划膜刺晶式Mini-LED巨量转移装置及其使用方法

划膜刺晶式mini-led巨量转移装置及其使用方法
技术领域
1.本发明涉及芯片转移封装技术领域，具体涉及一种划膜刺晶式mini-led巨量转移装置及其使用方法。


背景技术：

2.现有技术中对mini/micro led转移封装的刺晶转移技术有以下两种：
3.1.机械刺晶法：芯片和电路基板在上下平台的配合下，呈垂直式分布，并且通过ccd的检测和上下运动平台的协同操作，完成芯片和基板的对位后，通过刺针把芯片从芯片载体上刺落到电路基板，完成转移封装。传统的刺晶装置刺针只有上下针刺的运动，因此如果需要芯片和基板精准对位，就需要运动平台间歇式停顿后针刺，再进行移动等待刺晶完成再换下一颗芯片。这样的工艺流程使得转移速度受到了极大的限制，而且运动平台不可避免频繁启停，会增加运动平台的损耗，且启动停止衍生的抖动会大大降低封装的精度。
4.2.飞行刺晶法：飞行刺晶法在机械刺晶法的基础上，通过控制刺晶座在刺晶的整个过程中保持匀速移动来避免运动平台的间歇式停顿，同时可以提高转移的速度。为了保证刺晶的精度，采用音圈电机和柔性机构，控制针头在z轴方向向下移动刺晶的同时，控制针头沿刺晶座移动方向的反方向运动，使得针头，芯片和基板在刺晶的过程中保持相对静止，从而提高转移的精度。
5.飞行刺晶法相较于机械刺晶法提高了转移效率，但刺晶剥离的形式仍然与机械刺晶法相同，为垂直刺晶剥离。因此亟需一种方式，针对飞行刺晶在剥离形式上的缺陷，将现有的mini-led芯片垂直刺晶工艺优化为划膜刺晶工艺。


技术实现要素：

6.本发明提供一种划膜刺晶式mini-led巨量转移装置及其使用方法，旨在解决现有技术中飞行刺晶在剥离形式上的缺陷，大幅提高mini-led芯片剥离的效率。
7.第一方面，本发明提供一种划膜刺晶式mini-led巨量转移装置，所述mini-led巨量转移装置包括：
8.龙门横梁；所述龙门横梁上设有可沿所述龙门横梁移动的刺晶座；所述刺晶座上固定有视觉相机以及刺针；在所述龙门横梁靠近所述刺针的一侧间隔设置有水平放置的蓝膜，所述蓝膜远离所述龙门横梁的一侧表面粘有多个均匀排布的mini-led芯片；在所述蓝膜靠近所述mini-led芯片的一侧间隔设置有水平放置的转移基板。
9.优选的，所述转移基板为玻璃基板或pcb基板。
10.优选的，当所述转移基板为玻璃基板时，所述转移基板靠近所述蓝膜一侧的表面带有双面胶；当所述转移基板为pcb基板时，所述转移基板靠近所述蓝膜一侧的表面刷有锡膏。
11.优选的，所述蓝膜的厚度为70～75μm。
12.优选的，所述mini-led芯片的几何尺寸为50～200μm。
13.优选的，所述刺晶座通过直线电机在所述龙门横梁上进行x轴方向移动，所述龙门横梁通过步进电机实现y轴方向移动。
14.优选的，所述刺晶座通过音圈电机控制所述刺针在x轴和z轴方向上的运动。
15.优选的，所述刺针沿x轴负方向运动速率小于所述刺晶座沿x轴正方向运动速率。
16.第二方面，本发明还提供一种上述实施例任一项划膜刺晶式mini-led巨量转移装置的使用方法，所述使用方法包括以下步骤：
17.s1、刺晶准备：将粘有多个所述mini-led芯片的所述蓝膜水平放置并固定，在所述蓝膜靠近所述mini-led芯片的一侧水平放置所述转移基板并固定；
18.s2、视觉定位：通过固定在所述刺晶座上的视觉相机对所述蓝膜和所述转移基板的高度进行检测并调整；所述视觉相机透过所述蓝膜对待刺晶的所述mini-led芯片位置进行识别，通过控制所述龙门横梁进行y轴方向移动，控制所述刺晶座进行x轴方向移动以完成所述刺针对待刺晶的所述mini-led芯片的定位；
19.s3、划膜刺晶：所述刺针完成对多个所述mini-led芯片的定位后，开始沿x轴方向进行对单行的所述mini-led芯片的刺晶；所述刺晶座沿所述龙门横梁带动所述刺针进行x轴正方向的匀速运动，在到达待刺晶的所述mini-led芯片开始刺晶时：所述刺晶座控制所述刺针以一定速度沿x轴负方向运动用于降低速度，同时所述刺晶座控制所述刺针沿z轴反方向移动带动所述蓝膜以及粘有的所述mini-led芯片下落，在下落过程中所述蓝膜发生形变，所述蓝膜与所述mini-led芯片间的粘接胶层从所述mini-led芯片边缘逐渐撕裂；所述mini-led芯片接触到所述转移基板时，受所述转移基板上的粘力影响从所述蓝膜上剥离实现刺晶；在完成刺晶后停止控制所述刺针沿x轴反方向运动，对下一颗所述mini-led芯片进行划膜刺晶，直至完成对整行所述mini-led芯片划膜刺晶；
20.s4、跨行转移：当完成对整行所述mini-led芯片划膜刺晶后，通过所述视觉相机识别控制所述龙门横梁进行y轴方向运动使所述刺针与下一行待刺晶的所述mini-led芯片进行对位，在完成对位后重复步骤s3进行刺晶转移直至对所有的所述mini-led芯片完成刺晶。
21.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：划膜刺晶方法相比于传统刺晶，刺晶时刺晶座横向匀速运动避免了运动平台频繁间歇式停顿，减少运动平台损耗；划膜刺晶的剥离方式相较于飞行刺晶接触蓝膜上表面时间更长，有利于芯片和蓝膜之间的胶层发生撕裂并扩展裂纹，提高了刺晶剥离的效率和转移质量。
附图说明
22.下面结合附图详细说明本发明。通过结合以下附图所作的详细描述，本发明的上述或其他方面的内容将变得更清楚和更容易理解。附图中：
23.图1是本发明实施例提供的划膜刺晶式mini-led巨量转移装置结构示意图；
24.图2是本发明实施例提供的划膜刺晶式mini-led巨量转移装置的使用方法流程图；
25.其中：龙门横梁1，刺晶座2，蓝膜3，mini-led芯片4，视觉相机5，刺针6，转移基板7，锡膏8。
具体实施方式
26.下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式。
27.在此记载的具体实施方式/实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本技术权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案，都在本发明的保护范围之内。
28.(实施例一)
29.请参照图1所示，图1是本发明实施例提供的划膜刺晶式mini-led巨量转移装置结构示意图，本发明提供一种划膜刺晶式mini-led巨量转移装置，所述mini-led巨量转移装置包括：
30.龙门横梁1；所述龙门横梁1上设有可沿所述龙门横梁1移动的刺晶座2；所述刺晶座2上固定有视觉相机5以及刺针6；在所述龙门横梁1靠近所述刺针6的一侧间隔设置有水平放置的蓝膜3，所述蓝膜3远离所述龙门横梁1的一侧表面粘有多个均匀排布的mini-led芯片4；在所述蓝膜3靠近所述mini-led芯片4的一侧间隔设置有水平放置的转移基板7。
31.在本发明实施例中，所述转移基板7为玻璃基板或pcb基板。
32.在本发明实施例中，当所述转移基板7为玻璃基板时，所述转移基板7靠近所述蓝膜3一侧的表面带有双面胶；当所述转移基板7为pcb基板时，所述转移基板7靠近所述蓝膜3一侧的表面刷有锡膏8。
33.在本发明实施例中，所述蓝膜3的厚度为70～75μm。具体可根据实际情况进行调整。
34.在本发明实施例中，所述mini-led芯片4的几何尺寸为50～200μm。具体可根据实际情况进行调整。
35.在本发明实施例中，所述刺晶座2通过直线电机在所述龙门横梁1上进行x轴方向移动，所述龙门横梁1通过步进电机实现y轴方向移动。该方式避免了运动平台频繁间歇式停顿，减少运动平台损耗。
36.在本发明实施例中，所述刺晶座2通过音圈电机控制所述刺针6在x轴和z轴方向上的运动。该方式避免了运动平台频繁间歇式停顿，减少运动平台损耗。
37.在本发明实施例中，所述刺针6沿x轴负方向运动速率小于所述刺晶座2沿x轴正方向运动速率。该方式能够有效提高刺针6以及刺晶座2的可靠性。
38.在本发明实施例中，视角相机5用于识别检测蓝膜3、mini-led芯片4以及转移基板7的位姿信息便于后续进行调整。通过控制龙门横梁1进行y轴方向移动，控制刺晶座2进行x轴方向移动以完成刺针6对待刺晶的mini-led芯片的定位。
39.(实施例二)
40.请参照图2，图2是本发明实施例提供的划膜刺晶式mini-led巨量转移装置的使用方法流程图，本发明还提供一种上述实施例任一项划膜刺晶式mini-led巨量转移装置的使用方法，所述使用方法包括以下步骤：
41.s1、刺晶准备：将粘有多个所述mini-led芯片4的所述蓝膜3水平放置并固定，在所述蓝膜3靠近所述mini-led芯片4的一侧水平放置所述转移基板7并固定；
42.s2、视觉定位：通过固定在所述刺晶座2上的视觉相机5对所述蓝膜3和所述转移基板7的高度进行检测并调整；所述视觉相机5透过所述蓝膜3对待刺晶的所述mini-led芯片4位置进行识别，通过控制所述龙门横梁1进行y轴方向移动，控制所述刺晶座2进行x轴方向移动以完成所述刺针6对待刺晶的所述mini-led芯片4的定位；
43.s3、划膜刺晶：所述刺针6完成对多个所述mini-led芯片4的定位后，开始沿x轴方向进行对单行的所述mini-led芯片4的刺晶；所述刺晶座2沿所述龙门横梁1带动所述刺针6进行x轴正方向的匀速运动，在到达待刺晶的所述mini-led芯片4开始刺晶时：所述刺晶座2控制所述刺针6以一定速度沿x轴负方向运动用于降低速度，同时所述刺晶座2控制所述刺针沿z轴反方向移动带动所述蓝膜3以及粘有的所述mini-led芯片4下落，在下落过程中所述蓝膜3发生形变，所述蓝膜3与所述mini-led芯片4间的粘接胶层从所述mini-led芯片4边缘逐渐撕裂；所述mini-led芯片4接触到所述转移基板7时，受所述转移基板7上的粘力影响从所述蓝膜3上剥离实现刺晶；在完成刺晶后停止控制所述刺针6沿x轴反方向运动，对下一颗所述mini-led芯片4进行划膜刺晶，直至完成对整行所述mini-led芯片4划膜刺晶；
44.s4、跨行转移：当完成对整行所述mini-led芯片4划膜刺晶后，通过所述视觉相机5识别控制所述龙门横梁1进行y轴方向运动使所述刺针6与下一行待刺晶的所述mini-led芯片4进行对位，在完成对位后重复步骤s3进行刺晶转移直至对所有的所述mini-led芯片4完成刺晶。
45.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：划膜刺晶方法相比于传统刺晶，刺晶时刺晶座横向匀速运动避免了运动平台频繁间歇式停顿，减少运动平台损耗；划膜刺晶的剥离方式相较于飞行刺晶接触蓝膜上表面时间更长，有利于芯片和蓝膜之间的胶层发生撕裂并扩展裂纹，提高了刺晶剥离的效率和转移质量。
46.上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式用等同变化，均属于本发明的保护之内。

技术特征：
1.一种划膜刺晶式mini-led巨量转移装置，其特征在于，所述mini-led巨量转移装置包括：龙门横梁；所述龙门横梁上设有可沿所述龙门横梁移动的刺晶座；所述刺晶座上固定有视觉相机以及刺针；在所述龙门横梁靠近所述刺针的一侧间隔设置有水平放置的蓝膜，所述蓝膜远离所述龙门横梁的一侧表面粘有多个均匀排布的mini-led芯片；在所述蓝膜靠近所述mini-led芯片的一侧间隔设置有水平放置的转移基板。2.如权利要求1所述的划膜刺晶式mini-led巨量转移装置，其特征在于，所述转移基板为玻璃基板或pcb基板。3.如权利要求2所述的划膜刺晶式mini-led巨量转移装置，其特征在于，当所述转移基板为玻璃基板时，所述转移基板靠近所述蓝膜一侧的表面带有双面胶；当所述转移基板为pcb基板时，所述转移基板靠近所述蓝膜一侧的表面刷有锡膏。4.如权利要求1所述的划膜刺晶式mini-led巨量转移装置，其特征在于，所述蓝膜的厚度为70～75μm。5.如权利要求1所述的划膜刺晶式mini-led巨量转移装置，其特征在于，所述mini-led芯片的几何尺寸为50～200μm。6.如权利要求1所述的划膜刺晶式mini-led巨量转移装置，其特征在于，所述刺晶座通过直线电机在所述龙门横梁上进行x轴方向移动，所述龙门横梁通过步进电机实现y轴方向移动。7.如权利要求1所述的划膜刺晶式mini-led巨量转移装置，其特征在于，所述刺晶座通过音圈电机控制所述刺针在x轴和z轴方向上的运动。8.如权利要求1所述的划膜刺晶式mini-led巨量转移装置，其特征在于，所述刺针沿x轴负方向运动速率小于所述刺晶座沿x轴正方向运动速率。9.一种如权利要求1-8任一项所述的划膜刺晶式mini-led巨量转移装置的使用方法，其特征在于，所述使用方法包括以下步骤：s1、刺晶准备：将粘有多个所述mini-led芯片的所述蓝膜水平放置并固定，在所述蓝膜靠近所述mini-led芯片的一侧水平放置所述转移基板并固定；s2、视觉定位：通过固定在所述刺晶座上的视觉相机对所述蓝膜和所述转移基板的高度进行检测并调整；所述视觉相机透过所述蓝膜对待刺晶的所述mini-led芯片位置进行识别，通过控制所述龙门横梁进行y轴方向移动，控制所述刺晶座进行x轴方向移动以完成所述刺针对待刺晶的所述mini-led芯片的定位；s3、划膜刺晶：所述刺针完成对多个所述mini-led芯片的定位后，开始沿x轴方向进行对单行的所述mini-led芯片的刺晶；所述刺晶座沿所述龙门横梁带动所述刺针进行x轴正方向的匀速运动，在到达待刺晶的所述mini-led芯片开始刺晶时：所述刺晶座控制所述刺针以一定速度沿x轴负方向运动用于降低速度，同时所述刺晶座控制所述刺针沿z轴反方向移动带动所述蓝膜以及粘有的所述mini-led芯片下落，在下落过程中所述蓝膜发生形变，所述蓝膜与所述mini-led芯片间的粘接胶层从所述mini-led芯片边缘逐渐撕裂；所述mini-led芯片接触到所述转移基板时，受所述转移基板上的粘力影响从所述蓝膜上剥离实现刺晶；在完成刺晶后停止控制所述刺针沿x轴反方向运动，对下一颗所述mini-led芯片进行划膜刺晶，直至完成对整行所述mini-led芯片划膜刺晶；
s4、跨行转移：当完成对整行所述mini-led芯片划膜刺晶后，通过所述视觉相机识别控制所述龙门横梁进行y轴方向运动使所述刺针与下一行待刺晶的所述mini-led芯片进行对位，在完成对位后重复步骤s3进行刺晶转移直至对所有的所述mini-led芯片完成刺晶。

技术总结
一种划膜刺晶式Mini-LED巨量转移装置及其使用方法。巨量转移装置包括：龙门横梁；龙门横梁上设有可沿龙门横梁移动的刺晶座；刺晶座上固定有视觉相机以及刺针；在龙门横梁靠近刺针的一侧间隔设置有水平放置的蓝膜，蓝膜远离龙门横梁的一侧表面粘有多个均匀排布的Mini-LED芯片；在蓝膜靠近Mini-LED芯片的一侧间隔设置有水平放置的转移基板。本发明的有益效果在于：划膜刺晶方法相比于传统刺晶，刺晶时刺晶座横向匀速运动避免了运动平台频繁间歇式停顿，减少运动平台损耗；划膜刺晶的剥离方式相较于飞行刺晶接触蓝膜上表面时间更长，有利于芯片和蓝膜之间的胶层发生撕裂并扩展裂纹，提高了刺晶剥离的效率和转移质量。提高了刺晶剥离的效率和转移质量。提高了刺晶剥离的效率和转移质量。


技术研发人员：陈云 陈彦晖 马莉 张浩 陈金涛 侯茂祥 陈新
受保护的技术使用者：广东工业大学
技术研发日：2023.08.08
技术公布日：2023/10/15