用于半导体管芯转移的桥接装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于将半导体管芯(“管芯”)从第一基板转移到第二基板的装置。该装置包括被配置为保持产品基板的载物台。第一桥接件保持转移机构组件。第二桥接件保持管芯基板保持器，该管芯基板保持器被配置为保持第一基板。控制器被配置为使第一桥接件和第二桥接件移动，以使该转移机构组件与第一基板上的管芯对准第二基板上该管芯将被转移所至的转移位置。置。置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于半导体管芯转移的桥接装置和方法

技术介绍

[0001]半导体器件是利用半导体材料诸如硅、锗、砷化镓等的电子部件。半导体器件通常被制造为单个分立器件或集成电路(IC)。单个分立器件的示例包括可电致动元件，诸如发光二极管(LED)、二极管、晶体管、电阻器、电容器、保险丝等。
[0002]半导体器件的制造通常涉及具有大量步骤的复杂制造过程。制造的最终产品是“封装”半导体器件。“封装”修饰语是指外壳和最终产品中内置的受保护特征部以及使得封装中的器件能够结合到最终电路中的接口。
[0003]半导体器件的常规制造工艺始于处理半导体晶圆。晶圆被切成许多“未封装”半导体器件。“未封装”修饰语是指没有受保护特征部的未封闭半导体器件。在此，未封装半导体器件可以称为半导体器件管芯，或者为了简单起见仅称为“管芯”。可以将单个半导体晶圆切成小块以产生各种尺寸的管芯，以便从半导体晶圆中形成超过10万个甚至100万个管芯(取决于半导体的初始尺寸)，并且每个管芯都具有一定的质量。然后，经由下文简要讨论的常规制造工艺来“封装”未封装管芯。晶圆处理与封装之间的动作可以称为“管芯制备”。
[0004]在一些情况下，管芯制备可以包括经由“拾取和放置过程”对管芯进行分类，由此将切块的管芯单独拾取并分类到箱中。可以基于管芯的正向电压容量、管芯的平均功率和/或管芯的波长进行分类。
[0005]通常，封装涉及将管芯安装到塑料或陶瓷封装(例如，模具或外壳)中。封装还包括将管芯触点连接到管脚/线材，以与最终电路对接/互连。通常通过密封管芯以保护其免受环境(例如，灰尘)的影响来完成半导体器件的封装。
[0006]然后，产品制造商将封装的半导体器件放入产品电路中。由于封装，器件可以随时“插入”正在制造的产品的电路组件中。此外，虽然器件的封装可以保护器件免受可能劣化或破坏器件的元素的影响，但封装器件固然比封装内存在的管芯更大(例如，在某些情况下，封装器件厚度大约是管芯的10倍，面积是其10倍，因此体积是其100倍)。因此，所得电路组件不能比半导体器件的封装更薄。
附图说明
[0007]具体实施方式参考附图进行阐述。在这些图中，附图标记的最左边数字标识首次出现该附图标记的图。在不同的图中使用相同的附图标记表示相似或相同的项目。此外，附图可以被认为是提供了各个附图中各个部件的相对尺寸的近似描绘。但是，附图并非按比例绘制，并且在各个附图之内以及在不同附图之间的各个部件的相对尺寸可能与所描绘的有所不同。具体地，为了清楚起见，一些附图可以将部件描绘为一定的尺寸或形状，而其他附图可以将相同的部件描绘为更大的比例或不同的形状。
[0008]图1示出了管芯转移系统的元件的实施方案的示意图。
[0009]图2示出了根据本申请实施方案的用于将管芯从管芯基板转移到产品基板的示例性转移装置的示意图，该转移装置具有桥接装置。
[0010]图3示出了根据本申请实施方案的用于将管芯从管芯基板转移到产品基板的示例
转移装置的示意图，该转移装置具有在第一桥接件上的多个转移机构组件和在第二桥接件上的多个管芯基板。
[0011]图4示出了根据本申请实施方案的用于将管芯从管芯基板转移到产品基板的示例转移装置的示意图，该转移装置具有超过两个的桥接装置。
[0012]图5示出了根据本申请实施方案的上面具有电路迹线的产品基板的实施方案的平面图。
[0013]图6示出了根据本申请的实施方案的管芯转移操作的方法。
[0014]图7示出了根据本申请的实施方案的管芯转移操作的方法。
[0015]图8示出了根据本申请的实施方案的管芯转移过程的方法，该管芯转移过程从由第一桥接件保持的管芯基板和由第二桥接件保持的转移机构组件开始。
[0016]图9示出了根据本申请的实施方案的用于至少部分地基于一个或多个参数标准和/或优化来确定用于管芯转移过程的位置的方法。
具体实施方式
[0017]本公开涉及一种将半导体器件管芯直接转移和粘附到电路的机器及其实现过程，并且涉及其上粘附有管芯的电路(作为输出产品)。在实施方案中，该机器用于将未封装的管芯直接从基板(诸如“晶圆胶带”)转移到产品基板(诸如电路基板)。与通过常规方式生产的类似产品相比，直接转移未封装管芯可以显著减小成品的厚度，并减少用于制造产品基板的时间和/或成本。
[0018]就本说明书而言，术语“基板”是指在其上或针对其发生过程或动作的任何物质。此外，术语“产品”是指来自过程或动作的期望输出，而与完成状态无关。因此，产品基板是指在其上或对其发生过程或动作以达到期望输出的任何物质。在本文中，术语“产品基板”可以包括但不限于：晶圆胶带(例如，用于对管芯进行预分类并产生分类后的管芯薄片以供将来使用)；形成为薄片或其他非平面形状的纸或聚合物基板，其中聚合物(半透明的或其他形式的)可以选自任何合适的聚合物，包括但不限于硅树脂、丙烯酸树脂、聚酯、聚碳酸酯等；电路板(诸如印刷电路板(PCB))；串或线电路，其可以包括平行延伸的一对导电线材或“细线”；以及棉、尼龙、人造丝、皮革等面料。产品基板的材料选择可以包括使转移过程成功并维持产品基板最终用途适用性的耐用材料、柔性材料、刚性材料和其他材料。该产品基板可以单独地或至少部分地由导电材料形成，使得该产品基板充当用于形成产品的导电电路。潜在类型的产品基板还可包括诸如玻璃瓶、车窗或玻璃片之类的物品。
[0019]在一个实施方案中，产品基板可以包括设置于其上的电路迹线。如所描绘的，电路迹线可以包括由迹线间隔或间隙间隔开的一对相邻迹线，以便适应正在转移的管芯上的电接触端子(未示出)之间的距离。因此，可以根据正在转移的管芯的尺寸来确定电路迹线的相邻迹线之间的迹线间隔或间隙的尺寸，以确保适当的连接性和随后的管芯激活。例如，电路迹线可以具有范围为约10至200微米、约100至175微米或约125至150微米的迹线间隔或间隙。
[0020]电路迹线可以由导电墨水形成，导电墨水经由丝网印刷、喷墨印刷、激光印刷、手动印刷或其他印刷方式设置。此外，可以预固化并且半干燥或干燥电路迹线以提供附加的稳定性，同时还能够出于管芯导电性的目的而激活电路迹线。还可以使用湿导电墨水来形
成电路迹线，或者可以使用湿墨水和干墨水的组合来形成电路迹线。另选地或附加地，电路迹线可以预先形成为线材迹线，或者被光蚀刻，或者由熔融材料形成为电路图案并且随后粘附、嵌入或以其他方式固定到产品基板。
[0021]电路迹线的材料可以包括但不限于银、铜、金、碳、导电聚合物等。在一个实施方案中，电路迹线可以包括涂覆银的铜颗粒。电路迹线的厚度可以根据所使用的材料的类型、预期功能以及实现该功能的适当强度或柔性、能量容量、LED的尺寸等而变化。例如，电路迹线的厚度的范围可以是约5微米至20微米、约7微米至15微米或约10微米至12微米。
[0022]因此，在一个非限制性示例中，产品基板可以是柔性的、半透明的聚酯片，该聚酯片具有使用银基导电墨水材料丝网印刷于其上的期望电路图案，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于将半导体管芯(“管芯”)从第一基板转移到第二基板的装置，所述装置包括：沿第一方向延伸的第一导轨；沿所述第一方向延伸的第二导轨；第一桥接结构，所述第一桥接结构可移动地安装到所述第一导轨和所述第二导轨，以便能够沿所述第一方向移动，所述第一桥接结构包括沿基本上垂直于所述第一方向的第二方向延伸的轨道；转移机构组件，所述转移机构组件包括针，所述转移机构组件可移动地安装到所述第一桥接结构的轨道以沿所述第二方向移动；第二桥接结构，所述第二桥接结构可移动地安装到所述第一导轨和所述第二导轨，以便能够沿所述第一方向移动，所述第二桥接结构包括沿所述第二方向延伸的轨道；管芯基板保持器，所述管芯基板保持器被配置为固定所述第一基板，所述管芯基板保持器可移动地安装到所述第二桥接结构的轨道以沿所述第二方向移动；和控制器，所述控制器被配置为：控制所述第一桥接结构、所述第二桥接结构、所述转移机构组件和所述管芯基板保持器的移动，以使所述第一基板上的所述管芯与所述转移机构组件的所述针对准所述第二基板上所述管芯将被转移所至的转移位置，以及致动所述针以将所述管芯推入所述第二基板上的所述转移位置。2.根据权利要求1所述的用于将所述管芯从所述第一基板转移到所述第二基板的所述装置，还包括用于支撑所述第二基板的可移动载物台，所述可移动载物台被配置为沿所述第一方向或所述第二方向中的至少一者移动所述第二基板，其中所述可移动载物台设置在所述第一导轨和所述第二导轨之间，并且其中所述控制器被配置为控制所述可移动载物台的移动。3.根据权利要求2所述的用于将所述管芯从所述第一基板转移到所述第二基板的所述装置，其中所述控制器被进一步配置为确定与所述第二基板上的所述转移位置重合的对准点，将至少部分地基于以下中的一项或多项来确定所述对准点：(i)在所述产品基板上转移管芯的预测时间；或(ii)所述管芯在所述产品基板上的预测放置准确度。4.根据权利要求1所述的用于将所述管芯从所述第一基板转移到所述第二基板的所述装置，还包括光学传感器，所述光学传感器定位成相对于所述第二基板上的所述转移位置感测所述管芯在所述第一基板上的位置。5.根据权利要求1所述的用于将所述管芯从所述第一基板转移到所述第二基板的所述装置，还包括：第一马达，所述第一马达用于沿所述第一导轨和所述第二导轨移动所述第一桥接件；第二马达，所述第二马达用于沿所述第一导轨和所述第二导轨移动所述第二桥接件；第三马达，所述第三马达用于沿所述第一桥接结构的所述轨道移动所述转移机构组件；和第四马达，所述第四马达用于沿所述第二桥接结构的所述轨道移动所述管芯基板保持器，其中所述控制器通信地耦接到用于在所述第一方向上移动所述第一桥接件的所述第
一马达、用于在所述第一方向上移动所述第二桥接件的所述第二马达、用于在所述第二方向上移动所述转移机构组件的所述第三马达和用于在所述第二方向上移动所述管芯基板的所述第四马达，以使所述第一基板上的所述管芯与所述转移机构组件的所述针对准所述第二基板上的所述转移位置。6.根据权利要求1所述的用于将所述管芯从所述第一基板转移到所述第二基板的所述装置，还包括第一传感器，所述第一传感器用于向所述控制器提供所述转移机构组件沿所述第二桥接结构的所述轨道位于何处的指示。7.根据权利要求1所述的用于将所述管芯从所述第一基板转移到所述第二基板的所述装置，其中所述转移位置是第一转移位置，并且其中所述装置还包括：第二转移机构组件，所述第二转移机构组件包括针并且可移动地安装在所述第一桥接结构的所述轨道上；和第二管芯基板保持器，所述第二管芯基板保持器被配置为固定其上具有至少第二管芯的第三基板，所述第二管芯基板保持器可移动地安装在所述第二桥接结构的所述轨道上，并且其中所述控制器被进一步配置为：控制所述第二转移机构组件在所述第二方向上的移动和所述第二管芯基板保持器在所述第二方向上的移动，以使所述第三基板上的第二管芯和所述第二转移机构组件的所述针对准所述第二基板上所述第二管芯将被转移所至的所述第二转移位置，以及致动所述第二转移机构的所述针以将所述第二管芯推入所述第二基板上的所述第二转移位置。8.根据权利要求1所述的用于将所述管芯从所述第一基板转移到所述第二基板的所述装置，还包括：第三桥接结构，所述第三桥接结构可移动地安装到所述第一导轨和所述第二导轨并且被配置为沿所述第一方向移动，所述第三桥接结构包括在所述第二方向上延伸的轨道；第二转移机构组件，所述第二转移机构组件具有针并且可移动地安装在所述第三桥接结构的所述轨道上以沿所述第二方向移动；第四桥接结构，所述第四桥接结构可移动地安装到所述第一导轨和所述第二导轨并且被配置为沿所述第一方向移动，所述第四桥接结构包括在所述第二方向上延伸的轨道；和第二管芯基板保持器，所述第二管芯基板保持器被配置为固定其上具有至少第二管芯的第三基板，所述第二管芯基板保持器可移动地安装在所述第四桥接结构的所述轨道上以沿所述第二方向移...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德鲁，
申请(专利权)人：罗辛尼公司，
类型：发明
国别省市：