CN111916374B - 芯片阵列巨量转移装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种芯片阵列巨量转移装置，包括薄膜拉伸对位机构，所述薄膜拉伸对位机构包括薄膜拉伸机构和梳齿机构，梳齿机构包括驱动组件、传送组件和对位模具，传送组件包括至少两个传送单元，每个传送单元包括同步带，每条同步带绕接于至少两个同步轮上，其中对位模具可拆卸地安装于所述同步带的内表面，驱动组件用于驱动所述传送单元的一端的同步轮转动，传送单元的另一端的同步轮分别与薄膜拉伸机构固定端和薄膜拉伸机构活动端相连。两传送单元的同步带在驱动组件的驱动下运动，从而带动其上的对位模具向同步带的长度方向运动，从而对一行芯片的对位，可实现芯片阵列的批量转移，在保证转移良率的同时，提高了巨量转移的效率。

Description

芯片阵列巨量转移装置

技术领域

本发明属于涉及芯片制造的技术领域，具体涉及一种芯片阵列巨量转移装置。

背景技术

随着LED像素化逐步发展带来的难度升级，面临芯片，封装，驱动IC等诸多难题。巨量转移就是像素化带来的另一难点，将LED芯片批量式转移至电路基板需要耗费较多时间且转移良率不易控制，即巨量转移的效率、成功率是决定着其商业化的成功与否。巨量转移技术的难点在于如何提升转移良率，且每颗芯片的转移精准度控制在正负0.5微米以内，同时要求提高生产效率。目前巨量转移技术大多还是单粒芯片转移，虽良率高，但效率低下，不符合当前电子技术行业的高速发展，因此在保证转移良率的同时对于巨量转移的效率有待提高。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种芯片阵列巨量转移装置。

为了克服现有技术的不足，本发明所提供的技术方案是：

本发明提供一种芯片阵列巨量转移装置，包括框架、焊盘升降对位机构、薄膜拉伸对位机构和解键合操纵组件，所述焊盘升降对位机构用于水平横向移动和竖直移动调整焊盘的位置；所述薄膜拉伸对位机构用于夹紧并拉伸薄膜，调整所述薄膜水平方向上的位置以对准焊盘；所述解键合操纵组件用于剥离芯片；

所述薄膜拉伸对位机构包括薄膜拉伸机构和梳齿机构，所述薄膜拉伸机构包括薄膜拉伸机构固定端和薄膜拉伸机构活动端，所述薄膜拉伸机构固定端和所述薄膜拉伸机构活动端分别用于夹紧所述薄膜两端，所述薄膜拉伸机构活动端通过接近或远离所述薄膜拉伸机构固定端与拉伸所述薄膜；

所述梳齿机构包括驱动组件、传送组件和对位模具，所述传送组件包括至少两个传送单元，每个所述传送单元包括同步带，每条所述同步带绕接于至少两个同步轮上，其中所述对位模具可拆卸地安装于所述同步带的内表面，所述驱动组件用于驱动所述传送单元的一端的所述同步轮转动，所述传送单元的另一端的所述同步轮分别与所述薄膜拉伸机构固定端和所述薄膜拉伸机构活动端相连。

在一个实施例中，所述驱动组件包括花键轴、联轴器和驱动电机，所述花键轴一端通过联轴器与驱动电机连接，所述花键轴另一端键连接于各所述传送单元的对应同步轮的中心。

在一个实施例中，所述花键轴另一端分别键连接于所述两组所述传送组件各自同步轮的中心，所述梳齿型板状结构的两端分别可拆卸连接于两组所述传送组件各自同步带的内表面。

在一个实施例中，所述对位模具包括梳齿型板状结构，相邻两个梳齿之间形成梳齿缝，所述梳齿缝的形成位置与芯片的设定位置相对应，所述梳齿缝的根部宽度与所要放置芯片的尺寸和数量相匹配。

在一个实施例中，所述梳齿缝的形成位置与基板焊盘上芯片的设定位置相对应，所述梳齿缝的根部宽度等于一个芯片的宽度和/或多个芯片的宽度与多个芯片之间的距离之和。

在一个实施例中，所述的框架包括框架底座、框架支柱、框架横梁和框架纵梁，所述框架支柱固定于所述框架底座并支撑所述框架横梁和所述框架纵梁；所述的焊盘升降对位机构安装于框架底座之上，所述的薄膜拉伸对位机构安装于两框架横梁底部，所述的解键合操纵组件安装于框架横梁上。

在一个实施例中，所述解键合操纵组件包括横向移动组件和解键合操纵机构，所述解键合操纵机构包括激光器和摄像头，所述摄像头与所述激光器的输出端相连，所述摄像头用于将所述激光器发出的激光束投射到晶圆片上；所述横向移动组件固定于所述框架横梁上，并能够在所述框架横梁上移动，所述横向移动组件包括横向移动直角块，其中所述激光器安装于所述横向移动直角块上。

在一个实施例中，所述解键合操纵组件包括横向移动组件和解键合操纵机构，所述解键合操纵机构包括顶针机构竖向移动组件、顶针机构和精密摄像装置；所述横向移动组件固定于所述框架横梁上，并能够在所述框架横梁上移动，所述顶针机构竖向移动组件固定于所述横向移动组件上，并能够上下移动，所述顶针机构安装在顶针机构竖向移动组件上；所述精密摄像装置用于检测薄膜拉伸机构上的芯片与基板上焊盘芯片对应位置在拉伸方向的距离是否有偏差。

在一个实施例中，所述的焊盘升降对位机构包括斜块组件、基板组件和焊盘；所述基板组件安装在所述斜块组件上，所述焊盘放置在所述基板组件的基板上；所述斜块组件能够承载所述基板组件沿所述框架的长度方向水平横向移动，所述基板组件能够承载所述焊盘上下竖直移动。

在一个实施例中，所述薄膜拉伸对位机构还包括薄膜拉伸横向对位组件和薄膜拉伸纵向对位组件；所述薄膜拉伸横向对位组件固定于框架横梁底部；所述薄膜拉伸纵向对位组件固定在所述薄膜拉伸横向对位组件上，并能够在所述薄膜拉伸横向对位组件上沿着框架横梁的长度方向水平移动；所述薄膜拉伸机构固定于所述薄膜拉伸纵向对位组件上，并能够在所述薄膜拉伸纵向对位组件上沿框架纵梁的长度方向水平移动；所述薄膜拉伸机构固定端固定于所述薄膜拉伸纵向对位组件上，所述薄膜拉伸机构活动端能够在所述薄膜拉伸纵向对位组件上沿着框架横梁的长度方向水平移动。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供一种芯片阵列巨量转移装置，一种芯片阵列巨量转移装置，包括薄膜拉伸对位机构，所述薄膜拉伸对位机构包括薄膜拉伸机构和梳齿机构，梳齿机构包括驱动组件、传送组件和对位模具，传送组件包括至少两个传送单元，每个传送单元包括同步带，每条同步带绕接于至少两个同步轮上，其中对位模具可拆卸地安装于所述同步带的内表面，驱动组件用于驱动所述传送单元的一端的同步轮转动，传送单元的另一端的同步轮分别与薄膜拉伸机构固定端和薄膜拉伸机构活动端相连。两传送单元的同步带在驱动组件的驱动下运动，从而带动其上的对位模具向同步带的长度方向运动，从而对一行芯片的对位，可实现芯片阵列的批量转移，在保证转移良率的同时，提高了巨量转移的效率。

附图说明

附图作为本申请的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：

图1为本发明实施例所述的一种芯片阵列巨量转移装置的总体图；

图2为本发明实施例所述的框架示意图；

图3为本发明实施例所述的焊盘升降对位机构示意图；

图4为本发明实施例所述的斜块组件示意图；

图5为本发明实施例所述的斜块驱动组件示意图；

图6为本发明实施例所述的基板组件示意图；

图7为本发明实施例所述的薄膜拉伸对位机构示意图；

图8为本发明实施例所述的薄膜拉伸横向对位组件示意图；

图9为本发明实施例所述的薄膜拉伸纵向对位组件示意图；

图10为本发明实施例所述的薄膜拉伸机构示意图；

图11为本发明实施例所述的薄膜拉伸机构固定端示意图；

图12为本发明实施例所述的薄膜拉伸机构活动端一个示意图；

图13为本发明实施例所述的薄膜拉伸机构活动端另一个示意图；

图14为本发明实施例所述的梳齿机构一个示意图；

图15为本发明实施例所述的梳齿机构另一个示意图；

图16为图15中A部位的局部放大图；

图17为本发明实施例所述的对位模具对位前的一种结构示意图；

图18为本发明实施例所述的对位模具对位后的一种结构示意图；

图19为本发明实施例所述的对位模具对位前的另一种结构示意图；

图20为本发明实施例所述的对位模具对位后的另一种结构示意图；

图21为发明实施例所述的对位模具对位后的又一种结构示意图；

图22为本发明实施例所述的顶针解键合操纵组件一个示意图；

图23为本发明实施例所述的顶针解键合操纵组件另一个示意图；

图24为本发明实施例所述的顶针解键合操纵组件又一个示意图；

图25为本发明实施例所述的顶针解键合操纵组件再一个示意图；

图26为图25中B部位的局部放大图

图27为本发明实施例所述的顶针机构示意图；

图28为本发明实施例所述的激光解键合操纵机构示意图；

图29-32为本发明实施例所述的芯片阵列巨量转移装置工作原理图。

需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

如背景技术中提到的，目前巨量转移技术大多还是单粒芯片转移，虽良率高，但效率低下，不符合当前电子技术行业的高速发展，因此在保证转移良率的同时提高巨量转移的效率将成为本申请改进的方向。

参见图1至图32，图1至图32示出了本实施例芯片阵列巨量转移装置的具体结构和工作原理。

该装置总体图如图1所示。本实施例为一种芯片阵列巨量转移装置，主要包括框架1、焊盘升降对位机构2、薄膜拉伸对位机构3、解键合操纵组件4。所述焊盘升降对位机构2用于水平横向移动和竖直移动调整焊盘的位置；所述薄膜拉伸对位机构3用于夹紧并拉伸薄膜，调整所述薄膜水平方向上的位置以对准焊盘；所述解键合操纵组件4用于剥离芯片.

如图2所示，所述的框架1主要包括：框架底座101、框架支柱 102、框架横梁103、框架纵梁104。所述的焊盘升降对位机构2安装在框架底座101之上；所述的薄膜拉伸对位机构3安装在两框架横梁 103底部；所述的解键合操纵组件4安装在一框架横梁103上。

如图3所示，所述焊盘升降对位机构2包包括：斜块组件201、基板组件202、焊盘203，如图4所示。所述的斜块组件201固定在框架底座101上，所述的基板组件202叠于斜块组件201上，焊盘203 则放置在基板组件202上，所述斜块组件201能够承载所述基板组件202沿所述框架1的长度方向水平横向移动，所述基板组件202能够承载所述焊盘上下竖直移动。

如图4所示，所述焊盘升降对位机构2的斜块组件201包括：底部直线导轨模组201A、斜块201B、斜块直线导轨模组201C、斜块驱动模组201D，如图5所示。所述的斜块201B通过所述的底部直线导轨模组201A连接到框架底座101上，其中斜块201B的底部与底部直线导轨模组201A的滑块相连，而底部直线导轨模组201A的导轨与框架底座101固定；所述的斜块驱动模组201D装配在两斜块201B的两相对内侧面；所述的斜块直线导轨模组201C的导轨固定在斜块201B 的两斜面上，共包括六组，两块斜块201B各安装三组。

如图5所示，所述斜块组件201的斜块驱动模组201D主要包括固定块201D1、螺母201D2、正反向丝杠201D3、联轴器201D4、电机201D5、电机支撑块201D6等部件。其中所述的固定块201D1安装在框架底座 101上，共三块；所述的螺母201D2共两个，分别安装在两边的斜块 201B上；所述的正反向丝杠201D3与固定块201D1和螺母201D2都相连，并在靠近所述的电机201D5一端的固定块201D1伸出一段距离，通过所述的联轴器201D4将正反向丝杠201D3和电机201D5连在一起；由此电机201D5可带动正反向丝杠201D3运动和螺母201D2，然后带动与两螺母201D2固定的两斜块201B，由于所用的丝杠为正反向丝杠，工作时两斜块201B可在电机201D5的驱动对向运动，以此来调节安装在其斜面上的部件的升降。

如图6所示，所述焊盘升降对位机构2的基板组件202包括：斜面平台202A、基板驱动模组202B、基板202C、基板直线导轨模组202D、基板位移检测装置202E、基板位移检测装置连接块202F。其中所述的斜面平台202A与所述斜块直线导轨模组201C的滑块连接，由此基板组件202与斜块组件201连接在一起；所述的基板202C与基板直线导轨模组202D的滑块连接，基板直线导轨模组202D的直线导轨固定在斜面平台202A上，焊盘203即放置在基板202C上；基板驱动模组202B 的定子固定在斜面平台202A上，其动子与基板202C的底部固定，即基板驱动模组202B驱动基板202C在基板直线导轨模组202D的导轨长度方向上运动，从而使其上的焊盘203运动；所述的基板位移检测装置202E包括检测头和刻度元件，其检测头与所述的基板位移检测装置连接块202F固定，基板位移检测装置连接块202F安装在基板202C 的底部，而基板位移检测装置202E的刻度元件贴于斜面平台202A上，故可检测基板202C运动时的位移和速度。

如图7所示，所述薄膜拉伸对位机构3包括所述薄膜拉伸对位机构还包括薄膜拉伸横向对位组件301和薄膜拉伸纵向对位组件302；所述薄膜拉伸横向对位组件固定于框架横梁103底部；所述薄膜拉伸纵向对位组件302固定在所述薄膜拉伸横向对位组件301上，所述薄膜拉伸机构303固定端固定于所述薄膜拉伸纵向对位组件302上，所述薄膜拉伸机构活动端能够在所述薄膜拉伸纵向对位组件上沿着框架横梁的长度方向水平移动。

薄膜拉伸横向对位组件301、薄膜拉伸纵向对位组件302、薄膜拉伸机构303、薄膜304、晶圆305、梳齿机构306。其中所述的薄膜拉伸横向对位组件301与框架横梁103固定；所述薄膜拉伸横向对位组件301固定于框架横梁103底部，所述的薄膜拉伸纵向对位组件302安装在薄膜拉伸横向对位组件301上，并能够在所述薄膜拉伸横向对位组件上沿着框架横梁103的长度方向水平移动；所述的薄膜拉伸机构303用于压紧放置在其上的薄膜304，并向外侧横向拉伸薄膜304，所述薄膜拉伸机构303固定于所述薄膜拉伸纵向对位组件上，并能够在所述薄膜拉伸纵向对位组件上沿框架纵梁的长度方向水平移动；所述的晶圆305放置在薄膜304上；所述的梳齿机构306安装在薄膜拉伸机构303上，用于改变晶圆305上芯片间的距离。

如图8所示，所述薄膜拉伸对位机构3的薄膜拉伸横向对位组件 301包括横向直线导轨模组301A、薄膜拉伸横向对位框架301B、薄膜拉伸横向对位框架驱动模组301C、薄膜拉伸横向对位框架位移检测装置301D、薄膜拉伸横向对位框架位移检测装置连接块301E。其中，所述的薄膜拉伸横向对位框架301B与横向直线导轨模组301A的滑块连接，而横向直线导轨模组301A中的直线导轨固定在框架1中的框架横梁103底部；所述的薄膜拉伸横向对位框架驱动模组301C的定子安装在框架1中的框架横梁103底部，其动子与所述的薄膜拉伸横向对位框架位移检测装置连接块301E固定，而薄膜拉伸横向对位框架位移检测装置连接块301E与薄膜拉伸横向对位框架301B连接，故在薄膜拉伸横向对位框架驱动模组301C的驱动下，薄膜拉伸横向对位框架301B 可在横向直线导轨模组301A的导轨长度方向上运动；所述的薄膜拉伸横向对位框架位移检测装置301D包括检测头和刻度元件，其检测头固定在薄膜拉伸横向对位框架位移检测装置连接块301E上，其刻度元件贴于框架1中的框架横梁103底部，则薄膜拉伸横向对位框架301B 的位移和速度即由此薄膜拉伸横向对位框架位移检测装置301D检测。此薄膜拉伸横向对位组件301用于薄膜304拉伸后芯片的横向对位。

如图9所示,所述薄膜拉伸对位机构3的薄膜拉伸纵向对位组件 302包括：纵向直线导轨模组302A、薄膜拉伸纵向对位框架302B、薄膜拉伸纵向对位框架驱动模组302C、薄膜拉伸纵向对位框架位移检测装置302D、薄膜拉伸纵向对位框架位移检测装置连接块302E。其中所述的薄膜拉伸纵向对位框架302B与所述的纵向直线导轨模组302A的直线导轨固定，而纵向直线导轨模组302A中的滑块固定在所述的薄膜拉伸横向对位框架301B上；所述的薄膜拉伸纵向对位框架驱动模组 302C的定子安装在薄膜拉伸横向对位框架301B上，其动子通过薄膜拉伸纵向对位框架位移检测装置连接块302E连接薄膜拉伸纵向对位框架302B上，故薄膜拉伸纵向对位框架302B可在薄膜拉伸纵向对位框架驱动模组302C的驱动下沿着纵向直线导轨模组302A的导轨长度方向运动；所述的薄膜拉伸纵向对位框架位移检测装置302D包括检测头和刻度元件，其检测头固定在薄膜拉伸纵向对位框架位移检测装置连接块302E上，刻度元件则贴于薄膜拉伸横向对位框架301B上，故可检测薄膜拉伸纵向对位框架302B的位移和速度。此薄膜拉伸纵向对位组件302用于薄膜304拉伸后芯片的纵向对位。

如图10所示,所述薄膜拉伸对位机构3的薄膜拉伸机构303包括：薄膜拉伸机构固定端303A、薄膜拉伸机构活动端303B，所述薄膜拉伸机构活动端303A能够在所述薄膜拉伸纵向对位组件302上沿着框架横梁103的长度方向水平移动。

如图11和图12所示，所述薄膜拉伸机构303中的薄膜拉伸机构固定端303A包括：薄膜拉伸机构固定端压膜定块303A1、薄膜拉伸机构固定端压膜动块303A2、薄膜拉伸机构固定端压膜动块直线导轨模组303A3、薄膜拉伸机构固定端压膜动块驱动装置303A4、薄膜拉伸机构固定端压膜定块固定轴承凸台303A5。其中所述的薄膜拉伸机构固定端压膜定块303A1固定在薄膜拉伸纵向对位组件302中的薄膜拉伸纵向对位框架302B上；所述的薄膜拉伸机构固定端压膜动块直线导轨模组303A3的导轨固定在薄膜拉伸机构固定端压膜定块303A1上，其滑块与薄膜拉伸机构固定端压膜动块303A2固定；所述的薄膜拉伸机构固定端压膜动块驱动装置303A4可驱动薄膜拉伸机构固定端压膜动块303A2沿直线导轨模组303A3中导轨的长度方向上运动；薄膜拉伸机构固定端压膜动块303A2再与薄膜拉伸机构固定端压膜定块303A1 配合以实现薄膜304的压紧与松开；所述的薄膜拉伸机构固定端压膜定块固定轴承凸台303A5与薄膜拉伸机构固定端压膜定块303A1为一体式加工，位于“L”型固定端压膜定块的外侧。

如图12和图13所示，所述薄膜拉伸机构303中的薄膜拉伸机构活动端303B包括：薄膜拉伸机构活动端直线导轨模组303B1、薄膜拉伸机构活动端压膜定块303B2、薄膜拉伸机构活动端压膜动块303B3、薄膜拉伸机构活动端压膜动块直线导轨模组303B4、薄膜拉伸机构活动端压膜动块驱动装置303B5、薄膜拉伸机构活动端位移检测装置连接块303B6、薄膜拉伸机构活动端驱动模组303B7、薄膜拉伸机构活动端压膜定块固定轴承凸台303B8、薄膜拉伸机构活动端位移检测装置 303B9。其中所述的薄膜拉伸机构活动端压膜定块303B2与薄膜拉伸机构活动端直线导轨模组303B1中的滑块连接，而薄膜拉伸机构活动端直线导轨模组303B1中的直线导轨固定于薄膜拉伸纵向对位组件302 中的薄膜拉伸纵向对位框架302B上；所述的薄膜拉伸机构活动端驱动模组303B7的定子固定在薄膜拉伸纵向对位组件302的薄膜拉伸纵向对位框架302B上，其动子通过所述的薄膜拉伸机构活动端位移检测装置连接块303B6与薄膜拉伸机构活动端压膜定块303B2相连，可驱动整个薄膜拉伸机构活动端303B沿薄膜拉伸机构活动端直线导轨模组 303B1的导轨长度方向运动；所述的薄膜拉伸机构活动端位移检测装置303B9包括检测头和刻度元件，检测头安装在薄膜拉伸机构活动端位移检测装置连接块303B6上，其刻度元件则贴于薄膜拉伸纵向对位组件302的薄膜拉伸纵向对位框架302B上，因此可用于检测薄膜拉伸机构活动端压膜定块303B2沿薄膜拉伸机构活动端直线导轨模组 303B1的导轨长度方向运动的位移和速度；所述的薄膜拉伸机构活动端压膜动块303B3安装在所述的薄膜拉伸机构活动端压膜动块直线导轨模组303B4的滑块上，而薄膜拉伸机构活动端压膜动块直线导轨模组303B4的导轨则固定在薄膜拉伸机构活动端压膜定块303B2上；所述的薄膜拉伸机构活动端压膜动块驱动装置303B5可驱动薄膜拉伸机构活动端压膜动块303B3在薄膜拉伸机构活动端压膜动块直线导轨模组303B4的导轨长度方向运动；薄膜拉伸机构活动端压膜动块303B3 再与薄膜拉伸机构活动端压膜定块303B2配合以实现薄膜304的压紧与松开；其中的薄膜拉伸机构活动端压膜定块固定轴承凸台303B8与薄膜拉伸机构活动端压膜定块303B2为一体式加工，位于“L”型活动端压膜定块的外侧。故薄膜拉伸机构303可通过薄膜拉伸机构固定端303A和薄膜拉伸机构活动端303B压紧薄膜304，待薄膜304两端压紧后，薄膜拉伸机构活动端303B即在薄膜拉伸机构活动端驱动模组 303B7的驱动下沿薄膜拉伸机构活动端直线导轨模组303B1中的导轨长度方向上移动，以此实现横向拉伸薄膜304。

所述薄膜拉伸机构303的主要用于固定并拉伸贴有晶圆305的薄膜304，使芯片横向阵列排布，其芯片颗粒间距与基板202C上焊盘203 芯片相应位置成倍数关系，以便于实现批量巨量转移，提高效率。

参见图14至图16，所示所述薄膜拉伸机构303中的梳齿机构306 包括所述梳齿机构包括驱动组件306D、传送组件和对位模具306E，所述传送组件包括两个传送单元，每个所述传送单元包括同步带，每条所述同步带绕接于至少两个同步轮306B上，其中所述对位模具306E 可拆卸地安装于所述同步带306A的内表面，所述驱动组件306D用于驱动所述传送单元的一端的所述同步轮306B转动，所述传送单元的另一端的所述同步轮306B分别与所述薄膜拉伸机构固定端和所述薄膜拉伸机构活动端相连。两传送单元的同步带306B在驱动组件306D的驱动下运动，从而带动其上的对位模具306E向同步带306A的长度方向运动，从而对一行芯片的对位，可实现芯片阵列的批量转移，在保证转移良率的同时，提高了巨量转移的效率。

具体地，传送单元包括同步带306A、同步轮306B、轴承306C。所述的梳齿机构驱动组件306D包括花键轴306D1、联轴器306D2、梳齿机构驱动电机306D3，如图14所示。所述的同步轮306B共包括四个，其中两个与梳齿机构驱动组件306D的花键轴306D1相连，另两个分别通过轴承306C与薄膜拉伸机构固定端压膜定块固定轴承凸台 303A5和薄膜拉伸机构活动端压膜定块固定轴承凸台303B8相连；所述的对位模具306E安装在两同步带306A的内表面，可拆装式，有稀疏尺和密集尺两种；所述的同步带306A包括两条，其中一条靠近梳齿机构驱动电机306D3，两同步带306A安装在四个同步轮306B上，一条同步带306A配两个同步轮306B；与花键轴306D1连接的两同步轮 306B又通过轴承306C分别与薄膜拉伸机构连接的薄膜拉伸机构固定端压膜定块303A1和薄膜拉伸机构活动端压膜定块303B2相连，故与花键轴306D1连接的两同步轮306B可随着薄膜拉伸机构活动端303B 的移动而调整两同步轮306B的间距；待间距调整好后再装配上所述的对位模具306E；所述的花键轴306D1通过联轴器306D2与梳齿机构驱动电机306D3连接，由此实现两同步带结构在电机的驱动下运动，从而带动其上的对位模具306E向同步带306A的长度方向运动，从而使晶圆305上的一行芯片对位。

特别的，其中对位模具306E所述对位模具包括梳齿型板状结构 306E1，相邻两个梳齿306E11之间形成梳齿缝306E12，所述梳齿缝 306E12的形成位置与芯片306E2的设定位置相对应，所述梳齿缝 306E12的根部宽度与所要放置芯片306E2的尺寸和数量相匹配。所述梳齿缝306E12的形成位置与基板焊盘上芯片306E2的设定位置相对应，所述梳齿缝306E12的根部宽度等于一个芯片306E2的宽度和/或多个芯片的宽度与多个芯片之间的距离之和。具体地，对位模具306E的齿形可作以下两种设计。

1)密集齿，如图17和图18所示：即每个芯片306E2占据一个梳齿位，可实现一次性对位一整行芯片306E2，再选择性刺晶，该密集齿的齿距与晶圆305上的芯片间距相匹配。

2)稀疏齿，如图19和图20所示：夹在两个梳齿306E12间的芯片306E2位置是被固定的，梳齿306E11夹住的芯片即为被转移的芯片，该稀疏齿的梳齿缝306E12与基板上的焊盘203上的芯片位置间距相匹配。这种稀疏齿的设计减低了梳齿的对位难度，同时也降低了梳齿的制造难度，但是不足之处是转移一行芯片需要对位几次，巨量转移效率较密集齿对位低。

特别的，所述的对位模具306E可采用刻蚀制作方式，也可采用如图21所示梳齿结构，尺寸相对较大，可采用机械加工方式，制作方便。

特别的，所述的薄膜拉伸机构303可以有两种工作方式：

1)薄膜拉伸方案：拉伸薄膜304至芯片间距与基板202C上的焊盘203芯片位置相应间距在拉伸方向成倍数关系。但由于薄膜的拉伸时会产生不均匀变形，无法保证批量对位，故利用所述的稀疏齿固定需转移的芯片。

2)薄膜不拉伸方案：薄膜304上的晶圆305经划片处理后直接固定在所述的薄膜拉伸机构303上，不经过拉伸机构的拉伸或只进行适当拉伸以增加芯片间的间距，由于不需拉伸，故可适用多尺寸晶圆片转移，可利用所述的密集齿进行芯片的固定，以便于顶针402-1D3刺晶。

特别的，对位模具306E在同步带306A上是可拆卸的。当薄膜拉伸机构固定端303A、薄膜拉伸机构活动端之间的距离固定时，再装上对位模具306E，以适应不同尺寸的晶圆片。

所述解键合操纵组件4包括横向移动组件和解键合操纵机构402，所述横向移动组件固定于所述框架横梁103上，并能够在所述框架横梁103上移动，所述横向移动组件包括横向移动直角块401、解键合操纵机构402、横向移动直角块驱动模组403、横向移动直线导轨模组 404、横向移动直角块位移检测装置405、横向移动直角块驱动模组连接块406。

参见图22，所述的横向移动直角块驱动模组403和横向移动直线导轨模组404安装在框架横梁103的一侧，其中横向移动直线导轨模组404的两模组分别固定在框架横梁103一侧的上部和内侧面，构成直角。所述的横向移动直角块401则安装在横向移动直线导轨模组404 上，并与横向移动直角块驱动模组403的动子通过横向移动直角块驱动模组连接块406连接，由此横向移动直角块401可在驱动模组的带动下沿直线导轨模组长度方向移动，即实现在框架横梁103上的横向运动。所述的解键合操纵机构402安装在横向移动直角块401上；所述的横向移动直角块位移检测装置405用于检测横向移动直角块401 即其上部件的位移和速度。

其中，解键合操纵机构402可以有两种形式，分别是顶针解键合操纵机构402-1和激光解键合操纵机构402-2。需要说明的是，图1 所示的装置总体图为顶针解键合操纵机构形式。

接下来说明两种解键合操纵机构的结构与工作形式。

参照图22-图27，首先说明顶针解键合操纵机构402-1的形式。所述的顶针解键合操纵机构402-1包括：刚柔耦合运动台机构402-1A、顶针解键合竖直移动驱动组件402-1B、顶针机构402-1C和精密摄像装置402-1D。其中，所述顶针机构竖向移动组件402-1B固定于所述横向移动组件上，并能够上下移动，所述顶针机构安装在顶针机构竖向移动组件上，所述精密摄像装置用于检测薄膜拉伸机构303上的芯片与基板上焊盘芯片对应位置在拉伸方向的距离是否有偏差。

其中所述的刚柔耦合运动台机构402-1A包括：刚柔耦合运动台刚性框架402-1A1、刚柔耦合运动台核心运动平台402-1A2和刚柔耦合运动台柔性铰链402-1A3；而所述的刚柔耦合运动台核心运动平台 402-1A2又包括刚柔耦合运动台核心运动平台驱动装置402-1A21、刚柔耦合运动台核心运动平台驱动装置连接块402-1A22、刚柔耦合运动台核心运动平台位移检测装置402-1A23和刚柔耦合运动台核心运动平台位移检测装置固定块402-1A24；所述的顶针解键合竖直移动驱动组件402-1B包含顶针解键合竖直移动驱动组件连接块402-1B1、顶针解键合竖直移动直线导轨模组402-1B2；所述的顶针机构402-1C包含顶针安装块402-1D1、顶针安装块推动装置402-1D2和顶针402-1D3。

其中，所述的顶针解键合操纵机构402-1通过顶针解键合竖直移动驱动组件连接块402-1B1连接到横向移动直角块401上；此外，所述的顶针解键合竖直移动直线导轨模组402-1B2的滑块固定在横向移动直角块401的侧面，其直线导轨则固定在刚柔耦合运动台机构 402-1A上，由顶针解键合竖直移动驱动组件402-1B驱动；其中顶针解键合竖直移动驱动组件402-1B的定子固定在所述的刚柔耦合运动台机构402-1A上，动子则与顶针解键合竖直移动驱动组件连接块 402-1B1连接，在竖直移动的驱动组件的驱动下，所述的刚柔耦合运动台机构402-1A就可沿着顶针解键合竖直移动直线导轨模组402-1B2 直线导轨的长度方向移动，即实现在Z方向的竖直运动。

所述刚柔耦合运动台机构402-1A的刚柔耦合运动台核心运动平台402-1A2通过刚柔耦合运动台核心运动平台驱动装置402-1A21驱动，在驱动力作用下带动所述刚柔耦合运动台柔性铰链402-1A3弹性变形，并通过刚柔耦合运动台柔性铰链402-1A3的弹性变形产生微小位移，实现竖直方向的精密微运动。这就使得设备能用于Mini/Micro LED 等亚微米甚至纳米级巨量转移技术中。

所述解键合操纵组件4的顶针机构402-1C通过顶针安装块推动装置402-1D2安装在刚柔耦合运动台核心运动平台402-1A2下端，并不与刚柔耦合运动台刚性框架402-1A1接触；所述的顶针安装块402-1D1 固定在顶针安装块推动装置402-1D2的末端，顶针402-1D3则阵列在顶针安装块402-1D1底部。则对于顶针402-1D3的位移：顶针解键合竖直移动驱动组件402-1B驱动402-1A刚柔耦合运动台机构实现大行程，使得顶针402-1D3初步到达预定位置，而刚柔耦合运动台核心运动平台驱动装置402-1A21用于驱动刚柔耦合运动台核心运动平台 402-1A2，进而在顶针安装块推动装置402-1D2的推动下使顶针 402-1D3实现精密微位移，完成竖直方向的精密定位。

所述的精密摄像装置402-1D安装在刚柔耦合运动台机构402-1A 的刚柔耦合运动台刚性框架402-1A1外侧，用于观测整个解键合操纵组件4的运动定位。

优选的，所述刚柔耦合运动台核心运动平台402-1A2与刚柔耦合运动台刚性框架402-1A1之间的刚柔耦合运动台柔性铰链402-1A3为对称布置，且为一体式加工制造。

特别的，除采用机械顶针形式的刺晶装置外，还可以采用激光剥落芯片的形式，不接触转移。参照图28，接下来对激光解键合操纵机构402-2形式进行说明。

所述的激光解键合操纵机构402-2包括激光器402-2A和摄像头 402-2B。其中所述的激光器402-2A安装在所述的横向移动直角块401 上，摄像头402-2B与激光器402-2A的输出端相连。通过激光器402-2A 发出激光，由摄像头402-2B把激光束投射到晶圆片上，以实现芯片剥离。

此外，由于激光是经专用光学系统聚焦后成为一个非常小的光点，能量密度高，且其工作时是非接触式的，因此采用激光解键合方式对工件本身无机械冲压力，工件不易变形，且具有热影响极小、精度高等优点。

本发明实施例所述的芯片阵列巨量转移装置的工作过程：

1)薄膜拉伸：原理如图29所示,将贴于薄膜304上的晶圆305 经划片处理后固定在所述的薄膜拉伸机构303上，启动薄膜拉伸机构固定端压膜动块驱动装置303A4、薄膜拉伸机构活动端压膜动块驱动装置303B5，使所述的薄膜拉伸机构303的两压膜动块薄膜拉伸机构固定端压膜动块303A2、薄膜拉伸机构活动端压膜动块303B3与其对应的薄膜拉伸机构固定端压膜定块303A1、薄膜拉伸机构活动端压膜定块303B2 配合以压紧薄膜304；薄膜拉伸机构活动端驱动模组303B7持续加力，使薄膜304拉伸变形，并用精密摄像装置402-1D检测晶圆305芯片的间距，直至拉伸至芯片间距与基板202C上的焊盘203芯片位置相应间距在拉伸方向成倍数关系。但由于薄膜的拉伸时会产生不均匀变形，无法保证批量对位，故利用所述的稀疏齿固定需转移的芯片。

2)薄膜不拉伸方案：薄膜304上的晶圆305经划片处理后固定在所述的薄膜拉伸机构303上，不经过拉伸机构的拉伸以增加芯片间的间距，直接利用所述的密集齿进行需转移芯片的固定，以便于顶针 402-1D3刺晶。

芯片对位：利用精密摄像装置402-1D检测薄膜304拉伸后的芯片位置，横向移动所述的薄膜拉伸对位机构3的薄膜拉伸横向对位组件 301，使其沿着安装在框架1中的框架横梁103底部的横向直线导轨模组301A长度方向上整体移动，即为芯片的横向对位过程，如图30所示；再纵向移动所述的薄膜拉伸对位机构3的薄膜拉伸纵向对位组件 302，使薄膜拉伸纵向对位组件302和薄膜拉伸机构303沿着安装在薄膜拉伸横向对位框架301B上的纵向直线导轨模组302A长度方向上移动，即为芯片的纵向对位过程，如图31所示；所述基板202C上焊盘 203可在斜块组件201中的斜块驱动模组201D的驱动下随着斜面平台 202A的高度变化而变化；并且，基板202C上焊盘203可随基板驱动模组202B驱动基板202C而沿着基板直线导轨模组202D长度方向移动，即为焊盘203的纵向进给过程，如图32所示。

梳齿固定芯片。对位过程后再利用梳齿机构306的对位模具306E 进行转移芯片的固定，以避免在顶针402-1D3刺晶时薄膜进一步发生变形，部分芯片转移后，薄膜变形重新分布，导致芯片错位增加，影响芯片转移良率。

再次检测，保证精准对位，巨量转移。利用精密摄像装置402-1D 再次检测对位后的芯片位置是否与基板202C上焊盘203芯片对应位置的偏差，若有偏差，调整至正确位置后再进行批量转移。制作显示面板，分次转移红、绿、蓝三色芯片即可。

参见图6，图6示出了本实施例用于芯片阵列巨量转移的对位机构。

对位机构包括驱动组件、传送组件和上面所述的对位模具，所述传送组件包括同步带和至少两个同步轮，所述同步带绕接于所述至少两个同步轮上，其中梳齿型板状结构可拆卸地安装于所述同步带的内表面，所述驱动组件用于驱动所述同步轮转动。

传送组件的结构包括但不限于上述方式，也可以采用其他能够将转动运动转换为平动运动的结构，比如相互咬合的齿轮和齿条，再比如相互配合的涡轮和蜗杆。

其中，所述驱动组件包括驱动电机、联轴器和花键轴，所述花键轴一端通过联轴器与驱动电机连接，所述花键轴另一端键连接于其中一个所述同步轮的中心。驱动电机通过联轴器带动花键轴转动，花键轴带动同步轮转动。

优选的，传送组件包括两组传送组件，所述花键轴另一端分别键连接于所述两组所述传送组件的各自同步轮的中心，所述梳齿型板状结构的两端分别可拆卸连接于两组所述传送组件各自同步带的内表面。

根据本申请的上述实施例对现有芯片阵列的批量转移方式进行改进，驱动组件驱动所述同步轮转动，同步轮转动带动同步带运动，安装于所述同步带的内表面的梳齿型板状结构向前运动，梳齿型板状结构的梳齿顶部插入相邻两个芯片间隙，继续运动直至将芯片完全卡入梳齿缝内，以实现对芯片的固定，从而完成一行芯片对位，可实现芯片阵列的批量转移，在保证转移良率的同时，提高了巨量转移的效率。

需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。

Claims (9)

1.一种芯片阵列巨量转移装置，其特征在于，包括框架、焊盘升降对位机构、薄膜拉伸对位机构和解键合操纵组件，所述焊盘升降对位机构用于水平横向移动和竖直移动调整焊盘的位置；所述薄膜拉伸对位机构用于夹紧并拉伸薄膜，调整所述薄膜水平方向上的位置以对准焊盘；所述解键合操纵组件用于剥离芯片；

所述薄膜拉伸对位机构包括薄膜拉伸机构和梳齿机构，所述薄膜拉伸机构包括薄膜拉伸机构固定端和薄膜拉伸机构活动端，所述薄膜拉伸机构固定端和所述薄膜拉伸机构活动端分别用于夹紧所述薄膜两端，所述薄膜拉伸机构活动端通过接近或远离所述薄膜拉伸机构固定端拉伸所述薄膜；

所述梳齿机构包括驱动组件、传送组件和对位模具，所述传送组件包括至少两个传送单元，每个所述传送单元包括同步带，每条所述同步带绕接于至少两个同步轮上，其中所述对位模具可拆卸地安装于所述同步带的内表面，所述驱动组件用于驱动所述传送单元的一端的所述同步轮转动，所述传送单元的另一端的所述同步轮分别与所述薄膜拉伸机构固定端和所述薄膜拉伸机构活动端相连；

所述对位模具包括梳齿型板状结构，相邻两个梳齿之间形成梳齿缝，所述梳齿缝的形成位置与芯片的设定位置相对应，所述梳齿缝的根部宽度与所要放置芯片的尺寸和数量相匹配。

2.根据权利要求1所述的芯片阵列巨量转移装置，其特征在于，所述驱动组件包括花键轴、联轴器和驱动电机，所述花键轴一端通过联轴器与驱动电机连接，所述花键轴另一端键连接于各所述传送单元的对应同步轮的中心。

3.根据权利要求2所述的芯片阵列巨量转移装置，其特征在于，所述传送组件包括两组传送组件；所述花键轴另一端分别键连接于所述两组传送组件各自同步轮的中心，所述梳齿型板状结构的两端分别可拆卸地连接于两组所述传送组件各自同步带的内表面。

4.根据权利要求1所述的芯片阵列巨量转移装置，其特征在于，所述梳齿缝的形成位置与基板焊盘上芯片的设定位置相对应，所述梳齿缝的根部宽度等于一个芯片的宽度和/或多个芯片的宽度与多个芯片之间的距离之和。

5.根据权利要求1所述的芯片阵列巨量转移装置，其特征在于，所述的框架包括框架底座、框架支柱、框架横梁和框架纵梁，所述框架支柱固定于所述框架底座并支撑所述框架横梁和所述框架纵梁；所述的焊盘升降对位机构安装于框架底座之上，所述的薄膜拉伸对位机构安装于两框架横梁底部，所述的解键合操纵组件安装于框架横梁上。

6.根据权利要求5所述的芯片阵列巨量转移装置，其特征在于，所述解键合操纵组件包括横向移动组件和解键合操纵机构，所述解键合操纵机构包括激光器和摄像头，所述摄像头与所述激光器的输出端相连，所述摄像头用于将所述激光器发出的激光束投射到晶圆片上；所述横向移动组件固定于所述框架横梁上，并能够在所述框架横梁上移动，所述横向移动组件包括横向移动直角块，其中所述激光器安装于所述横向移动直角块上。

7.根据权利要求5所述的芯片阵列巨量转移装置，其特征在于，所述解键合操纵组件包括横向移动组件和解键合操纵机构，所述解键合操纵机构包括顶针机构竖向移动组件、顶针机构和精密摄像装置；所述横向移动组件固定于所述框架横梁上，并能够在所述框架横梁上移动，所述顶针机构竖向移动组件固定于所述横向移动组件上，并能够上下移动，所述顶针机构安装在顶针机构竖向移动组件上；所述精密摄像装置用于检测薄膜拉伸机构上的芯片与基板上焊盘芯片对应位置在拉伸方向的距离是否有偏差。

8.根据权利要求5所述的芯片阵列巨量转移装置，其特征在于，所述的焊盘升降对位机构包括斜块组件、基板组件和焊盘；所述基板组件安装在所述斜块组件上，所述焊盘放置在所述基板组件的基板上；所述斜块组件能够承载所述基板组件沿所述框架的长度方向水平横向移动，所述基板组件能够承载所述焊盘上下竖直移动。

9.根据权利要求5所述的芯片阵列巨量转移装置，其特征在于，所述薄膜拉伸对位机构还包括薄膜拉伸横向对位组件和薄膜拉伸纵向对位组件；所述薄膜拉伸横向对位组件固定于框架横梁底部；所述薄膜拉伸纵向对位组件固定在所述薄膜拉伸横向对位组件上，并能够在所述薄膜拉伸横向对位组件上沿着框架横梁的长度方向水平移动；所述薄膜拉伸机构固定于所述薄膜拉伸纵向对位组件上，并能够在所述薄膜拉伸纵向对位组件上沿框架纵梁的长度方向水平移动；所述薄膜拉伸机构固定端固定于所述薄膜拉伸纵向对位组件上，所述薄膜拉伸机构活动端能够在所述薄膜拉伸纵向对位组件上沿着框架横梁的长度方向水平移动。