用于制造电子器件的转移装配制造技术

本发明专利技术公开了一种用于装配器件的方法。该方法包括将功能元件放置在形成在模板衬底中的第一开口内，并将功能元件转移到其中形成有第二开口的器件衬底上，其中功能元件被保持在第二开口内，并附着到耦合到器件衬底的粘附膜。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般地涉及以沉积在各种衬底的小功能元件来制作电子器件的领域，以及涉及包括这些电子器件的装置。
技术介绍
为了制作许多电子器件，如显示器或射频识别(RFID)标签，需要将诸如集成电路芯片之类的功能元件分布在大面积的衬底上。这些器件的制造正朝着卷轴式(roll-to-roll)处理的趋势前进。许多情况下，衬底面积的大部分并不包含有源电路或功能元件，而功能元件只占据了衬底的有源面积的很小一部分。一般使用拾取-放置或流控自装配工艺将功能元件沉积到衬底中。这些工艺一般是昂贵的。由于功能元件在衬底上相对稀少的数量，将功能元件装配在不同衬底中然后转移到用于器件的衬底上可能是有利的。
技术实现思路
本专利技术的实施例涉及将沉积在模板衬底中的功能元件转移到器件衬底上的方法。在一个方面，一种示例性转移方法包括从第二衬底上取出至少一个功能元件，并将该功能模块转移到第一衬底上。第一衬底包括沉积在第一衬底顶部的粘附层和至少一个开口。功能元件被从第二衬底转移到开口中，并附着所述胶粘剂而被保持在开口中。该方法还包括形成到功能元件的互连。在另一个方面，另一种示例性方法类似于上述方法，但是粘附层也充当介电层。在另一个方面，该方法类似于上述方法，但是还在粘附层中创建过孔以建立到功能元件的电连接。在另一个方面，一种示例性方法包括使用FSA沉积多个功能元件到第二衬底中。功能元件以密集封装阵列形式排列，并且从阵列中选择至少一个功能模块，并将其转移到第一衬底上。第二衬底选自由以下各项组成的组硅晶片、塑料膜、玻璃薄片或包括这些材料的多层膜。本专利技术的另一个方面涉及用于形成电子装配件的示例性系统。一种示例性系统包括包含转移机构的第一转移装配站、支持具有至少一个切透的开口的第一衬底的第一卷材线、支持包括封装在其中的功能元件阵列的第二衬底的第二卷材线和对齐第一卷材线与第二卷材线从而使开口与一个功能元件对齐的定位站。转移机构被配置为将功能元件转移到第一衬底。转移机构包括转移头，其可以是可膨胀气囊、顶针或具有突起的成形板。在另一个方面，另一种示例性系统还包括处理站，其使用热、化学、光或辐射中的一种方式来激活沉积在第一衬底上的胶粘剂材料，从而使至少一个功能元件能够被从第二衬底转移到第一衬底的开口中。该系统还可以包括用于保持第二衬底的X-Y对齐台。在另一个方面，一种用于装配器件的示例性方法包括将多个功能元件放置在形成在第一衬底中的相应多个第一开口内，并且只将多个功能元件中的一部分转移到具有至少一个第二开口的第二衬底上。在另一个方面，将多个功能元件放置在相应多个第一开口内的操作是经由流体自装配工艺来实现的。包含功能元件的悬浮液被生成并分散在第一衬底上，并且功能元件被布置到第一开口中。仅仅将多个功能元件中的一部分转移到第二衬底的操作包括防止至少一个功能元件被转移到第二衬底。在另一个方面，该方法还包括将第一衬底与第二衬底对齐从而仅仅使该一部分被转移。在另一个方面，该方法还包括至少两次转移。第一转移发生在第一时间，并且其中该方法还包括将多个功能元件的另外一部分从第一衬底再次转移到第二衬底。这些示例性方法得到了这样的电子装配件，其中在一个示例性实施例中，功能元件附着粘附膜而被保持在形成在器件衬底中的开口内，其中粘附膜层叠到器件衬底。功能元件首先被沉积在模板衬底中，然后被转移到器件衬底。附图说明图1图示了可以是卷材衬底(例如卷轴式处理系统)的穿孔衬底的示例。图2图示了其上沉积有粘附层的穿孔衬底(例如卷材衬底)的示例。图3图示了例如使用流控自装配(FSA)工艺在其中沉积有功能元件的可重复使用衬底。图4图示了将至少一个功能元件从可重复使用衬底转移的示例性实施例(例如，只是将一部分元件从一个衬底转移到另一个衬底)。图5图示了至少一个功能元件已被转移到图1-2中所示的穿孔卷材衬底的示例性实施例。图6图示了被转移到穿孔卷材衬底的多个功能元件中的一部分。图7-13图示了创建到功能元件的电接触的示例性实施例。图14图示了装配功能元件到穿孔卷材衬底的卷材站的示例性方案。图15图示了装配功能元件到穿孔卷材衬底的卷材站的另一个示例性方案。图16-17图示了将功能元件从可重复使用衬底转移到另一个衬底的另一个示例性实施例。具体实施例方式在某些类型的集成电路制作和应用中，将集成电路元件形成在密集封装阵列中，然后将这些元件转移到另一表面上是有利的，在另一表面上间距和密度可以完全不同于密集封装阵列中的间距和密度。例如，可以使用流控自装配(FSA)来将诸如集成电路元件之类的功能元件(例如，每个功能元件可以是一集成电路)放置在衬底中的受体位置处。如果功能元件是射频识别标签中的控制元件，则为了使其正确工作每个功能元件必须电连接到天线元件。在一个实施例中，每个功能元件在一侧上小于1毫米，而天线元件的面积为好几个平方厘米。可以在衬底上执行FSA从而使在一个面积为好几个平方厘米的卷材区域上沉积一个功能元件，然后在该卷材上形成天线。然而，这种工艺可能缓慢、效率低下、价格昂贵，使得FSA工艺成为速率受限的步骤。本专利技术的某些实施例涉及改进工艺，其包括使用FSA将功能元件放置在面积近似为1平方厘米的区域中，并在接收卷材上提供电接触焊盘。这种被称为带式的更小装配件随后被切单，并附着到天线，天线的面积为好几个平方厘米。在专利申请序列号09/872,985(现在的美国专利6,606,247)中描述了带式装配件，这里通过引用并入其内容。在一个实施例中，我们执行FSA以创建功能元件的密集封装阵列，其中所述功能元件被放置在第二衬底上间距非常近的受体中。每个功能元件可以是形成在半导体衬底中的集成电路，例如形成射频(RF)识别标签或“RFID”的一部分的集成电路(IC)。第二衬底可以是塑料膜或薄片，其也可以由昂贵的、可重复使用的、提供用于FSA的优越性能的材料(如硅晶片)来构造。然后，我们执行至少一个转移步骤，其将每个单独的功能元件转移到第一衬底上。在第一衬底中，功能元件的间距更大，并且其排列不同于第二衬底上初始密集封装阵列中的排列。第一衬底不必如同第二衬底那样，具有高质量并且昂贵以对于FSA是最优的(因而，第一衬底不必如同第二衬底那样贵)。转移工艺允许非常高效地使用FSA，来将小的集成电路元件装配在第二衬底中，然后高效地将其转移到第一衬底。第二衬底被优化来提供高效的FSA，而第一衬底被优化用于最后形成应用。第一衬底可以是包含IC元件的器件的衬底。这种工艺优于传统的拾取放置方法，在传统方法中由机器手转运单独的集成电路元件以将其放置在一个衬底上。另外，这些示例性实施例也允许并行处理多个功能元件(而不是拾取放置中的串行方法)，并且可以高效地转运范围从一边10微米到一边10毫米的功能元件。该工艺应当能够将现有FSA制造工艺线的产量提高多达一个数量级。在一个实施例中，以两步工艺将功能元件沉积在衬底上首先，使用FSA将功能元件(例如模块)沉积在第二衬底中，然后，将模块从第二衬底转移出来以将模块沉积在第一衬底中。如上所述，第二衬底一般(但是不是在所有实施例中都必须如此)具有以密集封装阵列排列的功能元件。第一衬底具有以最终形式排列的功能元件，该最终形式实用于具体电子器件或应用(如RFID标签或电子显示器)。在图3中，功能元件102被装配本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于装配器件的方法，包括：将功能元件放置在形成在模板衬底中的第一开口内；以及将所述功能元件转移到其中形成有第二开口的器件衬底上，其中所述功能元件被保持在所述第二开口内，并附着到耦合到所述器件衬底的粘附膜。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：戈登SW克雷格，肯尼斯D司嚓兹，马克A哈德雷，保罗S德扎伊克，
申请(专利权)人：阿利安科技有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]