TWI878985B - 用以焊接電子元件之裝置 - Google Patents

Abstract

一種用以焊接電子元件之裝置，包括一承載台、一推壓機構及一能量產生機構。承載台係用以承載欲焊接之電子元件及其相關基板，推壓機構係包括一推壓本體及一氣泵。推壓本體包括多數個剛性周壁及一非剛性之推壓壁，多數個剛性周壁和非剛性推壓壁環繞形成一密閉空間，其中非剛性之推壓壁係面向承載台。氣泵與上述之密閉空間連通，可將外部之空氣打入密閉空間中，以及將密閉空間內之空氣抽出。能量產生機構可產生一能量光束，通過推壓機構之推壓本體，投射於承載台上。

Description

用以焊接電子元件之裝置

本發明是有關於一種用於焊接電子元件之裝置。

隨著電子元件（例如微型電子元件、發光二極體或微型發光二極體）的製程的發展，從一基板大量轉移電子元件、發光二極體或微型發光二極體至另一基板的製程被發展出來，其有利於電子元件的大量製造。

然而，將電子元件、發光二極體或微型發光二極體從一基板轉移至另一基板的過程中，需要將兩個基板面對面配置，然後再利用雷射加工的方式使電子元件、發光二極體或微型發光二極體能夠轉移。此時，在以雷射加工時兩個基板是否緊密貼合攸關轉移製程的良率。

一種習知的製程是在基板上方形成一個密閉空間，並在此密閉空間中充氣，直接以氣壓壓制基板。然而，為了形成這樣的密閉空間，此製程採用矽膠對基板的週邊區域施加壓力，並以矽膠阻擋氣體從側面流出。然而，在以矽膠對基板的週邊區域施加壓力的同時，由於矽膠的面積較小而容易產生局部的大壓力，因此容易傷及基板上的薄膜電晶體電路或電子元件，而使製程的良率下降。

本發明提供一種用以焊接電子元件之裝置，其能夠有效提升製程良率。

本發明的一實施例提出一種用以焊接電子元件之裝置，包括一承載台、一推壓機構及一能量產生機構。承載台係用以承載欲焊接之電子元件及其相關基板，推壓機構係包括一推壓本體及一氣泵。推壓本體包括多數個剛性周壁及一非剛性之推壓壁，多數個剛性周壁和非剛性推壓壁環繞形成一密閉空間，其中非剛性之推壓壁係面向承載台。氣泵與上述之密閉空間連通，可將外部之空氣打入密閉空間中，以及將密閉空間內之空氣抽出。能量產生機構可產生一能量光束，通過推壓機構之推壓本體，投射於承載台上。

在本發明的實施例的用以焊接電子元件之裝置中，由於採用多數個剛性周壁和非剛性推壓壁環繞形成一密閉空間，且藉由對密閉空間充氣而使非剛性推壓壁推壓基板，因此本發明的實施例的用以焊接電子元件之裝置不會有習知技術中利用矽膠壓迫基板的周邊區域以產生密閉空間的情形。如此一來，本發明的實施例的用以焊接電子元件之裝置便不會有習知技術中矽膠壓傷基板的周邊區域上的薄膜電晶體電路，而使製程的良率下降的情形。所以，本發明的實施例的用以焊接電子元件之裝置能夠利用非剛性推壓壁均勻地推壓基板而完成製程，而不會傷及基板上的電路，因而本發明的實施例的用以焊接電子元件之裝置能夠有效提升製程良率。

圖1是本發明的一實施例的用以焊接電子元件之裝置的剖面示意圖。請參照圖1，本實施例的用以焊接電子元件之裝置100包括一承載台110、一推壓機構200及一能量產生機構120。承載台110係用以承載欲焊接之電子元件300及其相關基板，其中相關基板可以是單獨的一基板或是多個子基板。舉例而言，上述相關基板可包括一轉移基板50及一目標基板60。在本實施例中，轉移基板50上藉由一黏著層52貼附有多個電子元件300，而圖1中的放大圖繪示其中一個電子元件300為例。電子元件300具有電極310。目標基板60例如為一電路基板，且其上設有接墊62及與接墊62電性連接的電路（例如薄膜電晶體電路）。此外，接墊62上設有焊料70。在本實施例中，轉移基板50的材料例如為玻璃，而目標基板60的材料例如為玻璃。目標基板60例如為薄膜電晶體（thin film transistor，TFT）基板。

推壓機構200係包括一推壓本體400及一氣泵210。推壓本體400包括多數個剛性周壁410及一非剛性之推壓壁420，多數個剛性周壁410和非剛性推壓壁420環繞形成一密閉空間S，其中非剛性之推壓壁420係面向承載台110。氣泵210與上述之密閉空間S連通，可將外部之空氣打入密閉空間S中，以及將密閉空間S內之空氣抽出。在本實施例中，非剛性之推壓壁420係包括一推壓件422，推壓件422之兩側係分別藉一彈性件424連接於相鄰之剛性周壁410上，例如是連接於剛性周壁412上。在本實施例中，推壓件422係為一具撓性之石英。此外，在本實施例中，彈性件424的一端是貼附於相鄰之剛性周壁410的面向承載台110的下表面411，而彈性件424的另一端是貼附於推壓件422的背對承載台110的上表面423。在一實施例中，與推壓件422係為一具撓性之玻璃。

在本實施例中，推壓本體400係包括5個剛性周壁410，其和非剛性之推壓壁420以六面體之方式環繞形成密閉空間S。具體而言，剛性周壁410可包括一個與推壓壁420相對之剛性周壁414及4個環繞密閉空間S的剛性周壁412，其中與推壓壁420相對之剛性周壁414係為光可透過者。在一實施例中，與推壓壁420相對之剛性周壁414之材質係為石英。

能量產生機構120可產生一能量光束122，通過推壓機構200之推壓本體400，投射於承載台110上。在本實施例中，能量光束122係為一雷射光束，能量產生機構120例如為一雷射光源，能量光束122可及透剛性周壁414與推壓件422而照射於承載台110上。

電子元件300例如是發光二極體晶片或其他電子元件，其原本是藉由黏著層52貼附於轉移基板50上，而用以焊接電子元件之裝置100可將電子元件300從轉移基板50轉移至目標基板60上。首先，可藉由多個吸附結構430（例如吸嘴）將轉移基板50吸附至剛性周壁412上，並使轉移基板50具有電子元件300的一面朝向目標基板60，且使電子元件300的電極310與焊料70及接墊62對齊。接著，利用氣泵210對密閉空間S充氣。舉例而言，氣泵210可將外部之空氣經由通道402打入密閉空間S中。此時，彈性件424會往下變形，而使推壓件422平均地推壓轉移基板50未設置電子元件300的表面，進而使電極310與焊料70緊密接觸。然後，能量產生機構120發出能量光束122，而能量光束122在穿透剛性周壁414與推壓件422後照射於焊料70上，以將焊料70熔融。待焊料70冷卻固化後，便會將電極310與接墊62接合。之後，可利用氣泵210將密閉空間S內之空氣抽出，使推壓件422不再壓迫轉移基板50，然後使轉移基板50與目標基板60分離。此時，焊料70與電子元件300的電極310的接合力大於黏著層52與電子元件300的黏著力，因此電子元件300會脫離轉移基板50。至此，電子元件300便成功地從轉移基板50轉移至目標基板60。在本實施例中，彈性件424的材質例如為矽膠。

在一實施例中，用以焊接電子元件之裝置100更包括一驅動機構130，其可驅動使推壓機構200之推壓本體400和承載台110為相對移動。如此一來，推壓本體400便能夠對目標基板60的不同區域進行推壓，以將電子元件300轉移至目標基板60的不同區域。也就是說，在本實施例中，目標基板60可用以承載電子元件300的面積大於非剛性推壓壁420的表面積，因此可藉由驅動機構130使推壓機構200之推壓本體400和承載台110為相對移動，來轉移不同區域的電子元件300。

在本實施例的用以焊接電子元件之裝置100中，由於採用多數個剛性周壁410和非剛性推壓壁420環繞形成密閉空間S，且藉由對密閉空間S充氣而使非剛性推壓壁420推壓基板，因此本實施例的用以焊接電子元件之裝置100不會有利用矽膠壓迫基板的周邊區域以產生密閉空間的情形。如此一來，本實施例的用以焊接電子元件之裝置100便不會有矽膠壓傷基板的周邊區域上的薄膜電晶體電路或電子元件，而使製程的良率下降的情形。所以，本實施例的用以焊接電子元件之裝置100能夠利用非剛性推壓壁420均勻地推壓基板而完成製程，而不會傷及基板上的電路（例如薄膜電晶體電路）或電子元件，因而本實施例的用以焊接電子元件之裝置100能夠有效提升製程良率。

圖2為本發明的另一實施例的用以焊接電子元件之裝置的剖面示意圖。請參照圖2，本實施例的用以焊接電子元件之裝置100a與圖1的用以焊接電子元件之裝置100類似，而兩者的差異在於，在本實施例的用以焊接電子元件之裝置100a中，彈性件424的一端是貼附於相鄰之剛性周壁410的背對承載台110的上表面413，而上表面413位於剛性周壁410底部的一橫向延伸臂415上。

綜上所述，在本發明的實施例的用以焊接電子元件之裝置中，由於採用多數個剛性周壁和非剛性推壓壁環繞形成一密閉空間，且藉由對密閉空間充氣而使非剛性推壓壁推壓基板，因此本發明的實施例的用以焊接電子元件之裝置不會有習知技術中利用矽膠壓迫基板的周邊區域以產生密閉空間的情形。如此一來，本發明的實施例的用以焊接電子元件之裝置便不會有習知技術中矽膠壓傷基板的周邊區域上的薄膜電晶體電路，而使製程的良率下降的情形。所以，本發明的實施例的用以焊接電子元件之裝置能夠利用非剛性推壓壁均勻地推壓基板而完成製程，而不會傷及基板上的電路，因而本發明的實施例的用以焊接電子元件之裝置能夠有效提升製程良率。

50:轉移基板 52:黏著層 60:目標基板 62:接墊 70:焊料 100、100a:用以焊接電子元件之裝置 110:承載台 120:能量產生機構 122:能量光束 130:驅動機構 200:推壓機構 210:氣泵 300:電子元件 310:電極 400:推壓本體 402:通道 410、412、414:剛性周壁 411:下表面 413、423:上表面 415:橫向延伸臂 420:非剛性之推壓壁 422:推壓件 424:彈性件 430:吸附結構 S:密閉空間

圖1是本發明的一實施例的用以焊接電子元件之裝置的剖面示意圖。 圖2為本發明的另一實施例的用以焊接電子元件之裝置的剖面示意圖。

50:轉移基板

52:黏著層

60:目標基板

62:接墊

70:焊料

100:用以焊接電子元件之裝置

110:承載台

120:能量產生機構

122:能量光束

130:驅動機構

200:推壓機構

210:氣泵

300:電子元件

310:電極

400:推壓本體

402:通道

410、412、414:剛性周壁

411:下表面

420:非剛性之推壓壁

422:推壓件

423:上表面

424:彈性件

430:吸附結構

S:密閉空間

Claims (8)

1. 一種用以焊接電子元件之裝置，包括： 一承載台，係用以承載該欲焊接之電子元件及其相關基板； 一推壓機構，其係包括： 一推壓本體，其包括多數個剛性周壁及一非剛性之推壓壁，該多數個剛性周壁和該非剛性推壓壁環繞形成一密閉空間，其中該非剛性之推壓壁係面向該承載台；以及 一氣泵，其與上述之密閉空間連通，可將外部之空氣打入該密閉空間中，以及將密閉空間內之空氣抽出；以及 一能量產生機構，其可產生一能量光束，通過該推壓機構之推壓本體，投射於該承載台上。
2. 如請求項1所述的用以焊接電子元件之裝置，其中該非剛性之推壓壁係包括一推壓件，該推壓件之兩側係分別藉一彈性件連接於相鄰之剛性周壁上。
3. 如請求項2所述的用以焊接電子元件之裝置，其中該推壓件係為一具撓性之石英或玻璃。
4. 如請求項1所述的用以焊接電子元件之裝置，其更包括一驅動機構，其可驅動使推壓機構之推壓本體和承載台為相對移動。
5. 如請求項1所述的用以焊接電子元件之裝置，其中該推壓本體係包括5個剛性周壁，其和該非剛性之推壓壁以六面體之方式環繞形成該密閉空間。
6. 如請求項5所述的用以焊接電子元件之裝置，其中與該推壓壁相對之剛性周壁係為光可透過者。
7. 如請求項6所述的用以焊接電子元件之裝置，其中與該推壓壁相對之剛性周壁之材質係為石英。
8. 如請求項1所述的用以焊接電子元件之裝置，其中該能量光束係為一雷射光束。

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