CN110462813A - 用于堆叠半导体器件的装置和方法 - Google Patents

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substrate
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A·哈斯卡
C·彼得森
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Rohinni LLC
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Abstract

本发明提供了一种装置，所述装置包括用于堆叠半导体器件管芯的部件。

Description

用于堆叠半导体器件的装置和方法
相关专利申请的交叉引用
本申请要求2017年2月7日提交的标题为“Apparatus and Method for StackingSemiconductor Devices”的美国临时申请序列号62/455,965的优先权，该申请的全部内容以引用方式并入本文。本申请还包含：2016年11月3日提交的标题为“Compliant Needlefor Direct Transfer of Semiconductor Devices”的美国专利申请号15/343,055；2016年11月23日提交的标题为“Top-Side Laser for Direct Transfer of SemiconductorDevices”的美国专利申请号15/360,471；2016年11月23日提交的标题为“Pattern ArrayDirect Transfer Apparatus and Method Therefor”的美国专利申请号15/360,645；以及2017年1月18日提交的标题为“Flexible Support Substrate for Transfer ofSemiconductor Devices”的美国专利申请号15/409,409，所有这些专利申请的全部内容以引用方式并入本文。
背景技术
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。
半导体器件的制造通常涉及具有无数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”修改物是指构建到最终产品中的外壳和保护特征，以及使封装中的器件能够结合到产品电路中的接口。
半导体器件的常规制造过程开始于处理半导体晶圆。将晶圆切成多个“未封装”半导体器件。“未封装”修改物是指没有保护特征的未包封半导体器件。在本文中，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”。可以切割单个半导体晶圆以创建各种尺寸的管芯，以便从半导体晶圆形成多达超过100,000个或甚至1,000,000个管芯(取决于半导体的起始尺寸)，并且每个管芯具有特定质量。然后经由下面简要讨论的常规制造过程来“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，由此单独拾取切割的管芯并将其分类成堆。分类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。
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引脚/引线以用于与产品电路接合/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。
在封装后，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，器件准备好“插入”到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它们免受可能降低或破坏器件的元件的影响，但封装的器件固有地比封装内部发现的管芯更大(例如，在一些情况下，在厚度上为约10倍并且在面积上为10倍，从而导致在体积上为100倍)。因此，所得的电路组件无法比半导体器件的封装更薄。
附图说明
参考附图阐述具体实施方式。在附图中，参考标号的最左边数字标识首次出现该参考标号的附图。在不同附图中使用相同附图标号指示相似或相同的项目。此外，附图可以被视为提供单独附图中的单独部件的相对尺寸的近似描绘。然而，附图未按比例绘制，并且在单独附图内以及不同附图之间，单独部件的相对尺寸可以与所描绘的不同。具体地，一些附图可以将部件描绘为特定尺寸或形状，而其他附图可能为了清楚起见以更大的比例描绘相同的部件或者不同地成形。
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示出了转移机构的针的端部的形状轮廓的实施方案。
图4示出了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产品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示出了机器硬件与管芯转移系统的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示出了实现传送器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中的实施方案的产品衬底传送机构的转移后操作的示意性顶视图。
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14A表示根据用于特定产品输出的示例性转移的处于预转移位置的转移装置的实施方案的示意图。
图14B表示根据用于特定产品输出的示例性转移的处于转移位置的图14A的转移装置的实施方案的示意图。
具体实施方式
本公开涉及将半导体器件管芯直接转移和附连到电路的机器以及使其实现的过程，并且涉及具有附连到其上的管芯的电路(作为输出产品)。在一些情况下，机器用于将未封装管芯直接从衬底诸如“晶圆胶带”，转移到产品衬底诸如电路衬底。与通过常规方式生产的类似产品相比，未封装管芯的直接转移可显著减小最终产品的厚度，以及制造产品衬底的时间和/或成本。
出于本说明书的目的，术语“衬底”是指在其上或对其进行过程或动作的任何物质，包括封装或未封装的半导体器件管芯。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输出而在其上或对其进行过程或动作的任何物质，包括一系列两个或更多个堆叠的半导体器件管芯。
在一个实施方案中，机器可以固定产品衬底以用于接纳例如从晶圆胶带转移的“未封装”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，机器包括用于精确对准承载管芯的晶圆胶带和产品衬底的部件以确保准确放置和/或避免产品材料浪费。在一些情况下，使产品衬底和晶圆胶带上的管芯对准的部件可以包括一组框架，其中晶圆胶带和产品衬底分别被固定并单独传送到对准位置，使得晶圆胶带上的特定管芯被转移到产品衬底上的特定地点。
传送产品衬底的框架可以在各个方向上行进，包括水平方向和/或垂直方向，或甚至允许转移到弯曲表面的方向。传送晶圆胶带的框架也可以在各个方向上行进。齿轮、轨道、电动机和/或其他元件的系统可以用于分别固定和传送承载产品衬底和晶圆胶带的框架以将产品衬底与晶圆胶带对准，以便将管芯放置在产品衬底的正确位置上。每个框架系统也可以移动到提取位置以便有助于在完成转移过程时提取晶圆胶带和产品衬底。
在一些情况下，机器还可以包括转移机构，以用于将管芯直接从晶圆胶带转移到产品衬底而不会“封装”管芯。转移机构可以垂直地设置在晶圆胶带上方，以便朝向产品衬底经由晶圆胶带向下按压在管芯上。这种向下按压在管芯上的过程可能致使管芯从晶圆胶带剥离，这在管芯的侧面处开始直到管芯与晶圆胶带分离以附接到产品衬底。也就是说，通过减小管芯与晶圆胶带之间的粘附力，并增加管芯与产品衬底之间的粘附力，可以转移管芯。
在一些实施方案中，转移机构可以包括伸长杆，诸如销或针，其可以抵靠晶圆胶带循环地致动以从顶侧推动晶圆胶带。针的尺寸可以被设定为不宽于正在被转移的管芯的宽度。尽管在其他情况下，针的宽度可以是更宽的，或任何其他尺寸。当针的端部接触晶圆胶带时，晶圆胶带可能在管芯与晶圆胶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，晶圆胶带的不接收来自针的压力的部分可能开始挠曲远离管芯的表面。因此，这种部分分离可能致使管芯失去与晶圆胶带的充分接触，以便从晶圆胶带释放。而且，在一些情况下，晶圆胶带的偏转可以是如此微小，以至保持管芯的整个表面区域与晶圆胶带接触，同时仍然致使管芯的相对表面延伸超过相邻管芯的对应表面的延伸平面，以避免相邻管芯的无意转移。
另选地或除此之外，机器还可以包括固定机构以用于将分离的“未封装”管芯附连到产品衬底。在一些情况下，产品衬底在其上可以具有管芯被转移和附连到的电路迹线。固定机构可以包括发射能量(诸如激光)以熔化/软化产品衬底上的电路迹线的材料的的设备。此外，在一些情况下，激光可以用于活化/硬化电路迹线的材料。因此，可以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，在致动转移机构以将管芯释放到产品衬底上时，也可以激活能量发射设备以便准备迹线材料来接纳管芯。能量发射设备的激活可以进一步增强从晶圆胶带释放和捕获晶圆，以便开始在产品衬底上形成半导体产品。
直接转移装置的第一示例性实施方案
图1示出了可用于将未封装半导体部件(或“管芯”)从晶圆胶带直接转移到产品衬底的装置100的实施方案。晶圆胶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。装置100可以包括产品衬底传送机构102和晶圆胶带传送机构104。产品衬底传送机构102和晶圆胶带传送机构104中的每一个可以包括框架系统或其他装置以将待传送的相应衬底固定到相对于彼此的期望对准位置。装置100还可以包括转移机构106，如图所示，该转移机构可以垂直地设置在晶圆胶带传送机构104上方。在一些情况下，转移机构106可以定位成几乎接触晶圆衬底。此外，装置100可以包括固定机构108。固定机构108可以垂直地设置在产品衬底传送机构102下方，在转移位置处与转移机构106对准，在该转移位置处管芯可以放置在产品衬底上。如下所讨论，图2A和图2B示出了装置100的示例性细节。
由于图2A和图2B描述了转移操作的不同阶段，同时参考装置200的相同元件和特征，因此对特定特征的以下讨论可以互换地指代图2A和图2B中的任一者或两者，除非明确指出的情况。具体地，图2A和图2B示出了装置200的实施方案，该装置包括产品衬底传送机构202、晶圆胶带传送机构204、转移机构206和固定机构208。产品衬底传送机构202可以与晶圆胶带传送机构204相邻设置。例如，如图所示，产品衬底传送机构202可以在基本水平的方向上延伸，并且可以垂直地设置在晶圆胶带传送机构204的下方以利用重力在转移过程中可能产生的任何影响。另选地，产品衬底传送机构202可以被定向成横向于水平面延伸。
在转移操作期间，传送机构202、204可以被定位成使得由产品衬底传送机构202承载的产品衬底的表面与由晶圆胶带传送机构204承载的晶圆胶带的表面之间的空间可以大于或小于1mm，这取决于装置200的各种其他方面，包括在转移操作期间由部件产生的偏转量，如下文所述。在一些情况下，与传送机构202、204的支撑结构相比，晶圆胶带和产品衬底的相应相对表面可以是最突出的结构。也就是说，为了避免机器的部件和其上的产品之间的碰撞，该碰撞可能是由可移动部件(例如，传送机构202、204)引起的，晶圆胶带和产品衬底的相应表面之间的距离可以小于任一表面与任何其他相对结构部件之间的距离。
如所描绘的，并且在一些情况下，转移机构206可以垂直地设置在晶圆胶带传送机构204上方，并且固定机构208可以垂直地设置在产品衬底传送机构202的下方。可以设想，在一些实施方案中，转移机构206和固定机构208中的一者或两者可以定向在与图2A和图2B中所示的位置不同的位置。例如，转移机构206可以被设置成相对于水平面以锐角延伸。在另一个实施方案中，固定机构208可以被定向成在转移期间从与转移机构206相同的致动方向发射能量，或者另选地，从固定机构208能够从其参与转移过程的任何定向和位置发射能量。
产品衬底传送机构202可以用于固定产品衬底210。在本文中，术语“产品衬底”可包括但不限于：晶圆胶带(例如，用于对管芯预分类并创建分类的管芯片以供将来使用)；形成为片状或其他非平面形状的纸或聚合物衬底，其中聚合物—半透明或其他—可以选自任何合适的聚合物，包括但不限于硅、丙烯酸、聚酯、聚碳酸酯等；电路板(诸如印刷电路板(PCB))；弦或线电路，其可包括一对平行延伸的导线或“线”；以及棉、尼龙、人造丝、皮革等的布料。产品衬底的材料的选择可以包括耐用材料、柔性材料、刚性材料和其他材料，转移过程中利用这些材料成功进行并且这些材料保持产品衬底的最终用途的适用性。产品衬底210可以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以包括诸如玻璃瓶、车窗或玻璃片材的物品。
在如图2A和图2B中描绘的实施方案中，产品衬底210可以包括设置在其上的电路迹线212。如所描绘的，电路迹线212可以包括一对相邻迹线，该对相邻迹线由迹线间距或间隙间隔开以便适应被转移的管芯上的电接触端子(未示出)之间的距离。因此，可以根据被转移的管芯的尺寸来确定电路迹线212的相邻迹线之间的迹线间距或间隙大小，以确保管芯的适当连接性和随后的激活。例如，电路迹线212的迹线间距或间隙的范围为约75至200微米、约100至175微米、或约125至150微米。
电路迹线212可以由经由丝网印刷、喷墨印刷、激光印刷、手动印刷或其他印刷方式设置的导电油墨形成。另外，电路迹线212可以是预固化的和半干的或干的以提供附加的稳定性，同时仍然可以激活用于管芯导电性目的。湿导电油墨也可以用于形成电路迹线212，或湿油墨和干油墨的组合可以用于电路迹线212。另选地或除此之外，电路迹线212可以预先形成为线迹、或被光刻、或者从熔融材料形成为电路图案，并且随后粘、嵌入或以其他方式固定到产品衬底210。
电路迹线212的材料可以包括但不限于银、铜、金、碳、导电聚合物等。在一些情况下，电路迹线212可以包括涂银的铜颗粒。电路迹线212的厚度可以取决于所使用的材料的类型、预期的功能和实现该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，电路迹线的厚度可以在约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，在一个非限制性示例中，产品衬底210可以是柔性半透明聚酯片，其具有使用银基导电油墨材料印刷在其上以形成电路迹线212的期望电路图案丝网。
产品衬底传送机构202可包括用于固定产品衬底保持器框架216的产品衬底传送器框架214。产品衬底保持器框架216的结构可以取决于所使用的产品衬底的类型和性质(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可以在产品衬底保持器框架216中保持在张力下以便产生在上面执行下文讨论的转移操作的更刚性表面。在上述示例中，由产品衬底210中的张力产生的刚性可以在转移部件时增加放置准确度。
在一些情况下，针对产品衬底210使用耐用或更刚性的材料自然地提供了坚固的表面以用于元件放置准确度。相比之下，当允许产品衬底210下垂时，褶皱和/或其他不连续部分可能在产品衬底210中形成并且干扰电路迹线212的预设图案，以至于转移操作可能不成功。
虽然保持产品衬底210的装置可以变化很大，但图2A示出了产品衬底保持器框架216的实施方案，其包括具有凹形形状的第一部分216a和具有凸形相对形状的第二部分216b，该凸形相对形状在形状上对应于凹形形状。在所描绘的示例中，通过在第一部分216a和第二部分216b之间插入产品衬底210的外周边来为产品衬底210创建张力，以由此紧紧地夹持产品衬底210。
产品衬底传送器框架214可以在至少三个方向上传送—水平面中的两个方向以及垂直方向上的两个方向。可以经由电动机、导轨和齿轮系统(均未示出)来完成传送。这样，产品衬底张紧器框架216可以被传送到并保持在特定位置，如由装置200的用户指示和/或编程和控制的。
晶圆胶带传送机构204可以被实施为在其上固定具有管芯220(即，半导体器件管芯)的晶圆胶带218。晶圆胶带218可以在多个方向上传送到特定的转移位置，以用于经由晶圆胶带转移器框架222进行转移操作。类似于产品衬底传送器框架214，晶圆胶带传送器框架222可以包括电动机、导轨和齿轮(均未示出)。
用于转移的未封装半导体管芯220可以非常小。实际上，管芯220的高度可以在12.5至200微米、或25至100微米、或50至80微米的范围内。
由于管芯的微小尺寸，当晶圆胶带218已被传送到适当的转移位置时，晶圆胶带218与产品衬底210之间的间隙间距可以在例如约0.25mm至1.50mm、或约0.50mm至1.25mm、或约0.75mm至1.00mm的范围内。最小间隙间距可以取决于以下因素，包括：被转移的管芯的厚度、所涉及的晶圆胶带的刚度、提供管芯的充分捕获和释放所需的晶圆胶带的偏转量、相邻管芯的接近度等。随着晶圆胶带218与产品衬底210之间的距离减少，转移操作的速度也可能由于转移操作的减小的循环时间(在本文中进一步讨论)而减少。因此，转移操作的持续时间的这种减少可以增加管芯转移的速率。例如，管芯转移速率可以在每秒放置约6-20个管芯的范围内。
此外，晶圆胶带传送器框架222可以固定晶圆胶带保持器框架224，该晶圆胶带保持器框架可以拉伸晶圆胶带218并保持它处于张力下。如图2A所示，晶圆胶带218可以经由在晶圆保持器框架224的相邻部件之间夹持晶圆胶带218的周边而固定在晶圆胶带保持器框架224中。这种夹持有助于保持晶圆胶带218的张力和拉伸特性，由此增加转移操作的成功率。考虑到可用的不同类型/品牌/质量的晶圆胶带的不同性质，可以基于在转移过程期间始终保持在期望张力的能力来选择特定晶圆胶带以供使用。在一些情况下，针致动性能曲线(下文中进一步讨论)可以根据晶圆胶带218的张力而改变。
例如，用于晶圆胶带218的材料可以包括具有弹性的材料，诸如橡胶或硅。此外，由于环境和晶圆胶带218本身的温度可能有助于在转移过程期间对晶圆胶带218的潜在损坏，因此具有耐温度波动性质的材料可能是有利的。此外，在一些情况下，可以略微拉伸晶圆胶带218，以便在单独管芯220之间创建间隔或间隙以有助于转移操作。晶圆胶带218的表面可以包括粘性物质，管芯220可以经由该粘性物质可移除地粘附到晶圆胶带218。
晶圆胶带218上的管芯220可以包括从固体半导体晶圆单独切割然后放置在晶圆胶带218上以固定管芯的管芯。在这种情况下，管芯可能已经被预分类并且明确地组织在晶圆胶带218上，以便例如有助于转移操作。具体地，管芯220可以被顺序地布置成转移到产品衬底210的预期顺序。管芯220在晶圆胶带218上的这种预先布置可以减少否则将在产品衬底传送机构202与晶圆胶带传送机构204之间发生的行进量。除此之外或另选地，晶圆胶带218上的管芯可以已经被预分类以仅包括具有基本相同的性能特性的管芯。在这种情况下，可以增加供应链的效率，并且因此，晶圆胶带传送机构204的行进时间可以减小到最小值。
在一些情况下，用于管芯的材料可以包括但不限于碳化硅、氮化镓、涂覆的氧化硅等。此外，蓝宝石或硅也可以用作管芯。此外，如上所指示的，“管芯”在本文中通常可表示电致动元件。
在一些实施方案中，晶圆胶带218可以包括未预分类而是通过以下方式形成的管芯：只需直接在晶圆胶带上切割半导体，并且然后将管芯留在晶圆胶带上，而不用“拾取和放置”以根据管芯的相应性能质量对管芯进行分类。在这种情况下，可以映射晶圆胶带上的管芯以描述不同质量管芯的确切相对位置。因此，在一些情况下，可能不必使用具有预分类的管芯的晶圆胶带。在这种情况下，对于每个顺序转移操作，晶圆胶带传送机构204在特定管芯之间移动的时间和行进的量可以增加。这可能部分地由分散在半导体区域内的管芯的不同质量引起，这意味着用于下一个转移操作的特定质量的管芯可能不会紧邻先前转移的管芯。因此，晶圆胶带传送机构204可以进一步移动晶圆胶带218以对准具有特定质量的适当管芯以用于转移，这不是包含基本相同质量的管芯的晶圆胶带218所需的。
进一步关于晶圆胶带218上的管芯220，在一些情况下，管芯220的数据映射可以通过晶圆胶带218来提供。数据映射可以包括数字文件，该数字文件提供描述晶圆胶带218上的每个管芯的特定质量和位置的信息。数据映射文件可以被输入到与装置200通信的处理系统中，由此可以控制/编程装置200以在晶圆胶带218上寻找正确的管芯220以用于转移到产品衬底210。
经由转移机构206部分地执行转移操作，该转移机构是用于辅助从晶圆胶带218分离管芯的管芯分离设备。转移机构206的致动可以致使一个或多个管芯220从晶圆胶带218释放并且被产品衬底210捕获。在一些情况下，转移机构206可以通过将伸长杆(诸如销或针226)按压到晶圆胶带218的顶表面上抵靠管芯220来操作。针226可以连接到针致动器228。针致动器228可以包括连接到针226以在预定/编程时间朝向晶圆胶带218驱动针226的电动机。
鉴于针226的功能，针226可以包括足够耐用以承受重复、快速、轻微的冲击，同时最小化冲击时对管芯220的潜在伤害的材料。例如，针226可以包括金属、陶瓷、塑料等。此外，针226的尖端可以具有特定的形状轮廓，其可影响针重复起作用而不会频繁地破坏尖端或损坏晶圆胶带218或管芯220的能力。下面参照图3更详细地讨论针的尖端的轮廓形状。
在转移操作中，针226可以与管芯220对准，如图2A所描绘的，并且针致动器可以移动针226以在一定位置处推靠晶圆胶带218的相邻侧，在该位置中，管芯220在晶圆胶带218的相对侧上对准，如图2B所描绘的。来自针226的压力可以致使晶圆胶带218偏转，以便使管芯220延伸到与未被转移的相邻管芯220相比更靠近产品衬底226的位置。如上所指示的，偏转量可以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微米厚且电路迹线212为约10微米厚的情况下，晶圆胶带218的偏转量可以为约75微米。因此，管芯220可以经由针226朝向产品衬底210按压，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，此时转移操作进行到完成，并且管芯220从晶圆胶带218释放。
在转移过程可以包括快速重复的一组步骤(其包括针226压在管芯220上的循环致动)的情况下，在下文中相对于图8详细描述了该过程的方法。另外，在下文中相对于图4更详细地讨论了针226的致动的行程曲线(在转移过程的上下文中)。
回到图2A和图2B，在一些情况下，转移机构206还可以包括针回缩支撑件230(也称为胡椒罐)。在一个实施方案中，支撑件230可以包括具有中空空间的结构，其中针226可以通过经由支撑件230的第一端中的开口232进入该空间而被容纳。支撑件230还可以包括在支撑件230的第二相对端上的至少一个开口234。此外，支撑件可以包括在开口234附近的多个穿孔。至少一个开口234的尺寸可以相对于针226的直径确定，以适应针226穿过其中以便在转移过程期间按压在晶圆胶带218上。
此外，在一些情况下，支撑件230可以与晶圆胶带218的上表面相邻地设置。这样，当针226在转移操作期间缩回而不能按压在晶圆胶带218上时，支撑件230的基部表面(其中具有至少一个开口234)可以与晶圆胶带218的上表面接触，由此防止晶圆胶带218向上偏转。在针226至少部分地刺入晶圆胶带218的情况下可能引起这种向上偏转，并且在缩回时，晶圆胶带粘到针226的尖端。因此，支撑件230可以减小移动到下一个管芯220所花费的时间。支撑件230的壁周边形状可以是圆柱形或可以容纳在装置200中的任何其他形状。因此，支撑件230可以设置在针226与晶圆胶带218的上表面之间。
相对于温度对晶圆胶带218的完整性的影响，可以设想可调整支撑件230的温度以便至少在转移操作点附近调节针226和晶圆胶带218的温度。因此，可以加热或冷却支撑件230的温度，并且可以选择支撑件230的材料以使导热率最大化。例如，支撑件230可以由铝或另一种相对高导热率的金属或类似材料形成，由此可以调节温度以保持转移操作的一致结果。在一些情况下，空气可以在支撑件230内循环以帮助调节晶圆胶带218的局部部分的温度。除此之外或另选地，光纤缆线230a可以插入针缩回支撑件230中，并且还可以抵靠针226以帮助对晶圆胶带218和/或针226的温度调节。
如上所述，固定机构208可以帮助将管芯220附连到产品衬底210的表面上的电路迹线212。图2B示出了处于转移阶段的装置200，其中管芯220被推靠电路迹线212。在一个实施方案中，固定机构208可以包括能量发射设备236，包括但不限于激光、电磁辐射、压力振动、超声焊接等。在一些情况下，对能量发射设备236使用压力振动可以通过以下方式来进行：发射振动能量力以便致使抵靠电接触端子的分子的电路迹线内的分子破坏，从而经由振动压力形成结合。
在一个非限制性示例中，如图2B所描绘的，激光器可以被实施为能量发射设备236。在转移操作期间，可以激活激光器236以发射指向被转移的管芯220的特定波长和强度的光能量。激光器236的光的波长可以具体地基于该波长的光相对于电路迹线212的材料的吸收来选择，而不会显著影响产品衬底210的材料。例如，具有808nm的操作波长并且在5W下操作的激光器可以容易地被银吸收，但不会被聚酯吸收。因此，激光束可以穿过聚酯衬底并影响电路迹线的银。另选地，激光的波长可以匹配电路迹线的吸收和衬底的材料。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垂直发出的虚线指示)的尺寸可以根据LED的尺寸(例如300微米宽的区域)来确定。
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)至以下程度：在电路迹线212的材料与管芯220上的电接触端子(未示出)之间可以形成熔合接合。该结合还帮助将未封装管芯220与晶圆胶带218分离，以及同时将管芯220附连到产品衬底210。此外，激光器236可以在晶圆胶带218上引起一些热传递，由此减小管芯220对晶圆胶带218的粘附并从而有助于转移操作。
在其他情况下，可能以许多方式释放管芯并将其固定到产品衬底，这些方式包括使用具有预定波长的激光或聚焦光(例如，IR、UV、宽带/多光谱)以用于加热/激活电路迹线以便由此固化环氧树脂或相变结合材料，或者用于停用管芯/从晶圆胶带释放管芯，或者用于引发反应的某种组合。除此之外或另选地，可以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，可以实施真空以从晶圆胶带拉下管芯，并且可以实施空气压力以将管芯推到产品衬底上，在管芯晶圆衬底与产品衬底之间可能包括旋转头。在又一个实例中，超声振动可以与压力结合以致使管芯结合到电路迹线。
类似于针回缩支撑件230，固定机构还可以包括产品衬底支撑件238，其可以设置在激光器236与产品衬底210的底表面之间。支撑件238可以包括位于其基部端处的开口240和位于其上端处的开口242。例如，支撑件238可以形成为环形或空心圆柱体。支撑件还可以包括用于固定透镜(未示出)以帮助引导激光器的结构。激光器236通过开口240、242发射光以到达产品衬底210。此外，支撑件238的侧壁的上端可以被设置成与产品衬底210的底表面直接接触或紧密相邻。在如此定位下，支撑件238可以有助于在转移操作时防止在针226的行程期间对产品衬底210发生损坏。在一些情况下，在转移操作期间，产品衬底210的底表面的与支撑件238对准的部分可以接触支撑件238，这由此针对由针226按压的管芯220的进入运动提供阻力。此外，支撑件238可以在垂直轴线的方向上移动以便能够调节其高度，以便根据需要升高和降低支撑件238，包括到产品衬底210的高度。
除了上述特征之外，装置200还可以包括第一传感器244，装置200从该第一传感器接收关于晶圆胶带218上的管芯220的信息。为了确定在转移操作中使用哪个管芯，晶圆胶带218可以具有条形码(未示出)或被读取或以其他方式被检测到的其他标识符。标识符可以经由第一传感器244向装置200提供管芯映射数据。
如图2A和图2B所示，第一传感器244可以定位在转移机构206(或具体地是针226)附近，与转移机构206间隔开距离d，该距离可以在约1-5英寸的范围内，以便增强位置检测的准确性。在另选实施方案中，第一传感器244可以与针226的尖端相邻地设置以便实时感测管芯220的确切位置。在转移过程期间，晶圆胶带218可以随时间推移被刺穿和/或进一步拉伸，这可以改变晶圆胶带218上的管芯220的先前映射并因此预期的位置。这样，晶圆胶带218的拉伸中的微小变化可能累加成被转移的管芯220的对准中的显著误差。因此，可以实施实时感测以有助于准确的管芯定位。
在一些情况下，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。该信息可以用于向晶圆胶带传送器框架222提供指令，从而指示晶圆胶带218应被传送到的确切位置以便执行转移操作。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更好地执行多种功能。传感器244可以包括但不限于：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示例。
此外，在一些情况下，第二传感器246也可以包括在装置200中。第二传感器246可以相对于产品衬底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，该信息可以用于确定在转移机构206与固定机构208之间对准产品衬底210所需的任何位置调整，使得下一个转移操作发生在电路迹线212上的正确位置。该信息可以进一步中继到装置200以协调将产品衬底210传送到正确位置，同时将指令传送到晶圆胶带传送器框架222。各种传感器也被设想用于传感器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示例。
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。在一些情况下，第一传感器244、第二传感器246和激光器236都可以接地到相同的接地部(G)，或者另选地接地到不同的接地部(G)。
根据用于第一传感器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还可以能够测试被转移的管芯的功能。另选地，可以将附加的测试器传感器(未示出)结合到装置200的结构中以便在从装置200移除产品衬底210之前测试单独管芯。
此外，在一些示例中，可以在机器中实施多个可单独致动的针和/或激光器以便在给定时间转移和固定多个管芯。多个针和/或激光器可以在三维空间内单独地移动。多个管芯转移可以同步完成(多个针同时下降)，或同时但不一定同步完成(例如，一个针下降而另一个针上升，这种布置可以更好地平衡组件并使振动最小化)。可以协调多个针和/或激光器的控制以避免多个部件之间的碰撞。此外，在其他示例中，多个针和/或激光器可以布置在彼此相对的固定位置。
示例性针尖端轮廓
如上所述，相对于图3讨论针的尖端300的轮廓形状，该图示出了尖端300的示意性轮廓形状。在一个实施方案中，尖端300可以被定义为针的端部，包括邻接锥形部分304的侧壁302、拐角306和可横向于针的相对侧延伸的基部端308。尖端300的具体尺寸和形状可以根据转移过程的因素而变化，例如，被转移的管芯220的尺寸以及转移操作的速度和冲击力。例如，在图3中看到的在针的中心轴线的纵向方向与锥形部分304之间测量的角度θ可以在约10°至15°的范围内；拐角306的半径r可以在约15至50+微米的范围内；基部端308的宽度w可以在约0至100+微米(μm)的范围内，其中w可以小于或等于被转移的管芯220的宽度；锥形部分304的高度h可以在约1mm至2mm的范围内，其中h可以大于针在转移操作的行程期间行进的距离；并且针226的直径d可以为约1mm。
设想了其他针尖端轮廓，并且其取决于与转移操作相关联的各种因素而可以具有不同的优点。例如，针尖端300可以更钝以与管芯的宽度成镜像，或更尖以按压在晶圆胶带的较小区域中。
示例性针驱动性能曲线
在图4中示出了针致动性能曲线的实施方案。也就是说，图4通过显示针尖端相对于晶圆胶带218的平面的高度(在其随着时间推移而变化时)来描绘在转移操作期间执行的行程模式的示例。这样，图4中的“0”位置可以是晶圆胶带218的上表面。另外，由于针的空闲时间和针的准备时间可以取决于编程过程或转移第一管芯与到达第二管芯以进行转移所花费的时间之间的变化持续时间而变化，因此在行程模式的空闲阶段和准备阶段处示出的虚线指示时间是近似的，但持续时间可以更长或更短。此外，应当理解，针对激光器使用的实线是通过其示出的实施方案的示例性时间，然而，激光器开启和关闭时间的实际持续时间可以取决于以下而变化：用于形成电路的材料(诸如电路迹线的材料选择)、产品衬底的类型、期望的效果(预熔电路迹线、部分结合、完全结合等)、激光器与结合点(即产品衬底的上表面)相距的距离、被转移的管芯的尺寸，以及激光器的功率/强度/波长等。因此，对图4所示的曲线的以下描述可以是针曲线的示例性实施方案。
在一些情况下，在转移操作之前，完全缩回的针尖端在晶圆胶带表面上方约2000μm处可以是空闲的。在不同的时间量之后，针尖端可以在晶圆胶带表面上方约750μm处快速下降到准备状态。在准备状态下持续另一个未确定的时间量之后，针尖端可以再次下降以接触管芯并将晶圆胶带与管芯一起向下按压至约-1000μm的高度，在此处管芯可以转移到产品衬底。在激光器开启部分的开始处的垂直虚线指示：激光器可以在从准备阶段下降的开始与针尖端的行程底部之间的某个点处开启。例如，激光器可以在下降路径的约50％处开启。在一些情况下，通过提前开启激光器，例如在针开始下降之前，电路迹线可以在与管芯接触以形成更强结合之前开始软化，或者另外地，在该时间期间可以影响或制备管芯晶圆。其中激光器开启的阶段可以持续约20ms(“毫秒”)。在其中激光器开启的行程底部，该阶段可以是管芯与产品衬底之间的结合阶段。该结合阶段可以允许电路迹线附接到管芯触点，这些管芯触点在激光器关闭后快速变硬。这样，管芯可以结合到产品衬底。结合阶段可以持续约30ms。此后，可以关闭激光器并且针可以快速上升到准备阶段。相反，可以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，可以关闭激光器。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处于准备阶段的高度下。虽然一些浮动可能归因于针尖上升到准备阶段的速度，但速度和浮动可能是有意的，以便有助于在针刺穿晶圆胶带并且可能卡在其中的情况下从晶圆胶带的表面缩回针尖端。
如图4所描绘的，激光器关闭的定时可能比激光器开启的定时更长，其中较慢的下降速度可以有助于防止对管芯的损坏，并且如上所述，快速上升可有助于更有效地从晶圆胶带提取针尖端。然而，如前所述，图4所示的定时是近似值，特别是相对于空闲时段和准备时段。因此，除非另有说明，否则沿图4的下边缘分配的数值仅供参考并且不应按字面意思理解。
示例性产品衬底
图5示出了已处理的产品衬底500的示例性实施方案。产品衬底502可以包括电路迹线的第一部分504A，该第一部分在向其施加电力时可以用作负或正电力端子。电路迹线的第二部分504B可以相邻于电路迹线的第一部分504A延伸，并且在向其施加电力时可以用作对应的正或负电力端子。
如上面相对于晶圆胶带类似地描述的，为了确定在何处传送产品衬底502以执行转移操作，产品衬底502可以具有条形码(未示出)或被读取或以其他方式检测到的其他标识符。标识符可以向装置提供电路跟踪数据。产品衬底502还可包括基准点506。基准点506可以是用于由产品衬底传感器(例如，图2中的第二传感器246)进行感测以定位电路迹线的第一部分504A和第二部分504B的视觉指示符。一旦感测到基准点506，就可以基于预编程信息确定电路迹线的第一部分504A和第二部分504B的形状和其相对于基准点506的相对位置。结合预编程信息使用感测信息，产品衬底传送机构可以将产品衬底502传送到适当对准位置以用于转移操作。
此外，管芯508在图5中描绘为跨越在电路迹线的第一部分504A和第二部分504B之间。以这种方式，管芯508的电接触端子(未示出)可以在转移操作期间结合到产品衬底502。因此，可以施加电力以在电路迹线的第一部分504A和第二部分504B之间行进，并由此为管芯508供电。例如，管芯可以是从晶圆胶带直接转移到产品衬底502上的电路迹线的未封装LED。此后，产品衬底502可以被处理以完成产品衬底502并用在电路或其他最终产品中。另外，电路的其他部件可以通过相同或其他转移方式添加以创建完整电路，并且可以包括控制逻辑以便以某种静态或可编程或可适应方式将LED作为一个或多个组进行控制。
简化的示例性直接转移系统
在图6中示出了直接转移系统600的实施方案的简化示例。转移系统600可以包括个人计算机(PC)602(或服务器、数据输入设备、用户接口等)、数据存储装置604、晶圆胶带机构606、产品衬底机构608、转移机构610和固定机构612。由于迄今为止已经给出了对晶圆胶带机构606、产品衬底机构608、转移机构610和固定机构612的更详细描述，因此这里不再重复有关这些机构的具体细节。然而，以下描述了对晶圆胶带机构606、产品衬底机构608、转移机构610和固定机构612如何与PC 602和数据存储装置604之间的交互相关的简要描述。
在一些情况下，PC 602与数据存储装置604通信以接收在使用转移机构610将管芯从晶圆胶带机构606中的晶圆胶带直接转移到产品衬底机构608中的产品衬底上的转移过程中有用的信息和数据，其中管芯可以经由激活位于固定机构612中的激光器或其他能量发射设备来固定在产品衬底上。PC 602还可以用作被中继到晶圆胶带机构606、产品衬底机构608、转移机构610和固定机构612中的每一个以及从其中继的数据的接收器、编译器、组织器和控制器。PC 602还可以从转移系统600的用户接收引导信息。
应当注意，虽然图6描绘了与晶圆胶带机构606和产品衬底机构608相邻的定向移动能力箭头，但这些箭头仅指示移动性的大体方向，然而可以设想，晶圆胶带机构606和产品衬底机构608也能够在其他方向上移动，包括例如平面中的旋转、俯仰、滚动和偏转。
以下相对于图7描述转移系统600的部件的交互的附加细节。
详细的示例性直接转移系统
转移系统700的相应元件之间的通信路径的示意图可以描述如下。
直接转移系统可以包括个人计算机(PC)702(或服务器、数据输入设备、用户接口等)，其可以从数据存储装置704接收通信并向该数据存储装置提供通信。PC 702还可以与第一单元管理器706(被示为“单元管理器1”)和第二单元管理器708(被示为“单元管理器2”)通信。因此，PC 702可以控制和同步化第一单元管理器706和第二单元管理器708之间的指令。
PC 702可以包括处理器和存储器部件，通过这些处理器和存储器部件可以执行指令以便执行相对于第一单元管理器706和第二单元管理器708以及数据存储装置704的各种功能。在一些情况下，PC 702可以包括项目管理器710和针曲线限定器712。
项目管理器710可以从第一单元管理器706和第二单元管理器708以及数据存储装置704接收输入，以组织直接转移过程并且保持关于产品衬底相对于晶圆胶带和其上管芯的定向和对准的平稳运行。
针曲线限定器712可以包含关于针行程性能曲线的数据，其可以用于根据已加载的晶圆胶带上的特定管芯和产品衬底上的电路迹线的图案向转移机构指示期望的针行程性能。将在下面进一步讨论针曲线限定器712的附加细节。
转回数据存储装置704，数据存储装置704可以包括包含诸如管芯映射714的数据的存储器，该数据可能特定于加载在晶圆胶带机构中的晶圆胶带。如先前所解释的，管芯映射可以描述晶圆胶带上的每个管芯的相对位置及其质量，以用于提供特定管芯的位置的预组织描述的目的。另外，数据存储装置704还可以包括包含电路CAD文件716的存储器。电路CAD文件716可以包含关于已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可以从数据存储装置704接收管芯映射714和电路CAD文件716，并且可以分别将相应的信息中继到第一单元管理器706和第二单元管理器708。
在一个实施方案中，第一单元管理器706可以经由管芯管理器718使用来自数据存储装置704的管芯映射714。更具体地，管芯管理器718可以将管芯映射714与由传感器管理器720接收的信息进行比较，并且基于此，可以向运动管理器722提供关于特定管芯的位置的指令。传感器管理器720可以从管芯检测器724接收关于管芯在晶圆胶带上的实际位置的数据。传感器管理器720还可以指示管芯检测器724根据管芯映射714在特定位置查找特定管芯。管芯检测器724可以包括传感器，诸如图2A和图2B中的第二传感器244。基于管芯在晶圆胶带上的实际位置的接收数据(关于位置偏移的确认或更新)，运动管理器722可以指示第一机器人726(被示为“机器人1”)将晶圆胶带传送到与转移机构的针的对准位置。
在到达指示位置时，第一机器人726可以将其移动的完成传送到针控制板管理器728。此外，针控制板管理器728可以直接与PC 702通信以协调转移操作的执行。在执行转移操作时，PC 702可以指示针控制板管理器728激活针致动器/针730，由此致使针根据针曲线限定器712中的已加载针曲线执行行程。针控制板管理器728还可以激活激光器控件/激光器732，由此当针经由晶圆胶带压下管芯时，致使激光器朝向产品衬底发射光束以执行转移操作。如上所指示的，激光器控件/激光器732的激活可以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，第一单元管理器706可以通过多个状态，包括：确定告诉第一机器人726去哪里；告诉第一机器人726前往确定的位置；启动针；激活固定设备；以及重置。
在执行转移操作之前，项目管理器710可以将电路CAD文件716的数据中继到第二单元管理器708。第二单元管理器708可以包括传感器管理器734和运动管理器736。使用电路CAD文件716，传感器管理器734可以指示衬底对准传感器738找到产品衬底上的基准点，并且由此根据其上的电路迹线的位置检测和定向产品衬底。传感器管理器734可以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协调以向第二机器人740(被示为“机器人2”)提供指令，以便将产品衬底传送到对准位置(即，转移固定位置)以用于执行转移操作。因此，电路CAD文件716可以帮助项目管理器710使产品衬底相对于晶圆胶带对准，使得管芯可以被准确地转移到其上的电路迹线。
因此，第二单元管理器708可以通过多个状态，包括：确定告诉第二机器人740去哪里；告诉第二机器人740前往确定的位置；以及重置。
应当理解，上述直接转移系统700的所有或少于所有的各种部件之间的附加和另选通信路径是可能的。
示例性直接转移方法
在图8中示出了执行直接转移过程的方法800，其中将一个或多个管芯从晶圆胶带直接转移到产品衬底。本文描述的方法800的步骤可以不处于任何特定顺序，并且因此可以以任何令人满意的顺序执行以实现期望的产品状态。方法800可以包括将转移过程数据加载到PC和/或数据存储装置中的步骤802。转移过程数据可以包括数据，诸如管芯映射数据、电路CAD文件数据和针曲线数据。
将晶圆胶带加载到晶圆胶带传送器机构中的步骤804也可以包括在方法800中。将晶圆胶带加载到晶圆胶带传送器机构中可以包括控制晶圆胶带传送器机构以移动到加载位置，该加载位置也称为提取位置。晶圆胶带可以在加载位置中固定在晶圆胶带传送器机构中。可以加载晶圆胶带，使得半导体的管芯朝向产品衬底传送器机构向下。
方法800还可以包括准备产品衬底以加载到产品衬底传送器机构中的步骤806。准备产品衬底可以包括根据加载到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。此外，可以将基准点印刷到电路衬底上以便帮助转移过程。可以控制产品衬底传送器机构以移动到加载位置，该加载位置也称为提取位置，其中产品衬底可以被加载到产品衬底传送器机构中。可以加载产品衬底以使得电路迹线面向晶圆上的管芯。在一些情况下，例如，产品衬底可以通过传送器(未示出)或其他自动机构(诸如以装配线的方式)来递送和放置在加载位置。另选地，产品衬底可以由操作者手动加载。
一旦将产品衬底适当地加载到产品衬底传送器机构中，并且晶圆胶带被适当地加载到晶圆胶带传送器机构中，可以经由PC执行控制管芯从晶圆胶带到产品衬底的电路迹线的直接转移的程序以开始直接转移操作808。下面描述了直接转移操作的细节。
示例性直接转移操作方法
在图9中示出了致使管芯从晶圆胶带(或保持管芯的其他衬底，也称为“管芯衬底”以用于图9的简化描述)直接转移到产品衬底的直接转移操作的方法900。本文描述的方法900的步骤可以不处于任何特定顺序，并且因此可以以任何令人满意的顺序执行以实现期望的产品状态。
为了确定在产品衬底上放置哪些管芯以及将管芯放置在产品衬底上的位置，PC可以接收关于产品衬底的标识和包含待转移管芯的管芯衬底的标识的输入902。该输入可以由用户手动输入，或者PC可以分别向产品衬底对准传感器和管芯检测器的控制中的单元管理器发送请求。请求可以指示传感器扫描加载的衬底以获得标识标记，诸如条形码或QR码；以及/或者请求可以指示检测器扫描加载的管芯衬底以获得标识标记，诸如条形码或QR码。
使用产品衬底标识输入，PC可以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标识标记，并且检索相关联的数据文件904。具体地，PC可以检索与产品衬底相关联的电路CAD文件，其描述产品衬底上的电路迹线的图案。电路CAD文件还可以包含数据，诸如要转移到电路迹线的管芯的数量、相对位置和相应质量要求。同样地，PC可以检索与管芯衬底相关联的管芯映射数据文件，其提供管芯衬底上的特定管芯的相对位置的映射。
在执行将管芯转移到产品衬底的过程中，PC可以确定产品衬底和管芯衬底相对于转移机构和固定机构的初始定向906。在步骤906内，PC可以指示衬底对准传感器定位产品衬底上的基准点。如上所讨论，基准点可以用作参考标记，以用于确定产品衬底上的电路迹线的相对位置和定向。另外，PC可以指示管芯检测器定位在管芯衬底上的一个或多个参考点以确定管芯的费用。
一旦确定了产品衬底和管芯衬底的初始定向，PC就可以指示相应的产品衬底和管芯衬底传送机构将产品衬底和管芯衬底分别定向到与转移机构和固定机构对准的位置908。
对准步骤908可以包括确定管芯将要转移到的电路迹线的部分的位置910，以及该部分相对于转移固定位置定位的位置912。转移固定位置可以被认为是转移机构和固定机构之间的对准点。基于步骤910和912中确定的数据，PC可以指示产品衬底传送机构传送产品衬底以便将管芯要转移到的电路迹线的部分与转移固定位置对准914。
对准步骤908还可以包括确定管芯衬底上的哪个管芯将被转移916，以及管芯相对于转移固定位置定位的位置918。基于在步骤916和918中确定的数据，PC可以指示晶圆胶带传送机构传送管芯衬底以便将待转移的管芯与转移固定位置对准920。
一旦要从管芯衬底转移的管芯和管芯要被转移到的电路迹线部分与转移机构和固定机构对准，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转移。
在转移管芯之后，PC可以确定是否要转移附加的管芯924。在要转移另一个管芯的情况下，PC可以回到步骤908并相应地重新对准产品和管芯衬底以进行后续的转移操作。在将不会转移另一个管芯的情况下，转移过程结束926。
示例性直接转移传送器/装配线系统
在相对于图10描述的实施方案中，上述直接转移装置的若干部件可以在传送器/装配线系统1000(下文中称为“传送器系统”)中实施。具体地，图2A和图2B描绘了产品衬底210由产品衬底传送器框架214保持并且由产品衬底张紧器框架216张紧。作为如相对于装置200指示的经由电动机、导轨和齿轮系统将产品衬底传送器框架214固定在受限区域中的替代方案，图10示出了产品衬底传送器框架214被传送通过传送器系统1000，其中产品衬底经过装配线型过程。作为对被传送的产品衬底执行的操作之间的实际传送方式，传送器系统1000可以包括一系列轨道、辊和皮带1002和/或其他处理设备以便顺序地传送多个产品衬底传送器框架214，每个框架都保持产品衬底。
在一些情况下，传送器系统1000的操作工位可以包括一个或多个印刷工位1004。当空白产品衬底被传送到印刷工位1004时，可以在其上印刷电路迹线。在存在多个印刷工位1004的情况下，多个印刷工位1004可以串行布置，并且可以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。
此外，在传送器系统1000中，产品衬底传送器框架214可以被传送到一个或多个管芯转移工位1006。在存在多个管芯转移工位1006的情况下，多个管芯转移工位1006可以串行布置，并且可以被配置成各自执行一个或多个管芯转移。在转移工位处，产品衬底可以使一个或多个管芯经由使用本文所述的一个或多个直接转移装置实施方案的转移操作来转移并附连到其上。例如，每个转移工位1006可以包括晶圆胶带传送机构、转移机构和固定机构。在一些情况下，可能先前已经在产品衬底上准备了电路迹线，并且因此，产品衬底可以直接转移到一个或多个转移工位1006。
在转移工位1006中，晶圆胶带传送机构、转移机构和固定机构可以在进入工位时相对于被传送的产品衬底传送器框架214对准。在这种情况下，当多个产品衬底传送通过转移系统1000时，转移工位1006的部件可以在每个产品衬底上的相同相对位置中重复执行相同的转移操作。
此外，传送器系统1000还可以包括一个或多个精加工工位1008，产品衬底可以被传送到该精加工工位以执行最终处理。最终精加工的类型、数量和持续时间可以取决于产品的特征和用于制造产品的材料的性质。例如，产品衬底可以在精加工工位1008处接收附加的固化时间、保护涂层、附加部件等。
直接转移装置的第二示例性实施方案
在直接转移装置的另一个实施方案中，如图11A和图11B所示，可以形成“灯弦”。虽然装置1100的许多特征可以保持基本上类似于图2A和图2B的装置200的特征，但如图11A和图11B所描绘的产品衬底传送机构1102可以被配置成传送与产品衬底212不同的产品衬底1104。具体地，在图2A和图2B中，产品衬底传送机构202包括传送器框架214和张紧器框架216，所述传送器框架和张紧器框架在张力下将片状产品衬底212固定。然而，在图11A和图11B的实施方案中，产品衬底传送机构1102可以包括产品衬底卷轴系统。
产品衬底卷轴系统可以包括被缠绕有“弦电路”的一个或两个电路迹线卷轴1106，其可包括一对相邻缠绕的导电弦或线作为产品衬底1104。在仅具有一个卷轴的情况下，卷轴1106可以位于转移位置的第一侧面上，并且该对导电弦(1104)可以围绕单个卷轴1106缠绕。另选地，可以有两个电路迹线卷轴1106位于转移位置的第一侧面上，其中每个卷轴1106包含单股弦电路，并且然后使股线在一起以穿过转移位置。
无论是实施一个卷轴1106还是两个卷轴1106，形成弦电路的管芯转移过程在每种情况下可以是基本上类似的。具体地，产品衬底1104的导电弦可以从卷轴1106引导跨越转移位置，并且可以被供给到精加工设备1108中。在一些情况下，精加工设备1108可以是：用于接纳例如半透明或透明塑料的保护涂层的涂覆设备；或者可完成固化弦电路作为产品最终处理的一部分的固化装置。除此之外或另选地，电路弦可以被进给到另一个卷轴上，该卷轴可以在弦电路的最终处理之前在其上卷绕弦电路。当产品衬底1104的导电弦被拉过转移位置时，可以致动转移机构206以执行针行程(如上所述)以将管芯220转移到产品衬底1104的导电弦，使得管芯220的电接触端子分别放置在相邻弦上，并且可以致动固定机构208以将管芯220附连就位。
此外，装置1100可以包括张紧辊1110，产品衬底1104的导电弦可以支撑在张紧辊上并抵靠张紧辊进一步张紧。因此，张紧辊1110可以帮助保持所形成的弦电路中的张力以便增强管芯转移准确度。
在图11B中，管芯220被描绘为已经转移到产品衬底1104的导电弦，由此将产品衬底1104的导电弦(在某种程度上)整合在一起并形成弦电路。
直接转移装置的第三示例性实施方案
在直接转移装置的附加实施方案中，如图12所描绘，装置1200可以包括晶圆胶带传送机构1202。具体地，代替图2A和图2B所示的晶圆胶带传送器框架222和张紧器框架224，晶圆胶带传送机构1202可以包括具有一个或多个卷轴1204的系统以便将管芯220传送通过装置1200的转移位置，以将管芯转移到单个衬底。具体地，每个卷轴1204可以包括形成为窄的、连续的、细长条带的衬底1206，其具有沿着条带的长度连续地附接的管芯220。
在使用单个卷轴1204的情况下，转移操作可以包括经由基本上如上所述的使用电动机、轨道和齿轮的产品衬底传送机构202来传送产品衬底210。然而，晶圆胶带传送机构1202可以包括基本静止的机构，其中，虽然通过从卷轴1204展开衬底1206可以连续地进给管芯220通过转移位置，但卷轴1204本身主要保持在固定位置。在一些情况下，可以通过张紧辊1208和/或张紧卷轴1210来维持衬底1206的张力以用于稳定性目的，张紧辊和/或张紧卷轴可以设置在装置1200的与卷轴1204相对的一侧上。在已经转移管芯之后，张紧卷轴1210可以卷起衬底1206。另选地，可以通过任何其他合适的方式维持张力以固定衬底1206，以便在每次转移操作之后有助于将其拉过转移位置以循环通过管芯220。
在使用多个卷轴1204的实施方案中，每个卷轴1204可以与其他卷轴1204横向相邻地设置。每个卷轴1204可以与特定转移机构206和特定固定机构208配对。在这种情况下，每组相应的转移机构和固定机构可以相对于产品衬底210布置成使得多个管芯可以同时放置在相同产品衬底210上的多个位置。例如，在一些情况下，相应的转移位置(即，转移机构与对应固定机构之间的对准)可以是共线、偏移或交错的，以便适应各种电路迹线图案。
无论是实施一个卷轴1204还是多个卷轴1204，管芯转移操作可以与如上相对于直接转移装置200的第一示例性实施方案所述的转移操作相对类似。例如，可以经由产品衬底传送机构202以上述相同方式将产品衬底210传送到转移位置(管芯固定位置)，转移机构206可以执行针行程以将管芯220从管芯衬底1206转移到产品衬底210，并且可以致动固定机构208以帮助将管芯220附连到产品衬底210。
应当注意，在具有多个卷轴1204的实施方案中，电路迹线图案可以使得并非每个转移机构都可能需要被同时致动。因此，当产品衬底被传送到各种位置以进行转移时，可以间歇地致动多个转移机构。
直接转移装置的第四示例性实施方案
图13描绘了直接转移装置1300的实施方案。如图2A和图2B所示，产品衬底传送机构202可以与晶圆胶带传送机构204相邻设置。然而，在传送机构202、204之间存在空间，其中可以设置转移机构1302以实现管芯220从晶圆胶带218到产品衬底210的转移。
转移机构1302可以包括夹头1304，该夹头从晶圆胶带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描绘了晶圆胶带218面向产品衬底210，使得夹头1304可以在晶圆胶带218的管芯承载表面与产品衬底210的转移表面之间围绕枢转点1308枢转180度(参见定向枢转箭头)。也就是说，夹头1304的延伸方向在与晶圆胶带218和产品衬底210两者的转移表面或平面正交的平面中枢转。另选地，在一些实施方案中，夹头的臂结构可以被布置成在两个平行表面之间枢转，并且夹头的臂可以沿平行平面枢转。因此，当面向晶圆胶带218时，夹头1304可以拾取管芯220，并然后立即枢转到产品衬底210的表面以便与固定机构208对准。然后夹头1304释放管芯220以便将管芯220转移成附连到产品衬底210上的电路迹线212。
在一些情况下，转移机构1302可以包括从臂沿不同方向延伸的两个或更多个夹头(未示出)。在这种实施方案中，每次夹头经过晶圆胶带218时，夹头可以旋转360度地转位通过夹头停止位置并且拾取和转移管芯。
此外，一个或多个夹头1304可以使用通过夹头1304的正和负真空压力从晶圆胶带拾取和释放管芯220。
示例性装置和产品实施方案
图14A和图14B描绘了装置200和使用装置200来创建的产品实施方案1400。值得注意的是，装置200可以包括相对于图2A和图2B讨论的类似特征。这样，除非另有说明，否则图14A和图14B所示的与图2A和图2B中出现的参考标号相同的参考标号可以被认为是相同结构并且实现如相对于图2A和图2B描述的相同功能。然而，应当注意，可以预期用于实现产品实施方案1400的装置的其他变型形式。例如，装置200可以被进一步修改为：1)消除在产品实施方案1400的形成和/或转移过程期间可能未使用的一个或多个特征；2)合并在以下中的任何和/或所有中描述的装置的实施方案的一个或多个独特特征或方面：2016年11月3日提交的标题为“Compliant Needle for Direct Transfer of Semiconductor Devices”的美国专利申请号15/343,055；2016年11月23日提交的标题为“Top-Side Laser for DirectTransfer of Semiconductor Devices”的美国专利申请号15/360,471；2016年11月23日提交的标题为“Pattern Array Direct Transfer Apparatus and Method Therefor”的美国专利申请号15/360,645；或者2017年1月18日提交的标题为“Flexible Support Substratefor Transfer of Semiconductor Devices”的美国专利申请号15/409,409；或者3)通过替换消除的特征或者简单地合并本文未明确讨论但以引用方式合并的附加特征，消除本申请中描绘或描述的一个或多个特征，并且合并在上面列出的相关申请中描绘或描述的一个或多个特征。
尽管上面简要讨论了用于装置200的管芯的尺寸，但在此解释了设想与本装置一起使用的未封装LED非常小且薄。例如，未封装管芯的厚度(例如，管芯在表面上方延伸的高度)可以在约12微米至约400微米的范围内，并且管芯的横向尺寸可以在约20微米至约800微米的范围内。实际上，管芯220的高度可以在约12至约200微米、或约25至约100微米、或约50至约80微米的范围内。由于管芯相对于衬底尺寸的小尺寸，因此可以通过使用诸如本文所讨论的机器装置来减轻精确对准和放置管芯的挑战。
相对于图14A和图14B中描绘的转移操作和产品实施方案1400，半导体器件管芯1402设置在衬底210上。作为产品实施方案1400的形成的一部分，管芯1402可以首先由装置200从晶圆胶带218转移到衬底210。也就是说，在如所描绘的转移到衬底210之前，但在将衬底210加载到产品衬底传送机构202中之后，管芯1402可能已经被加载在晶圆胶带218上。另选地，管芯1402可以经由与本文所述的转移过程类似的转移过程来转移到衬底210，或者在将衬底210加载到产品衬底传送机构202中之前经由不同的过程转移到该衬底。也就是说，形成产品实施方案1400的转移过程可以从预加载有管芯1402的衬底210开始。
无论管芯1402是否被预加载，装置200都可以被配置成将管芯1402与设置在晶圆胶带218上的管芯220(1)对准。在达到期望的对准时，转移元件诸如针226可以被致动以压靠晶圆胶带218上的转移位置，该位置与位于晶圆胶带218的相对侧上的管芯220(1)的位置相对应。管芯1402还可以包括设置在其面向管芯220(1)的表面上的焊盘1404。可以包括焊盘1404以有助于在转移操作期间在管芯1402与管芯220(1)之间创建结合。焊盘1404的材料组成可以包括金属合金，诸如共晶合金，经由该共晶合金可形成共晶键。例如，结合材料可以包括例如但不限于：金/铟合金(Au/In)、铜/锡合金(Cu-Sn)、金/锡合金(Au/Sn)、金/锗合金(Au/Ge)、金/硅合金(Au/Si)、铝/锗合金(Al/Ge)、或铝/硅合金(Al/Si)。适合于将管芯220(1)固定到管芯1402的其他结合材料可以被实施为焊盘1404(或呈不同的形式，诸如膜、液体或气体而不是“焊盘”)，包括除了通过共晶结合之外可以形成结合的材料。
在使用共晶合金作为焊盘1404的材料的实施方案中，共晶结合可以在其间具有结合焊盘1404的管芯1402和管芯220(1)之间发生接触时进行。除了其他步骤之外，共晶结合过程可以包括以下中的至少一个：在管芯1402与管芯220(1)之间施加压力，以及施加热量以使焊盘1404达到适当的共晶温度。用于共晶结合的压力可以经由装置200(如由针226施加)来实施以将管芯220(1)按压和/或保持在管芯1402上的适当位置。热量在共晶结合过程中的应用可以经由能量发射设备236供应，该能量发射设备可以是例如激光器或加热元件，其可以设置在包封的受控环境(未示出)中。应当注意，如上所讨论的，可以实施具有不同特征的其他实施方案以将管芯220(1)结合到管芯1402。例如，为共晶结合供应热量或者通常在产品实施方案1400上可以供应能量(作为热量)的能量发射设备可以包括位于管芯220(1)上方的激光器，如上所述和/或在美国专利申请号15/360,471中明确描述的，该专利申请以引用方式并入本文(参见段落[0001])。
除此之外和/或另选地，当焊盘1404被描绘为位于管芯1402上时，代替管芯1402上的焊盘1404或除此之外，管芯220(1)可以具有设置在其上的焊盘。此外，尽管描绘为尺寸大致相等，但管芯220(1)和管芯1402可以是不同的尺寸，其中一个比另一个更大。虽然对堆叠中涉及的管芯的尺寸没有限制，但装置200非常适合于转移和堆叠在行业中可被认为是微尺寸的半导体器件管芯。例如，此外，管芯220(1)和管芯1402可以是不同类型的半导体管芯以及/或者已经经由不同过程制造以产生不同的特征。例如，管芯220(1)和管芯(1402)可以各自是LED，并且还可以是相同或不同的颜色。
在另一个实施方案(未示出)中，管芯220(1)可以堆叠在管芯1402上，并且随后可以在其上堆叠一个或多个附加的半导体器件管芯，以便创建具有多于两个管芯的垂直堆叠。在这样的实施方案中，可以将晶圆胶带218传送到不同的位置以允许堆叠附加的管芯。
示例性条款
A：一种用于将第一半导体器件管芯从具有第一侧面和第二侧面的晶圆胶带直接转移到衬底的装置，第一半导体器件管芯设置在晶圆胶带的第一侧面上，衬底包括第二半导体器件管芯，第一半导体器件管芯将被转移到第二半导体器件管芯上，该装置包括：第一框架，该第一框架用于保持晶圆胶带；第二框架，该第二框架用于保持衬底与晶圆胶带的第一侧面相邻；针，该针与晶圆胶带的第二侧面相邻设置并沿朝向晶圆胶带的方向延伸；针致动器，该针致动器连接到针以在直接转移过程期间将针移动到管芯转移位置，在管芯转移位置处，针接触晶圆胶带的第二侧面以将第一半导体器件管芯按压成与第二半导体器件管芯接触；以及能量发射设备，该能量发射设备与衬底相邻设置以引起第一半导体器件管芯与第二半导体器件管芯之间的结合，使得第一半导体器件管芯从晶圆胶带释放并附接到第二半导体器件管芯。
B：根据段落A所述的装置，还包括可通信地联接到第一框架和第二框架的控制器，该控制器被配置成：将第一框架定向成使得晶圆胶带上的第一半导体器件管芯与衬底上的管芯转移位置对准，并且/或者将第二框架定向成使得衬底上的管芯转移位置与第一半导体器件管芯对准。
C：根据段落A至B中任一段所述的装置，还包括：第一光学传感器，该第一光学传感器被定位成感测第一半导体器件管芯相对于衬底上的管芯转移位置的位置；以及第二光学传感器，该第二光学传感器被定位成感测衬底上的管芯转移位置的位置。
D：根据段落A至C中任一段所述的装置，其中针致动器被配置成应用针以在衬底上引起第一半导体器件管芯与第二半导体器件管芯之间的压力，并且其中能量发射设备被配置成在与第一半导体器件管芯和第二半导体器件管芯对准的管芯转移位置处发射热能。
E：根据段落A至D中任一段所述的装置，其中第一半导体器件管芯的电接触端子包括金。
F：根据段落A至E中任一段所述的装置，其中针致动器被配置成在直接转移过程期间移动针，以致使晶圆胶带在第一半导体器件管芯的局部位置处偏转。
G：根据段落A至F中任一段所述的装置，其中能量发射设备包括激光器。
H：一种将第一半导体器件管芯从具有第一侧面和第二侧面的晶圆胶带直接转移到衬底的方法，第一半导体器件管芯设置在晶圆胶带的第一侧面上，衬底包括第二半导体器件管芯，第一半导体器件管芯将被转移到第二半导体器件管芯上，该方法包括：将晶圆胶带加载到第一框架中；将衬底加载到第二框架中，该衬底包括第二半导体器件管芯，第一半导体器件管芯将被转移到第二半导体器件管芯上；布置第一框架或第二框架中的至少一个，使得衬底的表面与晶圆胶带的第一侧面相邻；将针定向到与晶圆胶带的第二侧面相邻的位置，针沿朝向晶圆胶带的方向延伸；激活连接到针的针致动器以将针移动到管芯转移位置，在管芯转移位置处，针接触晶圆胶带的第二侧面以将第一半导体器件管芯按压成与第二半导体器件管芯接触；以及引起第一半导体器件管芯与第二半导体器件管芯之间的结合，使得第一半导体器件管芯从晶圆胶带释放并附接到第二半导体器件管芯。
I：根据段落H所述的方法，还包括将转移过程数据加载到与第一框架、第二框架和针致动器通信联接的控制器中，其中控制器被配置成至少部分地基于转移过程数据来控制布置、定向和激活。
J：根据段落H至I中任一段所述的方法，还包括确定第一半导体器件管芯相对于衬底上的管芯转移位置的位置以便向控制器提供对准信息。
K：根据段落H至J中任一段所述的方法，其中激活使针移动以按压在晶圆胶带的第二侧面上，以便引起位于第一半导体器件管芯处的晶圆胶带的偏转。
L：根据段落H至K中任一段所述的方法，其中引起结合是经由激光器来执行的。
M：根据段落H至L中任一段所述的方法，还包括确定是否要将附加的半导体器件管芯从晶圆胶带转移到衬底，
其中，当确定要转移附加的半导体器件管芯时，方法还包括将第一框架和第二框架布置成随后的管芯转移定向。
N：根据段落H至M中任一段所述的方法，其中布置包括：
至少部分地基于从第一光学传感器输入的数据确定第一半导体器件管芯相对于第二半导体器件管芯上的管芯转移位置的位置；以及至少部分地基于从第二光学传感器输入的数据确定第二半导体器件管芯上的管芯转移位置的位置。
O：根据段落H至N中任一段所述的方法，其中激活包括使针移动以引起位于第一半导体器件管芯的位置处的晶圆胶带的偏转。
P：一种用于执行将第一半导体器件管芯从具有第一侧面和第二侧面的晶圆胶带直接转移到衬底的系统，第一半导体器件管芯设置在晶圆胶带的第一侧面上，衬底包括第二半导体器件管芯，第一半导体器件管芯将被转移到第二半导体器件管芯上，该系统包括：第一传送机构，该第一传送机构用于传送晶圆胶带；第二传送机构，该第二传送机构用于相对于晶圆胶带传送衬底；转移机构，该转移机构与第一传送机构相邻地设置以实现直接转移；能量发射设备，该能量发射设备与衬底相邻地设置以便在第一半导体器件管芯与第二半导体器件管芯之间引起结合；以及控制器，该控制器包括与第一传送机构、第二传送机构、转移机构和能量发射设备通信联接的一个或多个处理器，控制器具有可执行指令，这些可执行指令在被执行时致使一个或多个处理器执行包括以下的操作：传送晶圆胶带或衬底中的至少一者以使得衬底与晶圆胶带的第一侧面相邻，将转移机构定向到与晶圆胶带的第二侧面相邻的位置，以及激活转移机构以接触晶圆胶带的第二侧面以便将第一半导体器件管芯按压成与衬底接触，使得第一半导体管芯从晶圆胶带释放并附接到第二半导体器件管芯。
Q：根据段落P所述的系统，其中第一传送机构包括框架以将晶圆胶带固定在框架内，并且其中框架可沿至少一个方向移动。
R：根据段落P至Q中任一段所述的系统，其中转移机构包括针以按压在晶圆胶带的第二侧面上。
S：根据段落P至R中任一段所述的系统，还包括与转移机构通信联接的传感器，该传感器被配置成确定第一半导体器件管芯相对于第二半导体器件管芯上的转移固定位置的位置，其中传送还包括传送晶圆胶带或衬底中的至少一者以便将第一半导体器件管芯的位置与转移固定位置对准。
T：根据段落P至S中任一段所述的系统，还包括与转移机构通信联接的传感器，该传感器被配置成确定第二半导体器件管芯相对于转移机构的位置，其中传送还包括传送晶圆胶带或衬底中的至少一者以便将第二半导体器件管芯的位置与转移机构对准。
结论
尽管已经用结构特征和/或方法动作专用的语言描述了若干实施方案，但应当理解，权利要求不必限于所描述的具体特征或动作。相反，具体特征和动作被公开为实施所要求保护的主题的说明性形式。此外，本文中术语“可以”的使用用于指示某些特征在一个或多个不同实施方案中，但不一定在所有实施方案中使用的可能性。

Claims (20)

1.一种用于将第一半导体器件管芯从具有第一侧面和第二侧面的晶圆胶带直接转移到衬底的装置，所述第一半导体器件管芯设置在所述晶圆胶带的所述第一侧面上，所述衬底包括第二半导体器件管芯，所述第一半导体器件管芯将被转移到所述第二半导体器件管芯上，所述装置包括：
第一框架，所述第一框架用于保持所述晶圆胶带；
第二框架，所述第二框架用于保持所述衬底与所述晶圆胶带的所述第一侧面相邻；
针，所述针与所述晶圆胶带的所述第二侧面相邻设置并且沿朝向所述晶圆胶带的方向延伸；
针致动器，所述针致动器连接到所述针以在直接转移过程期间将所述针移动到管芯转移位置，在所述管芯转移位置处，所述针接触所述晶圆胶带的所述第二侧面以将所述第一半导体器件管芯按压成与所述第二半导体器件管芯接触；以及
能量发射设备，所述能量发射设备与所述衬底相邻设置以引起所述第一半导体器件管芯与所述第二半导体器件管芯之间的结合，使得所述第一半导体器件管芯从所述晶圆胶带释放并附接到所述第二半导体器件管芯。
2.根据权利要求1所述的装置，还包括可通信地联接到所述第一框架和所述第二框架的控制器，所述控制器被配置成：
将所述第一框架定向成使得所述晶圆胶带上的所述第一半导体器件管芯与所述衬底上的管芯转移位置对准，并且/或者
将所述第二框架定向成使得所述衬底上的所述管芯转移位置与所述第一半导体器件管芯对准。
3.根据权利要求1所述的装置，还包括：
第一光学传感器，所述第一光学传感器被定位成感测所述第一半导体器件管芯相对于所述衬底上的管芯转移位置的位置；以及
第二光学传感器，所述第二光学传感器被定位成感测所述衬底上的所述管芯转移位置的位置。
4.根据权利要求1所述的装置，其中所述针致动器被配置成应用所述针以在所述衬底上引起所述第一半导体器件管芯与所述第二半导体器件管芯之间的压力，并且
其中所述能量发射设备被配置成在与所述第一半导体器件管芯和所述第二半导体器件管芯对准的管芯转移位置处发射热能。
5.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一半导体器件管芯的电接触端子包括金。
6.根据权利要求1所述的装置，其中所述针致动器被配置成在所述直接转移过程期间移动所述针，以致使所述晶圆胶带在所述第一半导体器件管芯的局部位置处偏转。
7.根据权利要求1所述的装置，其中所述能量发射设备包括激光器。
8.一种将第一半导体器件管芯从具有第一侧面和第二侧面的晶圆胶带直接转移到衬底的方法，所述第一半导体器件管芯设置在所述晶圆胶带的所述第一侧面上，所述衬底包括第二半导体器件管芯，所述第一半导体器件管芯将被转移到所述第二半导体器件管芯上，所述方法包括：
将所述晶圆胶带加载到第一框架中；
将所述衬底加载到第二框架中，所述衬底包括第二半导体器件管芯，所述第一半导体器件管芯将被转移到所述第二半导体器件管芯上；
布置所述第一框架或所述第二框架中的至少一者，使得所述衬底的表面与所述晶圆胶带的所述第一侧面相邻；
将针定向到与所述晶圆胶带的所述第二侧面相邻的位置，所述针沿朝向所述晶圆胶带的方向延伸；
激活连接到所述针的针致动器以将所述针移动到管芯转移位置，在所述管芯转移位置处，所述针接触所述晶圆胶带的所述第二侧面以将所述第一半导体器件管芯按压成与所述第二半导体器件管芯接触；以及
引起所述第一半导体器件管芯与所述第二半导体器件管芯之间的结合，使得所述第一半导体器件管芯从所述晶圆胶带释放并附接到所述第二半导体器件管芯。
9.根据权利要求8所述的方法，还包括将转移过程数据加载到与所述第一框架、所述第二框架和所述针致动器通信联接的控制器中，
其中所述控制器被配置成至少部分地基于所述转移过程数据来控制所述布置、所述定向和所述激活。
10.根据权利要求9所述的方法，还包括确定所述第一半导体器件管芯相对于所述衬底上的管芯转移位置的位置以便向所述控制器提供对准信息。
11.根据权利要求8所述的方法，其中所述激活使所述针移动以按压在所述晶圆胶带的所述第二侧面上，以便引起位于所述第一半导体器件管芯处的所述晶圆胶带的偏转。
12.根据权利要求8所述的方法，其中引起所述结合是经由激光器来执行的。
13.根据权利要求8所述的方法，还包括确定是否要将附加的半导体器件管芯从所述晶圆胶带转移到所述衬底，
其中，当确定要转移附加的半导体器件管芯时，所述方法还包括将所述第一框架和所述第二框架布置成随后的管芯转移定向。
14.根据权利要求8所述的方法，其中所述布置包括：
至少部分地基于从第一光学传感器输入的数据确定所述第一半导体器件管芯相对于所述第二半导体器件管芯上的管芯转移位置的位置；以及
至少部分地基于从第二光学传感器输入的数据确定所述第二半导体器件管芯上的所述管芯转移位置的位置。
15.根据权利要求8所述的方法，其中所述激活包括使所述针移动以引起位于所述第一半导体器件管芯的位置处的所述晶圆胶带的偏转。
16.一种用于执行将第一半导体器件管芯从具有第一侧面和第二侧面的晶圆胶带直接转移到衬底的系统，所述第一半导体器件管芯设置在所述晶圆胶带的所述第一侧面上，所述衬底包括第二半导体器件管芯，所述第一半导体器件管芯将被转移到所述第二半导体器件管芯上，所述系统包括：
第一传送机构，所述第一传送机构用于传送所述晶圆胶带；
第二传送机构，所述第二传送机构用于相对于所述晶圆胶带传送所述衬底；
转移机构，所述转移机构与所述第一传送机构相邻地设置以实现所述直接转移；
能量发射设备，所述能量发射设备与所述衬底相邻地设置以便在所述第一半导体器件管芯与所述第二半导体器件管芯之间引起结合；以及
控制器，所述控制器包括与所述第一传送机构、所述第二传送机构、所述转移机构和所述能量发射设备通信联接的一个或多个处理器，所述控制器具有可执行指令，所述可执行指令在被执行时致使所述一个或多个处理器执行包括以下的操作：
传送所述晶圆胶带或所述衬底中的至少一者以使得所述衬底与所述晶圆胶带的所述第一侧面相邻，
将所述转移机构定向到与所述晶圆胶带的所述第二侧面相邻的位置，以及
激活所述转移机构以接触所述晶圆胶带的所述第二侧面以便将所述第一半导体器件管芯按压成与所述衬底接触，使得所述第一半导体管芯从所述晶圆胶带释放并附接到所述第二半导体器件管芯。
17.根据权利要求16所述的系统，其中所述第一传送机构包括框架以将所述晶圆胶带固定在所述框架内，并且
其中所述框架可沿至少一个方向移动。
18.根据权利要求16所述的系统，其中所述转移机构包括针以按压在所述晶圆胶带的所述第二侧面上。
19.根据权利要求16所述的系统，还包括与所述转移机构通信联接的传感器，所述传感器被配置成确定所述第一半导体器件管芯相对于所述第二半导体器件管芯上的转移固定位置的位置，
其中所述传送还包括传送所述晶圆胶带或所述衬底中的至少一者以便将所述第一半导体器件管芯的所述位置与所述转移固定位置对准。
20.根据权利要求16所述的系统，还包括与所述转移机构通信联接的传感器，所述传感器被配置成确定所述第二半导体器件管芯相对于所述转移机构的位置，
其中所述传送还包括传送所述晶圆胶带或所述衬底中的至少一者以便将所述第二半导体器件管芯的所述位置与所述转移机构对准。
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