CN110073478B - 用于直接传送半导体器件的顺应针 - Google Patents

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Abstract

一种设备包括针和针致动器，所述针致动器用于将所述针移动到所述针将可电致动元件按压到与电路迹线接触的位置。当所述针将所述可电致动元件按压到与所述电路迹线接触时，与所述针和所述针致动器布置在一起的抑制器抑制施加到所述可电致动元件的力。

Description

用于直接传送半导体器件的顺应针
与相关专利申请有关的交叉引用
本申请是2016年11月3日提交的标题为“Compliant Needle for DirectTransfer of Semiconductor Devices(用于直接传送半导体器件的顺应针)”的美国专利申请号15/343,055的继续并且要求所述专利申请的优先权，所述专利申请通过引用整体并入本文。
背景技术
半导体器件是利用半导体材料诸如硅树脂、锗、砷化镓等的电气部件。半导体器件通常被制造为单个分立器件或集成电路(IC)。单个分立器件的实例包括可电致动的元件，诸如发光二极管(LED)、二极管、晶体管、电阻器、电容器、熔丝等。
半导体器件的制作通常涉及具有无数步骤的复杂制造工艺。制作的最终产品是“封装的”半导体器件。修饰语“封装的”是指构建到最终产品中的外壳和保护特征，以及使得能够将封装中的器件并入最终电路中的接口。
半导体器件的传统制作工艺从处理半导体晶片开始。将晶片切割成多个“未封装的”半导体器件。修饰语“未封装的”是指不具有保护特征的未封闭的半导体器件。在本文中，未封装的半导体器件可称为半导体器件管芯，或者为了简单起见仅称为“管芯”。可切割单个半导体晶片以产生各种尺寸的管芯，以便从半导体晶片形成超过100,000个或甚至1,000,000个管芯(取决于半导体的起始尺寸)，并且每个管芯具有一定的质量。然后通过以下简要讨论的传统制作工艺“封装”未封装的管芯。晶片处理与封装之间的动作可称为“管芯制备”。
在一些实例中，管芯制备可包括通过“拾取和放置过程”对管芯进行分类，由此将切割的管芯单独拾取并分类成箱。分类可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。
通常，封装涉及将管芯安装到塑料或陶瓷包装(例如，模具或外壳)中。封装还包括将管芯触点连接到引脚/引线，以便与最终电路系统接口连接/互连。通常通过密封管芯以保护其免受环境(例如，灰尘、温度和/或湿气)的影响来完成半导体器件的封装。
然后，产品制造商将封装的半导体器件放置在产品电路系统中。由于封装，器件已准备好“插入”到正在制造的产品的电路组件中。另外，虽然器件的封装保护它们免受可能劣化或破坏器件的元件的影响，但封装的器件固有地大于在包装内发现的管芯(例如，在一些情况下，厚度大了约10倍并且面积大10倍，从而导致体积大100倍)。因此，所得到的电路组件不能比半导体器件的封装更薄。
附图说明
参照附图来阐述具体实施方式。在附图中，参考数字中最左侧的数字标识首次出现所述参考数字的图。在不同的附图中使用相同的参考数字来指示类似或相同的物件。此外，附图可被视为提供各个图中各个部件的相对尺寸的近似描绘。然而，附图未按比例绘制，并且各个图内以及不同图之间的各个部件的相对尺寸可与所描绘的不同。具体地，一些图可将部件描绘为特定的尺寸或形状，而其他图为了清楚起见可以更大的比例或者不同的形状来描绘相同的部件。
图1示出了传送设备的实施例的等距视图。
图2A表示处于预传送位置的传送设备的实施例的示意图。
图2B表示处于传送位置的传送设备的实施例的示意图。
图3示出了传送机构的针的端部的形状轮廓的实施例。
图4示出了针致动行程曲线的实施例。
图5示出了其上具有电路迹线的产品衬底的实施例的平面图。
图6示出了管芯传送系统的元件的实施例的示意图。
图7示出了机器硬件与管芯传送系统的控制器之间的电路系统路径的实施例的示意图。
图8示出了根据本申请的实施例的管芯传送过程的方法。
图9示出了根据本申请的实施例的管芯传送操作的方法。
图10示出了实现输送机系统的直接传送设备和过程的实施例。
图11A示出了处于预传送位置的传送设备的另一个实施例的示意图。
图11B示出了图11A中的实施例的产品衬底输送机构传送后操作的示意性俯视图。
图12示出了处于预传送位置的传送设备的另一个实施例的示意图。
图13示出了处于预传送位置的传送设备的另一个实施例的示意图。
图14A表示处于图2A所示的预传送位置的传送设备的另一个实施例的示意图。
图14B表示处于图2B所示的传送位置的图14A所示的传送设备的实施例的示意图。
图15表示处于预传送位置的传送机构的实施例的截面图以及处于传送位置的传送机构的实施例的截面图。
图16描绘了夹具的实施例的顶部透视图和夹具的实施例的底部透视图。
图17表示针的实施例的顶部透视图和针的实施例的底部透视图。
具体实施方式
本公开涉及一种将半导体器件管芯直接传送和附着到电路的机器并且涉及用于实现将半导体器件管芯直接传送和附着到电路的过程，以及将管芯附着到其上(作为输出产品)的电路。在一些实例中，所述机器用于将未封装的管芯直接从诸如“晶片带”的衬底传送到诸如电路衬底的产品衬底。与通过常规手段生产的类似产品相比，未封装的管芯的直接传送可显著降低最终产品的厚度，以及制造产品衬底的时间量和/或成本。
出于本说明书的目的，术语“衬底”是指在其上或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，而不管完成状态如何。因此，产品衬底是指为了期望的输出，在其上或对其发生过程或动作的任何物质。
在一个实施例中，例如，机器可紧固产品衬底以便接收从晶片带传送的“未封装的”管芯，诸如LED。为了减小使用管芯的产品的尺寸，管芯非常小且薄，例如，管芯可以是约50微米厚。由于管芯的尺寸相对较小，机器包括用于将承载管芯的晶片带与产品衬底精确地对准以确保准确放置和/或避免产品材料浪费的部件。在一些实例中，使产品衬底与晶片带上的管芯对准的部件可包括一组框架，在所述一组框架中，晶片带和产品衬底分别被紧固并且被单独地输送到对准位置，使得晶片带上的特定管芯被传送到产品衬底上的特定点。
输送产品衬底的框架可在各个方向上行进，包括水平方向和/或竖直方向，或甚至允许传送到弯曲表面的方向。输送晶片带的框架也可在各个方向上行进。齿轮、导轨、马达和/或其他元件的系统可用于紧固和输送分别承载产品衬底和晶片带的框架，以使产品衬底与晶片带对准，以便将管芯放置在产品衬底的正确位置上。每个框架系统也可移动到提取位置，以便在传送过程完成时有利于提取晶片带和产品衬底。
在一些实例中，机器还可包括传送机构，用于将管芯直接从晶片带传送到产品衬底而无需“封装”管芯。传送机构可竖直地设置在晶片带上方，以便通过晶片带朝向产品衬底向下按压管芯。这种向下按压管芯的过程可能导致管芯从晶片带脱落，所述过程从管芯的侧面开始，直到管芯与晶片带分离而附连到产品衬底。也就是说，通过降低管芯与晶片带之间的粘附力，并增加管芯与产品衬底之间的粘附力，可传送管芯。
在一些实施例中，传送机构可包括可相对于晶片带循环地致动以便从顶侧推动晶片带的细长杆，诸如销或针。针的尺寸可被设定为不宽于正被传送的管芯的宽度。尽管在其他实例中，针的宽度可更宽，或任何其他尺寸。当针的端部接触晶片带时，晶片带可能在管芯与晶片带之间的区域处经历局部偏转。由于偏转是高度局部化和快速执行的，因此晶片带的不接收来自针的压力的部分可能开始远离管芯的表面挠曲。因此，这种部分分离可能导致管芯与晶片带失去足够的接触，从而从晶片带上释放。此外，在一些实例中，晶片带的偏转可以是如此之小，以致于管芯的整个表面区域维持与晶片带接触，同时仍然导致管芯的相对表面延伸超出相邻管芯的对应表面的延伸平面，以避免相邻管芯的无意传送。
可替代地或另外，机器还可包括固定机构，用于将分离的“未封装的”管芯附着到产品衬底。在一些实例中，产品衬底可具有位于其上的电路迹线，管芯被传送和附着到所述电路迹线。固定机构可包括发射能量的装置(诸如激光器)，以熔化/软化产品衬底上的电路迹线的材料。此外，在一些实例中，可使用激光器来激活/硬化电路迹线的材料。因此，可在管芯与电路迹线的材料接触之前和/或之后致动固定机构。因此，在致动传送机构以便将管芯释放到产品衬底上时，也可激活能量发射装置，以使迹线材料准备好接收管芯。能量发射装置的激活可进一步增强管芯从晶片带的释放和捕获，从而开始在产品衬底上形成半导体产品。
直接传送设备的第一示例实施例
图1示出了可用于将未封装的半导体部件(或“管芯”)从晶片带直接传送到产品衬底的设备100的实施例。晶片带在本文中也可称为半导体器件管芯衬底，或简称为管芯衬底。设备100可包括产品衬底输送机构102和晶片带输送机构104。产品衬底输送机构102和晶片带输送机构104中的每一个可包括框架系统或其他手段，用于将要输送的相应衬底相对于彼此紧固到期望的对准位置。设备100还可包括传送机构106，如图所示，所述传送机构可竖直地设置在晶片带输送机构104上方。在一些实例中，传送机构106可定位成几乎接触晶片衬底。另外，设备100可包括固定机构108。固定机构108可竖直地设置在产品衬底输送机构102下方、在传送位置处与传送机构106对准，在所述传送位置处，管芯可被放置在产品衬底上。如以下所讨论的，图2A和图2B示出了设备100的示例细节。
由于图2A和图2B描绘了传送操作的不同阶段，同时参考设备200的相同元件和特征，因此除非有明确指出，否则以下对具体特征的讨论可互换地指代图2A和图2B中的任一个或两个。具体地，图2A和图2B示出了设备200的实施例，其包括产品衬底输送机构202、晶片带输送机构204、传送机构206和固定机构208。产品衬底输送机构202可与晶片带输送机构204相邻设置。例如，如所示出的，产品衬底输送机构202可沿基本上水平的方向延伸并且可竖直地设置在晶片带输送机构204下方，以便利用重力在传送过程中可能产生的任何影响。可替代地，产品衬底输送机构202可被定向成横向于水平面延伸。
在传送操作期间，输送机构202、204可定位成使得由产品衬底输送机构202承载的产品衬底的表面与由晶片带输送机构204承载的晶片带的表面之间的空间可大于或小于1mm，这取决于设备200的各种其他方面，包括部件在传送操作期间发生的偏转量，如下文所描述的。在一些实例中，与输送机构202、204的支撑结构相比，晶片带和产品衬底的相应相对表面可能是最突出的结构。也就是说，为了避免可移动零件(例如，输送机构202、204)可能导致的机器的部件与其上的产品之间的碰撞，晶片带与产品衬底的相应表面之间的距离可小于所述表面中的任何一个与任何其他相对结构部件之间的距离。
如所描绘的，并且在一些实例中，传送机构206可竖直地设置在晶片带输送机构204上方，并且固定机构208可竖直地设置在产品衬底输送机构202下方。可以设想，在一些实施例中，传送机构206和固定机构208中的一个或两个可定向在与图2A和图2B所示的位置不同的位置。例如，传送机构206可设置成相对于水平面以锐角延伸。在另一个实施例中，固定机构208可定向成在传送过程期间从与传送机构206相同的致动方向发射能量，或者可替代地，从固定机构208能够参与传送过程的任何取向和位置发射能量。
产品衬底输送机构202可用于紧固产品衬底210。在本文中，术语“产品衬底”可包括但不限于：晶片带(例如，用于将管芯预先分类并创建分类的管芯板以供将来使用)；形成为板或其他非平面形状的纸质或聚合物衬底，其中所述聚合物(半透明的或其他的)可选自任何合适的聚合物，包括但不限于硅树脂、丙烯酸、聚酯、聚碳酸酯等；电路板(诸如印刷电路板(PCB))；串或线电路，其可包括一对平行延伸的导电线或“线”；以及棉、尼龙、人造丝、皮革等布料。产品衬底的材料选择可包括耐用材料、柔性材料、刚性材料以及使得传送过程成功并维持适用于产品衬底的最终用途的其他材料。产品衬底210可单独地或至少部分地由导电材料形成，使得产品衬底210用作用于形成产品的导电电路。潜在类型的产品衬底还可包括诸如玻璃瓶、车窗或玻璃板的物件。
在如图2A和图2B所描绘的实施例中，产品衬底210可包括设置在其上的电路迹线212。如所描绘的，电路迹线212可包括由迹线间隔或间隙间隔开的一对相邻迹线，以便适应正被传送的管芯上的电接触端子(未示出)之间的距离。因此，可根据正被传送的管芯的尺寸来设定电路迹线212的相邻迹线之间的迹线间隔或间隙的尺寸，以确保管芯的适当连接和后续激活。例如，电路迹线212的迹线间隔或间隙可在约75至200微米、约100至175微米、或约125至150微米的范围内。
电路迹线212可由通过丝网印刷、喷墨印刷、激光印刷、手动印刷或其他印刷手段设置的导电油墨形成。此外，电路迹线212可以是预固化的、半干的或干的，以提供附加的稳定性，同时仍然可激活用于管芯导电的目的。湿的导电油墨也可用于形成电路迹线212，或湿和干油墨的组合可用于电路迹线212。可替代地或另外，电路迹线212可预先形成为引线迹线，或光刻，或者从形成电路图案的熔融材料预先形成，并且随后粘附、嵌入或以其他方式紧固到产品衬底210。
电路迹线212的材料可包括但不限于银、铜、金、碳、导电聚合物等。在一些实例中，电路迹线212可包括涂敷银的铜颗粒。电路迹线212的厚度可根据所使用的材料的类型、预期的功能和实现这种功能的适当强度或灵活性、能量容量、LED的尺寸等而变化。例如，电路迹线的厚度可在约5微米至20微米、约7微米至15微米、或约10微米至12微米的范围内。
因此，在一个非限制性实例中，产品衬底210可以是柔性的半透明聚酯板，其具有使用银基导电油墨材料丝网印刷在其上的期望电路图案，以形成电路迹线212。
产品衬底输送机构202可包括用于紧固产品衬底保持器框架216的产品衬底输送机框架214。产品衬底保持器框架216的结构可根据正在使用的产品衬底的类型和特性(例如，形状、尺寸、弹性等)而显著变化。由于产品衬底210可以是柔性材料，因此产品衬底210可在张力下保持在产品衬底保持器框架216中，以便产生更具刚性的表面，下文讨论的传送操作在所述表面上执行。在以上实例中，由产品衬底210中的张力产生的硬度可在传送部件时增加放置准确性。
在一些实例中，将耐用或更具刚性的材料用于产品衬底210，自然地提供了坚固的表面以用于元件放置准确性。相反，当允许产品衬底210下垂时，可能在产品衬底210中形成褶皱和/或其他不连续性并且干扰电路迹线212的预设图案达到传送操作可能不成功的程度。
虽然保持产品衬底210的手段可能会有很大变化，但图2A示出了产品衬底保持器框架216的实施例，其包括具有凹形形状的第一部分216a以及具有形状上与凹形形状对应的相反凸形形状的第二部分216b。在所描绘的实例中，通过将产品衬底210的外周边插入在第一部分216a与第二部分216b之间从而紧紧地夹持产品衬底210来产生用于产品衬底210的张力。
产品衬底输送机框架214可在至少三个方向(水平面中的两个方向以及竖直方向)上进行输送。可通过马达、轨道和齿轮(这些均未示出)的系统来实现输送。这样，可将产品衬底张紧器框架216输送到并保持在特定位置，如由设备200的用户指示和/或编程和控制的。
晶片带输送机构204可实现为紧固其上具有管芯220(即，半导体器件管芯)的晶片带218。晶片带218可在多个方向上输送到特定的传送位置，以便通过晶片带输送机框架222进行传送操作。类似于产品衬底输送机框架214，晶片带输送机框架222可包括马达、轨道和齿轮(这些均未示出)的系统。
用于传送的未封装的半导体管芯220可非常小。实际上，管芯220的高度可在12.5至200微米、或25至100微米、或50至约80微米的范围内。
由于管芯的微小尺寸，因此当晶片带218已经被输送到适当的传送位置时，晶片带218与产品衬底210之间的间隙间隔可在例如约0.25mm至1.50mm、或约0.50mm至1.25mm、或约0.75mm至1.00mm的范围内。最小间隙间隔可取决于包括以下各项的因素：正被传送的管芯的厚度、所涉及的晶片带的刚性、提供管芯的充分捕获和释放所需的晶片带的偏转量、相邻管芯的接近度等。当晶片带218与产品衬底210之间的距离减小时，由于传送操作的循环时间减少(本文中进一步讨论)，传送操作的速度也可能降低。因此，传送操作的持续时间的这种减少可增加管芯传送的速率。例如，管芯传送速率可在每秒放置约6-20个管芯的范围内。
此外，晶片带输送机框架222可紧固晶片带保持器框架224，所述晶片带保持器框架可在张力下拉伸并保持晶片带218。如图2A所示，可通过将晶片带218的周边夹持在晶片保持器框架224的相邻部件之间而将晶片带218紧固在晶片带保持器框架224中。这种夹持有助于维持晶片带218的张力和拉伸特性，从而提高传送操作的成功率。考虑到可用的不同类型/品牌/质量的晶片带的不同特性，可基于在传送过程期间始终保持在期望张力下的能力来选择要使用的特定晶片带。在一些实例中，针致动性能曲线(下文中进一步讨论)可根据晶片带218的张力而改变。
用于晶片带218的材料可包括具有弹性特性的材料，例如橡胶或硅树脂。此外，由于环境温度和晶片带218本身可能在传送过程期间对晶片带218造成潜在的损坏，因此具有耐温度波动特性的材料可能是有利的。另外，在一些实例中，可略微拉伸晶片带218，以便在各个管芯220之间产生间距或间隙，以有助于传送操作。晶片带218的表面可包括粘性物质，通过所述粘性物质，管芯220可以可移除地粘附到晶片带218。
晶片带218上的管芯220可包括这样的管芯：所述管芯从固体半导体晶片单独切割并且然后放置到晶片带218上以紧固管芯。在这种情况下，管芯可能已经被预先分类并明确地组织在晶片带218上，以便例如有助于传送操作。具体地，管芯220可顺序地布置成预期的传送到产品衬底210的次序。管芯220在晶片带218上的这种预先布置可减少否则将在产品衬底输送机构202与晶片带输送机构204之间发生的行进量。另外或可替代地，晶片带218上的管芯可已经预先分类以便仅包括具有基本上等同的性能特性的管芯。在这种情况下，可增加供应链的效率，并且因此，晶片带输送机构204的行进时间可减少到最小。
在一些实例中，用于管芯的材料可包括但不限于碳化硅、氮化镓、涂覆的氧化硅等。此外，蓝宝石或硅树脂也可用作管芯。另外，如以上指出的，“管芯”在本文中通常可以代表可电致动元件。
在一些实施例中，晶片带218可包括这样的管芯：所述管芯并未预先分类，而是通过简单地直接在晶片带上切割半导体，并且然后将管芯留在晶片带上而不进行“拾取和放置”，以便根据管芯的相应性能质量对管芯进行分类来形成。在这种情况下，可以映射晶片带上的管芯以描述不同质量管芯的确切相对位置。因此，在一些实例中，可能不必使用具有预先分类的管芯的晶片带。在这种情况下，对于每个顺序的传送操作，晶片带输送机构204在特定管芯之间移动的时间量和行进量可增加。这种情况可能部分地是由分散在半导体区域内的不同质量的管芯引起的，这意味着用于下一传送操作的特定质量的管芯可能不会与先前传送的管芯紧密相邻。因此，与包含基本上等同质量的管芯的晶片带218所必需的情况相比，晶片带输送机构204可使晶片带218移动得更远以便将特定质量的适当管芯对准以用于传送。
进一步关于晶片带218上的管芯220，在一些实例中，可与晶片带218一起提供管芯220的数据图。数据图可包括提供描述晶片带218上的每个管芯的特定质量和位置的信息的数字文件。可将数据图文件输入到与设备200通信的处理系统中，由此可对设备200进行控制/编程以便在晶片带218上寻找正确的管芯220以用于传送到产品衬底210。
通过传送机构206部分地执行传送操作，所述传送机构是用于帮助将管芯从晶片带218分离的管芯分离装置。传送机构206的致动可致使一个或多个管芯220从晶片带218释放并且由产品衬底210捕获。在一些实例中，传送机构206可通过将细长杆、诸如销或针226抵靠管芯220压入晶片带218的顶部表面来操作。针226可连接到针致动器228。针致动器228可包括连接到针226的马达，以便在预定/编程的时间将针226朝向晶片带218驱动。
考虑到针226的功能，针226可包括足够耐用的材料以承受重复、快速、轻微的冲击，同时最小化冲击时对管芯220的潜在伤害。例如，针226可包括金属、陶瓷、塑料等。另外，针226的尖端可具有特定的形状轮廓，所述形状轮廓可能影响针重复地起作用的能力而不会频繁破坏尖端或损坏晶片带218或管芯220。以下关于图3更详细地讨论针的尖端的轮廓形状。
在传送操作中，针226可与管芯220对准，如图2A所描绘的，并且针致动器可使针226移动以便在管芯220对准在晶片带218的相对侧上的位置处推靠在晶片带218的相邻侧上，如图2B所描绘的。来自针226的压力可致使晶片带218偏转，从而使管芯220延伸到比非正被传送的相邻管芯220更靠近产品衬底226的位置。如以上指出的，偏转量可根据若干因素而变化，诸如管芯和电路迹线的厚度。例如，在管芯220为约50微米厚并且电路迹线212为约10微米厚的情况下，晶片带218的偏转量可为约75微米。因此，可通过针226来朝向产品衬底210按压管芯220达到管芯的电接触端子(未示出)能够与电路迹线212结合的程度，此时，传送操作继续进行到完成并且管芯220从晶片带218释放。
在传送过程可包括快速重复的一组步骤(包括压在管芯220上的针226的循环致动)的程度上，下文关于图8来详细描述所述过程的方法。此外，以下将关于图4更详细地讨论针226的致动的行程曲线(在传送过程的上下文中)。
回到图2A和图2B，在一些实例中，传送机构206还可包括针缩回支撑件230(也称为胡椒瓶)。在一个实施例中，支撑件230可包括具有中空空间的结构，针226可通过经由支撑件230的第一端中的开口232进入空间而被容纳在所述结构中。支撑件230还可包括在支撑件230的第二相对端上的至少一个开口234。此外，支撑件可包括在开口234附近的多个穿孔。至少一个开口234的尺寸可相对于针226的直径设定，以适应针226穿过其中，以便在传送过程期间压在晶片带218上。
另外，在一些实例中，支撑件230可邻近晶片带218的上表面设置。这样，当在传送操作期间针226从压在晶片带218上而缩回时，支撑件230的基部表面(其中具有至少一个开口234)可与晶片带218的上表面接触，从而防止晶片带218向上偏转。在针226至少部分地刺入晶片带218中并且在缩回时晶片带卡到针226的尖端上的情况下可能引起这种向上偏转。因此，支撑件230可减少移动到下一管芯220所花费的时间。支撑件230的壁周边形状可以是圆柱形或者可容纳在设备200中的任何其他形状。因此，支撑件230可设置在针226与晶片带218的上表面之间。
关于温度对晶片带218的完整性的影响，可以设想，至少在传送操作的点附近，可调整支撑件230的温度以便调节针226和晶片带218的温度。因此，可加热或冷却支撑件230的温度，并且可选择支撑件230的材料以使导热率最大化。例如，支撑件230可由铝或另一种相对高导热率的金属或类似材料形成，由此可调节温度以维持传送操作的一致结果。在一些实例中，空气可在支撑件230内循环，以帮助调节晶片带218的局部部分的温度。另外或可替代地，光纤电缆230a可插入到针缩回支撑件230中，并且可进一步抵靠针226以便有助于晶片带218和/或针226的温度调节。
如以上指出的，固定机构208可帮助将管芯220附着到产品衬底210的表面上的电路迹线212。图2B示出了处于传送阶段的设备200，其中管芯220被推靠在电路迹线212上。在一个实施例中，固定机构208可包括能量发射装置236，包括但不限于激光、电磁辐射、压力振动、超声焊接等。在一些实例中，将压力振动用于能量发射装置236可通过发射振动能量力来起作用，以便引起电路迹线内的分子相对于电接触端子的分子的破坏，从而通过振动压力形成结合。
在非限制性实例中，如图2B所描绘的，激光器可实现为能量发射装置236。在传送操作期间，可激活激光器236以发射指向正被传送的管芯220的特定波长和强度的光能。在不显著影响产品衬底210的材料的情况下，可具体地基于光波长相对于电路迹线212的材料的吸收来选择激光器236的光的波长。例如，具有808nm的操作波长并且在5W下操作的激光可容易地被银吸收，但不能被聚酯吸收。因此，激光束可穿过聚酯衬底并影响电路迹线的银。可替代地，激光的波长可与电路迹线的吸收和衬底的材料相匹配。激光器236的聚焦区域(由从图2B中的激光器236朝向产品衬底210竖直地发出的虚线指示)可根据LED的尺寸来设定尺寸，例如300微米宽的区域。
在致动激光器236的预定受控脉冲持续时间时，电路迹线212可以开始固化(和/或熔化或软化)达到可在电路迹线212与管芯220上的电接触端子(未示出)的材料之间形成熔合结合的程度。这种结合进一步帮助将未封装的管芯220与晶片带218分离，并且同时将管芯220附着到产品衬底210。另外，激光器236可在晶片带218上引起一定的热传递，从而减少管芯220对晶片带218的粘附，并且从而有助于传送操作。
在其他实例中，可以许多方式将管芯释放并固定到产品衬底，包括使用具有预定波长的激光或聚焦光(例如，IR、UV、宽波段/多光谱)以用于加热/激活电路迹线从而固化环氧树脂或相变结合材料，或用于从晶片带上去激活/释放管芯，或用于引发某种反应组合。另外或可替代地，可使用特定波长的激光或光来穿过系统的一层并与另一层相互作用。此外，可实现真空以便从晶片带拉出管芯，并且可实现空气压力以便将管芯推到产品衬底上，可能包括位于管芯晶片衬底与产品衬底之间的旋转头。在另一个实例中，超声振动可与压力组合以致使管芯结合到电路迹线。
类似于针缩回支撑件230，固定机构还可包括产品衬底支撑件238，所述产品衬底支撑件可设置在激光器236与产品衬底210的底部表面之间。支撑件238可包括位于其基部端部处的开口240以及位于其上端处的开口242。例如，支撑件238可形成为环形或中空的圆柱体。支撑件还可包括用于紧固透镜(未示出)以帮助引导激光的结构。激光器236发射的光穿过开口240、242到达产品衬底210。此外，支撑件238的侧壁的上端可设置成与产品衬底210的底部表面直接接触或紧密相邻。如此定位，支撑件238可有助于防止在传送操作时、在针226的行程期间发生在产品衬底210上的损坏。在一些实例中，在传送操作期间，产品衬底210的底部表面的与支撑件238对准的部分可接触支撑件238，从而针对正被针226按压的管芯220的进入运动而提供抵抗力。此外，支撑件238可以是在竖直轴的方向上可移动的，以便能够调整节其高度，以便根据需要升高和降低支撑件238，包括产品衬底210的高度。
除了以上特征之外，设备200还可包括第一传感器244，设备200从所述第一传感器接收关于晶片带218上的管芯220的信息。为了确定在传送操作中要使用哪个管芯，晶片带218可以具有可读取或以其他方式检测的条形码(未示出)或其他标识符。标识符可通过第一传感器244向设备200提供管芯图数据。
如图2A和图2B所示，第一传感器244可定位在传送机构206(或具体地针226)附近，与传送机构206间隔开距离d(其可在约1-5英寸的范围内)，以便增强位置检测的准确性。在替代实施例中，第一传感器244可邻近针226的尖端设置，以便实时感测管芯220的确切位置。在传送过程期间，晶片带218可能被刺穿和或随时间进一步拉伸，这可能改变晶片带218上的管芯220的先前映射的并且因此预期的位置。这样，晶片带218的拉伸的微小变化可能累加成正被传送的管芯220的对准方面的显著误差。因此，可实现实时感测以帮助准确的管芯定位。
在一些实例中，第一传感器244可以能够识别正被感测的管芯220的精确位置和类型。此信息可用于向晶片带输送机框架222提供指令，指示晶片带218应当被输送到的确切位置，以便执行传送操作。传感器244可以是许多类型的传感器中的一种，或者是传感器类型的组合，以便更好地执行多种功能。传感器244可包括但不限于：激光测距仪或光学传感器，诸如具有微摄影能力的高清晰度光学相机的非限制性实例。
此外，在一些实例中，第二传感器246也可包括在设备200中。第二传感器246可相对于产品衬底210设置，以便检测产品衬底210上的电路迹线212的精确位置。然后，此信息可用于确定将产品衬底210在传送机构206与固定机构208之间对准所需的任何位置调整，使得下一传送操作发生在电路迹线212上的正确位置。此信息可进一步被转发到设备200，以协调将产品衬底210输送到正确位置，同时将指令输送到晶片带输送机框架222。也可设想将多种传感器用于传感器246，包括光学传感器，诸如具有微摄影能力的高清晰度光学相机的一个非限制性实例。
图2A和图2B进一步示出了第一传感器244、第二传感器246和激光器236可以接地。在一些实例中，第一传感器244、第二传感器246和激光器236都可接地到相同的地面(G)，或者可替代地接地到不同的地面(G)。
取决于用于第一传感器244和第二传感器246的传感器的类型，第一传感器或第二传感器可进一步能够测试所传送的管芯的功能。可替代地，可将附加的测试器传感器(未示出)并入设备200的结构中，以便在从装设备200移除产品衬底210之前测试各个管芯。
此外，在一些实例中，可在机器中实现多个可独立致动的针和/或激光器，以便在给定时间传送和固定多个管芯。多个针和/或激光器可以是在三维空间内可独立移动的。多个管芯传送可同步进行(多个针同时向下降)，或者同时但不一定同步(例如，一个针向下降而另一个向上升，这种布置可更好地平衡部件并使振动最小化)。可协调对多个针和/或激光器的控制以避免多个部件之间的碰撞。此外，在其他实例中，多个针和/或激光器可布置在相对于彼此固定的位置。
示例针尖端轮廓
如以上提及的，关于图3来讨论针的尖端300的轮廓形状，其示出了尖端300的示意性示例轮廓形状。在一个实施例中，尖端300可被定义为针的端部，包括邻接锥形部分304、拐角306和基部端部308的侧壁302，所述基部端部可横向于针的相对侧延伸。尖端300的具体尺寸和形状可根据传送过程的因素而变化，例如，正被传送的管芯220的尺寸以及传送操作的速度和冲击力。例如，在图3中看到的角度θ(如在针的中心轴线的纵向方向与锥形部分304之间测量的)可在约10°至15°的范围内；拐角306的半径r可在约15至50+微米的范围内；基部端部308的宽度w可在约0至100+微米(μm)的范围内，其中w可小于或等于正被传送的管芯220的宽度；锥形部分304的高度h可在约1至2mm的范围内，其中h可大于在传送操作的行程期间针行进的距离；并且针226的直径d可为大约1mm。
可以设想其他的针尖端轮廓，并且取决于与传送操作相关联的各种因素，其他的针尖端轮廓可具有不同的优点。例如，针尖端300可以更钝以反映管芯的宽度，或者更尖以便压入晶片带的较小区域。
示例针致动性能曲线
图4示出的是针致动性能曲线的实施例。也就是说，图4描绘了在传送操作期间通过随着时间变化显示针尖端相对于晶片带218的平面的高度而执行的行程图案的实例。这样，图4中的“0”位置可以是晶片带218的上表面。此外，由于针的闲置时间和针的准备时间可根据编程过程或传送第一管芯与到达供传送的第二管芯所花费的时间之间的变化持续时间而变化，因此在行程图案的闲置和准备阶段所示的虚线指示时间是近似的，但持续时间可更长或更短。此外，应当理解，针对使用激光器所示的实线由此是所示实施例的示例时间，然而，激光器开启和关闭时间的实际持续时间可根据形成电路所使用的材料(诸如电路迹线的材料选择)、产品衬底的类型、期望的效果(预熔化的电路迹线、部分结合、完全结合等)、激光与结合点(即，产品衬底的上表面)的距离、正被传送的管芯的尺寸以及激光的功率/强度/波长等而变化。因此，以下对图4所示曲线的描述可以是针配置文件的示例实施例。
在一些实例中，在传送操作之前，完全缩回的针尖端可在晶片带的表面上方约2000μm处闲置。在不同的时间量之后，针尖端可快速下降到在晶片带的表面上方约750μm处置于准备状态。在准备状态下的另一未确定的时间量之后，针尖端可再次下降以接触管芯并将晶片带与管芯一起向下压至约-1000μm的高度，在所述高度处，可将管芯传送到产品衬底。激光器开启区段开始处的竖直点线指示激光可能在从准备阶段下降开始到针尖端的行程底部之间的某个点处出现。例如，可在整个下降路途的大约50％处开启激光器。在一些实例中，通过提前开启激光器，例如在针开始下降之前，电路迹线可在与管芯接触之前开始软化以形成更强的结合，或者另外，在此期间可能会影响或制备管芯晶片。激光器开启的阶段可持续大约20ms(“毫秒”)。在激光器开启的行程底部，这个阶段可以是管芯与产品衬底之间的结合阶段。这个结合阶段可允许电路迹线附连到管芯触点，所述电路迹线在激光器关闭之后快速变硬。这样，管芯可结合到产品衬底。结合阶段可持续大约30ms。此后，可关闭激光器并且针可快速上升到准备阶段。相反，可在针开始上升之前关闭激光器，或者在针尖端上升回到准备阶段期间的某个时刻，可关闭激光器。在针尖端上升到准备阶段之后，针尖端的高度可能过度上升并且稍微浮动地反弹回到准备阶段的高度以下。虽然浮力的一部分可能归因于针尖端上升到准备阶段的速度，但速度和浮力可能是有意的，以便在针已经刺穿晶片带并且可能卡在其中的情况下，有助于针的尖端从晶片带的表面缩回。
如图4所描绘的，激光器关闭的定时可比激光器开启的定时长，其中较慢的下降速度可有助于防止对管芯的损坏，并且如以上提及的，快速的上升速率可有助于更有效地从晶片带中拔出针尖端。然而，如前所述，图4所示的定时是近似的，特别是关于闲置和准备时段。因此，除非另有说明，否则沿图4的底部边缘分配的数值仅供参考，并且不应当按字面意思理解。
示例产品衬底
图5示出了加工过的产品衬底500的示例实施例。产品衬底502可包括电路迹线的第一部分504A，所述第一部分在向其施加电力时可用作负或正电力端子。电路迹线的第二部分504B可与电路迹线的第一部分504A相邻地延伸，并且在向其施加电力时可用作对应的正或负电力端子。
如以上关于晶片带类似地描述的，为了确定在何处输送产品衬底502以执行传送操作，产品衬底502可以具有可读取或以其他方式检测的条形码(未示出)或其他标识符。标识符可以向设备提供电路迹线数据。产品衬底502还可包括基准点506。基准点506可以是视觉指示符，以便由产品衬底传感器(例如，图2中的第二传感器246)感测来定位电路迹线的第一部分504A和第二部分504B。一旦感测到基准点506，就可以基于预编程的信息来确定电路迹线的第一部分504A和第二部分504B的形状和相对于基准点506的相对位置。使用感测到的信息连同预编程的信息，产品衬底输送机构可将产品衬底502输送到适当的对准位置以用于传送操作。
另外，管芯508在图5中被描绘为横跨在电路迹线的第一部分504A与第二部分504B之间。以这种方式，管芯508的电接触端子(未示出)可在传送操作期间结合到产品衬底502。因此，可施加电力以便在电路迹线的第一部分504A与第二部分504B之间运行，并且从而为管芯508供电。例如，管芯可以是未封装的LED，其直接从晶片带被传送到产品衬底502上的电路迹线。此后，可对产品衬底502进行加工以完成产品衬底502并将其用于电路或其他最终产品中。此外，可通过相同或其他传送手段添加电路的其他部件以创建完整的电路，并且所述其他部件可包括用于以某种静态或可编程或可适应的方式将LED控制为一个或多个群组的控制逻辑。
简化的示例直接传送系统
图6中示出了直接传送系统600的实施例的简化实例。传送系统600可包括个人计算机(PC)602(或服务器、数据输入装置、用户接口等)、数据存储装置604、晶片带机构606、产品衬底机构608、传送机构610和固定机构612。由于在此之前已经给出了晶片带机构606、产品衬底机构608、传送机构610和固定机构612的更详细描述，因此这里不再重复关于这些机构的具体细节。然而，以下描述晶片带机构606、产品衬底机构608、传送机构610和固定机构612如何与PC 602和数据存储装置604之间的相互作用相关的简要描述。
在一些实例中，PC 602与数据存储装置604通信以接收在使用传送机构610将管芯从晶片带机构606中的晶片带直接传送到产品衬底机构608中的产品衬底上的传送过程中有用的信息和数据，在所述产品衬底处，可通过致动位于固定机构612中的激光器或其他能量发射装置而将管芯固定在产品衬底上。PC 602也可充当转发到和来自晶片带机构606、产品衬底机构608、传送机构610和固定机构612中的每一个的数据的接收器、编译器、组织器和控制器。PC 602可进一步从传送系统600的用户接收定向信息。
应当注意，虽然图6描绘了与晶片带机构606和产品衬底机构608相邻的定向移动能力箭头，但这些箭头仅仅指示移动的一般方向，然而，可以设想，晶片带机构606和产品衬底机构608也可以能够在其他方向上移动，包括例如在平面中的旋转、俯仰、侧倾和横摆。
以下关于图7来描述传送系统600的部件的相互作用的附加细节。
详细的示例直接传送系统
传送系统700的各个元件之间的通信途径的示意图可以描述如下。
直接传送系统可包括个人计算机(PC)702(或服务器、数据输入装置、用户接口等)，所述个人计算机可从数据存储装置704接收通信并向其提供通信。PC 702可进一步与第一小区管理器706(图示为“小区管理器1”)和第二小区管理器708(图示为“小区管理器2”)通信。因此，PC 702可控制和同步第一小区管理器706与第二小区管理器708之间的指令。
PC 702可包括处理器和存储器部件，利用所述处理器和存储器部件可执行指令以执行关于第一小区管理器706和第二小区管理器708以及数据存储装置704的各种功能。在一些实例中，PC 702可包括项目管理器710和针配置文件限定器712。
项目管理器710可从第一小区管理器706和第二小区管理器708以及数据存储装置704接收输入，以组织直接传送过程并维持关于产品衬底相对于晶片带和其上的管芯的定向和对准的平稳功能。
针配置文件限定器712可包含关于针行程性能曲线的数据，其可用于根据加载的晶片带上的特定管芯和产品衬底上的电路迹线的图案来命令传送机构关于期望的针行程性能。以下进一步讨论针配置文件限定器712的附加细节。
回到数据存储装置704，数据存储装置704可包括包含诸如管芯图714的数据的存储器，所述管芯图714可特定于加载在晶片带机构中的晶片带。如先前所解释的，管芯图可描述晶片带上的每个管芯的相对位置及其质量，以便提供预先组织的对特定管芯的位置的描述。此外，数据存储装置704还可包括包含电路CAD文件716的存储器。电路CAD文件716可包含关于加载的产品衬底上的特定电路迹线图案的数据。
项目管理器710可从数据存储装置704接收管芯图714和电路CAD文件716，并且可将相应的信息分别转发到第一小区管理器706和第二小区管理器708。
在一个实施例中，第一小区管理器706可通过管芯管理器718使用来自数据存储装置704的管芯图714。更具体地，管芯管理器718可将管芯图714与传感器管理器720接收到的信息进行比较，并且基于此，可向运动管理器722提供关于特定管芯的位置的指令。传感器管理器720可从管芯检测器724接收关于晶片带上的管芯的实际位置的数据。传感器管理器720还可命令管芯检测器724根据管芯图714在特定位置中查找特定管芯。管芯检测器724可包括传感器，诸如图2A和图2B中的第二传感器244。基于所接收的晶片带上的管芯的实际位置(关于位置偏移的确认或更新)的数据，运动管理器722可命令第一机器人726(图示为“机器人1”)将晶片带输送到与传送机构的针对准的位置。
在到达命令的位置时，第一机器人726可将其移动的完成传达给针控制板管理器728。另外，针控制板管理器728可直接与PC 702通信以协调传送操作的执行。在执行传送操作时，PC 702可命令针控制板管理器728激活针致动器/针730，从而致使针根据针配置文件限定器712中加载的针配置文件执行行程。针控制板管理器728还可激活激光器控件/激光器732，从而当针通过晶片带向下按压管芯以执行传送操作时，致使激光器朝向产品衬底发射光束。如上所述，激光器控件/激光器732的激活可在针行程的激活或甚至完全致动之前、同时、期间或之后发生。
因此，第一小区管理器706可通过多个状态，包括：确定告诉第一机器人726要前往何处；告诉第一机器人726要前往所确定的位置；开启针；激活固定装置；以及重置。
在执行传送操作之前，项目管理器710可将电路CAD文件716的数据转发到第二小区管理器708。第二小区管理器708可包括传感器管理器734和运动管理器736。使用电路CAD文件716，传感器管理器734可命令衬底对准传感器738找到产品衬底上的基准点，并且从而根据其上的电路迹线的位置来检测和定向产品衬底。传感器管理器734可接收产品衬底上的电路迹线图案的确认或更新的位置信息。传感器管理器734可以与运动管理器736协调以便向第二机器人740(图示为“机器人2”)提供指令，以便将产品衬底输送到对准位置(即，传送固定位置)以执行传送操作。因此，电路CAD文件716可帮助项目管理器710使产品衬底相对于晶片带对准，使得管芯可被准确地传送到所述产品衬底上的电路迹线。
因此，第二小区管理器708可通过多个状态，包括：确定告诉第二机器人740要前往何处；告诉第二机器人740要前往所确定的位置；以及重置。
应当理解，上述直接传送系统700的所有或少于所有各种部件之间的附加和替代通信路径是可能的。
示例直接传送方法
图8中示出执行直接传送过程的方法800，其中一个或多个管芯从晶片带直接被传送到产品衬底。本文描述的方法800的步骤可不按任何特定的次序，并且因此可以任何令人满意的次序执行以实现期望的产品状态。方法800可包括将传送过程数据加载到PC和/或数据存储装置802中的步骤。传送过程数据可包括诸如管芯图数据、电路CAD文件数据和针配置文件数据等数据。
将晶片带加载到晶片带输送机机构804中的步骤也可包括在方法800中。将晶片带加载到晶片带输送机机构中可包括控制晶片带输送机机构移动到加载位置，所述加载位置也称为提取位置。晶片带可在加载位置紧固在晶片带输送机机构中。可以加载晶片带，使得半导体的管芯向下面向产品衬底输送机机构。
方法800还可包括使产品衬底准备好加载到产品衬底输送机机构806中的步骤。使产品衬底做好准备可包括根据加载到PC或数据存储装置中的CAD文件的图案在产品衬底上丝网印刷电路迹线的步骤。另外，可将基准点印刷到电路衬底上以便有助于传送过程。可控制产品衬底输送机机构移动到加载位置，所述加载位置也称为提取位置，在所述加载位置处，可将产品衬底加载到产品衬底输送机机构中。可将产品衬底加载成使得电路迹线面向晶片上的管芯。在一些实例中，例如，可通过输送机(未示出)或其他自动机构(诸如以装配线的方式)将产品衬底递送和放置在加载位置。可替代地，可由操作者手动地加载产品衬底。
一旦将产品衬底适当地加载到产品衬底输送机机构中在将晶片带适当地加载到晶片带输送机机构中，就可以通过PC执行控制将管芯从晶片带直接传送到产品衬底的电路迹线的程序以开始直接传送操作808。以下描述直接传送操作的细节。
示例直接传送操作方法
图9中示出了致使管芯直接从晶片带(或保持管芯的其他衬底，为了简化图9的描述，也称为“管芯衬底”)传送到产品衬底的直接传送操作的方法900。本文描述的方法900的步骤可不按任何特定的次序，并且因此可以任何令人满意的次序执行以实现期望的产品状态。
为了确定将哪些管芯放置在产品衬底上以及将管芯放置在产品衬底上的何处，PC可接收关于产品衬底的标识以及包含待传送的管芯的管芯衬底的标识的输入902。这种输入可由用户手动地输入，或者PC可分别向产品衬底对准传感器和管芯检测器的受控的小区管理器发送请求。所述请求可命令传感器扫描加载的衬底以获得识别标记，诸如条形码或QR码；和/或所述请求可命令检测器扫描加载的管芯衬底以获得识别标记，诸如条形码或QR码。
使用产品衬底识别输入，PC可查询数据存储装置或其他存储器以匹配产品衬底和管芯衬底的相应识别标记，并检索相关联的数据文件904。具体地，PC可检索与产品衬底相关联的电路CAD文件，所述电路CAD文件描述产品衬底上的电路迹线的图案。电路CAD文件还可包含诸如要传送到电路迹线的管芯的数量、相对位置和相应质量要求的数据。同样地，PC可检索与管芯衬底相关联的管芯图数据文件，所述管芯图数据文件提供管芯衬底上的特定管芯的相对位置的图。
在执行将管芯传送到产品衬底的过程中，PC可确定产品衬底和管芯衬底相对于传送机构和固定机构的初始取向906。在步骤906中，PC可命令衬底对准传感器在产品衬底上定位基准点。如以上所讨论的，基准点可用作用于确定产品衬底上的电路迹线的相对位置和取向的参考标记。此外，PC可命令管芯检测器在管芯衬底上定位一个或多个参考点以确定管芯的耗费。
一旦确定了产品衬底和管芯衬底的初始取向，PC就可以命令相应的产品衬底输送机构和管芯衬底输送机构，以便分别将产品衬底和管芯衬底定向到与传送机构和固定机构对准的位置908。
对准步骤908可包括确定管芯要被传送到的电路迹线的部分的位置910，以及所述部分相对于传送固定位置所处的位置912。传送固定位置可被认为是传送机构与固定机构之间的对准点。基于在步骤910和912中确定的数据，PC可命令产品衬底输送机构输送产品衬底，以便将管芯要被传送到的电路迹线的部分与传送固定位置对准914。
对准步骤908还可包括确定将传送管芯衬底上的哪个管芯916，以及管芯相对于传送固定位置所处的位置918。基于在步骤916和918中确定的数据，PC可命令晶片带输送机构输送管芯衬底，以便将要传送的管芯与传送固定位置对准920。
一旦要从管芯衬底传送的管芯和管芯将要传送到的电路迹线的部分与传送机构和固定机构对准，就可以致动针和固定装置(例如，激光器)922，以实现管芯从管芯衬底到产品衬底的传送。
在传送了一个管芯之后，PC可确定是否要传送附加的管芯924。在要传送另一个管芯的情况下，PC可回到步骤908并相应地将产品衬底与管芯衬底重新对准以用于后续的传送操作。在不存在被传送的另一个管芯的情况下，传送过程结束926。
示例直接传送输送机/装配线系统
在关于图10描述的实施例中，上述直接传送设备的若干部件可在输送机/装配线系统1000(下文中称为“输送机系统”)中实现。具体地，图2A和图2B描绘了正由产品衬底输送机框架214保持并且由产品衬底张紧器框架216张紧的产品衬底210。作为如相对于设备200所指示的，通过马达、轨道和齿轮的系统将产品衬底输送机框架214紧固在受限区域中的替代方案，图10示出了产品衬底输送机框架214被输送通过输送机系统1000，在所述输送机系统中，产品衬底经过装配线式过程。作为在正被输送的产品衬底上执行的操作之间的实际输送手段，输送机系统1000可包括一系列导轨、滚轮和皮带1002和/或其他处理装置，以便顺序地输送多个产品衬底输送机框架214，每个产品衬底输送机框架保持有一个产品衬底。
在一些实例中，输送机系统1000的操作站可包括一个或多个印刷站1004。当空白的产品衬底被输送到(一个或多个)印刷站1004时，可在其上印刷电路迹线。在存在多个印刷站1004的情况下，多个印刷站1004可串行布置，并且可被配置成各自执行一个或多个印刷操作以便形成完整的电路迹线。
另外，在输送机系统1000中，可将产品衬底输送机框架214输送到一个或多个管芯传送站1006。在存在多个管芯传送站1006的情况下，多个管芯传送站1006可串行布置，并且可被配置成各自执行一次或多次管芯传送。在(一个或多个)传送站处，使用本文所述的直接传送设备实施例中的一个或多个，产品衬底可通过传送操作来传送一个或多个管芯并将它们附着到其上。例如，每个传送站1006可包括晶片带输送机构、传送机构和固定机构。在一些实例中，可预先在产品衬底上制备电路迹线，并且因此，可将产品衬底直接输送到一个或多个传送站1006。
在传送站1006中，晶片带输送机构、传送机构和固定机构可在进入传送站时相对于被输送的产品衬底输送机框架214对准。在这种情况下，当多个产品衬底被输送通过输送机系统1000时，传送站1006的部件可在每个产品衬底上的相同相对位置重复执行相同的传送操作。
此外，输送机系统1000还可包括一个或多个精加工站1008，产品衬底可被输送到所述一个或多个精加工站以执行最终的加工。最终加工的类型、量和持续时间可取决于产品的特征以及用于制造产品的材料的特性。例如，产品衬底可在(一个或多个)精加工站1008处接收附加的固化时间、保护涂层、附加部件等。
直接传送设备的第二示例实施例
在直接传送设备的另一个实施例中，如图11A和图11B中所看到的，可以形成“灯串”。虽然设备1100的许多特征可保持基本上类似于图2A和图2B的设备200的特征，但产品衬底输送机构1102，如图11A和图11B所描绘的，可被配置成输送与产品衬底212不同的产品衬底1104。具体地，在图2A和图2B中，产品衬底输送机构202包括输送机框架214和张紧器框架216，所述张紧器框架紧固处于张力下的板状产品衬底212。然而，在图11A和图11B的实施例中，产品衬底输送机构1102可包括产品衬底卷轴系统。
产品衬底卷轴系统可包括缠绕有“串电路”的一个或两个电路迹线卷轴1106，所述“串电路”可包括一对相邻缠绕的导电串或引线作为产品衬底1104。在仅具有一个卷轴的实例中，卷轴1106可位于传送位置的第一侧，并且所述一对导电串(1104)可缠绕在单个卷轴1106上。可替代地，可存在位于传送位置的第一侧上的两个电路迹线卷轴1106，其中每个卷轴1106包含串电路的单股线，并且然后所述股线被放在一起以通过传送位置。
无论是实现了一个卷轴1106还是两个卷轴1106，形成串电路的管芯传送过程在每种情况下可基本上类似。具体地，产品衬底1104的导电串可越过传送位置从(一个或多个)卷轴1106穿过，并且可被馈送到精加工装置1108中。在一些实例中，精加工装置1108可以是：涂覆装置，用于接收例如半透明或透明塑料的保护涂层；或者固化设备，其可以完成串电路的固化，作为产品的最终加工的一部分。另外或可替代地，电路串可被馈送到另一个卷轴上，所述卷轴可在串电路的最终加工之前将串电路卷绕在其上。当产品衬底1104的导电串被拉动穿过传送位置时，可致动传送机构206以执行针行程(如上所述)，以便将管芯220传送到产品衬底1104的导电串，使得可将管芯220的电接触端子分别放置在相邻的串上，并且可致动固定机构208以便将管芯220附着在适当位置。
此外，设备1100可包括张紧滚轮1110，产品衬底1104的导电串可支撑在所述张紧滚轮上并且抵靠所述张紧滚轮进一步张紧。因此，张紧滚轮1110可帮助维持所形成的串电路中的张力，从而增强管芯传送准确性。
在图11B中，管芯220被描绘为已经被传送到产品衬底1104的导电串，由此合并(在某种程度上)产品衬底1104的导电串并形成串电路。
直接传送设备的第三示例实施例
在直接传送设备的附加实施例中，如图12中所看到的，设备1200可包括晶片带输送机构1202。具体地，代替图2A和图2B所示的晶片带输送机框架222和张紧器框架224，晶片带输送机构1202可包括一个或多个卷轴1204的系统，用于将管芯220输送通过设备1200的传送位置以便将管芯传送到单个衬底。具体地，每个卷轴1204可包括形成为窄的、连续的细长条带的衬底1206，以使管芯220沿着条带的长度连续地附连。
在使用单个卷轴1204的情况下，传送操作可包括使用马达、导轨和齿轮，基本上如上所述通过产品衬底输送机构202输送产品衬底210。然而，晶片带输送送机构1202可包括基本上静止的机构，原因在于，虽然可通过从卷轴1204展开衬底1206而将管芯220连续地馈送通过传送位置，但卷轴1204本身主要保持在固定位置。在一些实例中，可通过张紧滚轮1208和/或张紧卷轴1210来维持衬底1206的张力以用于稳定目的，所述张紧卷轴可设置在设备1200的与卷轴1204相对的一侧上。在已经传送了管芯之后，张紧卷轴1210可将衬底1206卷起。可替代地，可通过任何其他合适的手段来维持张力以紧固衬底1206，以便在每个传送操作之后帮助拉动所述衬底通过传送位置以循环通过管芯220。
在使用多个卷轴1204的实施例中，每个卷轴1204可与其他卷轴1204相邻地侧向设置。每个卷轴1204可与特定传送机构206和特定固定机构208配对。在这种情况下，每组相应的传送机构和固定机构可相对于产品衬底210布置，使得多个管芯可同时放置在同一产品衬底210上的多个位置。例如，在一些实例中，相应的传送位置(即，传送机构与对应的固定机构之间的对准)可以在一条线上、偏移或交错，以便适应各种电路迹线图案。
无论是实现一个卷轴1204还是多个卷轴1204，管芯传送操作可以与如以上关于直接传送设备200的第一示例实施例所述的传送操作相对类似。例如，产品衬底210可通过产品衬底输送机构202以与上述方式相同的方式输送到传送位置(管芯固定位置)，(一个或多个)传送机构206可执行针行程以便将管芯220从管芯衬底1206传送到产品衬底210，并且可致动固定机构208以帮助将管芯220附着到产品衬底210。
应当注意，在具有多个卷轴1204的实施例中，电路迹线图案可以是这样的：使得不是每个传送机构都可能需要同时致动。因此，当产品衬底被输送到各个位置以进行传送时，可间歇地致动多个传送机构。
直接传送设备的第四示例实施例
图13描绘了直接传送设备1300的实施例。如同在图2A和图2B中，产品衬底输送机构202可与晶片带输送机构204相邻设置。然而，输送机构202、204之间存在空间，传送机构1302可设置在所述空间中，以实现管芯220从晶片带218到产品衬底210的传送。
传送机构1302可包括夹头1304，所述夹头从晶片带218一次一个或多个地拾取管芯220并且围绕延伸穿过臂1306的轴线A旋转。例如，图13描绘了面向产品衬底210的晶片带218，使得夹头1304可围绕晶片带218的管芯承载表面与产品衬底210的传送表面之间的枢转点1308(参见定向枢轴箭头)枢转180度。也就是说，夹头1304的延伸方向在与晶片带218和产品衬底210的传送表面或平面正交的平面中枢转。可替代地，在一些实施例中，夹头的臂结构可布置成在两个平行表面之间枢转，并且夹头的臂可沿平行平面枢转。因此，当面向晶片带218时，夹头1304可拾取管芯220，并且然后立即枢转到产品衬底210的表面以便与固定机构208对齐。然后，夹头1304释放管芯220，以便将要附着的管芯220传送到产品衬底210上的电路迹线212。
在一些实例中，传送机构1302可包括两个或更多个沿不同方向从臂延伸的夹头(未示出)。在这种实施例中，每次夹头经过晶片带218时，夹头都可以通过夹头止动位置旋转360度地转位并且拾取和传送管芯。
另外，一个或多个夹头1304可使用通过夹头1304的正和负真空压力从晶片带拾取和释放管芯220。
直接传送设备的第五示例实施例
图14A和图14B描绘了处于传送操作的不同阶段的直接传送设备1400的实施例。图14A示出了处于图2A所示的预传送位置的设备1400，并且图14B示出了处于图2B所示的传送位置的图14A所示的设备1400。由于图14A和图14B描绘了传送操作的不同阶段，同时参考设备1400的相同元件和特征，因此除非有明确指出，否则以下对具体特征的讨论可互换地指代图2A、图2B、图14A和图14B中的任何一个。具体地，图14A和图14B示出了设备1400的实施例，其包括产品衬底输送机构202、晶片带输送机构204、传送机构1402和固定机构208。
如所描绘的，并且在一些实例中，传送机构1402可竖直地设置在晶片带输送机构204上方，并且固定机构208可竖直地设置在产品衬底输送机构202下方。类似于图2A和图2B的传送机构206，传送机构1402是用于帮助将管芯220从晶片带218分离的管芯分离装置。传送机构1402的致动可致使一个或多个管芯220从晶片带218释放并且由产品衬底210捕获。在一些实例中，传送机构1402可通过将细长杆、诸如销或针1404抵靠管芯220压入晶片带218的顶部表面来操作。
抑制器1406可与针1404的端部和针致动器228的端部布置在一起。当针1404将管芯220按压到与设置在产品衬底210上的电路迹线212接触时，与针1404的端部和针致动器228的端部布置在一起的抑制器1406抑制施加到管芯220的力。抑制器1406可包括弹簧、螺旋弹簧、弹性体、气动减震器、液压减震器等。
在一个实例中，抑制器1406布置在针致动器228的端部与针1404的端部之间，使得当针将管芯220按压到与电路迹线212接触时，抑制器1406在针致动器228的端部与针1404的端部之间被压缩。在另一个实例中，抑制器1406可与针致动器228的端部和针1404的端部布置在一起，使得当针将管芯220按压到与电路迹线212接触时，抑制器1406在针致动器228的端部与针1404的端部之间处于张紧状态。
图14A示出了处于预传送位置的传送机构1402，在所述预传送位置，针1404邻近晶片带218的与晶片带218的第一侧相对的第二侧设置。当传送机构1402处于预传送位置时，抑制器1406可处于中性或松弛状态。
图14B示出了处于传送位置的传送机构1402，在所述传送位置，针致动器228使针226在管芯220对准在晶片带218的相对侧上的位置处抵靠晶片带218的相邻侧移位。当管芯220接触电路迹线212时，抑制器1406吸收超过管芯220的公差的任何附加的力。管芯220的公差可以是至少约5克力(gf)至至多约40gf，其可施加到管芯220而不会使管芯220具有永久变形。因为抑制器1406吸收超出管芯220的公差的任何附加的力，所以抑制器1406防止管芯220在管芯220接触电路迹线212时受损或损坏。当针致动器228使针1404缩回时，针1404返回到预传送位置，如图14A所示。
虽然图14A和图14B示出了光纤电缆230a可插入到针缩回支撑件230中，但光纤电缆230a可不插入到针缩回支撑件230中。例如，光纤电缆230a可插入到针1404和或针致动器228的开口(例如，通孔、钻孔、腔等)中。在光纤电缆230a可插入到针1404和/或针致动器228的开口中的实例中，传送机构1402可包括用于接收光纤电缆230a的一个或多个开口，以提供用于要插入到针1404和/或针致动器228的开口中的光纤电缆230a。
图15表示处于如图14A所描绘的预传送位置的传送设备1400的截面图1500，以及处于如图14B所描绘的传送位置的传送设备1400的截面图1502。截面图1500和1502描绘了针1404，其具有与第二端1506相对的第一端1504。截面图1502描绘了针致动器228能够使针1404移动到针1404的第二端1506将管芯220按压到与电路迹线212接触的位置。
截面图1500和1502描绘了抑制器1406可与针1404的第一端1504和针致动器228的端部1508布置在一起。当针1404的第二端1506将管芯220按压到与电路迹线212接触时，抑制器1406提供用于抑制施加到管芯220的力。截面图1500和1502描绘了抑制器1406可布置在针致动器228的端部1508与针1404的第一端1504之间，使得当针1404将管芯220按压到与电路迹线212接触时，抑制器1406在针致动器228的端部1508与针1404的第一端1504之间被压缩。例如，截面图1500描绘了当针1404未将管芯220按压到与电路迹线212接触时，处于第一状态(例如，未压缩状态)的抑制器1406，其具有第一高度1510，并且截面图1502描绘了当针1404将管芯220按压到与电路迹线212接触时，处于第二状态(例如，压缩状态)的抑制器1406，其具有小于第一高度1510的第二高度1512。
截面图1500和1502描绘了夹具1514可连接到针致动器228的端部1508并且可滑动地容纳针1404的第一端1504。例如，夹具1514可包括具有螺纹的卡盘，其中所述卡盘通过螺纹与针致动器228接合。此外，针1404的第一端1504可以可滑动地容纳在卡盘中。卡盘可具有定位螺钉以调整抑制器1406的预载荷。例如，卡盘可在针致动器228的端部1508上通过螺纹移位到预加载抑制器1406的期望位置，并且定位螺钉可邻接针致动器228以防止针致动器228相对于卡盘移动，以便将卡盘保持在预加载抑制器的期望位置。
截面图1500和1502描绘了针1404的第一端1504可包括扩口孔1516。扩口孔1516包括基本上圆柱形的盘形状凸缘，所述凸缘具有延伸穿过针1404并从针1404的第二端1506伸出的开口1518。扩口孔1516的开口1518可接收光纤电缆(例如，光纤电缆230a)。此外，扩口孔1516可防止光纤电缆的由扩口孔1516的开口1518接收的部分在针1404移位时和/或在光纤电缆移位时弯曲。截面图1502描绘了当针1404将管芯220按压到与电路迹线212接触时，针1404的扩口孔1516朝向卡盘中的针致动器228可滑动地移位。截面图1500描绘了当针致动器228缩回到预传送位置时，针1404的扩口孔1516可滑动地移位回到原始位置，在所述原始位置，针1404的扩口孔1516重新接合或邻接卡盘。
虽然截面图1500和1502描绘了抑制器1406包括邻接针1404的扩口孔1516和针致动器228的端部1508的螺旋弹簧，但抑制器1406可包括邻接针1404的扩口孔1516和针致动器228的端部1508的弹性体、气动减震器，液压减震器等。抑制器1406可足够坚固以防止空隙(例如，侧隙、回跳、反冲、回弹、游隙等)并推动穿过晶片带218的阻力，但是在管芯220的损坏阈值之前压缩并让步。
图16描绘了夹具1602的顶部透视图1600和夹具1602的底部透视图1604。夹具1602可与图15所示的夹具1514相同。夹具1602的顶部透视图1600描绘了夹具1602可包括螺纹1606。夹具1602可包括卡盘，所述卡盘具有定位螺钉1608以调整抑制器1406的预载荷。定位螺钉1608可由布置在夹具1602的壁1612中的开口1610通过螺纹接收。夹具1602可包括夹紧表面1614。夹紧表面1614可以是纹理表面、滚花表面、蚀刻表面等，以提供用于夹紧夹具1602并使夹具1602的螺纹1606穿过针致动器228的端部1508。
夹具1602的底部透视图1604描绘了夹具1602可包括夹具1602的底部表面1618中的开口1616。夹具1602的底部表面1618中的开口1616可提供用于可滑动地接收针1404的至少一部分。例如，当针致动器228将针1404的第二端1506按压在管芯220上时，针1404的细长杆部分的至少一部分可被夹具1602的底部表面1618中的开口1616可滑动地接收。当针致动器228将针1404的第二端1506按压在管芯220上时，夹具1602的内径1620可提供用于沿着夹具1602的壁1612的内表面可滑动地接收针1404的扩口孔1516。
图17描绘了针1702的顶部透视图1700和针1702的底部透视图1704。针1702可与图14A、图14B和图15所示的针1404相同。针1702的顶部透视图1700描绘了针1702可包括扩口孔1516，所述扩口孔包括基本上圆柱形的盘形状凸缘，所述凸缘具有延伸穿过针1702并从针1702的第二端1506伸出的开口1518。扩口孔1516的开口1518可接收光纤电缆(例如，光纤电缆230a)。扩口孔1516可防止光纤电缆的由扩口孔1516的开口1518接收的部分在针1702移位时和/或在光纤电缆移位时弯曲。扩口孔1516的凸缘可具有小于夹具1602的内径1620的外径1706，以提供用于可滑动地接收在夹具1602中。
虽然已经描述了顺应针的实施例，其包括使用抑制器来限制管芯上的力的被动力控件，但可以利用提供用于施加可施加到针的可编程量的力的针控制系统。例如，代替或除了使用提供用于达到施加到管芯的最小力阈值但不超过施加到管芯的最大力阈值的抑制器，针控制系统可包括软件程序，所述软件程序可编程来提供用于设定施加到针的力的量，其中针移位直到将所编程量的力被施加到针。针控制系统提供用于在具有宽公差的系统中使针移位直到达到目标力(例如，要施加到针的力的量)。例如，产品衬底210可在Z位置变化，晶片带218可在Z位置变化，并且产品衬底210可以是波浪形的或在平整度上不一致的(或者产品衬底210可安装在下垂或不平整的固定装置或载体上)，并且针控制系统致使针根据需要尽可能少地或尽可能多地行进以施加目标力，以使管芯适当地抵靠在产品衬底210的电路迹线212上，以便实现结合材料的理想融合。因此，在具有宽公差的配置中，使用提供目标力的针控制系统可提供用于施加压力而不会导致故障模式，其中太小的压力会导致某些故障模式并且太多的压力会导致其他故障模式。
此外，针控制系统可提供用于通过如以上关于图4所讨论的针致动性能曲线来使针移位。例如，针控制系统可通过在管芯从晶片带218到产品衬底212的传送操作期间执行的行程图案来使针移位。例如，针控制系统可提供用于使针尖端移位以便在准备状态下与位置目标一起静止，然后使针尖端再次移位以接触管芯并且利用目标力将具有管芯的晶片带压靠在产品衬底212上，此时管芯可以被传送到产品衬底。
示例条款
A：一种被配置成将可电致动元件直接从晶片带的第一侧传送到其上具有电路迹线的产品衬底的设备，所述设备包括：针，所述针邻近所述晶片带的与所述晶片带的所述第一侧相对的第二侧设置；针致动器，所述针致动器用于将所述针移动到以下位置：在所述位置，所述针按压在所述晶片带的所述第二侧上，以便将所述可电致动元件按压到与邻近所述晶片带的所述第一侧设置的所述电路迹线接触；以及抑制器，所述抑制器与所述针的端部和所述针致动器的端部布置在一起，当所述针将所述可电致动元件按压到与所述电路迹线接触时，所述抑制器抑制施加到所述可电致动元件的力。
B：根据段落A所述的设备，其还包括夹具，所述夹具连接到所述针致动器的所述端部并且可滑动地容纳所述针的所述端部。
C：根据段落A至段落B中任一项所述的设备，其中所述夹具包括卡盘。
D：根据段落A至段落C中任一项所述的设备，其中所述抑制器布置在所述针致动器的所述端部与所述针的所述端部之间，使得当所述针将所述可电致动元件按压到与所述电路迹线接触时，所述抑制器在所述针致动器的所述端部与所述针的所述端部之间被压缩。
E：根据段落A至段落D中任一项所述的设备，其中所述抑制器包括弹簧、螺旋弹簧、弹性体、气动减震器、液压减震器。
F：根据段落A至段落E中任一项所述的设备，其中所述针的所述端部包括扩口孔。
G：根据段落A至段落F中任一项所述的设备，其还包括光纤线的由所述扩口孔接收的至少一部分，其中所述扩口孔防止所述光纤线的由所述扩口孔接收的所述部分弯曲。
H：根据段落A至段落G中任一项所述的设备，其中所述可电致动元件是未封装的LED。
I：一种设备，其包括：第一框架，所述第一框架被配置成保持具有第一侧和第二侧的晶片带，半导体器件管芯设置在所述晶片带的所述第一侧上；第二框架，所述第二框架被配置成保持其上具有电路迹线的产品衬底，所述第二框架用于保持所述产品衬底，使得所述产品衬底面向所述晶片带上的所述半导体器件管芯设置；针，所述针邻近所述第一框架设置；针致动器，所述针致动器连接到所述针以便将所述针移动到管芯传送位置，在所述管芯传送位置，所述针按压在所述晶片带的所述第二侧上以便将所述半导体器件管芯按压到与所述电路迹线接触；以及抑制器，所述抑制器与所述针和所述针致动器布置在一起，当所述针将所述半导体器件管芯按压到与所述电路迹线接触时，所述抑制器抑制施加到所述半导体器件管芯的力。
J：根据段落I所述的设备，其还包括卡盘，所述卡盘连接到所述针致动器的端部并且可滑动地容纳所述针的端部。
K：根据段落I至段落J中任一项所述的设备，其中所述抑制器布置在所述针致动器的所述端部与所述针的所述端部之间，使得当所述针将所述半导体器件管芯按压到与所述电路迹线接触时，所述抑制器在所述针致动器的所述端部与所述针的所述端部之间被压缩。
L：根据段落I至段落K中任一项所述的设备，其中所述针的所述端部包括扩口孔。
M：根据段落I至段落L中任一项所述的设备，其中所述半导体器件管芯包括LED。
N：一种设备，其包括：针，所述针具有与第二端相对的第一端；针致动器，所述针致动器用于将所述针移动到所述针的所述第二端将可电致动元件按压到与电路迹线接触的位置；以及抑制器，所述抑制器与所述针的所述第一端和所述针致动器的端部布置在一起，当所述针的所述第二端将所述可电致动元件按压到与所述电路迹线接触时，所述抑制器抑制施加到所述可电致动元件的力。
O：根据段落N所述的设备，其中所述抑制器布置在所述针致动器的所述端部与所述针的所述第一端之间，使得当所述针将所述可电致动元件按压到与所述电路迹线接触时，所述抑制器在所述针致动器的所述端部与所述针的所述第一端之间被压缩。
P：根据段落N至段落O中任一项所述的设备，其还包括夹具，所述夹具连接到所述针致动器的所述端部并且可滑动地容纳所述针的所述第一端。
Q：根据段落N至段落P中任一项所述的设备，其中所述夹具包括卡盘，所述卡盘具有定位螺钉以调整所述抑制器的预载荷。
R：根据段落N至段落Q中任一项所述的设备，其中所述卡盘包括螺纹并且通过所述螺纹接合所述针致动器，并且所述定位螺钉邻接所述针致动器以防止所述针致动器相对于所述卡盘移动。
S：根据段落N至段落R中任一项所述的设备，其中所述针的所述第一端包括扩口孔。
T：根据段落N至段落S中任一项所述的设备，其中所述抑制器包括螺旋弹簧，并且所述螺旋弹簧邻接所述针的所述扩口孔并且邻接所述针致动器的所述端部。
结论
尽管已经用结构特征和/或方法动作特定的语言描述了若干实施例，但是应当理解，权利要求书不必限于所描述的具体特征或动作。相反，所述具体特征和动作被公开为实现所要求保护的主题的说明性形式。此外，本文中术语“可”的使用用于指示某些特征在一个或多个不同实施例中使用的可能性，但不一定在所有实施例中使用。

Claims (34)

1.一种被配置成将可电致动元件直接从晶片带的第一侧传送到其上具有电路迹线的产品衬底的设备，所述设备包括：
针，所述针邻近所述晶片带的与所述晶片带的所述第一侧相对的第二侧设置，所述针具有带扩口孔的第一端和与所述第一端相对设置的第二端；
针致动器，所述针致动器用于将所述针移动到以下位置：在所述位置，所述针按压在所述晶片带的所述第二侧上，以便将所述可电致动元件按压到与邻近所述晶片带的所述第一侧设置的所述电路迹线接触，所述针致动器具有夹具，所述夹具连接到所述针致动器的端部以便可滑动地容纳所述针的所述第一端，所述夹具的内径被配置成沿着所述夹具的壁的内表面可滑动地接收所述针的所述扩口孔；以及
抑制器，所述抑制器与所述针的端部和所述针致动器的端部布置在一起，当所述针将所述可电致动元件按压到与所述电路迹线接触时，所述抑制器抑制施加到所述可电致动元件的力。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述夹具包括卡盘。
3.根据权利要求1所述的设备，其中所述抑制器布置在所述针致动器的所述端部与所述针的所述端部之间，使得当所述针将所述可电致动元件按压到与所述电路迹线接触时，所述抑制器在所述针致动器的所述端部与所述针的所述端部之间被压缩。
4.根据权利要求1所述的设备，其中所述抑制器包括弹簧。
5.根据权利要求1所述的设备，其中所述抑制器包括螺旋弹簧、弹性体、气动减震器、液压减震器。
6.根据权利要求1所述的设备，其还包括光纤线的由所述扩口孔接收的至少一部分，
其中所述扩口孔防止所述光纤线的由所述扩口孔接收的所述部分弯曲。
7.根据权利要求1所述的设备，其中所述可电致动元件是未封装的LED。
8.一种用于将半导体器件管芯按压到与电路迹线接触的设备，所述设备包括：
第一框架，所述第一框架被配置成保持具有第一侧和第二侧的晶片带，所述半导体器件管芯设置在所述晶片带的所述第一侧上；
第二框架，所述第二框架被配置成保持其上具有所述电路迹线的产品衬底，所述第二框架用于保持所述产品衬底，使得所述产品衬底面向所述晶片带上的所述半导体器件管芯设置；
针，所述针邻近所述第一框架设置，所述针具有带扩口孔的第一端和与所述第一端相对设置的第二端；
针致动器，所述针致动器连接到所述针以便将所述针移动到管芯传送位置，在所述管芯传送位置，所述针按压在所述晶片带的所述第二侧上以便将所述半导体器件管芯按压到与所述电路迹线接触，所述针致动器具有夹具，所述夹具连接到所述针致动器的端部以便可滑动地容纳所述针的所述第一端，所述夹具的内径被配置成沿着所述夹具的壁的内表面可滑动地接收所述针的所述扩口孔；以及
抑制器，所述抑制器与所述针和所述针致动器布置在一起，当所述针将所述半导体器件管芯按压到与所述电路迹线接触时，所述抑制器抑制施加到所述半导体器件管芯的力。
9.根据权利要求8所述的设备，其还包括卡盘，所述卡盘连接到所述针致动器的端部并且可滑动地容纳所述针的端部。
10.根据权利要求9所述的设备，其中所述抑制器布置在所述针致动器的所述端部与所述针的所述端部之间，使得当所述针将所述半导体器件管芯按压到与所述电路迹线接触时，所述抑制器在所述针致动器的所述端部与所述针的所述端部之间被压缩。
11.根据权利要求8所述的设备，其中所述半导体器件管芯包括LED。
12.一种用于将可电致动元件按压到与电路迹线接触的设备，所述设备包括：
针，所述针具有与第二端相对的带扩口孔的第一端；
针致动器，所述针致动器用于将所述针移动到所述针的所述第二端将所述可电致动元件按压到与所述电路迹线接触的位置，所述针致动器具有夹具，所述夹具连接到所述针致动器的端部以便可滑动地容纳所述针的所述第一端，所述夹具的内径被配置成沿着所述夹具的壁的内表面可滑动地接收所述针的所述扩口孔；以及
抑制器，所述抑制器与所述针的所述第一端和所述针致动器的端部布置在一起，当所述针的所述第二端将所述可电致动元件按压到与所述电路迹线接触时，所述抑制器抑制施加到所述可电致动元件的力。
13.根据权利要求12所述的设备，其中所述抑制器布置在所述针致动器的所述端部与所述针的所述第一端之间，使得当所述针将所述可电致动元件按压到与所述电路迹线接触时，所述抑制器在所述针致动器的所述端部与所述针的所述第一端之间被压缩。
14.根据权利要求12所述的设备，其中所述夹具包括卡盘，所述卡盘具有定位螺钉以调整所述抑制器的预载荷。
15.根据权利要求14所述的设备，其中所述卡盘包括螺纹并且通过所述螺纹接合所述针致动器，并且所述定位螺钉邻接所述针致动器以防止所述针致动器相对于所述卡盘移动。
16.根据权利要求12所述的设备，其中所述抑制器包括螺旋弹簧，并且所述螺旋弹簧邻接所述针的所述扩口孔并且邻接所述针致动器的所述端部。
17.一种在将可电致动元件从第一衬底的第一侧传送到产品衬底期间抑制施加到所述可电致动元件的力的方法，所述方法包括：
将针定位成邻近所述第一衬底的与所述第一衬底的所述第一侧相对的第二侧，所述针具有带扩口孔的第一端和与所述第一端相对设置的第二端；
通过针致动器将所述针移动到以下位置：在所述位置，所述针按压在所述第一衬底的所述第二侧上，以便将所述可电致动元件按压到与邻近所述第一衬底的所述第一侧设置的所述产品衬底接触，所述针致动器具有夹具，所述夹具连接到所述针致动器的端部以便可滑动地容纳所述针的所述第一端，所述夹具的内径被配置成沿着所述夹具的壁的内表面可滑动地接收所述针的所述扩口孔；以及
当所述针将所述可电致动元件按压到与所述产品衬底接触时，使用与所述针和所述针致动器布置在一起的抑制器抑制施加到所述可电致动元件的力。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述抑制包括调整所述夹具以预加载抑制力。
19.根据权利要求17所述的方法，其中所述夹具包括螺纹卡盘。
20.根据权利要求17所述的方法，其中所述抑制包括当所述针将所述可电致动元件按压到与所述产品衬底接触时，致使所述抑制器在所述针致动器的端部与所述针的端部之间压缩。
21.根据权利要求17所述的方法，其中所述抑制器包括弹簧。
22.根据权利要求17所述的方法，其中所述抑制器包括螺旋弹簧、弹性体、气动减震器或液压减震器。
23.根据权利要求17所述的方法，其还包括通过从插入在所述针中的光纤线接收的数据调节所述第一衬底的温度，
其中所述针的所述扩口孔防止所述光纤线的由所述扩口孔接收的部分弯曲。
24.根据权利要求17所述的方法，其包括提供未封装的LED作为所述可电致动元件。
25.一种在半导体器件管芯的传送期间抑制施加到所述半导体器件管芯的力的方法，所述方法包括：
将第一衬底紧固到第一框架，所述第一衬底具有第一侧和第二侧，并且所述半导体器件管芯设置在所述第一衬底的所述第一侧上；
将产品衬底紧固到第二框架，所述产品衬底在其上具有电路迹线，并且所述第二框架被配置成保持所述产品衬底以面向所述第一衬底上的所述半导体器件管芯；
将针定位成邻近所述第一框架，所述针具有带扩口孔的第一端和与所述第一端相对设置的第二端；
通过连接到所述针的针致动器致动所述针以便将所述针移动到管芯传送位置，在所述管芯传送位置，所述针按压在所述第一衬底的所述第二侧上以便将所述半导体器件管芯按压到与所述电路迹线接触，所述针致动器具有夹具，所述夹具连接到所述针致动器的端部以便可滑动地容纳所述针的所述第一端，所述夹具的内径被配置成沿着所述夹具的壁的内表面可滑动地接收所述针的所述扩口孔；以及
当所述针将所述半导体器件管芯按压到与所述电路迹线接触时，使用与所述针和所述针致动器布置在一起的抑制器抑制所述针的施加到所述半导体器件管芯的接触力。
26.根据权利要求25所述的方法，其中所述抑制包括调整连接到所述针致动器的端部的卡盘，所述针可滑动地容纳在所述卡盘中。
27.根据权利要求26所述的方法，其中所述抑制包括当所述针将所述半导体器件管芯按压到与所述电路迹线接触时，致使所述抑制器在所述针致动器的所述端部与所述针的端部之间压缩。
28.根据权利要求25所述的方法，其还包括提供未封装的LED作为半导体器件管芯。
29.一种在可电致动元件的传送期间抑制施加到所述可电致动元件的力的方法，所述方法包括：
将针定位成邻近可电致动元件，所述针具有与第二端相对的带扩口孔的第一端；
通过针致动器致动所述针以便将所述针移动到所述针的所述第二端将可电致动元件按压到与电路迹线接触的位置，所述针致动器具有夹具，所述夹具连接到所述针致动器的端部以便可滑动地容纳所述针的所述第一端，所述夹具的内径被配置成沿着所述夹具的壁的内表面可滑动地接收所述针的所述扩口孔；以及
当所述针的所述第二端将所述可电致动元件按压到与所述电路迹线接触时，致使抑制器在所述针的所述第一端与所述针致动器的端部之间压缩以抑制施加到所述可电致动元件的力。
30.根据权利要求29所述的方法，其还包括在所述针致动器的所述端部与所述针的所述第一端之间提供作为所述抑制器的弹簧。
31.根据权利要求29所述的方法，其中所述夹具紧固到所述针致动器的所述端部以可滑动地容纳所述针的所述第一端。
32.根据权利要求29所述的方法，其中所述夹具包括卡盘，所述卡盘具有定位螺钉以调整被抑制的所述力的预载荷。
33.根据权利要求32所述的方法，其中所述定位螺钉邻接所述针致动器以防止所述针致动器相对于所述卡盘移动。
34.根据权利要求29所述的方法，其中所述抑制器包括在所述针致动器的所述端部与所述针的所述第一端之间的螺旋弹簧、弹性体、气动减震器或液压减震器。
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