。

本發明形貌適應層的作用在于黏附單元陣列與待轉移的微型器件接觸時，黏附單元能夠在發生部分微型壓縮變形，使得與微型器件形狀匹配的所有黏附單元都能與微型器件均衡接觸，均衡轉移過程中微型器件的應力，防止微型器件變形，或者適應表面不平整的微型器件，特別是對于超薄微型器件，轉移效果最好。