具有高生产率的批量转移工具制造技术

描述了用于微型器件阵列的高密度转移的批量转移工具和方法。在一个实施方案中，批量转移工具包括与主平移轨道联接的多个铰接式转移头组件，其中每个铰接式转移头组件能够沿着该主平移轨道在供体衬底台与接收衬底台之间平移。间平移。间平移。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有高生产率的批量转移工具

技术介绍


[0001]本文所述的实施方案涉及用于转移微型器件的系统和方法。
[0002]
技术介绍

[0003]集成和封装问题是微型器件商业化的主要障碍之一，这些微型器件为诸如射频(RF)微机电系统(MEMS)微型开关、发光二极管(LED)、MEMS或基于石英的振荡器。
[0004]用于转移器件的传统技术诸如“直接印刷”和“转移印刷”包括通过晶圆键合从转移晶圆转移到接收晶圆。在直接印刷和转移印刷技术的传统和变化形式中，在将器件键合到接收晶圆上之后，将转移晶圆与器件解键合。此外，在该转移过程中涉及具有器件阵列的整个转移晶圆。
[0005]在一种工艺变化形式中，使用包括静电转移头阵列的转移工具来拾取微型器件阵列并将其从载体(供体)衬底转移到接收衬底。在此类具体实施中，转移头根据静电夹持器的原理进行操作，使用相反电荷的吸引来拾取微型器件。在特定具体实施中，已建议使用静电转移头阵列，以用微型LED器件阵列填充显示器背板，其中执行顺序拾取和放置转移操作，以用来自不同供体衬底的多个不同彩色发射微型LED填充显示器背板。工具的循环时间由从一次拾取到下一次拾取的平均时间确定，包括用于检查、维护等的任何停机时间。

技术实现思路

[0006]描述了用于微型器件阵列的高密度转移的批量转移工具和方法。根据实施方案，可通过结合多个铰接式转移头组件和多个转移通道的各种组合来提高工具吞吐量，所述多个转移通道可具有多种构型，包括线性构型、环形构型以及它们的组合。
[0007]在一个实施方案中，批量转移工具(MTT)包括接收衬底台、供体衬底台、主平移轨道和与主平移轨道联接的多个铰接式转移头组件。每个铰接式转移头组件可以能够沿着主平移轨道在供体衬底台与接收衬底台之间平移。各种附加子系统或站可沿主平移轨道定位，或可定位到主平移轨道，诸如清洁站、微型拾取阵列(MPA)装载站、检查站等。
[0008]在一个实施方案中，MTT包括多个子系统，这些子系统包括供体衬底台、放置前检查站、接收衬底台和放置后检查站。MTT可另外包括一个或多个铰接式转移头组件和运动系统，该运动系统用以将一个或多个铰接式转移头组件以环路顺序定位在多个子系统上。同样，可集成附加的子系统，诸如清洁站或MPA装载站。各种子系统也可以组合到单个站中。
附图说明
[0009]图1A至图1B是根据实施方案的批量转移工具组件的示意图。
[0010]图2是根据实施方案的安装到铰接式转移头组件上的微型拾取阵列和枢转安装件的等距视图。
[0011]图3是根据实施方案的批量转移工具组件的示意性顶视图。
[0012]图4A是根据实施方案的由微型拾取阵列装载站的环形支撑结构支撑的微型拾取阵列的示意性俯视图。
[0013]图4B是根据实施方案的由微型拾取阵列装载站的多个支撑结构支撑的微型拾取阵列的示意性俯视图。
[0014]图4C是根据实施方案的由一个或多个支撑结构支撑的微型拾取阵列的示意性横截面侧视图。
[0015]图5是根据实施方案的利用多个铰接式转移头组件转移多组LED的顺序的处理流程。
[0016]图6A至图6D是根据实施方案的利用多个铰接式转移头组件转移多组LED的顺序的示意性横截面侧视图。
[0017]图7是示出根据实施方案的为了提高吞吐量而添加多个铰接式转移头组件和转移通道的图示。
[0018]图8是根据实施方案的包括布置在环路架构中的多个子系统的MTT的示意性俯视图。
[0019]图9是根据实施方案的包括多个臂的MTT的示意性俯视图，所述多个臂可定位在布置成环路架构的多个子系统上。
具体实施方式
[0020]实施方案描述了批量转移工具(MTT)组件和操作方法，其能够利用多个铰接式转移头组件从一个或多个供体衬底拾取高密度的微型器件并将微型器件组放置到一个或多个接收衬底上。根据实施方案，可通过结合多个铰接式转移头组件和多个转移通道的各种组合来提高工具吞吐量。
[0021]在一个实施方案中，每个铰接式转移头组件承载微型拾取阵列(MPA)，根据MPA的尺寸和接收衬底的规格，该微型拾取阵列可包括数千个单独的转移头。根据实施方案的转移头可被设计成用于各种操作模式。例如，转移头可包括用于拾取和放置的弹性体接触表面，包括真空孔，或根据静电原理操作，以便产生更高的夹持压力和减小的尺寸。转移头可包括台面结构，以为转移头提供局部接触点。静电转移头可以是单极的或多极的(例如，双极等)。例如，在目标衬底(例如供体、接收、显示器)未保持在参考电压的情况下，可利用多极转移头来减轻残余电荷累积或提供电荷差。
[0022]在以下描述中，具体参考用于转移微型发光二极管(LED)的工具和方法来描述各种实施方案。应当理解，MTT和顺序也可应用于其他应用，以提高器件群，特别是微型器件的吞吐量。如本文所用，术语“微型”器件或“微型”LED可以指根据实施方案的某些器件或结构的描述性尺寸。如本文所用，术语“微型”是指1μm至300μm的尺度。例如，每个微型器件可具有1μm至300μm、1μm至100μm或更小的最大长度或宽度。在一些实施方案中，微型LED可具有20μm、10μm或5μm的最大长度和宽度。然而，应当理解，本专利技术的实施方案未必受此限制，实施方案的特定方面可以适用于更大和可能更小的尺度。
[0023]在一个方面，实施方案描述了一种MTT，其中多个铰接式转移头组件以固定间距附接到同一个主平移轨道或滑架，所述固定间距可以是母衬底(例如显示器玻璃)上的最终产品间距的倍数。在此类实施方案中，铰接式转移头组件可从相同或不同供体衬底(例如uLED
供体)按顺序拾取，在检查站上按顺序扫描，并且按顺序或同时放置到母衬底的不同区域上或不同的接收衬底上。这会增加工具的循环时间，但也将通过减小进行多次转移所需的总行进距离来提高工具的吞吐量。在另一个方面，可在MTT中安装多个供体衬底保持器。每个供体衬底保持器可具有在x、y和θ(旋转)方向上移动的能力。这将允许多个铰接式转移头组件同时拾取，这可减少工具的非生产性时间并减少工具的循环时间。例如，供体衬底台可以是能够调节的，以用于不同供体衬底的粗略对准，而每个铰接式转移头组件进一步能够在六个运动度上调节，以用于精细对准。在一个实施方案中，第一组铰接式转移头组件附接到与主平移轨道联接的第一滑架，并且第二组铰接式转移头组件附接到与主平移轨道联接的第二滑架。使用单独的滑架可减小供体衬底保持器中的一者所需的运动自由度。为了减少循环时间和行进距离，进一步扩展是使工具仅填充接收衬底的一半(最接近供体衬底的一半)。一旦第一半完成，可将接收衬底旋转并带回至相同或不同的工具以处理另一半。
[0024]根据实施方案，可安装一个或多个配重，其以与铰接式转移头组件相反的运动移动。可对运动轨迹进行匹配，使得来自配重的惯性抵消来自铰接式转移头组件(连同附接的保持器、马达和轴承，以及任何其他运动子系统，诸如复检相机)的惯性。此类配置可减少调节时间(工具达到位本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种批量转移工具，包括：接收衬底台；供体衬底台；主平移轨道；和多个铰接式转移头组件，所述多个铰接式转移头组件与所述主平移轨道联接，每个铰接式转移头组件能够沿着所述主平移轨道在所述供体衬底台与所述接收衬底台之间平移。2.根据权利要求1所述的批量转移工具，其中每个铰接式转移头组件能够在六个运动度上调节。3.根据权利要求2所述的批量转移工具，其中所述多个铰接式转移头组件包括附接到与所述主平移轨道联接的第一滑架的第一铰接式转移头组件集合，以及附接到与所述主平移轨道联接的第二滑架的第二铰接式转移头组件集合。4.根据权利要求1所述的批量转移工具，还包括供体衬底台平移轨道，其中所述供体衬底台能够沿着所述供体衬底台平移轨道在与所述主平移轨道直接重叠的可操作位置与远离所述主平移轨道的不可操作位置之间平移。5.根据权利要求4所述的批量转移工具，还包括第二供体衬底台平移轨道，其中第二供体衬底台能够沿着所述第二供体衬底台平移轨道在与所述主平移轨道直接重叠的第二可操作位置与远离所述主平移轨道的第二不可操作位置之间平移，并且所述第二供体衬底台能够在至少两个运动度上调节。6.根据权利要求5所述的批量转移工具，其中所述至少两个运动度中的一个运动度平行于所述主平移轨道的纵向轴线。7.根据权利要求4所述的批量转移工具，还包括清洁站平移轨道，其中清洁站能够沿着所述清洁站平移轨道在与所述主平移轨道直接重叠的清洁位置与远离所述主平移轨道的非清洁位置之间平移。8.根据权利要求4所述的批量转移工具，还包括装载站平移轨道，其中微型拾取阵列(MPA)装载站能够沿着所述装载站平移轨道在与所述主平移轨道直接重叠的装载位置与远离所述主平移轨道的非装载位置之间平移。9.根据权利要求8所述的批量转移工具，其中所述MPA装载站包括多个支撑结构，所述多个支撑结构能够相对于所述MPA装载站的基座结构升高。10.根据权利要求1所述的批量转移工具，还包...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：发明
国别省市：