一种基于激光解键合实现巨量转移的方法及应用技术

本发明专利技术属于半导体加工的技术领域，公开了一种基于激光解键合实现巨量转移的方法，采用转移装置，转移装置的转移面上通过凸台结构、激光释放层和临时键合层的组合形成转移头，将芯片临时键合于转移头上，与目标基板进行键合固定后再通过激光释放解除键合，令芯片与转移装置分离。本发明专利技术还提供了基于上述巨量转移方法的全彩化Micro

【技术实现步骤摘要】
一种基于激光解键合实现巨量转移的方法及应用


[0001]本专利技术属于半导体加工的
，具体涉及一种基于激光解键合实现巨量转移的方法及应用。

技术介绍

[0002]Micro
‑
LED一般是指特征尺寸小于50μm的LED芯片，具有发光性能优异、寿命长、低能耗、高色彩饱和合度等显著优势。Micro
‑
LED显示技术在常规LED显示技术的基础上发展而来，是新型与传统技术的集成复合体。随着这项技术朝着集成化，阵列转移化，全彩化方向的进一步发展，其巨大的应用潜力引起了学术界的高度关注。
[0003]为实现全彩化显示，巨量转移技术往往是离不开的一环——将在不同外延片上生长的三色Micro
‑
LED芯片，根据阵列规则大量地转移到目标基板上。“转移效率”与“转移精度”的提升是其技术难点，但各大厂商在着力解决此类问题的同时往往又产生了新的问题：如激光辅助转移法虽然能够提供高效、高精度的转移；但也有着机器成本过高、需要配套LED外延片等缺点。巨量转移技术的高成本是当今市面上Micro
‑
LED产品价格居高不下的主要原因，限制了新一代显示技术的发展。当今市面上急需一种成本低廉、工序简单，扩展性高同时又能够提供足够的转移效率与转移精度以满足量产与研究需要的巨量转移方案。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对现有技术存在的不足，提供一种基于激光解键合实现巨量转移的方法及应用。
[0005]为了实现以上目的，本专利技术的技术方案为：
[0006]一种基于激光解键合实现巨量转移的方法，包括：
[0007]a)提供转移装置，所述转移装置包括一透明的转移基板和设于转移基板的转移面上的若干凸台结构，于转移面上依次形成覆盖凸台结构的激光释放层和临时键合层，将待转移元件通过临时键合层连接于凸台结构上；
[0008]b)提供一目标基板，所述目标基板设有若干焊盘区；将转移装置与目标基板对位使元件的焊盘面与目标基板的焊盘区一一相对，对元件和目标基板进行热压键合；
[0009]c)使激光透过转移基板和凸台结构作用于激光释放层，将元件与转移装置分离；
[0010]d)去除元件上残留的临时键合层。
[0011]可选的，步骤a)中，所述凸台结构由转移基板本身蚀刻形成；或蚀刻转移基板表面形成的透明材料层形成。
[0012]可选的，所述目标基板包括RDL层，RDL层上设有介质层并通过介质层分隔所述焊盘区，所述焊盘区包括焊盘和连接焊盘的锡球结构，所述元件的焊盘面设有引脚端，所述锡球结构和引脚端一一对应。
[0013]可选的，步骤b)中，所述转移装置和目标基板分别设有标记点，通过摄像头对齐转移装置和目标基板的标记点实现对位。
[0014]可选的，步骤c)中，采用的激光为波长小于415nm的紫外/近紫外光，通过激光扫略或整面曝光的形式实现特定区域或整面解键合。
[0015]一种全彩化Micro
‑
LED显示装置的制作方法，采用上述基于激光解键合实现巨量转移的方法分别将蓝光、红光和绿光芯片批量转移至目标基板上；其中目标基板的焊盘区按x方向上三色交替的阵列排布，转移装置x方向上相邻两凸台结构的距离大于芯片于该方向上长度的2倍。
[0016]可选的，所述激光释放层的厚度＜0.5μm，所述临时键合层的厚度为10
‑
40μm。
[0017]可选的，还包括进行转移良率检测以及填补芯片空缺的步骤。
[0018]可选的，所述转移良率检测的步骤为：
[0019]1)划定像素点，每一像素点包括两个单元，每一单元包括三色芯片各一个；
[0020]2)检查各像素点的芯片缺失，若一像素点同色两个芯片均缺失则判定需要填补芯片空缺。
[0021]可选的，所述填补芯片空缺的步骤为：
[0022]1)于所述转移基板与转移面相对的表面上覆盖反光层，反光层开设有对应补缺操作的凸台结构的窗口；于所述转移面上依次形成激光释放层和临时键合层，将待转移芯片通过临时键合层连接于凸台结构上；
[0023]2)将转移基板置于目标基板上方并对位，采用激光通过所述窗口作用于激光释放层，使对应的芯片释放并下落至目标基板空缺位上，然后进行回流焊接。
[0024]可选的，填补芯片空缺也可通过以下方法实现：
[0025]1)通过激光烧蚀的方法加工所述转移基板上刻蚀后的透明材料层以形成不同的凸台结构，进而在临时键合时可器件可与定义好的凸台结构连接；
[0026]2)将转移基板置于目标基板上方并对位，采用激光作用于激光释放层，使全部与凸台结构连接的芯片释放并下落至目标基板空缺位上，然后进行回流焊接。
[0027]本专利技术的有益效果为：
[0028]1、制作工艺易于实现，流程简单，转移基板清洗后可重复使用，成本较低；
[0029]2、通过将芯片与目标基板进行键合固定后再与转移基板分离，避免了芯片在释放时自由下落可能产生的偏移问题，保证了极高的转移精度；
[0030]3、在芯片与激光释放层中间设置有临时键合层，一方面方便芯片与转移基板的暂时固定，另一方面作为保护层避免激光消蚀过程中对芯片的损伤，提高了转移后芯片的良率；
[0031]4、技术方案提出了一种应对元件检测筛选导致空缺问题的解决方案，优化了转移流程，缩减转移时间与转移成本。
附图说明
[0032]图1～图4为实施例1的基于激光解键合实现巨量转移的方法步骤1～4的工艺示意图；
[0033]图5为实施例2的蓝光芯片转移至目标基板的工艺示意图；
[0034]图6为实施例2的三色芯片转移至目标基板的工艺示意图，其中(a)为转移后的蓝光芯片于目标基板上的排布的俯视图，(b)为转移后的三色芯片于目标基板上的排布的俯
视图；
[0035]图7为实施例2的转移后的三色芯片于目标基板上的排布的截面图；
[0036]图8为实施例2的转移后存在缺失情况下的三色芯片于目标基板上的排布的俯视图；
[0037]图9为实施例2的通过转移装置填补空缺的工艺示意图。
具体实施方式
[0038]以下结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步解释。本专利技术的各附图仅为示意以更容易了解本专利技术，其具体比例可依照设计需求进行调整。文中所描述的图形中相对元件的上下关系以及正面/背面的定义，在本领域技术人员应能理解是指构件的相对位置而言，因此皆可以翻转而呈现相同的构件，此皆应同属本说明书所揭露的范围。
[0039]实施例1
[0040]实施例1提供一种基于激光解键合实现巨量转移的方法。
[0041]步骤一：参考图1，制作转移装置1对待转移元件2进行一次键合。
[0042]提供一透明的转移基板101，转移基板101例如是透明玻璃，厚度范围为0.5
‑
2mm。以转移基板101的背面为转移面，转移面上具有若干方形的凸台本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于激光解键合实现巨量转移的方法，其特征在于，包括：a)提供转移装置，所述转移装置包括一透明的转移基板和设于转移基板的转移面上的若干凸台结构，于转移面上依次形成覆盖凸台结构的激光释放层和临时键合层，将待转移元件通过临时键合层连接于凸台结构上；b)提供一目标基板，所述目标基板设有若干焊盘区；将转移装置与目标基板对位使元件的焊盘面与目标基板的焊盘区一一相对，对元件和目标基板进行热压键合；c)使激光透过转移基板和凸台结构作用于激光释放层，将元件与转移装置分离；d)去除元件上残留的临时键合层。2.根据权利要求1所述的基于激光解键合实现巨量转移的方法，其特征在于：步骤c)中，采用的激光为波长小于415nm的紫外/近紫外光，通过激光扫略或整面曝光的形式实现特定区域或整面解键合。3.根据权利要求1所述的基于激光解键合实现巨量转移的方法，其特征在于：步骤a)中，所述凸台结构由转移基板本身蚀刻形成；或于转移基板表面形成透明材料层，蚀刻透明材料层形成。4.根据权利要求1所述的基于激光解键合实现巨量转移的方法，其特征在于：所述目标基板包括RDL层，RDL层上设有介质层并通过介质层分隔所述焊盘区，所述焊盘区包括焊盘和连接焊盘的锡球结构，所述元件的焊盘面设有引脚端，所述锡球结构和引脚端一一对应。5.根据权利要求1所述的基于激光解键合实现巨量转移的方法，其特征在于：步骤b)中，所述转移装置和目标基板分别设有标记点，通过摄像头对齐转移装置和目标基板的标记点实现对位。6.一种全彩化Micro
‑
LED显示装置的制作方法，其特征在于：采用权利要求1～5任一项所述的基于激光解键合实现巨量转移的方法分别将蓝光、红光和绿光芯片批量转移至目标基板上；其中目标基板的焊盘区按x方向上三色交替的阵列排布，转移装置x方向上相邻两凸台结构的距离大于芯片...

【专利技术属性】
技术研发人员：于大全，朱云亭，于宸，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：