用于转移半导体器件的多轴移动制造技术

一种用于执行半导体器件管芯从第一基板到第二基板上的转移位置的直接转移的方法。该方法包括：确定设置在转移头上的冲击丝、半导体器件管芯以及转移位置的位置；确定是否存在使冲击丝、半导体器件管芯和转移位置在阈值公差内对准的至少两个位置；以及通过冲击丝转移半导体器件管芯，使得该半导体器件管芯从第一基板分离并且附接到第二基板上的转移位置。该转移至少部分地基于确定冲击丝、半导体器件管芯以及电路迹线在阈值公差内对准来完成。芯以及电路迹线在阈值公差内对准来完成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于转移半导体器件的多轴移动
[0001]相关专利申请的交叉引用
[0002]本PCT国际专利申请要求于2019年3月6日递交的申请号为16/294,756、名称为“Multi-Axis Movement for Transfer of Semiconductor Devices(用于转移半导体器件的多轴移动)”的美国专利申请的优先权的权益。下列专利申请的全部内容通过引用结合在本申请中：于2015年11月12日递交的申请号为14/939,896、名称为“Apparatus for Transfer of Semiconductor Devices(用于转移半导体器件的装置)”、现已发布为美国专利号9,633,883的美国专利申请和于2018年5月12日递交的申请号为15/978,094、名称为“Method and Apparatus for Multiple Direct Transfers of Semiconductor Devices(用于直接转移多个半导体器件的方法和装置)”的美国专利申请。

技术介绍

[0003]半导体器件是利用半导体材料(例如，硅、锗、砷化镓等)的电气部件。半导体器件通常被制造成单个分立器件或集成电路(IC)。单个分立器件的示例包括电可致动元件，例如，发光二极管(LED)、二极管、晶体管、电阻器、电容器、熔断器等。
[0004]半导体器件的制造通常涉及包含众多步骤的复杂制造流程。制造的成品是“封装的”半导体器件。此处修饰语“封装的”是指成品中内置的封闭和保护特征以及使包装中的器件能够结合到最终电路中的接口。
[0005]半导体器件的常规制造流程始于处理半导体晶圆。晶圆被切割成许多“未封装的”半导体器件。此处修饰语“未封装的”是指没有保护特征的未封闭半导体器件。在本申请中，未封装的半导体器件可以称之为半导体器件管芯，或简称为“管芯”。可以将单个半导体晶圆切割成各种大小的管芯，以便从半导体晶圆形成多达100,000多个、甚至1,000,000多个管芯(取决于半导体的初始大小)，并且每个管芯都具有一定质量。然后经由下面简要论述的常规制造流程来“封装”未封装的管芯。晶圆处理与封装之间的操作可以被称为“管芯制备”。
[0006]在一些情况下，管芯制备可以包括经由“拾取和放置过程”对管芯进行分选，由此切割的管芯被单独拾取并被分选到各个料箱中。分选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。
[0007]通常，封装涉及将管芯安装到塑料或陶瓷包装(例如，模具或封壳)中。封装还包括将管芯触点连接到引脚/导线，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。
[0008]然后，产品制造商将封装的半导体器件放入产品电路中。由于封装的原因，器件已准备好被“插入”到在制产品的电路组件中。此外，虽然对器件的封装能保护其免受可能损坏或破坏器件的元件的影响，但封装的器件本质上比在包装内发现的管芯更大(例如，在一些情况下，其厚度和面积约为管芯的10倍，从而导致体积大100倍)。因此，所形成的电路组件不能比半导体器件的封装更薄。
[0009]如前所述，可以切割单个半导体晶圆，以从该半导体晶圆创建超过100,000或1,
000,000个管芯。因此，在转移半导体管芯时所使用的这些机器要求极高的精度。所以，在建造转移机构时，常常会考虑特定的设计目的，并且具有严格的约束条件以确保精度和准确性。然而，这些转移机构常常缺乏针对不同应用或制造目的的可变性和适应性。例如，转移机构将用于转移特定产品的管芯，然后可以重新配置或调整以转移另一产品的管芯。重新配置可能是耗时的、效率低下的，并且有时需要拆除和重建机器上的部件。
附图说明
[0010]下面将参照附图阐述具体实施方式。在附图中，附图标记的最左侧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附图标记指示相似或相同项目。此外，附图可以被视为提供对各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，并且在各附图内以及在不同附图之间，各个部件的相对尺寸可能与所描绘的有所不同。特别地，一些附图可能将部件描绘成一定大小或形状，而其他附图为了清楚起见则可能按更大比例或不同形状来描绘相同部件。
[0011]图1示出了根据本公开一个实施例的一种处于预转移位置的直接转移装置的示意图。
[0012]图2示出了根据本公开一个实施例的一种多节距结构直接转移装置连同电路迹线和半导体器件管芯的自上而下示意图。
[0013]图3示出了根据本公开一个实施例的一种节距匹配转移装置连同电路迹线和半导体器件管芯的自上而下示意图。
[0014]图4示出了根据本公开一个实施例的一种用于确定一种直接转移装置的多根冲击丝的结构的方法。
[0015]图5示出了根据本公开一个实施例布置成多节距结构的多根冲击丝的自上而下示意图以及一种转移装置可能进行的用于转移半导体器件管芯的示例性移动。
[0016]图6示出了根据本公开一个实施例布置成节距匹配结构的多根冲击丝的自上而下示意图以及一种转移装置可能进行的用于转移半导体器件管芯的示例性移动。
[0017]图7示出了根据本公开一个实施例的一种用于确定由一种用于转移半导体器件管芯的转移装置进行的调整的方法。
具体实施方式
[0018]概述
[0019]本公开大体上涉及一种转移机构，该转移机构将半导体器件管芯从一个基板(在本申请中通常称为第一基板)直接转移到另一基板(在本申请中通常称为第二基板)，诸如管芯基板(例如，蓝带、带上半导体晶圆等)、电路基板(例如，印刷电路板、柔性或刚性、金属或塑料电路表面)、另一管芯(即，管芯堆叠，其中待堆叠上的管芯用作接收所转移管芯的“基板”)等，并且涉及用于实现该目的的一般过程。在一个实施例中，该转移机构可以用于将未封装的管芯从基板(例如，“晶圆带”)直接转移到产品基板(例如，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。
[0020]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操作的任何物质。
进一步地，术语“产品”是指过程或操作的期望输出，而与完成状态无关。因此，产品基板可以指促使在其上或针对其发生过程或操作以达到期望输出的任何物质。晶圆带在本申请中也可称之为半导体器件管芯基板，或简称为管芯基板。
[0021]在一个实施例中，该转移机构可以将半导体器件管芯从晶圆带直接转移到产品基板，而无需“封装”管芯。该转移机构可以垂直设置在晶圆带上方并且可以致动冲击丝，以便经由晶圆带朝向产品基板向下按压在管芯上。向下按压在管芯上的这一过程可能导致管芯从其侧面开始从晶圆带上剥离，直到管芯与晶圆带分离以附接到产品基板上为止。即，通过减小管芯与晶圆带之间的粘合力，并且增加管芯与产品基板之间的粘合力，可以转移管芯。
[0022]转移机器可以固定产品基板，以接收例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种方法，包括：确定设置在转移头中的一根或多根冲击丝、第一基板上的一个或多个半导体器件管芯以及第二基板上的一个或多个转移位置的位置；确定所述第二基板上是否存在使至少一根冲击丝、至少一个半导体器件管芯和至少一个转移位置在阈值公差内对准的至少两个位置；以及通过至少两根冲击丝至少部分地基于确定存在使至少一根冲击丝、至少一个半导体器件管芯和至少一个转移位置在所述阈值公差内对准的至少两个位置来将至少两个半导体器件管芯从晶圆带转移到产品基板上的至少两个转移位置。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述转移头是点矩阵转移头。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一基板是晶圆带。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二基板是其上具有一个或多个电路迹线的电路基板，并且其中，确定所述一个或多个转移位置的所述位置包括：确定沿着设置在所述电路基板上的所述一个或多个电路迹线的所述一个或多个转移位置的所述位置。5.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述一根或多根冲击丝、所述一个或多个半导体器件管芯以及所述一个或多个转移位置的所述位置包括：确定所述一根或多根冲击丝、所述一个或多个半导体器件管芯以及所述一个或多个转移位置相对于彼此的位置。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法进一步包括：至少部分地基于确定所述至少两根冲击丝、所述至少两个半导体器件管芯和所述至少两个转移位置在所述阈值公差以下对准来调整所述一根或多根冲击丝、所述一个或多个半导体器件管芯或所述一个或多个电路迹线中的至少一者的所述位置。7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述方法进一步包括：确定所述调整是否包括高于或低于预定距离阈值的调整距离；至少部分地基于确定所述调整距离低于预定距离阈值来完成对第一移动轴的所述调整；以及至少部分地基于确定所述调整距离高于预定距离阈值来完成对第二移动轴的所述调整，其中，所述第一移动轴以第一行进速率完成所述调整，所述第二移动轴以第二行进速率完成所述调整，并且所述第二行进速率大于所述第一行进速率。8.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述至少两个半导体器件管芯从所述第一基板转移到所述至少两个转移位置包括：致动所述至少两根冲击丝以便向下按压所述半导体器件管芯，使得所述至少两个半导体器件管芯从所述第一基板分离并且附接到所述第二基板上的所述至少两个转移位置。9.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述至少两个半导体器件管芯从所述第一基板转移到所述至少两个转移位置包括：致动在所述阈值公差内与相应半导体器件管芯和转移位置对准的所述一根或多根冲击丝中的所有冲击丝。10.一种用于执行半导体器件管芯从第一基板到第二基板上的转移位置的直接转移的装置，所述装置包括：一个或多个处理器；以及
一个或多个存储有指令的计算机可读介质，所述指令在由所述一个或多个处理器执行时促使所述一个或多个处理器执行包括以下的操作：确定多根冲击丝、多个半导体器件管芯以及多个转移位置的位置；确定所述多根冲击丝、所述多个半导体器件管芯以及所述多个转移位置中的每一者中的两个或更多个是否在阈值公差内对准；至少部分地基于确定两根或更多根冲击丝、两个或更多个半导体器件管芯以及两个或更多个转移位置在所述阈值公差以下对准来调整所述多根冲击丝、所述多个半导体器件管芯或所述多个转移位置中的至少一者的所述位置；以及至少部分地基于完成调整所述多根冲击丝、所述多个半导体器件管芯或所述多个电路迹线的所述位置来致动所述两根或更多根冲击丝，使得所述两根...

【专利技术属性】
技术研发人员：C，
申请(专利权)人：罗茵尼公司，
类型：发明
国别省市：