微型发光二极管芯片的巨量转移系统以及方法与流程

本发明实施例涉及半导体技术领域，尤其涉及一种微型发光二极管芯片的巨量转移系统以及方法。

背景技术：

发光二极管是一种可以把电能转化成光能的半导体二极管，具有体积小、亮度高和能耗小的特点，被广泛地应用在显示屏、背光源和照明领域。微型发光二极管芯片是大小达到微米级的发光二极管芯片。

微型发光二极管芯片通常在制作完成之后，会进行巨量转移到目标电路板上，即将大量(通常为几万至几十万)微型发光二极管芯片转移到目标电路板上。

由于微型发光二极管芯片尺寸仅在5～20μm等级左右,在将微型发光二极管芯片巨量转移至目标电路板过程中，易出现效率、良品率和转移精度较差的问题，给实际应用带来巨大的障碍。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提供了一种微型发光二极管芯片的巨量转移系统以及方法，以解决现有技术中，在将微型发光二极管芯片巨量转移至目标电路板过程中，易出现效率、良品率和转移精度较差的问题，给实际应用带来巨大的障碍的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种微型发光二极管芯片的巨量转移系统，包括：

控制器、电磁场产生单元以及吸附平面，所述控制器的电磁场电信号输出端与所述电磁场产生单元的控制端电连接，用于向所述电磁场产生单元发送电磁场产生信号或者电磁场消除信号；

所述电磁场产生单元用于根据所述电磁场产生信号，在所述吸附平面形成阵列式的芯片吸附磁场；

或者，所述电磁场产生单元用于根据所述电磁场消除信号，消除在所述吸附平面形成的阵列式的芯片吸附磁场。

可选的，还包括运送单元，所述运送单元的控制端与所述控制器的运动信号输出端电连接，所述运送单元的输出轴与所述吸附平面固定相连；

所述控制器向所述运送单元发送运动信号，控制所述运送单元运行；

所述运送单元根据所述运动信号带动所述芯片吸附平面移动至目标电路板上方预设位置，所述吸附平面距离所述目标电路板上方预设距离，且所述芯片吸附磁场与所述目标电路板的芯片放置凹槽一一对应。

可选的，还包括视觉检测单元，所述视觉检测单元的视觉信息输出端与所述控制器的视觉信息输入端电连接，所述视觉检测单元分别用于获取待转移微型发光二极管芯片在原始位置的坐标信息、目标电路板的芯片放置凹槽的坐标信息以及缺陷微型发光二极管芯片的坐标信息，并发送给所述控制器。

可选的，还包括距离检测单元，所述距离检测单元的控制端与所述控制器的距离信号输入端电连接，所述距离检测单元用于获取所述吸附平面距离所述目标电路板的直线距离，并将所述吸附平面距离所述目标电路板的直线距离对应的电信号发送给所述控制器。

可选的，还包括涂覆单元，所述涂覆单元的控制端与所述控制器的涂覆信号输出端电连接，所述控制器根据所述目标电路板的芯片放置凹槽的坐标信息向所述涂覆单元发送涂覆信号；

所述涂覆单元用于根据所述涂覆信号，在所述目标电路板上涂覆导电介质。

第二方面，本发明实施例提供了一种微型发光二极管芯片的巨量转移方法，基于第一方面所述的微型发光二极管芯片的巨量转移系统，包括：

提供样品台，所述样品台上放置有阵列式排列的多个微型发光二极管芯片，所述样品台上的微型发光二极管芯片为待转移微型发光二极管芯片，所述微型发光二极管芯片包括正极和负极，所述正极表面和所述负极表面设置有磁性引脚；

控制器向电磁场产生单元发送电磁场产生信号；

所述电磁场产生单元根据所述电磁场产生信号在吸附平面形成阵列式的芯片吸附磁场，所述芯片吸附磁场吸附所述磁性引脚，所述芯片吸附磁场与所述待转移微型发光二极管芯片的电极一一对应，且一一对应的芯片吸附磁场和待转移微型发光二极管芯片的正极表面和负极表面的磁性引脚产生的磁场相互吸引；

所述控制器向所述电磁场产生单元发送电磁场消除信号；

所述电磁场产生单元根据所述电磁场消除信号，消除在所述吸附平面形成的阵列式的芯片吸附磁场，所述微型发光二极管芯片与所述吸附平面分离，所述微型发光二极管芯片转移至目标电路板上的芯片放置凹槽。

可选的，所述控制器向所述电磁场产生单元发送电磁场消除信号之前还包括：

所述控制器向运送单元发送运动信号，控制所述运送单元运行；

所述运送单元根据所述运动信号带动所述吸附平面移至目标电路板上方预设位置，所述微型发光二极管芯片跟随所述吸附平面转移至所述目标电路板上方预设位置，所述吸附平面距离所述目标电路板上方预设距离，且所述芯片吸附磁场与所述目标电路板的芯片放置凹槽一一对应。

可选的，所述控制器向电磁场产生单元发送电磁场产生信号具体包括：

视觉检测单元获取待转移微型发光二极管芯片在原始位置的坐标信息，发送给所述控制器，所述待转移微型发光二极管芯片在原始位置的坐标信息为所述微型发光二极管芯片在所述样品台上的位置信息；

所述控制器根据所述待转移微型芯片在原始位置的坐标信息向所述电磁场产生单元发送电磁场产生信号。

可选的，所述控制器向所述运送单元发送运动信号，控制所述运送单元运行具体包括：

距离检测单元获取所述吸附平面距离所述目标电路板的直线距离并将所述吸附平面距离所述目标电路板的直线距离对应的电信号发送给所述控制器；

视觉检测单元获取目标电路板的芯片放置凹槽的坐标信息，发送给所述控制器；

所述控制器根据所述吸附平面距离所述目标电路板的直线距离以及所述目标电路板的芯片放置凹槽的坐标信息向所述运送单元发送运动信号，控制所述运送单元运行。

可选的，所述电磁场产生单元根据所述电磁场消除信号，消除在所述吸附平面形成的阵列式的芯片吸附磁场，所述微型发光二极管芯片与所述吸附平面分离，所述微型发光二极管芯片转移至所述目标电路板上的芯片放置凹槽之后还包括：

所述控制器根据所述目标电路板的芯片放置凹槽的坐标信息向涂覆单元发送涂覆信号；

所述涂覆单元根据所述涂覆信号，在所述目标电路板上涂覆导电介质，使所述微型发光二极管芯片的电极与所述目标电路板上的预设电路电连接，点亮所述微型发光二极管芯片；

所述视觉检测单元根据所述目标电路板上的所述微型发光二极管芯片的发光情况，获取未被点亮的微型发光二极管芯片的坐标信息，并发送给所述控制器，所述未被点亮的微型发光二极管芯片的坐标信息为缺陷微型芯片的坐标信息。

本发明实施例提供了一种微型发光二极管芯片的巨量转移系统以及方法，通过电磁场产生单元在控制器的控制下，在吸附平面形成阵列式的芯片吸附磁场吸引微型发光二极管正负极上的磁性引脚，来吸附待转移的微型发光二极管芯片，通过电磁场产生单元在控制器的控制下，消除在吸附平面形成阵列式的芯片吸附磁场，将微型发光二极管芯片转移至目标电路板上，以解决现有技术中，在将微型发光二极管芯片巨量转移至目标电路板过程中，易出现效率、良品率和转移精度较差的问题，给实际应用带来巨大的障碍的技术问题。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的一种微型发光二极管芯片的巨量转移系统的结构示意图；

图2为本发明实施例一提供的又一种微型发光二极管芯片的巨量转移系统的结构示意图；

图3为本发明实施例一提供的一种吸附平面和目标电路板的结构示意图；

图4为本发明实施例二提供的一种微型发光二极管芯片的巨量转移方法的流程图；

图5为本发明实施例二提供的又一种微型发光二极管芯片的巨量转移方法的流程图；

图6为本发明实施例二提供的又一种微型发光二极管芯片的巨量转移方法的流程图；

图7为本发明实施例二提供的又一种微型发光二极管芯片的巨量转移方法的流程图；

图8为本发明实施例二提供的又一种微型发光二极管芯片的巨量转移方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明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本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

本发明实施例提供了一种微型发光二极管芯片的巨量转移系统，参见图1，图1为本发明实施例提供的一种微型发光二极管芯片的巨量转移系统的结构示意图，该微型发光二极管芯片的巨量转移系统包括：控制器100、电磁场产生单元以200及吸附平面，控制器100的电磁场电信号输出端a1与电磁场产生单元200的控制端b1电连接，用于向电磁场产生单元200发送电磁场产生信号或者电磁场消除信号；电磁场产生单元200用于根据电磁场产生信号，在吸附平面形成阵列式的芯片吸附磁场；或者，电磁场产生单元200用于根据电磁场消除信号，消除在吸附平面形成的阵列式的芯片吸附磁场。

现有技术中，在将微型发光二极管(microled)芯片巨量转移至目标电路板过程中使用的转移系统，易出现效率、良品率和转移精度较差的问题，给实际应用带来巨大的障碍。

示例性的，可以提供样品台，样品台上放置有阵列式的微型发光二极管芯片。样品台可以通过传送装置，例如传送带将放置有阵列式的微型发光二极管芯片的样品台送到吸附平面的下方。然后通过吸附平面将微型发光二极管芯片转移至目标电路板上的芯片放置凹槽。

在本实施例中，电磁场产生单元在控制器的控制下，在吸附平面形成阵列式的芯片吸附磁场吸引微型发光二极管芯片正负极上的磁性引脚，来吸附待转移的微型发光二极管芯片，通过电磁场产生单元在控制器的控制下，消除在吸附平面形成阵列式的芯片吸附磁场，将微型发光二极管芯片转移至目标电路板上，采用受控制器控制的布局可调的芯片吸附磁场和待转移的微型发光二极管芯片正负极上的磁性引脚之间的磁力来完成两者之间的吸附过程，可以完成芯片吸附磁和待转移的微型发光二极管芯片场之间的精准对位，以完成两者之间精准的吸附。且通过电磁场产生单元在控制器的控制下，消除在吸附平面形成阵列式的芯片吸附磁场，将微型发光二极管芯片转移至目标电路板上，相比现有技术中使用的复杂吸附装置，在吸附平面形成电磁场，可以减轻整个系统的重量。

本发明实施例提供了一种微型发光二极管芯片的巨量转移系统，通过电磁场产生单元在控制器的控制下，在吸附平面形成阵列式的芯片吸附磁场吸引微型发光二极管正负极上的磁性引脚，来吸附待转移的微型发光二极管芯片，通过电磁场产生单元在控制器的控制下，消除在吸附平面形成阵列式的芯片吸附磁场，将微型发光二极管芯片转移至目标电路板上，以解决现有技术中，在将微型发光二极管芯片巨量转移至目标电路板过程中，易出现效率、良品率和转移精度较差的问题，给实际应用带来巨大的障碍的技术问题。

可选的，在上述技术方案的基础上，参见图2和图3，该微型发光二极管芯片的巨量转移系统还包括运送单元300，运送单元300的控制端c1与控制器100的运动信号输出端a2电连接，运送单元300的输出轴c2与吸附平面固定相连；控制器100向运送单元300发送运动信号，控制运送单元300运行；运送单元300根据运动信号带动芯片吸附平面400移动至目标电路板500上方预设位置，吸附平面400距离目标电路板上方预设距离，且芯片吸附磁场401与目标电路板的芯片放置凹槽501一一对应。示例性的，运送单元300可以是机械手，可以在x方向和y方向组成的平面坐标系内带动吸附平面移动，也可以在与x方向和y方向组成的平面垂直的z方向带动吸附平面运动，来完成运送单元300根据运动信号带动芯片吸附平面400移动至目标电路板500上方预设位置，吸附平面400距离目标电路板上方预设距离，且芯片吸附磁场401与目标电路板的芯片放置凹槽501一一对应的过程。

可选的，在上述技术方案的基础上，参见图2，该微型发光二极管芯片的巨量转移系统还包括视觉检测单元600，视觉检测单元600的视觉信息输出端d1与控制器100的视觉信息输入端a3电连接，视觉检测单元600分别用于获取待转移微型发光二极管芯片在原始位置的坐标信息、目标电路板的芯片放置凹槽的坐标信息以及缺陷微型发光二极管芯片的坐标信息，并发送给控制器100。视觉检测单元可以是图像传感器，也叫感光元件，是一种将光学图像转换为电子信号的设备，是工业相机、数码相机等电子光学设备的核心部件。具体可以是电荷耦合元件(charge-coupleddevice，ccd)，通过获取目标物体的图像，经过特定的算法，得出目标物体的坐标信息。

需要说明的是，待转移微型发光二极管芯片在原始位置的坐标信息：示例性的可以为等待转移到目标电路板上阵列式的微型发光二极管芯片在样品台上的放置时对应的坐标信息。目标电路板的芯片放置凹槽是为了放置微型发光二极管芯片的，目标电路板的芯片放置凹槽的坐标信息即阵列式的微型发光二极管芯片转移到目标电路板上之后的坐标信息。阵列式的微型发光二极管芯片转移到目标电路板上之后，目标电路板上电之后，如果微型发光二极管芯片没有缺陷，则会发光，如果是带有缺陷的微型发光二极管，则不会发光，因此，便可以获取缺陷微型发光二极管芯片的坐标信息，同时在此过程中，对目标电路板上装有微型发光二极管芯片之后的电路进行了检测。

可选的，在上述技术方案的基础上，参见图2，该微型发光二极管芯片的巨量转移系统还包括距离检测单元700，距离检测单元700的控制端e1与控制器100的距离信号输入端a4电连接，距离检测单元700用于获取吸附平面400距离目标电路板500的直线距离，并将吸附平面400距离目标电路板500的直线距离对应的电信号发送给控制器100。距离检测单元700示例性的可以是距离传感器。

可选的，在上述技术方案的基础上，参见图2，该微型发光二极管芯片的巨量转移系统还包括涂覆单元800，涂覆单元800的控制端f1与控制器100的涂覆信号输出端a5电连接，控制器100根据目标电路板的芯片放置凹槽501的坐标信息向涂覆单元800发送涂覆信号；涂覆单元800用于根据涂覆信号，在目标电路板500上涂覆导电介质。涂覆导电介质的目的在于将微型发光二极管芯片的正负极与目标电路板上的预设电路之间完成电连接。示例性的，涂覆单元800可以为飞针装置，飞针为双针头，是一种导电陶瓷材料，作为导电介质，故可用于微型发光二极管芯片与预设电路之间的连通点亮测试。

实施例二

和上述实施例基于同一发明构思，本发明实施例提供了一种微型发光二极管芯片的巨量转移方法，参见图4，图4为本发明实施例提供的一种微型发光二极管芯片的巨量转移方法的流程图，该方法包括如下步骤：

步骤110、提供样品台，样品台上放置有阵列式排列的多个微型发光二极管芯片，样品台上的微型发光二极管芯片为待转移微型发光二极管芯片，微型发光二极管芯片包括正极和负极，正极表面和负极表面设置有磁性引脚。

可选的，样品台可以通过传送装置，例如传送带将放置有阵列式的微型发光二极管芯片的样品台送到吸附平面的下方。然后通过吸附平面将微型发光二极管芯片转移至目标电路板上。

步骤120、控制器向电磁场产生单元发送电磁场产生信号。

在本实施例中，控制器可以向电磁场产生单元发送电磁场产生信号，电磁场产生信号可以包括电流值大小不同电流信号或者电流方向不同的电流信号，来产生变化的电磁场产生信号，对应的，来产生与阵列式的待转移微型发光二极管芯片的电极一一对应的阵列式的芯片吸附磁场。

步骤130、电磁场产生单元根据电磁场产生信号在吸附平面形成阵列式的芯片吸附磁场，芯片吸附磁场吸附磁性引脚，芯片吸附磁场与待转移微型发光二极管芯片的电极一一对应，且一一对应的芯片吸附磁场和待转移微型发光二极管芯片的正极表面和负极表面的磁性引脚产生的磁场相互吸引。

步骤140、控制器向电磁场产生单元发送电磁场消除信号。

步骤150、电磁场产生单元根据电磁场消除信号，消除在吸附平面形成的阵列式的芯片吸附磁场，微型发光二极管芯片与吸附平面分离，微型发光二极管芯片转移至目标电路板上的芯片放置凹槽。

在本实施例中，电磁场产生单元在控制器的控制下，在吸附平面形成阵列式的芯片吸附磁场吸引微型发光二极管芯片正负极上的磁性引脚，来吸附待转移的微型发光二极管芯片，通过电磁场产生单元在控制器的控制下，消除在吸附平面形成阵列式的芯片吸附磁场，将微型发光二极管芯片转移至目标电路板上，采用受控制器控制的布局可调的芯片吸附磁场和待转移的微型发光二极管芯片正负极上的磁性引脚之间的磁力来完成两者之间的吸附过程，可以完成芯片吸附磁和待转移的微型发光二极管芯片场之间的精准对位，以完成两者之间精准的吸附。且通过电磁场产生单元在控制器的控制下，消除在吸附平面形成阵列式的芯片吸附磁场，将微型发光二极管芯片转移至目标电路板上。

本发明实施例提供了一种微型发光二极管芯片的巨量转移方法，通过电磁场产生单元在控制器的控制下，在吸附平面形成阵列式的芯片吸附磁场吸引微型发光二极管正负极上的磁性引脚，来吸附待转移的微型发光二极管芯片，通过电磁场产生单元在控制器的控制下，消除在吸附平面形成阵列式的芯片吸附磁场，将微型发光二极管芯片转移至目标电路板上，以解决现有技术中，在将微型发光二极管芯片巨量转移至目标电路板过程中，易出现效率、良品率和转移精度较差的问题，给实际应用带来巨大的障碍的技术问题。

可选的，在上述技术方案的基础上，参见图5，步骤140控制器向电磁场产生单元发送电磁场消除信号之前还包括：

步骤1401、控制器向运送单元发送运动信号，控制运送单元运行。

在本实施例中，运送单元示例性的，可以为机械手，可以在x方向和y方向组成的平面坐标系内带动吸附平面移动，也可以在与x方向和y方向组成的平面垂直的z方向带动吸附平面运动，来完成运送单元根据运动信号带动芯片吸附平面移动至目标电路板上方预设位置，吸附平面距离目标电路板上方预设距离，且芯片吸附磁场与目标电路板的芯片放置凹槽一一对应的过程。

步骤1402、运送单元根据运动信号带动吸附平面移至目标电路板上方预设位置，微型发光二极管芯片跟随吸附平面转移至目标电路板上方预设位置，吸附平面距离目标电路板上方预设距离，且芯片吸附磁场与目标电路板的芯片放置凹槽一一对应。

可选的，在上述技术方案的基础上，参见图6，步骤120控制器向电磁场产生单元发送电磁场产生信号具体包括：

步骤1201、视觉检测单元获取待转移微型发光二极管芯片在原始位置的坐标信息，发送给控制器，待转移微型发光二极管芯片在原始位置的坐标信息为微型发光二极管芯片在样品台上的位置信息。

视觉检测单元可以是图像传感器，也叫感光元件，是一种将光学图像转换为电子信号的设备，是工业相机、数码相机等电子光学设备的核心部件。通过获取目标物体的图像，经过特定的算法，得出目标物体的坐标信息。

待转移微型发光二极管芯片在原始位置的坐标信息：示例性的可以为等待转移到目标电路板上阵列式的微型发光二极管芯片在样品台上的放置时对应的坐标信息。

步骤1202、控制器根据待转移微型芯片在原始位置的坐标信息向电磁场产生单元发送电磁场产生信号。

控制器根据待转移微型芯片在原始位置的坐标信息向电磁场产生单元发送的电磁场产生信号，是为了在步骤130中，电磁场产生单元根据电磁场产生信号在吸附平面形成阵列式的芯片吸附磁场，芯片吸附磁场吸附磁性引脚，芯片吸附磁场与待转移微型发光二极管芯片的电极一一对应，且一一对应的芯片吸附磁场和待转移微型发光二极管芯片的正极表面和负极表面的磁性引脚产生的磁场相互吸引。即待转移微型芯片在原始位置的坐标信息是与吸附平面形成阵列式的芯片吸附磁场有对应关系的。

可选的，在上述技术方案的基础上，参见图7，步骤1401控制器向运送单元发送运动信号，控制运送单元运行具体包括：

步骤14010、距离检测单元获取吸附平面距离目标电路板的直线距离并将吸附平面距离目标电路板的直线距离对应的电信号发送给控制器。

在本实施例中，距离检测单元获取吸附平面距离目标电路板的直线距离发送给控制器，便于控制器控制运送单元带动吸附平面在与x方向和y方向组成的平面垂直的z方向带动吸附平面运动，运动到吸附平面距离目标电路板上方预设距离。

步骤14011、视觉检测单元获取目标电路板的芯片放置凹槽的坐标信息，发送给控制器。

在本实施例中，视觉检测单元获取目标电路板的芯片放置凹槽的坐标信息，发送给控制器，便于控制器控制运送单元带动吸附平面在x方向和y方向组成的平面坐标系内带动吸附平面移动，将芯片吸附磁场与目标电路板的芯片放置凹槽一一对应。

步骤14012、控制器根据吸附平面距离目标电路板的直线距离以及目标电路板的芯片放置凹槽的坐标信息向运送单元发送运动信号，控制运送单元运行。

控制器根据吸附平面距离目标电路板的直线距离以及目标电路板的芯片放置凹槽的坐标信息，控制运送单元，是为了步骤1402中，运送单元根据运动信号带动吸附平面移至目标电路板上方预设位置，微型发光二极管芯片跟随吸附平面转移至目标电路板上方预设位置，吸附平面距离目标电路板上方预设距离，且芯片吸附磁场与目标电路板的芯片放置凹槽一一对应。

可选的，在上述技术方案的基础上，参见图8，在步骤150电磁场产生单元根据电磁场消除信号，消除在吸附平面形成的阵列式的芯片吸附磁场，微型发光二极管芯片与吸附平面分离，微型发光二极管芯片转移至目标电路板上的芯片放置凹槽之后还包括：

步骤160、控制器根据目标电路板的芯片放置凹槽的坐标信息向涂覆单元发送涂覆信号。

步骤170、涂覆单元根据涂覆信号，在目标电路板上涂覆导电介质，使微型发光二极管芯片的电极与目标电路板上的预设电路电连接，点亮微型发光二极管芯片。

涂覆导电介质的目的在于将微型发光二极管芯片的正负极与目标电路板上的预设电路之间完成电连接。示例性的，涂覆单元可以为飞针装置，飞针为双针头，是一种导电陶瓷材料，作为导电介质，故可用于微型发光二极管芯片与预设电路之间的连通点亮测试。

步骤180、视觉检测单元根据目标电路板上的微型发光二极管芯片的发光情况，获取未被点亮的微型发光二极管芯片的坐标信息，并发送给控制器，未被点亮的微型发光二极管芯片的坐标信息为缺陷微型芯片的坐标信息。

阵列式的微型发光二极管芯片转移到目标电路板上之后，目标电路板上电之后，如果微型发光二极管芯片没有缺陷，则会发光，如果是带有缺陷的微型发光二极管，则不会发光，因此，便可以获取缺陷微型发光二极管芯片的坐标信息，同时在此过程中，对目标电路板上装有微型发光二极管芯片之后的电路进行了检测。在步骤180之后，可选的，还可以包括将缺陷微型芯片替换为新的微型芯片。将缺陷微型芯片替换为新的微型芯片具体的可以通过控制器对于运送单元带动吸附平面的运动来完成。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。