一种超滑片转移工装

1.本实用新型涉及超滑结构技术领域，特别是涉及一种超滑片转移工装。


背景技术：

2.结构超滑是解决摩擦磨损问题的理想方案之一，结构超滑是指两个原子级光滑且非公度接触的范德华固体表面，如石墨烯、二硫化钼等二维材料表面之间摩擦、磨损几乎为零的现象。
3.目前超滑片的制作方式是通过加工成目标大小的超滑片后，通过施加一定外力使得超滑片内部解离面分离后形成超滑界面，已经脱离本底的hopg(highly oriented pyrolytic graphite、高定向热解石墨)衬底的上层结构就形成可以独立操控可赋予功能化的超滑超滑片元件。受制于目前高定向热解石墨晶粒大小的限制，超滑片能够实现超滑的尺寸普遍在10μm以内，当超滑片面积扩大到10μm以上时，基于现有材料和制备技术的限制，超滑片的结构超滑就会发生失效。通过直接制备大尺度的超滑片难以实现宏观尺度的结构超滑，一种比较可行的方法是将微米尺度的结构超滑石墨片排列组合，形成大尺度的结构，从而实现宏观尺度的结构超滑结构。
4.上述方式被称为超滑片组装，实现组装的一个必要条件是键和过程中连接层与超滑片的接触。当硅片表面平整度较大时，超滑片阵列中的部分超滑片会位于硅片较低的位置，键和过程中连接层无法与全部的超滑片进行接触，也就无法实现全部超滑片的同步转移，更加无法形成宏观尺度的结构超滑结构。目前没有合适的设备将硅片平整度加工到极小，且平整度较小的硅片也会因为后续切割工艺导致边缘翘起影响键合连接，即使加工到硅片平整度极高，且没有边缘翘曲，其加工成本也较为高昂。所以如何提供一种高效的超滑片转移工装是本领域技术人员急需解决的问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种超滑片转移工装，可以减少实现超滑片的同步转移。
6.为解决上述技术问题，本实用新型提供一种超滑片转移工装，包括相对设置的基板和转移部件；
7.所述基板包括基底，和位于所述基底朝向所述转移部件一侧表面切割而成的多个支撑柱；所述支撑柱朝向所述转移部件一侧表面用于承载超滑片；
8.所述转移部件朝向所述基板一侧表面设置有用于键合所述超滑片的连接层。
9.可选的，所述支撑柱垂直设置于所述基底表面，且所有所述支撑柱朝向所述转移部件的一侧表面平齐。
10.可选的，所有所述支撑柱朝向所述转移部件的一侧表面均满足原子级平整。
11.可选的，所述支撑柱朝向所述转移部件端部的面积大于或等于所述超滑片的面积。
12.可选的，所述支撑柱边长的取值范围为15μm至45μm，包括端点值；相邻所述支撑柱间距的取值范围为15μm至45μm，包括端点值。
13.可选的，所述支撑柱为硅柱；所述基底为硅基底。
14.可选的，所述支撑柱沿所述基底厚度方向的截面为长方形或梯形。
15.可选的，所述支撑柱朝向所述转移部件一侧端部边缘形成有倒角。
16.可选的，所述连接层包括位于所述转移部件朝向所述基板一侧表面的增强剂层，以及位于所述增强剂层朝向所述基板一侧表面的粘结剂层。
17.可选的，所述增强剂层为金层；所述粘结剂层为纳米银层或pdms层。
18.本实用新型所提供的一种超滑片转移工装，包括相对设置的基板和转移部件；基板包括基底，和位于基底朝向转移部件一侧表面切割而成的多个支撑柱；支撑柱朝向转移部件一侧表面用于承载超滑片；转移部件朝向基板一侧表面设置有用于键合超滑片的连接层。
19.通过在基板的基底表面切割出多个支撑柱，可以减少甚至避免基底因边缘翘起、基底表面不平整以及基底表面杂质颗粒所带来的影响。通过先在支撑柱的顶面转移超滑片，可以保证超滑片处在基板表面的最高点，便于实现与转移部件连接层的接触，从而可以实现超滑片大批量的同步转移。
附图说明
20.为了更清楚的说明本实用新型实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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。
21.图1为本实用新型实施例所提供的一种超滑片转移工装的结构示意图；
22.图2为本实用新型实施例所提供的一种具体的超滑片转移工装的结构示意图；
23.图3为本实用新型实施例所提供的另一种具体的超滑片转移工装的结构示意图。
24.图中：1.基板、11.基底、12.支撑柱、2.转移部件、3.连接层、31.增强剂层、32.粘结剂层、4.超滑片。
具体实施方式
25.本实用新型的核心是提供一种超滑片转移工装。在现有技术中，实现组装的一个必要条件是键和过程中连接层与超滑片的接触。当硅片表面平整度较大时，超滑片阵列中的部分超滑片会位于硅片较低的位置，键和过程中连接层无法与全部的超滑片进行接触，也就无法实现全部超滑片的同步转移，更加无法形成宏观尺度的结构超滑结构。目前没有合适的设备将硅片平整度加工到极小，且平整度较小的硅片也会因为后续切割工艺导致边缘翘起影响键合连接，即使加工到硅片平整度极高，且没有边缘翘曲，其加工成本也较为高昂。
26.而本实用新型所提供的一种超滑片转移工装，包括相对设置的基板和转移部件；基板包括基底，和位于基底朝向转移部件一侧表面切割而成的多个支撑柱；支撑柱朝向转移部件一侧表面用于承载超滑片；转移部件朝向基板一侧表面设置有用于键合超滑片的连
接层。
27.通过在基板的基底表面切割出多个支撑柱，可以减少甚至避免基底因边缘翘起、基底表面不平整以及基底表面杂质颗粒所带来的影响。通过先在支撑柱的顶面转移超滑片，可以保证超滑片处在基板表面的最高点，便于实现与转移部件连接层的接触，从而可以实现超滑片大批量的同步转移。
28.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
29.请参考图1，图1为本实用新型实施例所提供的一种超滑片转移工装的结构示意图。
30.参见图1，在本实用新型实施例中，超滑片转移工装包括相对设置的基板1和转移部件2；所述基板1包括基底11，和位于所述基底11朝向所述转移部件2一侧表面切割而成的多个支撑柱12；所述支撑柱12朝向所述转移部件2一侧表面用于承载超滑片4；所述转移部件2朝向所述基板1一侧表面设置有用于键合所述超滑片4的连接层3。
31.上述转移部件2为表面需要设置超滑片4的部件，而基板1为用于实现超滑片4大批量同步转移的基板。在使用过程中，需要先将超滑片4转移至基板1表面，再统一将基板1表面的超滑片4转移至转移部件2表面，转移至转移部件2表面的超滑片4会通过连接层3与转移部件2固定连接。在本实用新型实施例中，基板1与转移部件2需要相对设置。上述超滑片4具体可以为石墨岛，或其他具有超滑功能的结构均可，在此不做具体限定。
32.上述基板1包括基底11，以及多个支撑柱12，支撑柱12位于基板1朝向转移部件2一侧表面，该支撑柱12具体是在基底11朝向转移部件2一侧表面切割而成的支撑柱12，因此该切割而成的支撑柱12因为其之间的间隙，可以释放基板的应力，从而可以减少甚至避免基底11因边缘翘起、基底11表面不平整以及基底11表面杂质颗粒所带来的影响。上述支撑柱12朝向所述转移部件2一侧表面，即该支撑柱12的顶面用于承载超滑片4，即在将超滑片4转移至基板1时，会将超滑片4转移至支撑柱12朝向所述转移部件2一侧表面。
33.需要说明的是，在本实用新型实施例中设置支撑柱12之前，通常需要先对基板1的基底11表面进行抛光。在抛光之后，再对该表面进行切割，制成多个支撑柱12。在本实用新型实施例中，通常需要保证支撑柱12朝向转移部件2一侧表面的高度均一，需要使得所有支撑柱12朝向转移部件2一侧表面联接为一个完整平面后的平整度满足原子级平整。
34.上述转移部件2朝向基板1一侧表面设置有用于键合超滑片4的连接层3，在将超滑片4转移至支撑柱12表面之后，可以将转移部件2按压至基板1表面，使得超滑片4与连接层3相接触。之后，通过该连接层3可以将超滑片4键合至待转移部表面，将超滑片4与待转移部固定连接。由于在将转移部件2按压至基板1表面时，该转移部件2会同时接触多个超滑片4，从而可以实现超滑片4的批量转移。
35.本实用新型实施例所提供的一种超滑片转移工装，通过在基板1的基底11表面切割出多个支撑柱12，可以减少甚至避免基底11因边缘翘起、基底11表面不平整以及基底11表面杂质颗粒所带来的影响。通过先在支撑柱12的顶面转移超滑片4，可以保证超滑片4处在基板1表面的最高点，便于实现与转移部件2连接层3的接触，从而可以实现超滑片4大批
量的同步转移。
36.有关本实用新型所提供的一种超滑片转移工装的具体结构将在下述实用新型实施例中做详细介绍。
37.请参考图2以及图3，图2为本实用新型实施例所提供的一种具体的超滑片转移工装的结构示意图；图3为本实用新型实施例所提供的另一种具体的超滑片转移工装的结构示意图。
38.区别于上述实用新型实施例，本实用新型实施例是在上述实用新型实施例的基础上，进一步的对超滑片转移工装的结构进行限定。其余内容已在上述实用新型实施例中做详细介绍，在此不再进行赘述。
39.参见图2以及图3，在本实用新型实施例中，所述支撑柱12均匀分布于所述基底11表面，且所有所述支撑柱12朝向所述转移部件2的一侧表面平齐。即上述支撑柱12通常需要均匀分布在基底11表面，从而使得在将超滑片4转移至支撑柱12之后，超滑片4可以均匀分布。同时均匀分布的支撑柱12便于切割成型。在本实用新型实施例中，所述支撑柱12的轴线通常垂直于所述基底11表面。即上述支撑柱12通常垂直于基底11设置，从而便于切割成型，便于加工。
40.在本发明实施例中，需要所有支撑柱12朝向转移部件2的一侧表面平齐，从而便于后续继续将位于支撑柱12表面的超滑片4向转移部件2继续转移。具体的，上述所有支撑柱12朝向转移部件2的一侧表面均满足原子级平整。即需要保证支撑柱12的高度一致，使得支撑柱12的顶面联接为一个完整平面后的平整度满足原子级平整，以便于超滑片4的转移。
41.在本实用新型实施例中，所述支撑柱12朝向所述转移部件2端部的面积与一所述超滑片4的面积相对应，该支撑柱12朝向转移部件2端部的面积需要大于或等于超滑片4的面积。此时可以保证支撑柱12的顶面具有足够的空间来容纳超滑片4，使得在转移过程中超滑片4不会突出支撑柱12的边缘，可以避免支撑柱12顶面边缘对超滑片4造成损坏。
42.在实际情况中，支撑柱12的排布情况有两种，一种为大尺度疏散排布、另一种为小尺度疏散排布。大尺度疏散排布意味着支撑柱12的尺寸较大，其顶面面积较大，此时通常会在一个支撑柱12设置多个超滑片4，而设置在一个支撑柱12顶面的多个超滑片4会呈阵列分布，当然也可以呈其他分布，例如随机分布等等。此时，在一个支撑柱12顶面的超滑片4之间的间距通常较少，键合后超滑片4结构容易遭到破坏。在本实用新型实施例中，呈大尺度疏散排布的相邻支撑柱12之间的距离通常在50μm左右。
43.小尺度疏散排布意味着支撑柱12的尺寸较小，其顶面面积较小，对此在本实用新型实施例中所述支撑柱12朝向所述转移部件2端部的面积与一所述超滑片4的面积相对应。即上述支撑柱12顶面的面积与一个超滑片4的尺寸大体相类似，因此在本实用新型实施例中会在一个支撑柱12朝向转移部件2一侧表面仅设置一个超滑片4，该设置可以较好地保证转移后超滑片4结构的完整性。相应的，在本实用新型实施例中所述支撑柱12边长的取值范围为15μm至45μm，包括端点值；相邻所述支撑柱12间距的取值范围为15μm至45μm，包括端点值。通常在本实用新型实施例中上述支撑柱12的边长通常在30μm左右，相邻支撑柱12之间间距的长度通常也在30μm左右。
44.在本实用新型实施例中，所述支撑柱12为硅柱；所述基底11为硅基底11。即上述支撑柱12与基底11的材质可以均为硅，此时该硅柱与硅基底11通常为一体化设置，上述支撑
柱12具体为在硅基底11表面刻蚀出的硅柱。
45.在本实用新型实施例中，所述连接层3包括位于所述转移部件2朝向所述基板1一侧表面的增强剂层31，以及位于所述增强剂层31朝向所述基板1一侧表面的粘结剂层32。上述粘结剂层32通常设置有粘结剂，具体用于粘合超滑片4；而增强剂层31通常设置有增强剂，用于增加粘结剂层32与转移部件2之间的连接。在本实用新型实施例中增强剂层31可以具体为金层，相应的粘结剂层32具体可以为纳米银层或pdms(polydimethylsiloxane、聚二甲基硅氧烷)层。上述粘结剂层32通常是将粘结剂旋涂在增强剂层31表面所形成的粘结剂层32，当然在本实用新型实施例中也可以使用其他的工艺，在此不做具体限定。在本实用新型实施例中，由于支撑柱12突出基板1表面，因此上述粘结剂层32会先与支撑柱12表面的超滑片4相接触，与超滑片4固定连接，将超滑片4转移至转移部件2表面。
46.参见图2，在本实用新型实施例中，所述支撑柱12沿所述基底11厚度方向的截面为梯形。此时，上述支撑柱12朝向转移部件2一侧端部边缘可以呈钝角结构，该钝角结构可以有效减轻当超滑片4意外碰到该边缘时，对超滑片4结构的损坏。当然，在本发明实施例中所述支撑柱12沿所述基底11厚度方向的截面也可以为长方形，其具体结构在本发明实施例中不做具体限定。
47.参见图3，在本实用新型实施例中，所述支撑柱12朝向所述转移部件2一侧端部边缘可以形成有倒角。该倒角可以有效减少支撑柱12朝向转移部件2一侧端部边缘存在的尖角，该倒角可以有效减轻当超滑片4意外碰到该边缘时，对超滑片4结构的损坏。当然，在本实用新型实施例中可以即设置上述钝角结构，同时也设置该倒角结构，从而进一步减少超滑片4意外触碰时对超滑片4结构的损坏。其具体结构可以根据实际情况自行设定，在此不做具体限定。
48.本实用新型实施例所提供的一种超滑片转移工装，在基板1的基底11表面切割出多个支撑柱12，可以减少甚至避免基底11因边缘翘起、基底11表面不平整以及基底11表面杂质颗粒所带来的影响。通过先在支撑柱12的顶面转移超滑片4，可以保证超滑片4处在基板1表面的最高点，便于实现与转移部件2连接层3的接触，从而可以实现超滑片4大批量的同步转移；通过设置增强剂层31与粘结剂层32，可以有效增加转移部件2与超滑片4之间的键合强度；通过在支撑柱12端部边缘设置钝角结构以及倒角，可以有效减少当超滑片4意外碰到该边缘时，对超滑片4结构的损坏。
49.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。
50.最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
51.以上对本实用新型所提供的一种超滑片转移工装进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理
解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。