一种芯片巨量转移方法、芯片基板及定位板与流程

1.本发明涉及导体显示器件制造技术领域，尤其是涉及一种芯片巨量转移方法、芯片基板及定位板。


背景技术：

2.micro——led(微型发光二极管)显示技术前途巨大，目前micro——led产业化的阻碍就包括半导体芯片的巨量转移。传统巨量转移技术一般受制于芯片的生产，需要生产转移需要连续进行，导致转移效率低下。而流体组装可以将生产与转移环节分开，速度极快，但由于半导体形状不规则，且流体不可控，导致难以检测是否完全转移，芯片转移精度无法保证，良率较低。
3.需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于对本技术的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于解决在保证巨量转移技术速度的情况下提升良率的问题，提供一种巨量转移方法、芯片基板及定位板。
5.为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
6.本发明提供了一种芯片巨量转移方法，包括以下步骤：
7.s1:将待转移的芯片置于特定液体中，将包裹所述芯片的液体固化或凝胶化形成球体，每个球体中包裹一个待转移的芯片；
8.s2:将所述球体放置在目标基板上，使目标基板上每个开放的孔洞都落上包裹芯片的球体；
9.s3:将球体中除所述芯片外的其他的固态物质去除，芯片落在目标基板的孔洞中，使所述芯片被目标基板上的孔洞完全包络。
10.在一些实施例中，步骤s1与步骤s2之间还包括以下步骤：在目标基板上设置定位板，所述定位板具有阵列化的定位孔，所述定位孔与所述目标基板上的对应孔洞对齐，其中，所述定位孔的内切圆直径被设置为小于所述球体的直径，所述定位孔能够使芯片穿过。
11.在一些实施例中，若需要转移种类不同的芯片至同一基板上，在步骤s1之前包括：将所述种类不同的芯片和其所要落入目标基板的孔洞依照不同种类设置为不同尺寸，步骤s2包括：将待转移的芯片中尺寸最大的芯片对应的球体放置在目标基板上；步骤s3之后还包括：清除未完全落入孔洞的芯片后进入步骤s2，继续转移待转移芯片中尺寸最大的芯片，直至完成所有芯片转移。
12.在一些实施例中，若需要转移不同种类的芯片至同一基板上，步骤s1之前包括：将包裹不同种类芯片的球体直径设置为不同尺寸，对应的定位孔直径也设置不同尺寸，使所述球体能刚好落在目标定位孔上，而从更大的非对应定位孔穿过；步骤s2包括:将直径较小的球体放置在定位板上，使定位板每个定位孔都落上包裹芯片的球体，该种类的球体放置
完成后，继续放置直径大一级的球体，直至定位孔均有球体，将定位孔对齐基板对应的孔洞后，执行步骤s3。
13.在一些实施例中，若需要转移不同种类的芯片至同一基板上，步骤s2之前包括以下步骤：获取多个定位板，每个定位板的定位孔阵列与目标种类芯片在目标基板上预期转移的位置相同；步骤s3之后包括：更换定位板并进入步骤s2继续转移待转移的芯片，直至完成所有芯片转移。
14.在一些实施例中，若待转移芯片区分正反面，步骤s2包括：若需要调整朝向，将已落在孔洞上的芯片的朝向调整为一致。
15.在一些实施例中，使用磁力，静电力或重力的方法将芯片的朝向调整为一致，所述芯片采用重心偏移几何重心设计，或在相同面上在赋予磁性或静电。
16.在一些实施例中，步骤s1包括：使用微流控技术将包裹所述芯片的液体固化或凝胶化形成球体。
17.本发明还提供一种芯片基板，使用上述的方法制造而成。
18.在一些实施例中，一种定位板，所述定位板具有阵列化的定位孔，所述定位孔与目标基板上的对应孔洞对齐，其中，所述定位孔的内切圆直径被设置为小于球体的直径，所述定位孔能够使芯片穿过，使其能实现上述方法。
19.本发明具有如下有益效果：
20.本发明通过将包裹芯片的液体固化或凝胶化形成球体，并将球体放置在目标基板上，使目标基板上每个开放的孔洞的洞口都落上包裹芯片的球体；将球体中除所述芯片外的其他的固态物质去除后，所述芯片落在目标基板的孔洞中的设置，能够将芯片生产与芯片转移完全分离开，可以实现大规模的并行装组，且将包裹芯片的液体固化或凝胶化形成球体能够防止芯片发生碰撞造成的芯片的损伤、出现坏点等问题，减少需要修复的概率；且使用固化或凝胶化的液体包裹芯片，能够通过对固化或凝胶化的液体的检测快速获知是否完全转移完成，并对未转移的部位及时进行定点修复，从而提升巨量转移技术的转移速度和良率。
附图说明
21.图1是本发明实施例中一种芯片巨量转移方法的流程图；
22.图2是本发明实施例2中三种待转移芯片示意图；
23.图3是本发明实施例2中目标基板示意图；
24.图4是本发明实施例2中芯片巨量转移方法的示意图；
25.图5是本发明实施例3中定位板俯视图；
26.图6是本发明实施例3中目标基板正视图；
27.图7是本发明实施例3中三种待转移芯片示意图；
28.图8是本发明实施例3中芯片巨量转移方法的示意图；
29.图9a是本发明实施例4中定位板1俯视图；
30.图9b是本发明实施例4中定位板1正视图；
31.图10a是本发明实施例4中定位板2俯视图；
32.图10b是本发明实施例4中定位板2正视图；
33.图11a是本发明实施例4中定位板3俯视图；
34.图11b是本发明实施例4中定位板3正视图；
35.图12是本发明实施例4中目标基板正视图；
36.图13是本发明实施例4中三种待转移芯片示意图；
37.图14是本发明实施例4中芯片巨量转移方法的示意图；
38.附图标记如下：
39.1-芯片1，2-芯片2，3-芯片3，4-芯片4,5-芯片5,6-芯片6，7定位板1，8-定位板2，9-定位板3。
具体实施方式
40.以下对本发明的实施方式做详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。
41.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。另外，连接既可以是用于固定作用也可以是用于耦合或连通作用。
42.需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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实施例和简化描述，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。
43.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本发明实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
44.如图1所示，本发明实施例提供了一种芯片巨量转移方法，包括以下步骤：
45.s1:将待转移的芯片置于特定液体中，将包裹所述芯片的液体固化或凝胶化形成球体，每个球体中包裹一个待转移的芯片；
46.s2:将所述球体放置在目标基板上，使目标基板上每个开放的孔洞都落上包裹芯片的球体；
47.s3:将球体中除所述芯片外的其他的固态物质去除，芯片落在目标基板的孔洞中，使所述芯片被目标基板上的孔洞完全包络。
48.步骤s1与步骤s2之间还包括以下步骤：
49.a1:将球体放置于孔的直径大于预设最大球体尺寸的筛选板上，充分振动进行筛选，保留通过的筛选板孔洞的球体；
50.a2:将所述球体放置于孔洞的直径小于预设最小球体尺寸的筛选板上，充分振动进行筛选，保留未通过筛选板孔洞的球体进行下一步操作。
51.其中完全包络是保证最起码两者正投影上，目标基板上的孔洞能够完全覆盖芯片，但为了减少芯片卡住的概率，建议是目标基板上的孔洞的内切圆大于芯片外切圆。
52.芯片基板指芯片转移后，包含被转移芯片的基板。
53.实施例1
54.生产的芯片，其大小尺寸直径或外切圆直径一致；根据芯片是否区分正反面，分为有正反面和无正反面的，若待转移芯片区分正反面，则在相同面上在赋予磁性或静电。
55.将待转移的芯片置于特定液体中，混合形成悬浊液，使用微流控技术将包裹芯片的液体中固化或凝胶化形成直径大小一致的球体，每个球体中包裹一个待转移的芯片。
56.其中特定液体可以用具有euv固化的液体或者微流控液体，常用的比如海藻酸钠与钙离子凝胶化，或者a+b实现固化，只要液体不会腐蚀芯片失效即可，物理方法降到液体凝固温度以下，该温度也不会破坏芯片即可。
57.还可以增加步骤，使用多个筛选板来筛选直径合规的球体，比如需要49-50微米的孔，则设置50微米的筛板，充分振动，大于50微米的过不去，然后将留在板上的拿去去除液体并回收；然后在49微米的筛板，在49-50的过不去，这样就可以将留在这上面的49-50微米的留下。
58.该步骤的优势在于一致性增强，例如可以减小因球体尺寸过大或过小而导致在去除包裹物质后可能出现的转移失败。
59.还有就是目标基板不是代表芯片最终一定在这个板上，还有可能二度转移，但实现规律排列的目标已经达成。
60.在一些实施例中可以使用定位板，可以在目标基板上设置定位板，定位板具有阵列化的定位孔，定位孔与目标基板上的对应孔洞对齐，定位孔的内切圆直径被设置为小于球体的直径，定位孔能够使芯片穿过。
61.将足量球体放置在定位板或目标基板上，利用重力，液体气体驱动或者其他方式使定位板或目标基板每个孔洞都落上包裹芯片的球体。若待转移芯片区分正反面，即转移芯片需要调整朝向时，可以使用磁场或静电场等方法将半导体芯片的朝向变为一致。
62.比如有一面是连接电极，那应该是电极面全部朝向一边。利用的是力矩不为零的原理调整方向，场的力会让芯片指向力矩为零的方向。理论上最少让静电场或磁场两次呈90
°
改变，可以使方向一致，且正反面一致。
63.因为随机落入球体，再直接去除包裹物质后，可能有的需要连电极的朝上，有的朝下，这样不符要求。
64.还可以通过将芯片设置为特定的芯片形状，使其重心明显偏移几何中心，从而利用振动及重力调整朝向。
65.使用物理或化学方法将包裹着半导体芯片的球体中的固态物质去除。若有定位板，半导体芯片通过定位板的孔洞落在目标基板上。若无定位板，半导体芯片直接落在目标基板上。
66.若需要转移不同种类的芯片至同一基板上，可采用以下方式对本发明实施例1进行补充：分为不使用定位板和使用单个定位板以及使用多个定位板三种情况。
67.实施例2
68.实施例2为不使用定位板的例子，可将种类不同的芯片和其所要落入目标基板的孔洞依照不同种类设置为不同尺寸，再按芯片尺寸由大到小依次转移，在完成尺寸较大的芯片的转移后，因为较大的芯片无法落入较小的孔洞，清除未完全落入孔洞的芯片后继续转移待转移芯片中尺寸最大的芯片。重复多次，即可完成所有芯片转移，将球体中除所述芯
片外的其他的固态物质去除，芯片落在目标基板的孔洞中，使所述芯片被目标基板上的孔洞完全包络。
69.实施例2为不使用定位板的例子，待转移芯片种类为芯片1/芯片2/芯片3三种，区分正反面的一类芯片转移过程的例子，实施例2中三种待转移的芯片如图2所示，实施例2中所使用的目标基板如图3所示，目标基板的孔位大小有差异。
70.如图4所示，放置孔位大小有差异的目标基板；放置包裹芯片3的最大球体；调整朝向(为了防止反向落入目标基板)；去除外部包裹物质；清除未落入目标基板的芯片；重复以上步骤，从大到小转移其他球体即可得到转移完成的目标基板。
71.实施例3
72.实施例3为使用单个定位板的例子，将包裹不同种类芯片的球体直径设置为不同尺寸，对应的定位孔直径也设置不同尺寸，使球体能刚好落在目标定位孔上，而从更大的非对应定位孔穿过，先将直径较小的球体放置在定位板上，使定位板每个定位孔都落上包裹芯片的球体，确认该种类的球体放置完成后，继续放置直径大一级的球体，重复以往，直至定位孔均有球体，将定位孔对齐基板对应的孔洞后，将球体中除所述芯片外的其他的固态物质去除，芯片落在目标基板的孔洞中，使所述芯片被目标基板上的孔洞完全包络。
73.实施例3为使用单个定位板的例子，待转移芯片种类为芯片4/芯片5/芯片6三种，区分正反面的一类芯片转移过程的例子，实施例3中定位板如图5所示，实施例3中所使用的目标基板如图6所示，实施例3中三种待转移的芯片如图7所示。
74.如图8所示，定位板上较小孔位放置包裹芯片4的球体，该球体会穿过更大孔位；较大一级孔位放置包裹芯片5的球体，同理该球体会穿过更大孔位；再较大一级孔位放置包裹芯片6的球体；调整朝向(为了防止反向落入目标基板)；对齐目标基板；去除外部包裹物质，得到转移完成的目标基板。
75.图仅作示例用，不代表孔位等尺寸一定相同，仅便于理解。
76.实施例4
77.实施例4为使用多个定位板的例子，每个定位板的定位孔阵列与目标种类芯片在目标基板上预期转移的位置相同；根据相同种类芯片在目标基板上预期转移的位置，按相同排列设置定位板的孔洞阵列即可。步骤s3之后包括：更换定位板并进入步骤s2继续转移待转移的芯片，直至完成所有芯片转移。
78.其中多个定位板的数量确定，如使用rgb三色全彩，就是用三种，用rgbw，就是用四种，推荐与转移芯片的种类一致。
79.实施例4为使用三个定位板的例子，待转移芯片种类为芯片4/芯片5/芯片6三种，区分正反面的一类芯片转移过程的例子，实施例4中定位板1如图9a和图9b所示，实施例4中定位板2如图10a和图10b所示，实施例4中定位板3如图11a和图11b所示，实施例4中所使用的目标基板如图12所示，实施例4中三种待转移的芯片如图13所示。
80.如图14所示，定位板1所有孔位放置包裹芯片4的球体；定位板与目标基板对齐，亦可与前一步顺序对调；调整朝向(为了防止反向落入目标基板)；去除外部包裹物质；重复以上步骤，转移其他种芯片即可得到转移完成的目标基板。
81.图仅作示例用，不代表技术一定需要使用如图一样的芯片，种类，形状，尺寸，方向，高度，位置，排列等参数，顺序亦可修改，数字无特殊含义。
82.需要说明的是，芯片，定位板，目标基板可以设置不同的直径或形状。只需满足基本关系即可，即若包裹芯片的球体a需从定位板1的孔穿过落入目标基板x，a的直径应大于定位板1的孔的内切圆直径，球体a中的芯片形状应当被目标基板上的孔洞完全包络，若无定位板，球体a中的芯片形状应当被目标基板上的孔洞完全包络。
83.传统的巨量转移方法芯片生产和转移环节必须连续进行，而本发明实施例可以将芯片的生产与转移完全区分开，并且原理简单，可以实现大规模并行组装，液体包裹可以防止自组装中芯片发生碰撞，造成芯片损伤出现坏点的情况，能够减少需要修复的概率。相较于其他流体自组装技术，可以灵活改变液体成分，通过如荧光检测快速判断是否转移完成，如果使用定位板，则可以直接利用光照，透光量来确定孔洞上是否有包裹芯片的球体，然后在没有落入球体处再放入球体，可以更快判断。并对未转移部位进行定点修复，在降低了成本的同时提高良率，减少了转移的步骤，大大提高了转移效率。提升巨量转移技术的转移速度和良率，具有简单易实行的原理。
84.以上内容是结合具体/优选的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应当视为属于本发明的保护范围。在本说明书的描述中，参考术语“一种实施例”、“一些实施例”、“优选实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。尽管已经详细描述了本发明的实施例及其优点，但应当理解，在不脱离专利申请的保护范围的情况下，可以在本文中进行各种改变、替换和变更。