Zur Verbesserung des Spitzen- und Tal-Effekts der magnetischen Dichte von permanentmagnetischen Positionierungsnadeln bei der Massentransfertechnik für Mini/Micro LED-Chips wurde eine stufenförmige magnetische Permanentmagnetpositionierungsnadel vorgeschlagen. Für diese stufenförmige Struktur der Permanentmagnetnadel wurde ein mehrstufiges äquivalentes magnetisches Schaltkreis-Modell entwickelt, das nichtlineare Entmagnetisierungseffekte und Sättigungseigenschaften des Magnetkreises berücksichtigt, sowie ein mechanisch-dynamisches Modell, das die Bewegungseigenschaften des Chips und die Fluid-Struktur-Kopplung einbezieht. Darauf aufbauend und mit dem Ziel, die Veränderungsrate und die Änderungs Geschwindigkeit der magnetischen Feldspitzen und -täler zu erhöhen, wurden schrittweise parametrische Simulationen der Stufenhöhen und Durchmesser der Nadel mit Finite-Elemente-Analyse-Software durchgeführt, um optimale dreidimensionale Strukturparameter für Hochleistungsnadeln unter bestimmten geometrischen Maßen und Prozessbeschränkungen zu bestimmen. Basierend auf den Optimierungsergebnissen wurde ein Nadeln-Prototyp entwickelt und die Effektivität der Ergebnisse durch magnetische Dichtemessungen und Massentransfertests verifiziert. Die Ergebnisse zeigen, dass die Spitzen- und Talveränderungsrate der magnetischen Dichte der optimierten Nadel δ 82,3 % erreicht und die Änderungs Geschwindigkeit ζ 44,8 mT/mm beträgt, was einer Steigerung von 20,1 % bzw. 28,7 % entspricht. Ein Massentransferversuch mit 4.500 Chips auf einem Empfangssubstrat von 180 mm × 160 mm wurde durchgeführt, wobei die Transferzeit nur 3 Minuten betrug, was eine Zeitersparnis von 40 % gegenüber bestehenden Lösungen darstellt.

Massentransfer;stufenförmige Struktur;dynamisches Modell;Magnetfeldoptimierung