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CN117410397A - 芯片巨量转移方法及显示面板 - Google Patents

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CN117410397A
CN117410397A CN202311345086.7A CN202311345086A CN117410397A CN 117410397 A CN117410397 A CN 117410397A CN 202311345086 A CN202311345086 A CN 202311345086A CN 117410397 A CN117410397 A CN 117410397A
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CN
China
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chip
laser
transfer
transfer plate
substrate
Prior art date
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CN202311345086.7A
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赵云飞
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Inno Laser Technology Corp ltd
Original Assignee
Inno Laser Technology Corp ltd
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Publication date
Application filed by Inno Laser Technology Corp ltd filed Critical Inno Laser Technology Corp ltd
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Abstract

本发明属于显示面板技术领域，具体涉及一种芯片巨量转移方法及显示面板。该芯片巨量转移方法中，提供转移载板，其包括基板、位于基板上的激光反应膨胀层、位于激光反应膨胀层上的粘附层；通过激光照射激光反应膨胀层使其发生体积膨胀，通过物理形变的力学作用进行芯片转移；与印章转移技术相比，芯片只需要和转移载板轻轻贴合或保持一定的空隙即可完成转移，降低了芯片陷入粘附层内无法拔出，或者芯片表面有粘附层残留的风险；与激光胶转移技术相比，激光反应膨胀层和芯片不直接接触，因此不会在芯片周围产生碎屑或其他杂质残留。

Description

芯片巨量转移方法及显示面板
技术领域
本发明属于显示面板技术领域，具体涉及一种芯片巨量转移方法及显示面板。
背景技术
微型LED通常的制造流程是首先将LED芯片结构微小化、阵列化，然后将微型LED芯片选择性、批量性的转移至显示电路板上，最后进行封装，即芯片的制备、芯片转移和芯片与驱动基板的焊接和封装。其中，如何实现选择性批量式转移，即巨量转移技术(MassTransfer)则是此流程的关键难点。
巨量转移技术是指将生长在原生基板上的微型LED芯片选择性批量式转移到电路板上的技术，每个微型LED芯片对应电路板上的一个亚像素，由于微型LED尺寸小，定位精度要求高，一个电路板上往往需要数以百万计的微型LED芯片。目前业内的巨量转移方案主要有弹性印模微转印技术和激光释放技术。
弹性印模微转印技术利用弹性印章与芯片间的粘附力从源基板上拾取芯片，通过降低消除两者间的粘附力，使芯片脱落至驱动基板上，实现LED芯片巨量转移。但是，弹性印模微转印技术中，转印胶过厚或者粘度过大，会导致芯片会陷入胶材中无法拔出；胶水本身的粘性的变化或者厚度不均，会导致芯片比较难精确掉落到驱动板对应的焊盘上。
激光释放技术是用涂有与激光会发生反应的激光胶的转转移载板拾取芯片，然后通过激光照射，降低或消除激光胶与芯片的粘附力，使芯片脱落到驱动基板上。但是，激光转移技术中，激光与激光胶反应会有热释放直接对芯片造成损伤，且反应过程会产生一些碎屑异物，残留在芯片表面，需要清洁。
发明内容
本发明的目的是提供一种芯片巨量转移方法及显示面板。
本申请提供一种芯片巨量转移方法，包括：
提供芯片外延片，其包括衬底和位于衬底上的芯片；
提供转移载板，其包括基板、位于基板上的激光反应膨胀层、位于激光反应膨胀层上的粘附层；
将芯片外延片与第一转移载板对位，然后去除衬底，以将芯片转移到第一转移载板上；
将第一转移载板与第二转移载板对位，激光照射第一转移载板的激光反应膨胀层，以将芯片转移到第二转移载板上；
将第二转移载板与驱动基板对位贴合，激光照射第二转移载板的激光反应膨胀层，以将芯片转移到驱动基板上。
上述芯片巨量转移方法中，通过激光照射激光反应膨胀层使其发生体积膨胀，通过物理形变的力学作用进行芯片转移；与印章转移技术相比，芯片只需要和转移载板轻轻贴合或保持一定的空隙即可完成转移，降低了芯片陷入粘附层内无法拔出，或者芯片表面有粘附层残留的风险；与激光胶转移技术相比，激光反应膨胀层和芯片不直接接触，因此不会在芯片周围产生碎屑或其他杂质残留。
可选的，所述激光反应膨胀层为SiNx:H层。
上述芯片巨量转移方法中，激光照射SiNx:H层，Si-H键、N-H键断裂产生H2和其他小分子颗粒,导致体积膨胀，芯片受到推力的作用与载板分离，实现转移。
可选的，所述激光反应膨胀层的厚度为300～400nm。
可选的，所述粘附层包括：具有粘性且对紫外光有吸收的PMMA膜、聚酰亚胺膜、环氧树脂膜。
上述芯片巨量转移方法中，粘附层材料对紫外激光有吸收，可以避免紫外激光照射到芯片，对芯片发光层产生影响。
可选的，照射激光反应膨胀层的激光波长≤266nm。
上述芯片巨量转移方法中，波长≤266nm的紫外光与可见光和红外光相比热影响小，对芯片的影响更小，
可选的，所述第一转移载板上粘附层对芯片的粘附力≤第二转移载板上粘附层对芯片的粘附力。
可选的，将第一转移载板与第二转移载板对位时，芯片与粘附层贴合或者芯片与粘附层存在≤50μm间隙。
可选的，所述提供转移载板的方法包括：
在基板上沉积激光反应膨胀层；
在激光反应膨胀层上沉积粘附层；以及
在所述激光照射转移载板的激光反应膨胀层时，通过遮光板控制激光照射各芯片所在位置处对应的激光反应膨胀层。
可选的，所述提供转移载板的方法包括：
在基板上沉积激光反应膨胀层；
对激光反应膨胀层刻蚀出芯片图案；
在激光反应膨胀层上沉积粘附层。
上述芯片巨量转移方法中，通过遮光板控制激光照射各芯片所在位置处对应的激光反应膨胀层，或者对激光反应膨胀层刻蚀出芯片图案，可以对芯片精准定位转移，提高准确性。
基于同样的发明构思，本申请还提供一种显示面板，包括驱动基板及位于驱动基板表面的多个芯片；其中多个所述芯片采用如前述任一实施方式提供的芯片巨量转移方法转移至所述驱动基板的表面。
上述显示面板，包括多个采用前述实施方式提供的芯片巨量转移方法转移至驱动基板表面的芯片，因此，前述芯片巨量转移方法所能实现的技术效果，该显示面板也均能实现，此处不再详述。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，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的附图。
图1为本申请其中一些实施方式提供的芯片巨量转移方法的流程图；
图2为本申请其中一些实施方式提供的芯片巨量转移方法中，步骤S101所得结构的截面示意图；
图3为本申请其中一些实施方式提供的芯片巨量转移方法中，步骤S102所得结构的截面示意图；
图4为本申请其中一些实施方式提供的芯片巨量转移方法中，步骤S103所得结构的截面示意图；
图5为本申请其中一些实施方式提供的芯片巨量转移方法中，步骤S104所得结构的截面示意图；
图6为本申请其中一些实施方式提供的芯片巨量转移方法中，步骤S105所得结构的截面示意图；
图7为本申请其中一些实施方式提供的芯片巨量转移方法中，步骤S102所得结构的截面示意图；
图8为本申请其中一些实施方式提供的芯片巨量转移方法中，步骤S105所得结构的截面示意图。
图中：
芯片外延片100、衬底101、芯片102、半导体外延层1021、金属电极1022；
第一转移载板200、第二转移载板300；基板201、301；激光反应膨胀层202、302；粘附层203、303；
驱动基板400、焊点401；
遮光板500。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。
目前业内的巨量转移方案主要有弹性印模微转印技术和激光释放技术。
弹性印模微转印技术利用弹性印章与芯片间的粘附力从源基板上拾取芯片，通过降低消除两者间的粘附力，使芯片脱落至驱动基板上，实现LED芯片巨量转移。但是，弹性印模微转印技术中，转印胶过厚或者粘度过大，会导致芯片会陷入胶材中无法拔出；胶水本身的粘性的变化或者厚度不均，会导致芯片比较难精确掉落到驱动板对应的焊盘上。
激光释放技术是用涂有与激光会发生反应的激光胶的转转移载板拾取芯片，然后通过激光照射，降低或消除激光胶与芯片的粘附力，使芯片脱落到驱动基板上。但是，激光转移技术中，激光与激光胶反应会有热释放直接对芯片造成损伤，且反应过程会产生一些碎屑异物，残留在芯片表面，需要清洁。
基于此，本申请提供一种芯片巨量转移方法及显示面板，以下分别进行详细说明。需要说明的是，以下实施例的描述顺序不作为对本申请实施例优选顺序的限定。且在以下实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
请参阅图1，本申请根据一些实施方式，提供一种芯片巨量转移方法，该芯片巨量转移方法可以包括如下步骤：
S101：提供芯片外延片，其包括衬底和位于衬底上的芯片；
S102：提供转移载板，其包括基板、位于基板上的激光反应膨胀层、位于激光反应膨胀层上的粘附层；
S103：将外延片与第一转移载板对位，然后去除衬底，以将芯片转移到第一转移载板上；
S104：将第一转移载板与第二转移载板对位，激光照射第一转移载板的激光反应膨胀层，以将芯片转移到第二转移载板上；
S105：将第二转移载板与驱动基板对位贴合，激光照射第二转移载板的激光反应膨胀层，以将芯片转移到驱动基板上。
上述芯片巨量转移方法中，通过激光照射激光反应膨胀层使其发生体积膨胀，通过物理形变的力学作用进行芯片转移；与印章转移技术相比，芯片只需要和转移载板轻轻贴合或保持一定的空隙即可完成转移，降低了芯片陷入粘附层内无法拔出，或者芯片表面有粘附层残留的风险；与激光胶转移技术相比，激光反应膨胀层和芯片不直接接触，因此不会在芯片周围产生碎屑或其他杂质残留。
下面结合图2至图6，对本申请一些实施方式提供的芯片巨量转移方法进行详细描述。
在步骤S101中，请参阅图2，提供芯片外延片100，其包括衬底101和位于衬底101上的芯片102；具体的，芯片102可以包括形成在衬底101上的半导体外延层1021，和半导体外延层1021外侧的金属电极1022。
可选地，衬底101的材质可以包括但不限于硅(Si)、碳化硅(SiC)、蓝宝石、石英、氮化镓(GaN)或砷化镓(GaAs)等等，即衬底101可以包括但不仅限于硅基板、碳化硅基板、蓝宝石基板、石英基板、氮化镓基板或砷化镓基板等等；本申请对于衬底101的具体材质并不做限定。
可选地，芯片102可以但不仅限于Micro LED芯片、Mini LED芯片光电探测二极管、MOS器件或微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System，MEMS)器件等等，本申请对于芯片102的种类并不做限定。
在步骤S102中，请继续参阅3，提供转移载板200、300，其包括基板201、301，位于基板201、301上的激光反应膨胀层202、302，位于激光反应膨胀层202、302上的粘附层203、303；具体的基板201、301可以选择玻璃、蓝宝石或者透明且质地较硬的PET材料；
激光反应膨胀202、302可以为SiNx:H层，即非晶态氮化硅也叫氢化氮化硅；可以是沉积的薄膜SiNx:H中，H主要以Si-H键合和N-H键的形式存在；激光反应膨胀层202、302的厚度可以为300～400nm；
粘附层203、303可以但不限于是具有粘性且对紫外光有吸收的PMMA膜、聚酰亚胺膜、环氧树脂膜；上述膜对紫外激光基本都有吸收，吸收的波长和吸收率会稍有不同，一般可以添加不同的添加剂会加强对特定波长的吸收。
在步骤S103中，请参阅图4，将芯片外延片100与第一转移载板200对位，然后去除衬底101，以将芯片102转移到第一转移载板200上；具体的，将芯片外延片100与第一转移载板200对位后，芯片102会粘附于第一转移载板200的粘附层203，然后可以通过激光将衬底101去除，从而将芯片102转移到第一转移载板200上。
在步骤S104中，请参阅图5，将第一转移载板200与第二转移载板300对位，激光照射第一转移载板200的激光反应膨胀层202，以将芯片102转移到第二转移载板300上；具体的，激光照射激光反应膨胀层202，SiNx:H的Si-H键、N-H键断裂产生H2和其他小分子颗粒,导致体积膨胀，芯片102受到推力的作用与基板201分离，转移到第二转移载板300的粘附层303上；
可选的，在第一转移载板200与第二转移载板300对位时，芯片102可以直接与粘附层303贴合，也可以是微贴；
优选的，在第一转移载板200与第二转移载板300对位时，芯片102可以与粘附层303之间留有间隙，使得芯片102受到推力的作用与基板201分离后掉落至粘附层303表面；因为，不同芯片102位置处的SiNx:H层经激光照射反应产生的推力大小和膨胀距离并不能做到统一，如若膨胀开始前就将芯片102直接与粘附层303贴合，会使得转移后的各芯片102与粘附层303的粘附力不统一，且个别膨胀距离较大处还易导致芯片102歪斜，将会对后续转移造成影响；而在芯片102与粘附层303之间留有间隙，使得芯片102受到推力的作用与基板201分离后掉落至粘附层303表面，可以保证芯片102与粘附层303的粘附力均一；
进一步优选的，芯片102与粘附层303之间留有的间隙可以是≤50μm，既可以保证激光反应膨胀层202膨胀后芯片102掉落至粘附层303表面，也可以保证芯片102掉落至粘附层303表面时不会歪斜；进一步优选的，芯片102与粘附层303之间留有的间隙最小可以是5μm，也可以是根据需要调整，例如芯片的整体高度在10μm左右，最小间隙也可以是10μm。
可选的，照射激光反应膨胀层的激光波长≤266nm；紫外光与可见光和红外光相比热影响小，对芯片的影响更小，266nm波长单光子能量为4.66eV,常态下Si-H键和N-H键键能约为3.9eV和4.0eV,紫外光可以直接破坏化学键，产生H2和其他基团小颗粒；波长越短能量越大，也可选择比266nm波长更短的紫外光。
可选的，所述第一转移载板200上粘附层203对芯片102的粘附力≤第二转移载板300上粘附层303对芯片102的粘附力；可以便于去除基板201。
在步骤S105中，请参阅图6，将第二转移载板300与驱动基板400对位贴合，激光照射第二转移载板300的激光反应膨胀层302，以将芯片102转移到驱动基板400上；具体的，驱动基板400上可以设置有多个焊点401，将芯片102与驱动基板400上的焊点401一一对应贴合后，通过激光照射第二转移载板300的激光反应膨胀层302，可以将芯片102转移至相应的焊点401上，然后移除基板301。
可选的，焊点401可以是导电胶或者其他导电的金属粘结材料；移除基板301后，芯片102与驱动基板400可以通过热压焊接。
以下介绍提供转移载板200、300的方法。
在一些实施例中，提供提供转移载板200、300的方法可以包括：
在基板201、301上沉积激光反应膨胀层202、302；可选的，沉积方式可以选择等离子增强化学气相沉积(PECVD)，这种方式沉积薄膜均匀性高，可以选择低温(300-350℃)也可以选择高温(＞400℃)成膜；
在激光反应膨胀层202、302上沉积粘附层203、303；可选的，粘附层可以选择有粘性可对紫外有吸收的PMMA，聚酰亚胺，环氧树脂等材料；沉积方式可以选择在激光反应膨胀层202、302上涂布液态粘附材料，然后100℃固化2h左右,也可以选择在激光反应膨胀层202、302表面贴附固态粘附胶材。
在本实施例中，参见图3，激光反应膨胀层202、302，以及粘附层203、303在基板201、301上是均匀分布的，为了保证激光反应膨胀层202、302膨胀位置的准确性，即为了保证芯片102的转移成功率和准确度，在所述激光照射激光反应膨胀层202、203时，参见图5和图6，可以通过遮光板500控制激光照射各芯片102所在位置处对应的激光反应膨胀层202、203；此外，通过对遮光板500缝隙的选择，也可以对芯片102进行有选择性的转移。
然而，上述方式对转移时激光照射路线、遮光板500、转移载板的相对位置要求很高，若存在位置偏差极易影响芯片102的转移效果。
在其他一些实施例中，提供转移载板200、300的方法可以包括：
在基板201、301上沉积激光反应膨胀层202、302；可选的，沉积方式可以选择等离子增强化学气相沉积(PECVD)，这种方式沉积薄膜均匀性高，可以选择低温(300-350℃)也可以选择高温(＞400℃)成膜；
对激光反应膨胀层202、302刻蚀出芯片图案；可选的，在完成SiNx:H薄膜沉积后，根据各芯片102所处的位置，刻蚀出与各芯片位置对应的芯片图案；参见图7，可以是将各芯片102所处位置对应处的激光反应膨胀层202、302保留，其余部分去除；保留部分的大小可以与芯片大小一致，也可以上下浮动，例如，芯片尺寸为20*35um，各保留部分的SiNx:H薄膜尺寸可以为20±3um，35±3um；
在激光反应膨胀层202、302上沉积粘附层203、303；可选的，粘附层可以选择有粘性可对紫外有吸收的PMMA，聚酰亚胺，环氧树脂等材料；沉积方式可以选择在激光反应膨胀层202、302上涂布液态粘附材料，然后100℃固化2h左右,也可以选择在激光反应膨胀层202、302表面贴附固态粘附胶材；粘附层203、303覆盖基板201、301表面以及激光反应膨胀层202、302的表面。
在本实施例中，参见图8，以步骤S105的转移过程为例，在所述激光照射激光反应膨胀层302时，无需提供遮光板500控制激光照射位置，激光可以均布照射，提升了工作效率；同样，在步骤S104的转移过程中也无需遮光板500，在此不再赘述。
基于同样的发明构思，本申请还提供一种显示面板，包括驱动基板400及位于驱动基板400表面的多个芯片102；其中多个所述芯片102采用如前述任一实施方式提供的芯片巨量转移方法转移至所述驱动基板400的表面。
上述显示面板，包括多个采用前述实施方式提供的芯片巨量转移方法转移至驱动基板400表面的芯片102，因此，前述芯片巨量转移方法所能实现的技术效果，该显示面板也均能实现，此处不再详述。
综上所述，本申请的芯片巨量转移方法的转移过程中，粘附层只和芯片轻轻贴合或者存在一定的空隙即可完成转移，芯片不会深陷到粘附层中，极大减少了粘结材料残留在芯片上的风险；转移过程中激光反应过程也会释放热量，粘结层在激光反应膨胀层和芯片之间，可以避免热量直接传递到芯片表面，减少热量对芯片的损伤；整个转移过程紫外线照射激光反应膨胀层可能会产生基团小颗粒碎屑，但其存在与基板与粘附层之间，不会接触到芯片，污染芯片。
本申请中选用的各个器件(未说明具体结构的部件)均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。
在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种芯片巨量转移方法，其特征在于，包括：
提供芯片外延片，其包括衬底和位于衬底上的芯片；
提供转移载板，其包括基板、位于基板上的激光反应膨胀层、位于激光反应膨胀层上的粘附层；
将芯片外延片与第一转移载板对位，然后去除衬底，以将芯片转移到第一转移载板上；
将第一转移载板与第二转移载板对位，激光照射第一转移载板的激光反应膨胀层，以将芯片转移到第二转移载板上；
将第二转移载板与驱动基板对位贴合，激光照射第二转移载板的激光反应膨胀层，以将芯片转移到驱动基板上。
2.根据权利要求1所述的芯片巨量转移方法，其特征在于，
所述激光反应膨胀层为SiNx:H层。
3.根据权利要求1所述的芯片巨量转移方法，其特征在于，
所述激光反应膨胀层的厚度为300～400nm。
4.根据权利要求1所述的芯片巨量转移方法，其特征在于，
所述粘附层包括：具有粘性且对紫外光有吸收的PMMA膜、聚酰亚胺膜、环氧树脂膜。
5.根据权利要求1所述的芯片巨量转移方法，其特征在于，
照射激光反应膨胀层的激光波长≤266nm。
6.根据权利要求1所述的芯片巨量转移方法，其特征在于，
所述第一转移载板上粘附层对芯片的粘附力≤第二转移载板上粘附层对芯片的粘附力。
7.根据权利要求1所述的芯片巨量转移方法，其特征在于，
将第一转移载板与第二转移载板对位时，芯片与粘附层贴合或者芯片与粘附层存在≤50μm间隙。
8.根据权利要求1所述的芯片巨量转移方法，其特征在于，
所述提供转移载板的方法包括：
在基板上沉积激光反应膨胀层；
在激光反应膨胀层上沉积粘附层；以及
在所述激光照射转移载板的激光反应膨胀层时，通过遮光板控制激光照射各芯片所在位置处对应的激光反应膨胀层。
9.根据权利要求1所述的芯片巨量转移方法，其特征在于，
所述提供转移载板的方法包括：
在基板上沉积激光反应膨胀层；
对激光反应膨胀层刻蚀出芯片图案；
在激光反应膨胀层上沉积粘附层。
10.一种显示面板，其特征在于，包括：
驱动基板及位于驱动基板表面的多个芯片；其中
多个所述芯片采用如权利要求1至9中任一项所述的芯片转移方法转移至所述驱动基板的表面。
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CN117832343A (zh) * 2024-03-04 2024-04-05 惠科股份有限公司 巨量转移组件、显示面板及显示装置

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