【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及芯片巨量转移，尤其是涉及一种基于永磁偏置的芯片巨量转移用自解耦电磁装置及其应用。
技术介绍
1、目前，业界主要有四种应用于micro led芯片巨量转移的精准抓取技术，分别是应用机械运动的针刺式和摆臂式巨量转移技术，应用高能激光束的激光转移技术和应用流体流动的流体组装技术。流体组装技术将micro led置于液体悬浮液中，通过流体力，让microled落入衬底上的对应井中，转移速度更快，流体可反复使用，成本更低。但芯片在流体中的运动不规律，控制难度大，且容易在碰撞时损伤芯片。
2、在流体组装技术的诸多实现方法中，流磁自组装转移技术是一种基于微结构模板和精确控制的先进技术，能够在短时间内将大量微小的led芯片从源基板转移到目标基板上。该技术通过使用弹性聚合物制成的微结构模板，在模板上形成与led芯片阵列相匹配的微吸附结构，通过静电吸附或真空吸附等方式，实现对大量芯片的同步拾取和精确定位。
3、现有的技术中，授权专利技术专利201910036356.3所述的一种转移装置、micro-led晶粒及转移方法，利用电流单独控制螺线管产生的磁场去吸附芯片，实现芯片的固定吸引。但该方案不具备阵列转移芯片的能力，且螺线圈尺寸过大，导致线圈功耗过高，难以实现mini/micro芯片的快速巨量转移。申请专利技术专利202110493783.1所述的一种巨量转移装置和方法，利用永磁磁针阵列批量转移led芯片，借助电磁编码器实现芯片的抓取与释放，转移效率高，转移过程易于控制。但该方案电磁磁场经过永磁磁场，导致线圈功
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种基于永磁偏置的芯片巨量转移用自解耦电磁装置及其应用，通过流体场和磁场相结合的方式实现mini/micro led芯片快速大批量精准转移。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于永磁偏置的芯片巨量转移用自解耦电磁装置，包括线圈支撑座、磁针固定底座、磁针支撑罩、电磁支撑罩，线圈支撑座的顶面中央设置有磁针容纳槽，磁针固定底座设置于磁针容纳槽内，磁针固定底座的的上方设置有铝合金底层，磁针固定底座上设置有若干永磁磁针，永磁磁针的顶端向上穿过铝合金底层，磁针容纳槽的周围设置有磁针支撑罩，磁针支撑罩的外围设置有电磁支撑罩，磁针支撑罩与电磁支撑罩之间留有用于放置通电螺线圈的线圈容纳槽。
3、优选的，永磁磁针产生永磁磁场，永磁磁场在x-z平面上分布，通电螺线圈通电后产生电磁磁场，电磁磁场由空气传导至永磁磁针，电磁磁场在y-z平面上分布，永磁磁场与电磁磁场相互垂直，电磁磁场与永磁磁场在永磁磁针的顶端交汇，形成永磁磁场内的自解耦电磁磁场。
4、优选的，micro-led芯片设置于转移基板的上方，转移基板上设置有若干焊点，永磁磁针与焊点对应设置，micro-led芯片具有n型镀镍电极引脚和p型电极引脚，n型镀镍电极引脚受永磁磁场内的自解耦电磁磁场牵引。
5、优选的，永磁磁场内的自解耦电磁磁场在永磁磁针上方0.5mm处产生的磁密为0.5～0.8t，对n型镀镍电极引脚的吸力为0.0002～0.0005n。
6、优选的，永磁磁针的材料为铝镍钴系永磁合金、铁铬钴系永磁合金、永磁铁氧体、稀土永磁材料和复合永磁材料中的一种或多种，永磁磁针的直径为0.5～1mm、高度为1～5mm，两个永磁磁针之间的间距为1.25～2.5mm。
7、优选的，永磁支撑罩和电磁支撑罩的材质为聚酰亚胺、聚苯硫醚、聚砜类、芳香族聚酰胺、聚芳酯、聚苯酯、聚芳醚酮、液晶聚合物、氟树脂中的一种或多种。
8、优选的，通电螺线圈使用的电源为双极性四象限电源，电源输出电压为10～12v，电压稳定度为0.5％，电流精度为0.5％。
9、优选的，通电螺线圈通入0.1a的直流电，功率为10w，通电螺线圈的线圈匝数为100～200匝，线圈直径为0.1～0.5mm，工作温度为20～25℃。
10、一种基于永磁偏置的芯片巨量转移用自解耦电磁装置的应用，步骤如下：
11、s1、通过化学镀镍的方式在micro-led芯片上制备n型镀镍电极引脚，镍层厚度均匀，表面光滑，吸引时受力面受力均匀；
12、s2、通过绕线机制备通电螺线圈，通电螺线圈的尺寸与线圈容纳槽的尺寸适配，并为通电螺线圈接通双极性四象限电源；
13、s3、将转移基板上的micro-led芯片置于流体场中，通过流体作用使micro-led芯片靠近焊点，永磁磁针和通电螺线圈形成的磁场在永磁磁针顶端处交汇，对micro-led芯片的n型镀镍电极引脚产生吸力，使micro-led芯片停留在永磁磁针正上方的焊点位置上；
14、s4、根据micro-led芯片的姿态调整流体场中的流体速度，冲刷micro-led芯片使其摆正，形成芯片阵列；
15、s5、将携带芯片阵列的转移基板取出，通过焊接的方式将micro-led芯片整体焊接在转移基板上。
16、因此，本专利技术采用上述结构和步骤的一种基于永磁偏置的芯片巨量转移用自解耦电磁装置及其应用，利用永磁磁场和电磁磁场的叠加实现对led芯片的精准吸取，通过设置不同方向的磁路实现两磁场之间的解耦，通过小电流即可低成本高效率控制实现阵列磁针批量吸引固定led芯片至pcb板焊点位置，之后利用流体冲刷摆正芯片的姿态，形成芯片阵列，通过流体场和磁场相结合的方式实现mini/micro led芯片快速大批量精准转移。
17、下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
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1.一种基于永磁偏置的芯片巨量转移用自解耦电磁装置，其特征在于：包括线圈支撑座、磁针固定底座、磁针支撑罩、电磁支撑罩，线圈支撑座的顶面中央设置有磁针容纳槽，磁针固定底座设置于磁针容纳槽内，磁针固定底座的的上方设置有铝合金底层，磁针固定底座上设置有若干永磁磁针，永磁磁针的顶端向上穿过铝合金底层，磁针容纳槽的周围设置有磁针支撑罩，磁针支撑罩的外围设置有电磁支撑罩，磁针支撑罩与电磁支撑罩之间留有用于放置通电螺线圈的线圈容纳槽。
2.根据权利要求1所述的一种基于永磁偏置的芯片巨量转移用自解耦电磁装置，其特征在于：永磁磁针产生永磁磁场，永磁磁场在X-Z平面上分布，通电螺线圈通电后产生电磁磁场，电磁磁场由空气传导至永磁磁针，电磁磁场在Y-Z平面上分布，永磁磁场与电磁磁场相互垂直，电磁磁场与永磁磁场在永磁磁针的顶端交汇，形成永磁磁场内的自解耦电磁磁场。
3.根据权利要求2所述的一种基于永磁偏置的芯片巨量转移用自解耦电磁装置，其特征在于：Micro-LED芯片设置于转移基板的上方，转移基板上设置有若干焊点，永磁磁针与焊点对应设置，Micro-LED芯片具有N型镀镍电极引脚
4.根据权利要求3所述的一种基于永磁偏置的芯片巨量转移用自解耦电磁装置，其特征在于：永磁磁场内的自解耦电磁磁场在永磁磁针上方0.5mm处产生的磁密为0.5～0.8T，对N型镀镍电极引脚的吸力为0.0002～0.0005N。
5.根据权利要求1所述的一种基于永磁偏置的芯片巨量转移用自解耦电磁装置，其特征在于：永磁磁针的材料为铝镍钴系永磁合金、铁铬钴系永磁合金、永磁铁氧体、稀土永磁材料和复合永磁材料中的一种或多种，永磁磁针的直径为0.5～1mm、高度为1～5mm，两个永磁磁针之间的间距为1.25～2.5mm。
6.根据权利要求1所述的一种基于永磁偏置的芯片巨量转移用自解耦电磁装置，其特征在于：永磁支撑罩和电磁支撑罩的材质为聚酰亚胺、聚苯硫醚、聚砜类、芳香族聚酰胺、聚芳酯、聚苯酯、聚芳醚酮、液晶聚合物、氟树脂中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的一种基于永磁偏置的芯片巨量转移用自解耦电磁装置，其特征在于：通电螺线圈使用的电源为双极性四象限电源，电源输出电压为10～12V，电压稳定度为0.5％，电流精度为0.5％。
8.根据权利要求7所述的一种基于永磁偏置的芯片巨量转移用自解耦电磁装置，其特征在于：通电螺线圈通入0.1A的直流电，功率为10W，通电螺线圈的线圈匝数为100～200匝，线圈直径为0.1～0.5mm，工作温度为20～25℃。
9.如权利要求1-8任意一项所述的一种基于永磁偏置的芯片巨量转移用自解耦电磁装置的应用，其特征在于，步骤如下：
...【技术特征摘要】
1.一种基于永磁偏置的芯片巨量转移用自解耦电磁装置，其特征在于：包括线圈支撑座、磁针固定底座、磁针支撑罩、电磁支撑罩，线圈支撑座的顶面中央设置有磁针容纳槽，磁针固定底座设置于磁针容纳槽内，磁针固定底座的的上方设置有铝合金底层，磁针固定底座上设置有若干永磁磁针，永磁磁针的顶端向上穿过铝合金底层，磁针容纳槽的周围设置有磁针支撑罩，磁针支撑罩的外围设置有电磁支撑罩，磁针支撑罩与电磁支撑罩之间留有用于放置通电螺线圈的线圈容纳槽。
2.根据权利要求1所述的一种基于永磁偏置的芯片巨量转移用自解耦电磁装置，其特征在于：永磁磁针产生永磁磁场，永磁磁场在x-z平面上分布，通电螺线圈通电后产生电磁磁场，电磁磁场由空气传导至永磁磁针，电磁磁场在y-z平面上分布，永磁磁场与电磁磁场相互垂直，电磁磁场与永磁磁场在永磁磁针的顶端交汇，形成永磁磁场内的自解耦电磁磁场。
3.根据权利要求2所述的一种基于永磁偏置的芯片巨量转移用自解耦电磁装置，其特征在于：micro-led芯片设置于转移基板的上方，转移基板上设置有若干焊点，永磁磁针与焊点对应设置，micro-led芯片具有n型镀镍电极引脚和p型电极引脚，n型镀镍电极引脚受永磁磁场内的自解耦电磁磁场牵引。
4.根据权利要求3所述的一种基于永磁偏置的芯片巨量转移用自解耦电磁装置，其特征在于：永磁磁场内的自解耦电磁磁场在永磁磁针上方...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙海威，焦飞腾，张财政，王雪绒，牛德树，
申请(专利权)人：北京海炬科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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