用于在半导体器件转移期间控制转移参数的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种装置，所述装置包括转移机构，所述转移机构用于将可电致动元件从晶圆胶带直接转移到产品衬底上的电路迹线上的转移位置。所述转移机构包括一根或多根转移线材。两个或多个稳定器设置在所述一根或多根转移线材的任一侧面上。顶针致动器连接到所述一根或多根转移线材和所述两个或多个稳定器以将所述一根或多根转移线材和所述两个或多个稳定器移动到管芯转移位置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于在半导体器件转移期间控制转移参数的方法和装置相关专利申请的交叉引用本PCT国际专利申请要求享有于2018年9月28日提交的标题为“MethodandApparatustoControlTransferParametersDuringTransferofSemiconductorDevices”的美国专利申请16/146,833的优先权。本申请以引用方式将以下专利申请并入：于2014年11月12日提交的标题为“ApparatusforTransferofSemiconductorDevices”的美国专利申请14/939,896，该专利现在被公开为美国专利9.633,883；于2016年11月3日提交的标题为“CompliantNeedleforDirectTransferofSemiconductorDevices”的美国专利申请15/343,055，该专利现在被公开为美国专利10,141,215；于2016年11月23日提交的标题为“Top-SideLaserforDirectTransferofSemiconductorDevices”的美国专利申请15/360,471；于2016年11月23日提交的标题为“PatternArrayDirectTransferApparatusandMethodTherefor”的美国专利申请15/360,645；以及于2017年1月18日提交的标题为“FlexibleSupportSubstrateforTransferofSemiconductorDevices”的美国专利申请15/409,409，该专利现在被公开为美国专利10,062,588。
技术介绍
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。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。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”。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。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。通常通过密封管芯来完成半导体器件的封装以保护管芯免受环境(例如，灰尘)的影响。然后，产品制造商将封装半导体器件放置在产品电路中。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。如前所述，可以将单个半导体晶圆切成小块以从该半导体晶圆中产生超过10万个甚至100万个管芯。因此，在转移成千上万甚至数百万的管芯时，首要考虑的问题是效率。在转移这些管芯时，通常存在管芯转移参数，出于效率和/或速度的考虑，制造商可能无法控制这些参数。例如，如果管芯以相对较高的速度转移，则高速转移过程可能导致振动传播到整个半导体衬底。此外，如果使用粘合剂将管芯联接到衬底，转移过程将会因管芯从衬底剥离所需的时间而减慢。常规转移机构和方法无法在不降低转移过程效率的情况下控制和/或改善这些参数和其他参数。附图说明具体实施方式参考附图进行阐述。在附图中，附图标记的最左边的数字标识该附图标记首次出现的附图。在不同附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，附图不是按比例绘制的，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。图1示出了转移装置的实施方案的等距视图。图2A表示处于预转移位置的转移装置的实施方案的示意图。图2B表示处于转移位置的转移装置的实施方案的示意图。图3示出了转移机构的顶针端部的形状轮廓的实施方案。图4示出了顶针致动行程曲线的实施方案。图5示出了其上具有电路迹线的支撑衬底的实施方案的平面图。图6示出了管芯转移系统的元件的实施方案的示意图。图7示出了管芯转移系统的机器硬件与控制器之间的电路路径的实施方案的示意图。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。图9示出了根据本申请的实施方案的管芯转移操作的方法。图10示出了实施传送机系统的直接转移装置和过程的实施方案。图11A示出了处于预转移位置的转移装置的另一个实施方案的示意图。图11B示出了图11A中的实施方案的转移操作后的支撑衬底传送机构的示意性俯视图。图12示出了处于预转移位置的转移装置的另一个实施方案的示意图。图13示出了处于预转移位置的转移装置的另一个实施方案的示意图。图14示出了根据本申请的实施方案的处于预转移位置的具有多个顶针的转移装置的另一个实施方案的示意图。图15示出了根据本申请的实施方案的在转移操作期间处于第二位置的多顶针转移装置的示意图。图16示出了根据本申请的实施方案的在转移操作期间处于第三位置的多顶针转移装置的示意图。图17进一步示出了根据本申请的实施方案的处于转移操作的第三位置的多顶针转移装置的示意图。图18示出了根据本申请的实施方案的处于第四位置、转移后位置的多顶针转移装置的示意图。图19示出了根据本申请的实施方案的处于第五位置、转移后位置的多顶针转移装置的示意图。图20示出了根据本申请的实施方案的用于致动多顶针转移装置的示例性过程的方法。具体实施方式本公开涉及一种将半导体器件管芯直接转移并固定到电路上的机器及其实现方法，并且涉及一种将管芯固定在其上的电路(作为输出产品)。在某些情况下，机器的功能是将未封装管芯从衬底诸如“晶圆胶带”直接转移到支撑衬底诸如电路衬底。与通过传统方式生产的类似产品相比本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于执行将一个或多个半导体器件管芯从晶圆胶带直接转移到衬底的装置，所述装置包括：/n第一框架，所述第一框架被构造成保持所述晶圆胶带；/n第二框架，所述第二框架被构造成固定所述衬底，使得转移表面被设置成面向设置在所述晶圆胶带的第一侧面上的所述一个或多个半导体器件管芯；/n一根或多根转移线材，所述一根或多根转移线材被设置成与所述晶圆胶带的与所述第一侧面相背对的第二侧面相邻，所述一根或多根转移线材的长度在朝向所述晶圆胶带的方向上延伸；/n一个或多个稳定器，所述一个或多个稳定器被设置成与所述晶圆胶带的所述第二侧面相邻，所述一个或多个稳定器的长度在朝向所述晶圆胶带的方向上延伸；以及/n顶针致动器，所述顶针致动器被构造成将所述一根或多根转移线材和所述一个或多个稳定器致动到管芯转移位置，在所述管芯转移位置处至少一根转移线材和至少一个稳定器压在所述晶圆胶带的所述第二侧面上，以压住所述一个或多个半导体器件管芯中的半导体器件管芯使其与所述衬底的所述转移表面接触。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180928 US 16/146,8331.一种用于执行将一个或多个半导体器件管芯从晶圆胶带直接转移到衬底的装置，所述装置包括：
第一框架，所述第一框架被构造成保持所述晶圆胶带；
第二框架，所述第二框架被构造成固定所述衬底，使得转移表面被设置成面向设置在所述晶圆胶带的第一侧面上的所述一个或多个半导体器件管芯；
一根或多根转移线材，所述一根或多根转移线材被设置成与所述晶圆胶带的与所述第一侧面相背对的第二侧面相邻，所述一根或多根转移线材的长度在朝向所述晶圆胶带的方向上延伸；
一个或多个稳定器，所述一个或多个稳定器被设置成与所述晶圆胶带的所述第二侧面相邻，所述一个或多个稳定器的长度在朝向所述晶圆胶带的方向上延伸；以及
顶针致动器，所述顶针致动器被构造成将所述一根或多根转移线材和所述一个或多个稳定器致动到管芯转移位置，在所述管芯转移位置处至少一根转移线材和至少一个稳定器压在所述晶圆胶带的所述第二侧面上，以压住所述一个或多个半导体器件管芯中的半导体器件管芯使其与所述衬底的所述转移表面接触。


2.根据权利要求1所述的装置，其中所述装置包括两个或多个稳定器。


3.根据权利要求2所述的装置，其中所述顶针致动器被构造成独立且同时地致动所述两个或多个稳定器。


4.根据权利要求1所述的装置，其中所述顶针致动器被构造成在第一方向上致动所述一根或多根转移线材和所述一个或多个稳定器，所述第一方向朝向所述晶圆胶带。


5.根据权利要求4所述的装置，其中所述顶针致动器被构造成在所述第一方向上同时致动并且在第二方向上循序致动所述一个或多个转移顶针和所述一个或多个稳定器，所述第二方向与所述第一方向相反。


6.根据权利要求1所述的装置，其中所述顶针致动器包括机电致动器。


7.根据权利要求1所述的装置，其中所述装置还包括真空单元，所述真空单元被设置成与所述晶圆胶带的所述第二侧面相邻，所述真空单元被构造成在所述一个或多个半导体器件管芯的所述直接转移的至少一部分期间接合，其中所述真空单元被构造成保持接合直到从所述晶圆胶带释放所述半导体器件管芯。


8.根据权利要求7所述的装置，其中所述真空单元被构造成使所述晶圆胶带在所述直接转移期间的振荡最小化。


9.一种用于执行将一个或多个半导体器件管芯从晶圆胶带直接转移到衬底的装置，所述装置包括：
第一框架，所述第一框架被构造成保持所述晶圆胶带；
第二框架，所述第二框架被构造成固定所述衬底，使得转移表面被设置成面向设置在所述晶圆胶带的第一侧面上的所述一个或多个半导体器件管芯；
至少一根转移线材，所述至少一根转移线材被设置成与所述晶圆胶带的与所述第一侧面相背对的第二侧面相邻，所述至少一根转移线材的长度在朝向所述晶圆胶带的方向上延...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·温特，C·彼得森，A·哈斯卡，
申请(专利权)人：罗茵尼公司，
类型：发明
国别省市：美国;US