移转微型元件的方法及由该方法所制作的微型元件基板与流程

本发明为关于移转微型元件的方法及由该方法所制作的微型元件基板，更详细而言，是关于一种无需追加的用于提高黏合力的制程便使微型元件移转至基板的移转微型元件的方法及由该方法所制作的微型元件基板。

背景技术：

一般而言，使用微型led的显示装置作为将替代原有显示装置的新一代尖端显示装置而倍受瞩目。为了制造这种微型led显示装置，将各个led移转至模块化的电路板的技术成为核心。

现在将微型led移转至电路板的焊料上的技术所使用的方法是利用一个个真空吸盘(chuck)将各个led放上。在这种情况下，为了制造hd、uhd、suhd等像素数很大的显示装置，需要很多时间。另外，随着诸如微型led的元件大小越来越小，存在难以利用原有制程中曾使用的真空吸盘来处置元件的问题。

因此，必须有可一次将大量的微型led移转至电路板的技术，但移转大量的微型led的技术目前尚不存在，存在制程的难题。

为了解决如上所述的问题，一般可考虑辊移转制程，但利用通常的焊膏将微型元件移转至基板时，由于焊膏的黏合力非常弱，存在微型元件难以辊移转至电路板的问题。

技术实现要素：

本发明要解决之技术问题

本发明要解决的课题是提供一种移转微型元件的方法及由该方法所制作的微型元件基板，藉由控制微型元件压入承载膜的压入深度来调节黏合力，从而无需追加的用于提高黏合力的制程便使微型元件移转至基板。

技术方案

为了解决所述课题，本发明提供一种移转微型元件的方法，其特征在于，包括：加压步骤，使在黏合层附着有微型元件的承载膜与在金属电极上涂布有焊料的基板接触并加压；第一黏合力形成步骤，藉助于该加压步骤，在配置于该微型元件与该金属电极之间的该焊料被按压的同时，形成该微型元件与该焊料之间的第一黏合力；第二黏合力形成步骤，藉助于该加压步骤，在该微型元件于压入该黏合层而接合的同时，形成该微型元件与该黏合层之间的第二黏合力；及脱模步骤，在该微型元件黏合于该焊料的状态下，使该承载膜从该基板脱模；该第二黏合力的大小与该微型元件压入该黏合层的压入深度成比例，在该第二黏合力形成为小于该第一黏合力的范围内，形成该微型元件相对于该黏合层的压入深度。

该黏合层的厚度可形成为薄于临界压入深度，该临界压入深度是指与该微型元件压入该黏合层的压入深度成比例形成的第二黏合力大于该第一黏合力的临界压入深度。

在该加压步骤中，可调节对该承载膜和该基板加压的加压力、该黏合层的黏弹性系数及该黏合层的屈服强度中至少一者，以便与该微型元件压入该黏合层的压入深度成比例形成的第二黏合力形成为小于该第一黏合力。

该黏合层的厚度可形成为厚于临界压入深度，该临界压入深度系指与该微型元件压入该黏合层内部的压入深度成比例形成的第二黏合力大于该第一黏合力的临界压入深度。

在该脱模步骤中，剥离该承载膜的脱模力可以该微型元件为基准，从一侧向另一侧依次施加，以便从该微型元件与该黏合层接合区域的一侧向另一侧依次脱模。

该承载膜可环绕圆筒形辊配置，藉助于以该辊之旋转轴为中心的旋转运动，剥离该承载膜的脱模力针对该微型元件依次施加。

该承载膜可以平板形成，将剥离该承载膜的脱模力作用于该承载膜的一侧，从而该脱模力针对该微型元件依次施加。

另外，为了解决所述课题，本发明提供一种由该移转微型元件的方法所制作的微型元件基板。

有益效果

本发明的移转微型元件的方法及由该方法所制作的微型元件基板具有如下效果。

第一，具有可组合辊及平板而执行将微型元件大量移转至任意所需基板的连续制程的优点。

第二，具有完全不同于以往曾以化学方式调节的黏合力，可利用藉由微型元件、承载膜、焊料之间的机械变形而发生的黏合力，将微型元件移转至基板的优点。

附图说明

图1为本发明的一个实施例的移转微型元件的方法的顺序图。

图2为展示图1的移转微型元件的方法的加压步骤之前状态的图。

图3为展示图1的移转微型元件为方法的加压步骤之后状态的图。

图4为用于说明图1的移转微型元件的方法中的微型元件相对于承载膜的压入深度与黏合力的关系的图。

图5为用于说明图1的移转微型元件的方法中的临界压入深度的图。

图6为展示图1的移转微型元件的方法中的承载膜的图。

图7为展示图6的承载膜的变形例的图。

图8为用于说明图1的移转微型元件的方法的脱模步骤的原理的图。

图9为展示图1的移转微型元件的方法的脱模步骤的图。

图10为展示图9的脱模步骤的变形例的图。

图11为展示微型元件的压入深度浅于临界压入深度地形成，微型元件移转至基板侧的状态的照片。

图12为展示微型元件的压入深度深于临界压入深度地形成，微型元件未移转至基板侧的状态的照片。

具体实施方式

下文参照附图，说明可具体实现所述要解决课题的本发明的较佳实施例。在说明本实施例方面，针对相同构成，使用相同名称及相同标记，下文省略其附加说明。

在通篇说明书中，当提到层、膜、区域、板等的部分在另一部分“上方”时，这不仅包括在另一部分“直接上方”之情形，亦包括在其中间存在其他部分的情形。而且，所谓“在…上方”，意味着位于对象部分的上方或下方，不意味着必须以重力方向为基准位于上侧。

在通篇说明书中，当提到某部分“包括”某构成要素时，只要没有特别反对的记载，这意味着亦可包括其他构成要素。在图中出现的各构成的大小及厚度等，是为了说明的便利而任意地展示，因而本发明不限定于图示的内容。

下文参照图1至图12，按如下说明本发明的移转微型元件的方法及由该方法所制作的微型元件基板。

如图1至图12所示，本发明的移转微型元件的方法包括加压步骤s10、第一黏合力形成步骤s20、第二黏合力形成步骤s30、脱模步骤s40。

首先，如图2所示，准备附着有微型元件20的承载膜10、在金属电极40上涂布有焊料30的基板50，使之排列以便微型元件20与焊料30可接触。

随着承载膜10移动至基板50，微型元件20与金属电极40接触。为了提高金属电极40与微型元件20之间黏合力而将焊料30涂布于金属电极40上。金属电极40为了向微型元件20提供电源而配置于基板50上，金属电极40可以au(金)制作。

承载膜10包括：黏合层12，其附着有微型元件20；基膜11，其支撑黏合层12，以便藉助于在加压步骤s10中从微型元件20受到的压力，微型元件20可压入黏合层12。

在所述加压步骤s10中，使在黏合层12附着有微型元件20的承载膜10与在金属电极40上涂布有焊料30的基板50接触并加压。

黏合层12可由sog、pmma、su-8等和预先固化的uv固化性黏合剂材质构成。

焊料30包含焊球31、包裹焊球31并流动地移动的助焊剂(flux)32的膏形态，焊球31可由ag(银)、sn(锡)、bi(铋)的合金构成。

在所述第一黏合力形成步骤s20中，藉助于加压步骤s10，配置于微型元件20与金属电极40之间的焊料被按压的同时，形成微型元件20与焊料30之间的第一黏合力f1。

在第一黏合力形成步骤s20中，焊球31藉助于在加压步骤s10中进行作用的压力而从球形突然变形为椭圆形态。

在所述第二黏合力形成步骤s30中，藉助于加压步骤s10，微型元件20在压入黏合层12而接合的同时，形成微型元件20与黏合层12之间的第二黏合力f2。

此时，第二黏合力f2的大小与微型元件20压入黏合层12的压入深度成比例。

具体而言，微型元件20相对于黏合层12的压入深度越大，黏合层12与微型元件20边缘部之间的接触面积越宽，因此，使黏合层12与微型元件20之间摩擦力增加。

利用图4，说明微型元件20相对于黏合层12的压入深度与黏合力的关系。

在图4的(a)中，压入黏合层12的微型元件20的压入深度为da，在图4的(b)中，压入黏合层12的微型元件20的压入深度为db，db具有大于da的值。

具有db压入深度的黏合层12与微型元件20之间的黏合力f2b形成为大于具有da压入深度的黏合层12与微型元件20之间的黏合力f2a，这是因为，具有db压入深度的黏合层12与微型元件20边缘部之间的接触面积，形成为宽于具有da压入深度的黏合层12与微型元件20边缘部之间的接触面积，从而发生更大摩擦力。

因此，第二黏合力f2的大小与压入深度成比例。

其中，具有db压入深度的黏合层12与微型元件20之间黏合力f2b、具有da压入深度的黏合层12与微型元件20之间黏合力f2a是指图4的以波浪纹标识的部分。

在所述脱模步骤s40中，在微型元件20黏合于焊料30的状态下，使承载膜10从基板50脱模。

此时，只有第二黏合力f2形成为小于第一黏合力f1，才能在微型元件20黏合于焊料30的状态下，从黏合层12脱模，因此，较佳第二黏合力f2形成为小于第一黏合力f1。

利用图5，说明为了容易地使微型元件20从黏合层12脱模而使用的临界压入深度dc。

如图5的(a)所示，当压入黏合层12的微型元件20的压入深度为d1，压入得浅于作为临界压入深度的dc时，黏合层12与微型元件20之间的第二黏合力f2形成为小于焊料30与微型元件20之间的第一黏合力f1。

在这种情况下，当使承载膜10从基板50脱模时，微型元件20以附着于焊料30的状态而与承载膜10分离。

另外，如图5的(b)所示，当压入黏合层12的微型元件20压入深度为d2，压入得浅于作为临界压入深度的dc时，黏合层12与微型元件20之间的第二黏合力f2形成为大于焊料30与微型元件20之间的第一黏合力f1。

此时，当使承载膜10从基板50脱模时，微型元件20以附着于承载膜10的状态移动。

即，临界压入深度dc意味着第二黏合力f2大于第一黏合力f1的界限压入深度，藉由利用临界压入深度，从而可调节第二黏合力f2相对于第一黏合力f1的相对大小。

如图6所示，黏合层12的厚度t1形成为薄于临界压入深度dc，以便微型元件20不会达到临界压入深度dc。

黏合层12形成为薄于临界压入深度dc，从而即使微型元件20与黏合层12厚度相应地压入承载膜10，第二黏合力f2也始终形成为小于第一黏合力f1。

因此，即使不追加调节诸如用于调节微型元件20压入深度的黏合层12的黏弹性系数、屈服强度等黏合层12物性、对承载膜10与基板50加压的加压力范围等，亦可使第二黏合力f2形成为小于第一黏合力f1。

另一方面，如图7所示，黏合层12的厚度t2亦可形成为厚于临界压入深度dc。

黏合层12形成为厚于临界压入深度dc，从而微型元件20的压入深度可具有大于临界压入深度dc的值，根据压入深度，存在第二黏合力f2形成为大于第一黏合力f1的可能性，会在微型元件20与承载膜10的脱模过程中发生问题。

为了防止这种情况，调整在加压步骤s10中进行作用的加压力的范围，从而使得第二黏合力f2形成为小于第一黏合力f1。

另外，为了使第二黏合力f2形成为小于第一黏合力f1，亦可调节黏合层12的黏弹性系数。

具体而言，黏合层12可以具有高黏弹性系数的材质构成，以便使在黏合层12与微型元件20之间发生的第二黏合力f2形成为小于在焊料30与微型元件20之间发生的第一黏合力f1。

另外，为了使第二黏合力f2形成为小于第一黏合力f1，亦可调节黏合层12的屈服强度。

如若在加压步骤s10中进行作用的加压力增加到黏合层12的弹性界限以上，则在微型元件20压入黏合层12的同时亦会发生塑性变形。此时，如若黏合层12的屈服强度相对较低，则藉助于超过黏合层12弹性界限进行作用的加压力，微型元件20压入的压入深度相对变深，存在第二黏合力f2形成为大于第一黏合力f1的危险性。

因此，将黏合层12的屈服强度调节得相对较大，藉助于超过黏合层12弹性界限进行作用的加压力，微型元件20压入的压入深度相对较浅，从而可调节得使第二黏合力f2形成为小于第一黏合力f1。

如上所述，为了使第二黏合力f2形成为小于第一黏合力f1，既可个别地调节在加压步骤s10中进行作用的加压力、黏合层12的黏弹性系数、黏合层12的屈服强度，但亦可组合调节其中2个以上。

在所述脱模步骤s40中，微型元件20与黏合层12从接合区域的一侧向另一侧依次脱模。

这是因为，在第一黏合力f1与第二黏合力f2之间差异不大的状态下，当一次使微型元件20全部脱模时，存在以微型元件20附着于承载膜10的状态脱模的可能性。

为此，剥离承载膜10的脱模力以微型元件20为基准，从一侧向另一侧依次施加。

结果，随着脱模力针对微型元件20依次施加，脱模步骤s40中的第二黏合力f2被分解进行作用，因此，使与第一黏合力对应的第二黏合力变小，从而微型元件20可以从黏合层12更容易地分离。

如图9所示，脱模步骤s40中的承载膜10脱模可藉助于与辊r的结合而执行。

具体而言，承载膜10环绕圆筒形辊r配置，藉助于以辊r的旋转轴为中心的旋转运动，承载膜10依次加压于基板50，从而形成第一黏合力f1和第二黏合力f2。

然后，藉助于辊r之旋转运动而从黏合层12剥下微型元件20的脱模力，针对微型元件20依次施加，于是微型元件20从黏合层12分离。

本发明不限定于此，如图10所示，承载膜10可以平板形形成。

因此，在将以平板形形成的承载膜10加压于基板50，形成第一黏合力f1和第二黏合力f2后，使从黏合层12剥下微型元件20的脱模力fs应用于承载膜10的一侧。

此时，脱模力fs针对微型元件20依次施加。

结果，完全不同于以往曾以化学方式调节的黏合力，利用藉由微型元件20、承载膜10、焊料30之间的机械变形而发生的黏合力，可将微型元件20移转至基板50。

因此，仅利用在加压步骤s10中发生的第一黏合力及第二黏合力的黏合力差异、使微型元件20从黏合层12脱模的过程，便可更简单、稳定地将微型元件20移转至基板50。

另一方面，如果参照图11，展示微型元件20的压入深度d1形成为浅于临界压入深度dc，微型元件20移转至基板50侧的状态。

当微型元件20的压入深度d1形成为浅于临界压入深度dc时，由于黏合层12与微型元件20之间的第二黏合力f2形成为小于焊料30与微型元件20之间的第一黏合力f1，因此，微型元件20移转至基板50侧，微型元件20附着于焊料30。

在图11中，展示在微型元件20压入的黏合层12的压入位置13，从黏合层12掉落的微型元件20的压入痕迹，可知微型元件20的压入深度d1形成为浅于临界压入深度dc，几乎没有压入痕迹。

如果参照图12，展示微型元件20的压入深度d2形成为深于临界压入深度dc，微型元件20未移转至基板50侧的状态。

当微型元件20的压入深度d2形成为深于临界压入深度dc时，黏合层12与微型元件20之间的第二黏合力f2形成为大于焊料30与微型元件20之间的第一黏合力f1，因此，微型元件20不移转至基板50侧，而是留于黏合层12。

在图12中，展示在微型元件20压入的黏合层12的压入位置14，剥下曾留于黏合层12的微型元件20后的压入痕迹，正如前文所作的说明，可知微型元件20的压入深度d2形成为深于临界压入深度dc，留下明显压入痕迹。

如上所述，本发明不限定于所述特定较佳实施例，在不超出申请专利范围所请求的本发明要旨的情况下，本发明所属技术领域的技术人员可以实施多种变形，这些变形亦属于本发明的范围。

工业实用性

本发明在工业上可应用于将微型器件转移到基板的技术领域，而无需进一步改善粘合性的工艺。