DE102016221264A1

DE102016221264A1 - Verfahren zum aussortieren von ausgewählten bauelementen

Info

Publication number: DE102016221264A1
Application number: DE102016221264.8A
Authority: DE
Inventors: Thomas Schwarz; Frank Singer; Jürgen Moosburger
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 2016-10-28
Filing date: 2016-10-28
Publication date: 2018-05-03
Also published as: WO2018078035A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aussortieren von ausgewählten Bauelementen mit wenigstens einem vorgegebenen Merkmal aus einer Vielzahl von Bauelementen, wobei Bauelemente auf mehreren Quellträgern in vorgegebenen Rasteranordnungen angeordnet sind, wobei wenigstens ein Zielträger vorgesehen ist, wobei Rasterplätze, auf denen ausgewählte Bauelemente auf einem Quellträger angeordnet sind, in einem Datenspeicher abgelegt sind, wobei mithilfe eines Transporthalters ausgewählte Bauelemente mit wenigen Arbeitsschritten auf wenigstens einen Zielträger übertragen werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aussortieren von ausgewählten Bauelementen gemäß Patentanspruch 1 und eine Vorrichtung zum Aussortieren von ausgewählten Bauelementen gemäß Patentanspruch 15.
Im Stand der Technik ist aus US 2014/0061687 A1 eine Vorrichtung bekannt, mit der Bauelemente von einem Quellträger auf einen Zielträger übertragen werden können.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein verbessertes Verfahren zum Aussortieren von ausgewählten Bauelementen und eine verbesserte Vorrichtung zum Aussortieren von ausgewählten Bauelementen bereitzustellen.
Die Aufgaben der Erfindung werden durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst.
In den abhängigen Ansprüchen sind weitere Ausführungsformen des Verfahrens beziehungsweise der Vorrichtung angegeben.
Es wird ein Verfahren zum Aussortieren von ausgewählten Bauelementen mit wenigstens einem vorgegebenen Merkmal aus einer Vielzahl von Bauelementen vorgeschlagen, wobei Bauelemente auf mehreren Quellträgern in vorgegebenen Rasteranordnungen angeordnet sind, wobei wenigstens ein Zielträger vorgesehen ist, wobei Rasterplätze, auf denen ausgewählte Bauelemente auf einem Quellträger angeordnet sind, in einem Datenspeicher abgelegt sind, wobei mithilfe eines Transporthalters in einem ersten Schritt alle ausgewählten Bauelemente eines ersten Quellträgers aufgenommen und auf einem ersten Zielträger in der Rasteranordnung des ersten Quellträgers abgelegt werden, wobei in einem zweiten Schritt, wenn der erste Zielträger noch mindestens einen freien Platz in der Rasteranordnung aufweist, die ausgewählten Bauelemente eines zweiten Quellträgers, die auf einem Rasterplatz angeordnet sind, der einem freien Rasterplatz des ersten Zielträgers entspricht, vom Transporthalter aufgenommen werden und in der Rasteranordnung des zweiten Quellträgers auf den ersten Zielträger abgelegt werden,
wobei in einem dritten Schritt, wenn der erste Zielträger noch wenigstens einen freien Platz in der Rasteranordnung aufweist, die ausgewählten Bauelemente eines dritten Quellträgers, die auf einem Rasterplatz angeordnet sind, der einem freien Rasterplatz des ersten Zielträgers entspricht, vom Transporthalter aufgenommen und in der Rasteranordnung des dritten Quellträgers auf den ersten Zielträger abgelegt werden,
wobei dieses Verfahren so lange mit weiteren Quellträgern durchgeführt wird, bis eine gewünschte Anzahl von ausgewählten Bauelementen auf dem ersten Zielträger angeordnet sind oder bis eine vorgegebene Anzahl von Übertragungsschritten mit dem Transporthalter durchgeführt wurde.
Ein Vorteil des beschriebenen Verfahrens besteht darin, dass mit wenigen Verfahrensschritten ein prozentual hoher Anteil von ausgewählten Bauelementen von mehreren Quellträgern auf einem Zielträger angeordnet werden kann. Dadurch können in kurzer Zeit eine Vielzahl von Bauelementen von Quellträgern auf Zielträger aussortiert werden. Dadurch wird ein hoher Durchsatz der pro Stunde aussortierten Bauelemente erreicht. Beim Aussortieren werden ausgewählte Bauelemente vom Quellträger zum Zielträger übertragen, wobei die ausgewählten Bauelemente wenigstens ein vorgegebenes Merkmal aufweisen. Das vorgegebene Merkmal kann eine technische Eigenschaft wie zum Beispiel eine gute Funktionsweise, eine schlechte Funktionsweise, eine vorgegebene Leistung, einen vorgegebenen Spannungsabfall des Bauelements, eine vorgegebene Kapazität, einen vorgegebenen Wellenlängenbereich der vom Bauelement emittierten oder detektieren elektromagnetischen Strahlung usw. darstellen.
Mithilfe des beschriebenen Verfahrens können gleichzeitig mehrere ausgewählte Bauelemente mit dem vorgegebenen Merkmal von den Quellträgern auf die Zielträger transferiert werden. Abhängig von der gewählten Ausführungsform wird die Übertragung von Bauelementen auf einen Zielträger beendet, wenn eine gewünschte Anzahl von ausgewählten Bauelementen auf dem Zielträger angeordnet ist. Beispielsweise kann das Verfahren beendet werden, wenn 80 % der auf dem Zielträger bereitgestellten Rasterplätze mit ausgewählten Bauelementen belegt ist. In einer weiteren Ausführungsform kann das Verfahren zum Übertragen von ausgewählten Bauelementen auf einen Zielträger beendet werden, nachdem eine vorgegebene Anzahl von Übertragungsschritten stattgefunden hat. Zudem kann abhängig von der gewählten Ausführungsform die Übertragung von ausgewählten Bauelementen von Quellträgern auf einen Zielträger nach einer vorgegebenen Transferzeit von beispielsweise 10 Sekunden beendet werden.
In einer Ausführungsform weisen die Quellträger die gleiche Rasteranordnung für die Bauelemente auf. Abhängig von der gewählten Ausführungsform ist nicht jeder Rasterplatz eines Quellträgers mit einem Bauelement belegt. In einer weiteren Ausführungsform weist ein Quellträger eine Rasteranordnung der Bauelemente auf, die wenigstens teilweise eine abgerundete Seitenkontur aufweist. Die Rasteranordnung kann beispielsweise eine Kreisscheibenform aufweisen. Dies ist beispielsweise bei der Verwendung eines Wafers als Quellträger der Fall. Wenigstens ein Anteil der ausgewählten Bauelemente wird vom Transporthalter bei dieser Ausführungsform in einer Rasteranordnung mit rechteckiger Fläche aufgenommen. Die Bauelemente werden vom Transporthalter in der Rasteranordnung mit der rechteckigen Fläche auf einem Zielträger abgelegt. Auf diese Weise kann wiederum eine rechteckige Rasteranordnung auf dem Zielträger erzeugt werden. Ein weitere Anteil der ausgewählten Bauelemente wird vom Transporthalter von dem Quellträger mit einer Rasteranordnung mit einer dreieckigen Fläche im Randbereich der abgerundeten Rasteranordnung des Quellträgers aufgenommen und in der dreieckigen Rasteranordnung auf dem Zielträger abgelegt. Mithilfe von zwei entsprechend zueinander ausgerichteten dreieckigen Rasteranordnungen der Bauelemente kann auf dem Zielträger eine rechteckförmige Rasteranordnung der Bauelemente hergestellt werden. Dazu ist der Transporthalter ausgebildet, um die aufgenommene dreieckige Rasteranordnung der Bauelemente vor dem Ablegen auf den Zielträger zu drehen. Dadurch wird eine kompakte Anordnung der Bauelemente in Form einer rechteckigen Rasteranordnung auf dem Zielträger mit einfachen Mitteln erreicht.
In einer weiteren Ausführungsform wird wenigstens ein Bauelement auf dem Zielträger lateral verschoben, um eine Anordnung von Bauelementen mit möglichst wenig freien Plätzen in der Rasteranordnung des Zielträgers zu erreichen. Auf diese Weise kann mit einfachen Mitteln die Dichte von ausgewählten Bauelementen in der Rasteranordnung des Zielträgers erhöht werden.
In einer weiteren Ausführungsform wird die Rasteranordnung der ausgewählten Bauelemente von mehreren Quellträgern erfasst und analysiert. Abhängig von den Rasteranordnungen der ausgewählten Bauelemente der Quellträger werden die Quellträger in zwei Gruppen von Quellträgern unterteilt, um mit möglichst wenigen Übertragungen des Transporthalters eine vorgegebene Dichte von ausgewählten Bauelementen auf den Zielträgern zu ermöglichen. Anschließend werden die ausgewählten Bauelemente der Quellträger gemäß dem Ergebnis der Analyse vom Transporthalter gemäß dem beschriebenen Verfahren auf die Zielträger umverteilt.
In einer weiteren Ausführungsform werden die Rasteranordnungen der ausgewählten Bauelemente von mehreren Quellträgern erfasst, anschließend werden die Rasteranordnungen der Bauelemente der Quellträger dahingehend analysiert, in welcher Reihenfolge welche Untergruppen von ausgewählten Bauelementen von den Quellträgern auf wenigstens einen Zielträger übertragen werden sollten, um möglichst wenig Arbeitsschritte des Transporthalters zu benötigen. Anschließend werden die ausgewählten Bauelemente vom Transporthalter in der ermittelten Reihenfolge und in den ermittelten Untergruppen der Bauelemente von den Quellträgern auf den wenigstens einen Zielträger übertragen. Auf diese Weise kann die Anzahl der Übertragungsschritte des Transporthalters reduziert werden und/oder eine höhere Dichte an ausgewählten Bauelementen auf den Zielträgern mit gleicher Anzahl der Arbeitsschritte erreicht werden.
Die Rasterplätze der ausgewählten Bauelemente der Rasteranordnung der Quellträger sind in einem Datenspeicher beispielsweise in Form einer Karte abgelegt. Somit ist für jeden Quellträger bekannt, auf welchem Rasterplatz der Rasteranordnung ein ausgewähltes Bauelement angeordnet ist.
Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann die Analyse für eine vorgegebene Anzahl von Quellträgern mit ausgewählten Bauelementen und für eine vorgegebene Anzahl von Zielträgern durchgeführt werden, wobei die Zielträger mit einer vorgegebenen prozentualen Anzahl von belegten Rasterplätzen mit ausgewählten Bauelementen gefüllt werden oder eine vorgegebene Anzahl von Arbeitsschritten pro Zielträger verwendet wird.
In einer weiteren Ausführungsform werden bei dem Aussortieren der ausgewählten Bauelemente von den Quellträgern zu den Zielträgern Gruppen von wenigstens zwei verschiedenfarbigen lichtemittierenden ausgewählten Bauelementen in einer Gruppenrasteranordnung auf den Zielträgern angeordnet. Die auf einem Quellträger bereitgestellten Bauelemente umfassen jeweils nur eine Lichtfarbe. Die wenigstens zwei verschiedenfarbig lichtemittierenden Bauelemente können somit auf verschiedenen Quellträgern bereitgestellt werden. Das Aussortieren kann für die Gruppen von wenigstens zwei verschiedenfarbig lichtemittierenden Bauelementen jeweils separat durchgeführt werden. Auf diese Weise kann durch das Sortieren gleichzeitig eine gewünschte Gruppenverteilung von verschiedenfarbig lichtemittierenden Bauelementen auf dem Zielträger hergestellt werden.
In einer weiteren Ausführungsform werden die ausgewählten Bauelemente nach dem Erreichen einer vorgegebenen Dichtenanordnung auf ein größeres Rastermaß auseinanderbewegt. Dadurch kann ein gewünschtes Rastermaß unabhängig von der Rasteranordnung auf den Quellträgern und der Rasteranordnung auf den Zielträgern mit einfachen Mitteln hergestellt werden.
Weiterhin wird eine Vorrichtung zum Aussortieren von ausgewählten Bauelementen bereitgestellt.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigen in jeweils schematisierter Darstellung

1 Verfahrensschritte für ein paralleles Sortierverfahren von ausgewählten Bauelementen von drei Quellträgern auf zwei Zielträger,
2 einen ersten Verfahrensschritt für einen parallelen Transfer von ausgewählten Bauelementen von Quellträgern auf Zielträger, wobei die Bauelemente von Klebefilmen auf dem Quellträger und auf dem Zielträger gehalten werden,
3 einen zweiten Verfahrensschritt für einen parallelen Transfer von ausgewählten Bauelementen von Quellträgern auf Zielträger,
4 einen ersten Verfahrensschritt für einen parallelen Transfer von ausgewählten Bauelementen, die in Form von Epichips ausgebildet sind,
5 einen zweiten Verfahrensschritt für einen parallelen Transfer von ausgewählten Bauelementen,
6 Belegungen von Quellträgern mit Bauelementen beim schrittweisen Übertragen der Bauelemente auf Zielträger,
7 Belegungen von Zielträgern mit Bauelementen beim schrittweise Übertragen von ausgewählten Bauelementen von Quellträgern auf die Zielträger,
8 Verfahrensschritte beim lateralen Nachrücken von Bauelementen auf einem Zielträger,
9 bis 11 ein Verfahren zum lateralen Verschieben von Bauelementen,
12 eine Einteilung eines runden Quellträgers in neun Quadrate,
13 ein Umverteilungsverfahren mit zwei Quellträgern in Form von Wafern und einem rechteckigen Zielträger,
14 ein Umverteilungsbeispiel mit sechs Quellträgern in Form von Wafern und einem rechteckigen Zielträger, und
15 eine Vorrichtung zum Aussortieren von ausgewählten Bauelementen von Quellträgern auf Zielträger.

1 zeigt in einer schematischen Darstellung das Grundprinzip des parallelen Sortierens von ausgewählten Bauelementen von Quellträgern auf Zielträger. In dem dargestellten Beispiel sind drei Quellträger 1, 2, 3 vorgesehen, auf denen ausgewählte Bauelemente 4 und nicht ausgewählte Bauelemente 5 angeordnet sind. Die nicht ausgewählten Bauelemente 5 sind zur Veranschaulichung mit einem Kreuz gekennzeichnet.
Das vorgegebene Merkmal kann eine technische Eigenschaft wie zum Beispiel eine gute Funktionsweise, eine schlechte Funktionsweise, eine vorgegebene Leistung, ein vorgegebener Wellenlängenbereich der vom Bauelement emittierten oder detektieren elektromagnetischen Strahlung, ein vorgegebener Spannungsabfall am Bauelement, eine vorgegebene Kapazität usw. darstellen. Die Bauelemente können beispielsweise Halbleiterchips, SMD-Bauteile sein. Die Bauelemente können ferner integrierte Schaltungen, lichtemittierende Dioden, Laserdioden, Halbleiterchips, Sensoren usw. darstellen. Beispielsweise kann das vorgegebene Merkmal auch mehrere technische Eigenschaften aufweisen. Beispielsweise kann ein vorgegebenes Merkmal ein Bin bzw. einen Bin-Code einer lichtemittierenden Diode darstellen. Ein Bin-Code bezeichnet einen Satz von Eigenschaften wie zum Beispiel eine Betriebsspannung in einem vorgegebenen Bereich von beispielsweise 3,0 bis 3,1 V, eine Lichtstärke in einem vorgegebenen Bereich wie zum Beispiel zwischen 100 und 120 mcd, und eine Wellenlänge in einem vorgegebenen Wellenlängenbereich von beispielsweise 460 bis 462 nm.
Die Bauelemente 4, 5 sind in einer vorgegebenen Rasteranordnung auf den Quellträgern 1, 2, 3 angeordnet. Die Rasteranordnung besteht in diesem Beispiel aus einer linearen Anordnung mit gleich großen Abständen zwischen den Bauelementen 4,5. Für eine vereinfachte Darstellung ist nur eine Reihe der Rasteranordnung dargestellt. Tatsächlich können die Quellträger 1, 2, 3 eine flächige Rasteranordnung von Bauelementen aufweisen. Dabei sind die Bauelemente beispielsweise in Reihen und Spalten mit jeweils gleichen Abständen zwischen benachbarten Bauelementen angeordnet. Zudem ist in einem Datenspeicher abgelegt, an welchem Rasterplatz der Rasteranordnung eines Quellträgers ein ausgewähltes Bauelement 4 angeordnet ist.
Ein Ziel des vorgeschlagenen Verfahrens ist es, mit einem Transporthalter mit möglichst wenig Verfahrensschritten die ausgewählten Bauelemente 4 von den Quellträgern 1, 2, 3 auf Zielträger 6, 7 zu übertragen. Die dargestellten Zielträger 6,7 weisen bereits die nach dem Verfahren aussortierten ausgewählten Bauelemente 4 auf. Die Übertragungsvorgänge sind mit Pfeilen 8 schematisch dargestellt. Dabei werden ausgewählte Bauelemente 4 von mehreren Quellträgern 1,2,3 auf einen Zielträger 6,7 übertragen. Zum Beispiel können bei den Übertragungsvorgängen 100 oder mehr Bauelemente 4 gleichzeitig übertragen werden. Ein Ziel des Verfahrens besteht darin, mit möglichst wenig Übertragungsschritten eine möglichst hohe Dichte von ausgewählten Bauelementen 4 auf den Zielträgern 6, 7 zu erreichen, wobei bei einem Übertragungsschritt möglichst viele ausgewählte Bauelemente 4 übertragen werden. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind 100 % der zur Verfügung stehenden Rasterplätze auf den Zielträgern 6, 7 mit ausgewählten Bauelementen 4 belegt. Je nach Ausführungsform können zum Beispiel auch nur 80 % der Rasterplätze der Rasteranordnung der Zielträger 6, 7 mit ausgewählten Bauelementen 4 belegt sein.
Abhängig von der gewählten Ausführungsform der Rasteranordnungen der Quellträger und der Zielträger kann die Rastergröße zwischen zwei Rasterplätzen beispielsweise 50 µm sein. Zudem kann der Quellträger 1, 2, 3 beispielsweise als 150 mm-Wafer ausgebildet sein. Zudem können am Ende des Sortierverfahrens die nicht ausgewählten Bauelemente 5 und eventuell auch ausgewählte Bauelemente 4 auf den Quellträgern 1, 2, 3 zurückbleiben.
In 2 ist ein erster Verfahrensschritt für einen parallelen selektiven Transfer von ausgewählten Bauelementen für einen Quellträger 1 und einen Zielträger 6 dargestellt. Der Quellträger 1 weist einen Klebefilm 9 auf, auf dem die Bauelemente 4, 5 angeordnet sind. Der Zielträger 6 weist ebenfalls einen Klebefilm 10 auf. Zu Beginn des Verfahrens sind alle Bauelemente auf dem ersten Quellträger 1 angeordnet. Es wird ein Transporthalter 11 über die Bauelemente 4, 5 des ersten Quellträgers 1 bewegt. Der Transporthalter 11 ist ausgebildet und wird entsprechend angesteuert, um die ausgewählten Bauelemente 4 auf einer Oberseite festzuhalten. Die nicht ausgewählten Bauelemente 5 werden nicht von dem Transporthalter 11 festgehalten. Die Informationen über die Rasterplätze der ausgewählten Bauelemente 4 sind in dem Datenspeicher abgelegt und werden von dem Transporthalter beziehungsweise der Steuerung des Transporthalters berücksichtigt.
Anschließend wird, wie in 3 dargestellt ist, der Transporthalter 11 mit den befestigten ausgewählten Bauelementen 4 von dem ersten Quellträger abgehoben und auf den ersten Zielträger 6 bewegt. Die ausgewählten Bauelemente 4 werden in der gleichen Rasteranordnung, in der sie vom Quellträger aufgenommen wurden, auf dem ersten Zielträger 6 abgelegt. Anschließend wird die Befestigung zwischen dem Transporthalter 11 und den ausgewählten Bauelementen 4 gelöst und der Transporthalter 11 entfernt. Am Ende des Sortierverfahrens bleiben die nicht ausgewählten Bauelemente 4 auf dem ersten Quellträger 1 zurück. Je nach Ausführung des Verfahrens können auch ausgewählte Bauelemente 4 auf den Quellträgern zurückbleiben. Auf dem ersten Zielträger 6 sind nur ausgewählte Bauelemente 4 angeordnet. Die ausgewählten Bauelemente 4 sind mithilfe des zweiten Klebefilmes 10 an dem ersten Zielträger 6 befestigt.
4 und 5 zeigen das gleiche Sortierverfahren, wobei jedoch bei dieser Ausführungsform der erste Quellträger 1 als Epichipträger ausgebildet ist. 4 zeigt die Ausgangsposition des Verfahrens. Die nicht ausgewählten Bauelemente 5 und die ausgewählten Bauelemente 4 sind als Epichips ausgebildet und auf dem ersten Quellträger 1 angeordnet, der als Epichipträger ausgebildet ist. Mit dem Begriff Epichip können Chips bezeichnet werden, bei denen das Aufwachssubstrat des Chips im Wesentlichen entfernt wurde. Die Chips umfassen somit im Wesentlichen nur noch die aufgebrachten Schichten. Die Epichips können eine dünne Beschichtung auf der Oberseite aufweisen. Die Bauelemente 4, 5 sind in dieser Ausführungsform mit filigranen, nicht dargestellten Ankerstrukturen mit dem ersten Quellträger 1 verbunden. Der erste Zielträger 6 ist als Haftträger (Low Adhesion Carrier) zum Beispiel aus PDMS (Polydimethylsiloxan) gebildet. Eine Oberseite des ersten Zielträgers 6 ist in dieser Ausführungsform mit einzelnen Erhebungen für die Rasterplätze der Bauelemente ausgebildet. Auf diese Weise können die Haftkräfte für die Bauelemente auf dem ersten Zielträger 6 über die Größe der Fläche eingestellt werden. Es ist ein Transporthalters 11 vorgesehen, der die ausgewählten Bauelemente 4 festhält. Anschließend hebt der Transporthalter 11 die ausgewählten Bauelemente 4 von dem ersten Quellträger 1 ab, wobei die filigranen Ankerstrukturen gebrochen beziehungsweise gelöst werden.
Anschließend wird der Transporthalter 11 auf den ersten Zielträger 6 bewegt, wobei die ausgewählten Bauelemente 4 auf Erhebungen 12 angeordnet werden. Dieser Verfahrensstand ist in 5 dargestellt.
Anschließend werden die ausgewählten Bauelemente 4 vom Transporthalter 11 gelöst und der Transporthalter 11 wird entfernt. Somit sind die ausgewählten Bauelemente 4 auf den ersten Zielträger 6 übertragen. Die nicht ausgewählten Bauelemente 5 verbleiben auf dem ersten Quellträger 1.
6 zeigt für neun Quellträger 1,2,3,14,15,16,17,18,19 verschiedene Verfahrensschritte zum Übertragen von ausgewählten Bauelementen von neun Quellträgern auf neun Zielträger, die in 7 dargestellt sind.
In einer ersten Reihe 81 ist die Belegung der Quellträger 1,2,3,14,15,16,17,18,19 mit ausgewählten Bauelementen 4 und nicht ausgewählten Bauelementen 5 beim Start des Sortierverfahrens dargestellt. Jeder Quellträger weist eine Rasteranordnung mit 5 × 5 Rasterplätzen auf. Auf jedem der Rasterplätze ist ein Bauelement 4, 5 angeordnet. Die ausgewählten Bauelemente 4 sind mit einem Kreis dargestellt. Die nicht ausgewählten Bauelemente 5 sind mit einem Kreuz dargestellt. Auf jedem der Rasterplätze der Rasteranordnungen der Quellträger ist jeweils ein nicht ausgewähltes Bauelement 5 angeordnet, wenn man alle Quellträger berücksichtigt. Ein nicht vorhandenes Bauelement ist mit einer leeren Fläche, d.h. ohne Kreuz oder ohne Kreis in der Rasteranordnung dargestellt. Die zeitliche Entwicklung der Belegung der Quellträger ist in Spalten von oben nach unten in den dargestellten Reihen 81,82,83,84 dargestellt.
In 7 ist in einer ersten Reihe 91 die Belegung von neun Zielträgern 21,22,23,24,25,26,27,28,29 nach einem ersten Übertragungsschritt dargestellt. Beim Start des Sortierverfahrens ist auf keinem der Zielträger ein Bauelement angeordnet. Jeder Zielträger weist eine Rasteranordnung mit 5 × 5 Rasterplätzen auf. Ausgewählte Bauelemente 4 sind mit einem Kreis dargestellt. Nicht ausgewählten Bauelemente 5 sind mit einem Kreuz dargestellt. Ein nicht vorhandenes Bauelement ist mit einer leeren Fläche, d.h. ohne Kreuz oder ohne Kreis in der Rasteranordnung dargestellt. Die zeitliche Entwicklung der Belegung der Zielträger ist in Spalten von oben nach unten in den dargestellten Reihen 91,92,93,94 dargestellt.
Nun wieder zurück zu 6. Im ersten Schritt eines ersten Verfahrens werden alle ausgewählten Bauelemente 4 des ersten Quellträgers 1 mit dem Transporthalter aufgenommen und auf den ersten Zielträger 21 übertragen, wie in 7 in der ersten Reihe 91 dargestellt ist. Somit verbleiben auf dem ersten Quellträger 1 die nicht ausgewählten Bauelemente 5, wie in 6 in der zweiten Reihe 82 dargestellt ist.
Anschließend wird in einem zweiten Schritt des ersten Verfahrens, wenn der erste Zielträger 21 mindestens einem freien Platz in der Rasteranordnung aufweist, die ausgewählten Bauelemente des zweiten Quellträgers 2, die auf einem Rasterplatz angeordnet sind, der einem freien Rasterplatz des ersten Zielträgers 21 entspricht, mit dem Transporthalter aufgenommen und auf den ersten Zielträger 21 übertragen. Dieser Verfahrensstand ist in 7 in der zweiten Reihe 92 dargestellt. Der erste Zielträger 21 ist nun vollständig mit ausgewählten Bauelementen 4 aufgefüllt, das heißt jeder Rasterplatz der Rasteranordnung des ersten Zielträgers 21 ist mit einem ausgewählten Bauelement 4 belegt.
Auf dem zweiten Quellträger 2 verbleiben die nicht aufgenommenen, ausgewählten Bauelemente 4 und die nicht ausgewählten Bauelemente 5, wie in der zweiten Reihe 82 von 6 dargestellt.
Anschließend werden in einem ersten Schritt eines zweiten Verfahrens die auf dem zweiten Quellträger 2 noch befindlichen ersten Bauelemente 4 vom Transporthalter aufgenommen und auf dem zweiten Zielträger 22 in der Rasteranordnung des zweiten Quellträgeres 2 abgelegt, wie in der ersten Zeile 91 der 7 dargestellt ist. Beim dargestellten Verfahren verbleiben auf dem zweiten Quellträger 2 somit nur die nicht ausgewählten Bauelemente 5, so wie dies in der dritten Zeile 83 von 6 dargestellt ist.
In einem zweiten Schritt des zweiten Verfahrens werden anschließend die ausgewählten Bauelemente 4 vom dritten Quellträger 3, der in der ersten Reihe der 6 dargestellt ist, die auf einem Rasterplatz angeordnet sind, der einem freien Rasterplatz des zweiten Zielträgers 21 entspricht, vom Transporthalter aufgenommen und auf dem zweiten Zielträger 22 abgelegt, wie in der zweiten Spalte 92 der 7 dargestellt ist. Somit verbleibt im zweiten Zielträger 22 nach diesem Verfahrensschritt nur ein freier Rasterplatz.
Im dritten Quellträger 3 verbleiben ausgewählte und nicht ausgewählte Bauelemente 4, 5, wie in der zweiten Spalte 82 von 6 dargestellt ist. Der noch freie Rasterplatz des zweiten Zielträgers 22 wird mit einem ausgewählten Bauelement 4 des vierten Quellträgers 14 aufgefüllt. Dazu nimmt der Transporthalter 11 das ausgewählte Bauelemente 4 des vierten Zielträgers 14, von dem entsprechenden Rasterplatz auf und überträgt das ausgewählte Bauelement 4 auf den zweiten Zielträger 22, so dass der zweite Zielträger 22 vollständig mit ausgewählten Bauelementen 4 gefüllt ist, wie in der dritten Reihe 93 von 7 dargestellt ist.
Der dritte Quellträger 3 weist nach diesem Schritt eine Anordnung von Bauelementen gemäß der Darstellung in der zweiten Reihe 82 der 6 auf. In einem folgenden Verfahrensschritt wird der noch leere dritte Zielträger 23 mit den im dritten Quellträger 3 noch befindlichen ausgewählten Bauelementen, wie in der zweiten Reihe 82 von 6 dargestellt ist, aufgefüllt. Somit ergibt sich eine Anordnung von ausgewählten Bauelementen 4 im dritten Zielträger 23 gemäß der Darstellung in der ersten Reihe 91 der 7. In einem folgenden Verfahrensschritt werden ausgewählte Bauelemente des vierten Quellträgers 14, die auf einem Rasterplatz angeordnet sind, der einem freien Rasterplatz des dritten Zielträgers 23 entspricht, vom Transporthalter aufgenommen und auf dem dritten Zielträger 23 abgelegt, wie in der zweiten Reihe 92 der 7 dargestellt ist. Im vierten Quellträger 14 verbleiben die in der dritten Reihe der 6 dargestellten Bauelemente 4,5.
In einem folgenden Verfahrensschritt werden die auf dem dritten Zielträger 23 noch freien Rasterplätze gemäß der zweiten Reihe 92 der 7 mit ausgewählten Bauelementen 4 des fünften Quellträgers 15 aufgefüllt. Der fünfte Quellträger 15 ist in der ersten Reihe 81 der 6 dargestellt. Dadurch wird ein vollständig gefüllter, dritter Zielträger 23 gemäß der dritten Reihe 93 der 7 erhalten.
Der fünfte Quellträger 15 weist nach diesem Verfahrensschritt eine Belegung von Bauelementen auf, wie in der zweiten Reihe 82 der 6 dargestellt ist. In einem folgenden Verfahrensschritt werden die auf dem vierten Quellträger 14 enthaltenen ausgewählten Bauelemente 4 auf den vierten Zielträger 24 übertragen. Dadurch verbleiben im vierten Quellträger 14 nur noch die nicht ausgewählten Bauelemente 5, wie in der dritten Reihe 83 der 6 dargestellt. Im vierten Zielträger 24 sind jetzt die ausgewählten Bauelemente 4 enthalten, wie in der ersten Reihe 91 der 7 dargestellt ist. In einem folgenden Verfahrensschritt werden die ausgewählten Bauelemente 4 des fünften Quellträgers 15, die auf einem Rasterplatz angeordnet sind, der einem freien Rasterplatz des vierten Zielträgers 24 entspricht, entnommen und auf den vierten Zielträger 24 übertragen. Der vierte Zielträger 24 weist dann die Belegung auf, wie in der zweiten Reihe 92 der 7 dargestellt ist. Im fünften Quellträger 15 verbleiben die in der dritten Reihe 83 der 6 dargestellten Bauelemente.
Anschließend werden die im vierten Zielträger 24 freien Rasterplätze, wie in der zweiten Reihe der 7 dargestellt, mit ausgewählten Bauelementen 4 des fünften Quellträgers 15 aufgefüllt. Dadurch wird ein vollständig gefüllter vierter Zielträger 24 gemäß der dritten Reihe 93 der 7 erhalten. Nach der Entnahme der ausgewählten Bauelemente für das Auffüllen des vierten Zielträgers 24 weist der sechste Quellträger 16 eine Belegung gemäß der zweiten Reihe der 6.
In einem folgenden Verfahrensschritt werden die verbliebenen ausgewählten Bauelemente 4 des fünften Quellträgers 15, wie in der dritten Reihe 83 von 6 dargestellt, auf einen fünften Zielträger 25 übertragen, wie in der ersten Reihe 91 der 7 dargestellt. Damit verbleiben im fünften Quellträger 15 die nicht ausgewählten Bauelemente 5 gemäß der vierten Reihe 84 der 6.
In einem folgenden Verfahrensschritt werden die Bauelemente des sechsten Quellträgers 16, die auf einem Rasterplatz angeordnet sind, der einem freien Rasterplatz des fünften Zielträgers 25 entspricht, vom sechsten Quellträger 16 entnommen und auf dem fünften Zielträger 25 abgelegt, wie in der zweiten Reihe 92 der 7 dargestellt ist. Somit verbleiben im sechsten Quellträger 16 nur noch die nicht ausgewählten Bauelemente 5 gemäß der dritten Reihe der 6. Der fünfte Zielträger 25 weist nun eine Belegung gemäß der zweiten Reihe 92 der 7 auf.
In einem folgenden Verfahrensschritt werden die im fünften Zielträger 25 freien Rasterplätze mit ausgewählten Bauelementen 4 des siebten Quellträgers 17 aufgefüllt. Somit wird ein vollständig gefüllter, fünfter Zielträger 25 gemäß der dritten Reihe 93 der 7 erhalten. Der siebte Quellträger 17 weist nach diesem Schritt eine Belegung gemäß der zweiten Reihe 82 der 6 auf. In einem folgenden Verfahrensschritt wird ein siebter Zielträger 27 mit den ausgewählten Bauelementen 4 des siebten Quellträgers 17 gemäß der zweiten Reihe von 6 aufgefüllt. Somit wird ein siebter Zielträger 27 gemäß der ersten Reihe 91 der 7 erhalten. Der siebte Quellträger 17 ist nach diesem Verfahrensschritt gemäß der dritten Reihe 83 der 6 belegt und weist nur noch nicht ausgewählte Bauelemente 5 auf. Der sechste Zielträger 26 bleibt bei dieser Ausführungsform unbelegt.
In einem folgenden Verfahrensschritt werden die im siebten Zielträger 27 noch freien Rasterplätze mit ausgewählten Bauelementen 4 des achten Quellträgers 18 aufgefüllt. Damit wird ein vollständig gefüllter siebter Zielträger 27 gemäß der zweiten Reihe 92 der 7 erhalten. In einem folgenden Verfahrensschritt werden die gemäß der zweiten Reihe der 6 im achten Quellträger 18 noch befindlichen ausgewählten Bauelemente 4 auf einen achten Zielträger 28 übertragen.
In einem folgenden Verfahrensschritt werden die freien Rasterplätze des achten Zielträgers 28 mit ausgewählten Bauelementen 4 des neunten Quellträgers 19 aufgefüllt. Somit verbleiben im neunten Quellträger 19 die in der zweiten Reihe 82 der 6 dargestellten Bauelemente. Der achte Zielträger 28 wird dadurch vollständig aufgefüllt, wie in der zweiten Reihe der 7 dargestellt ist. Die im neunten Quellträger 19 noch befindlichen ausgewählten Bauelemente 4 werden auf einen neunten Zielträger 29 übertragen, wie in der ersten Reihe der 7 dargestellt ist. Somit verbleiben im neunten Quellträger 19 die nicht ausgewählten Bauelemente 5 gemäß der dritten Reihe der 6.
Mithilfe dieses Verfahrens werden ein vollständig gefüllter erster, zweiter, dritter, vierter, fünfter, siebter und achter Zielträger 21, 22, 23, 24, 25, 27, 28 erhalten. Der neunte Zielträger 29 ist nur teilweise mit ausgewählten Bauelementen 4 gemäß der Darstellung der ersten Reihe der 7 belegt.
Versuche haben gezeigt, dass bei einer 80-prozentigen Belegung der Zielträger im Schnitt drei Übertragungsverfahren mithilfe des Transporthalters für einen Zielträger benötigt werden, wobei mindestens jeweils 33 % der Rasterplätze des Transporthalters bei einem Übertragungsvorgang belegt sind. Diese Annahmen gelten bei einer Gleichverteilung der nicht ausgewählten Bauelemente 5 über die Rasterplätze der zur Verfügung stehenden Quellträger. Für die Aussortierung der ausgewählten Bauelemente 4 von den neun Quellträgern auf die Zielträger reichen acht Zielträger aus.
8 zeigt in Reihen 101, 102, 103, 104 Verfahrensschritte, bei denen von drei Quellträgern 1,2,3 ausgewählte Bauelemente 4 parallel auf drei Zielträger 21, 22, 23, übertragen werden. Die Quellträger 1,2,3 weisen jeweils eine 5x5 Rasteranordnung von Bauelementen auf. Die Zielträger 21,22,23 weisen ebenfalls Platz für eine 5x5 Rasteranordnung von Bauelementen auf. In der ersten Reihe 101 sind die Quellträger 1,2,3 mit ausgewählten Bauelementen 4 dargestellt, wobei die ausgewählten Bauelemente 4 als Kreise schematisch dargestellt sind. Zudem weisen die Quellträger 1,2,3 auch nicht ausgewählte Bauelemente 5 auf. Die nicht ausgewählten Bauelemente 5 sind schematisch als Kreuze dargestellt.
Die ausgewählten Bauelemente 4 eines Quellträgers 1,2,3 werden in einem Schritt von dem Transporthalter aufgenommen und auf einen Zielträger 21,22,23 übertragen, wie in der zweiten Reihe 102 dargestellt ist. Die zweiten Zielträger 21,22,23 weisen einzelne freie Rasterplätze auf, die durch leere Rasterplätze dargestellt sind. Zudem ist zwischen den Zielträgern 21,22,23 jeweils eine leere Spalte 30, 31 mit freien Rasterplätzen vorgesehen. Bei dieser Anordnung können durch ein laterales Verschieben des zweiten und des dritten Zielträgers 22, 23 in Richtung auf den ersten Zielträger 21 die leeren Spalten 30, 31 geschlossen werden. Dadurch wird eine Anordnung gemäß der dritten Reihe 103 der 8 erhalten.
Zudem kann durch weiteres laterales Verschieben in einzelnen Reihen der Zielträger 21,22,23 wie anhand von Pfeilen schematisch in der vierten Reihe 104 dargestellt ist, eine kompakte Anordnung der ausgewählten Bauelemente 4 mit wenig oder keinen leeren Rasterplätzen in zusammen hängenden Zielträgern 21,22,23 erreicht werden.
Die 9 bis 11 zeigen als Beispiel eine Vorrichtung zum lateralen Verschieben von Bauelementen auf einem Zielträger, wie in 8 erläutert. 9 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Vorrichtung 40 mit einem Träger 41, der auf einer Oberseite 45 Düsen 42 zum Ausgeben und zum Einsaugen von Flüssigkeit 43 aufweist. Dazu ist ein nicht dargestelltes Reservoir für die Flüssigkeit vorgesehen. Der Träger 41 weist eine rechteckförmige Oberseite 45 auf. Die Düsen 42 sind in einem rechteckförmigen Raster auf der Oberseite 45 des Trägers 41 angeordnet. Die Düsen 42 weisen kleinere Abstände zueinander auf als ein Bauelement 4 breit ist. Durch Ausgeben von Flüssigkeit durch die Düsen 42 können Flüssigkeitspolster 44 aufgebaut werden, auf denen die Bauelemente 4 schwimmen. Die dargestellten Bauelemente ruhen auf den Flüssigkeitspolstern 44. Das ganz links auf dem Träger 41 angeordnete Bauelement 4 ist mit einer rechten Seitenfläche 47 an einer ersten Position 46 angeordnet, die gestrichelt angedeutet ist.
10 zeigt die Situation, bei der das Bauelement 4, das ganz links auf dem Träger 41 angeordnet ist, lateral nach rechts durch das Aufbauen von Flüssigkeitspolstern 44 bewegt wird. Dazu wird ein Flüssigkeitspolster 44 angrenzend an die rechte Seitenfläche 47 des Bauelementes 4 aufgebaut, wobei das Flüssigkeitspolster 47 teilweise rechts von der ersten Position 46 angeordnet ist. Durch die Oberflächenspannung des Flüssigkeitspolsters 44 wird das Bauelement 4 nach rechts gemäß den dargestellten Pfeilen bewegt. Nicht benötigte Flüssigkeitspolster 44 können über die Düsen 42 wieder von der Oberseite 45 abgesaugt werden.
Auf diese Weise kann das Bauelement 4 von der Position der 9 zu der Anordnung der 11 nach rechts lateral bewegt werden. In der Anordnung der 11 ist die rechte Seitenfläche 47 des Bauelementes 4 rechts von der ersten Position 46 angeordnet. Abhängig von der gewählten Ausführungsform können auch andere Vorrichtungen vorgesehen sein, um eine laterale Bewegung der Bauelemente 4 erreichen zu können.
12 zeigt in einer schematischen Darstellung einen runden weiteren Quellträger 50, der z.B. als Wafer ausgebildet ist. Der weitere Quellträger 50 weist eine Vielzahl von nicht dargestellten Bauelementen auf seiner Oberseite auf. Die Bauelemente sind in einem Raster mit gleichen Abständen angeordnet und gleichmäßig über den weiteren Quellträger 50 verteilt.
Der weitere Quellträger 50 kann gedacht in Flächen von neun Quadraten 32 unterteilt werden. Die Quadrate 32 in den vier Eckbereichen können jeweils gedacht in zwei Dreiecke 51, 52 unterteilt werden. Die Dreiecke 51,52 können jeweils eine treppenartig abgestufte diagonale Seitenkante 54 aufweisen, die ineinander verzahnt sind. Die treppenartige Form der diagonalen Seitenkante 49 spiegelt die rechteckige Form der Bauelemente wieder. Bei der Unterteilung in die Dreiecke 51,52 werden die Bauelemente nicht zerteilt. Das jeweils äußere zweite Dreieck weist kaum oder keine Bauelemente auf. Das innere erste Dreieck 51 ist mit Bauelementen bedeckt.
13 zeigt schematisch ein Verfahren, mit dem zwei runde weitere Quellträger 50, die eine gleiche Form aufweisen, wie in 12 erläutert. Die zwei weiteren Quellträger 50 können mit wenigen Schritten auf einen rechteckigen weiteren Zielträger 63 mit einem Transporthalter umsortiert werden, wobei der weitere Zielträger 63 eine rechteckige Rasteranordnung 53 aufweist. Die weiteren Quellträger 50 weisen eine Vielzahl von nicht dargestellten Bauelementen auf. Die Bauelemente sind in einem Raster mit gleichen Abständen angeordnet und gleichmäßig über den weiteren Quellträger 50 verteilt.
Die Bauelemente, die auf zwei weiteren Quellträgern 50 angeordnet sind, können mithilfe des Transporthalters auf eine rechteckförmige Rasteranordnung 53 eines weiteren Zielträgers 63 übertragen werden. Dabei werden die Bauelemente der mittleren drei Quadrate, das obere mittlere Quadrat und die jeweils seitlich angeordneten Rechtecke als erste Teilfläche 61 auf den weiteren Zielträger 63 übertragen, wie mit dem Pfeil angedeutet ist. Die linke untere dreieckige Fläche 51 wird rechts oben angrenzend an den dreieckigen Abschnitt der ersten Fläche 61 angeordnet, wie mit dem Pfeil angedeutet ist. Die rechte untere erste dreieckige Fläche 51 wird links oben angrenzend an die erste Fläche 61 angeordnet, wie mit dem Pfeil angedeutet ist. Somit wird eine erste rechteckförmige Teilfläche 62 erhalten. Die zwei mittleren unteren Quadrate 64 der zwei weiteren Quellträger 50 werden übereinander und angrenzend an die erste Teilfläche 61 angeordnet, wie mit dem Pfeil angedeutet ist. Die Bauelemente des zweiten weiteren Quellträgers 50 werden in analoger Weise auf den weiteren Zielträger 63 umsortiert. Somit wird die rechteckförmige Rasteranordnung 53 der Bauelemente auf dem weiteren Zielträger 63 erhalten.
14 zeigt schematisch die Anordnung von sechs weiteren runden Quellträgern 50, die beispielsweise als Wafer ausgebildet sind. Jeder weitere Quellträger 50 weist eine Vielzahl von nicht dargestellten Bauelementen auf. Die Bauelemente sind in einem Raster mit gleichen Abständen angeordnet und gleichmäßig über den weiteren Quellträger 50 verteilt. Die sechs weiteren Quellträger 50 können analog zu dem beschriebenen Verfahren von 14 zu einer rechteckförmigen Fläche 65 auf einen weiteren Zielträger 63 mithilfe eines Transporthalters umsortiert werden, wie schematisch dargestellt ist. Dabei können jeweils zwei erste Rechtecke 51 eine quadratische Fläche bilden.
15 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Vorrichtung 70 mit einem Datenspeicher 71, in dem die Rasterpositionen der ausgewählten Bauelemente 4 der Quellträger abgespeichert sind. Der Datenspeicher 71 steht mit einer Steuereinheit 72 in Verbindung. Die Steuereinheit 72 steht mit Sensoren in Verbindung, die die Position der Quellträger und der Zielträger erfassen und die Rasterpositionen der Quellträger und der Zielträger an die Steuereinheit 72 übermitteln. Die Steuereinheit 72 steht mit einem Transporthalter 11 beispielsweise über einen Roboterarm in Wirkverbindung. Der Transporthalter 11 weist eine Vielzahl von Halteelementen 73 auf, die eine Befestigung zu einem Bauelement herstellen können. Zudem ist die Steuereinheit 72 ausgebildet, um den Transporthalter 11 in eine bestimmte Position zu bewegen, um Bauelemente aufnehmen zu können. Zudem ist die Steuereinheit 72 ausgebildet, um die Haltelemente 72 in der Weise zu steuern, dass ein Bauelement festgehalten oder wieder gelöst wird.
Der Transporthalter 11 weist eine Transportplatte 74 auf, auf deren Unterseite die Befestigungsmittel 73 rasterartig angeordnet sind. Die Anordnung der Befestigungsmittel 73 kann in dem gleichen Raster vorgesehen sein wie die Rasteranordnung der Bauelemente. Zudem kann der Transporthalter 11 ausgebildet sein, um von der Steuereinheit 72 gedreht zu werden. Auf diese Weise kann der Transporthalter 11 eine Teilmenge oder alle Bauelemente eines Quellträgers aufnehmen und auf einem Zielträger wieder in der gleichen Rasteranordnung absetzen. Zudem kann durch die Drehmöglichkeit der Trägerplatte 74 eine Rotation der Anordnung der Bauelemente durchgeführt werden, bevor die Bauelemente auf dem Zielträger abgesetzt werden.
Die Steuereinheit 72 ist weiterhin ausgebildet, um folgendes Verfahren durchzuführen: Rasteranordnungen der ausgewählten Bauelemente von mehreren Quellträgern werden erfasst; die Rasteranordnungen der Bauelemente der Quellträger werden dahingehend analysiert, welche von wenigstens zwei Gruppen von Quellträgern mit möglichst wenig Transportbewegungen des Transporthalters eine vorgegebene Dichte von Bauelementen auf den Zielträgern ermöglicht; anschließend werden die Quellträger gemäß dem Ergebnis der Analyse in die wenigstens zwei Gruppen aufgeteilt, und die Bauelemente der zwei Gruppen von Quellträgern werden getrennt gemäß dem beschriebenen Verfahren auf zwei Gruppen von Zielträgern umverteilt.
Die Steuereinheit 72 ist weiterhin ausgebildet, um folgendes Verfahren durchzuführen: Die Rasteranordnungen der ausgewählten Bauelemente von mehreren Quellträgern werden erfasst; die Rasteranordnungen der Bauelemente der Quellträger werden dahingehend analysiert, in welcher Reihenfolge welche Untergruppen von ausgewählten Bauelementen von den Quellträgern auf wenigstens einen Zielträger übertragen werden sollten, um möglichst wenig Arbeitsschritte des Transporthalters zu benötigen; anschließend werden die ausgewählten Bauelemente vom Transporthalter in der ermittelten Reihenfolge und in den ermittelten Rasteranordnungen von den Quellträgern auf den wenigstens einen Zielträger übertragen.
Bauelemente, insbesondere optoelektronische Bauelemente wie zum Beispiel Leuchtdioden oder Laserdioden oder integrierte Schaltungen werden z.B. auf runden Wafern hergestellt. In der Regel sind Backend-Substrate rechteckig ausgebildet. Ebenso sind Displays zum Beispiel für Handys, Fernseher, Videowalls ebenfalls rechteckig ausgebildet. Bei einem Display liegt die Belegung von LED-Leuchtflächen eines Pixels bei nur einigen Prozent. Beim finalen parallelen Montageprozess vom Wafer zum Zielsubstrat bei einer Flächenbelegung von 1 % kann nur jeder hundertste Chip vom Wafer zum Substrat transferiert werden. Um Bauelemente eines Wafers vollständig auf das Substrat umzusetzen, sind also hundert Schritte notwendig. Dies ist aufwändig und teuer. Wenn zusätzlich nicht alle Bauelemente (Chips) auf dem Wafer in einem Bin liegen, das heißt eine vorgegebene Gruppe von Merkmalen aufweisen, und das Zielformat und das Quellformat unterschiedlich sind, zum Beispiel rund zu eckig, steigen die Kosten zusätzlich deutlich an. Daher ist es vorteilhaft, mit hoher Packungsdichte die Bauelemente parallel vorzusortieren, wie oben erläutert, und zwar sowohl bezüglich des vorgegebenen Merkmals als auch bezüglich des Formates.
Ein Kreis kann, wie in 12 dargestellt ist, in neun Quadrate mit gleichen Katenlängen unterteilt werden. Ein Wafer hat zum Beispiel einen Durchmesser von 150 mm. In einem 3 mm-Außenbereich befinden sich kaum gute Bauelemente. Damit ergibt sich ein Durchmesser von 150 - 2 × 3 mm = 144 mm. Die rechteckförmigen Flächen des Wafers, das heißt die Rechtecke 51 werden in eine treppenförmige Seitenkante 54 unterteilt. Aus zwei Wafern kann eine rechteckige Fläche durch acht Transferschritte erzeugt werden, wie in 13 dargestellt ist. Ausgehend von der genannten Größe des Wafers und einer beispielhaften Kantenlänge der Halbleiterchips von ca. 30 µm können zum Beispiel 1000 oder mehr Bauelemente von dem Transporthalter in einem einzigen Transferschritt übertragen werden. Je größer die transferierten Flächen an Bauelementen sind, umso kostengünstiger ist das Verfahren. Daher sind in diesem Fall die Flächen zu einer großen Fläche zusammengefasst.
Eine Reduzierung der Anzahl der Übertragungsschritte und eine Maximierung der Anzahl der transferierten Bauelemente pro Arbeitsschritt kann mithilfe einer statistischen Analyse der Anordnung der ausgewählten Bauelemente auf den Quellträgern vor dem Sortierprozess erreicht werden. Die Wafer werden dann so zueinander sortiert, dass ein geringster Aufwand beziehungsweise eine geringste Anzahl von Arbeitsschritten zum Transferieren der Bauelemente nötig ist.
Zudem können die Rasteranordnungen auf dem Zielträger um ein, zwei oder mehrere Rasterplätze in einer x- oder y-Richtung verschoben werden. Weiterhin kann die Anordnung der aufgenommenen Bauelemente vor dem Absetzen auf dem Zielträger um eine vorgegebene Winkelzahl rotiert werden, z. B. 90°, 180°, 270°, um eine Optimierung der Anordnung der ausgewählten Bauelemente auf dem Zielträger zu erreichen.
Mithilfe des beschriebenen Verfahrens kann durch eine entsprechende vorteilhafte Kombination von Sortierprozessen ein RGB-LED-Chipdisplay mit einem einfachen Verfahren erstellt werden. Zuerst werden von Quellträgern, insbesondere Quellwafern ausgewählte Bauelemente, die ein vorgegebenes Merkmal, insbesondere ein vorgegebenes Bin aufweisen, zu einem rechteckigen Zielträger zusammengesetzt. Dabei wird eine vorgegebene prozentuale Anzahl von guten Chips transferiert. Anschließend werden die Lücken durch paralleles Sortieren oder Nachrücken geschlossen. Nachdem die beschriebenen Prozesse für jede Farbe extra durchgeführt wurden, werden drei Quellwafer (RGB) mit 100 % guten Chips zu einem temporären Zielträger mit hochdichter Packung zusammengeführt. Die Bauelemente liegen jetzt in Gruppen von RGB-Leuchtdioden direkt nebeneinander. Abschließend wird mit geringer Packungsdichte zum Beispiel jedes hundertste Bauelement der des temporären Zielträgers auf ein finales Substrat parallel montiert.
Weiterhin kann durch eine Kombination von parallelen Sortier- und Montageprozessen folgendes Verfahren durchgeführt werden:

1. Sortieren von Bauelementen von runden Quellwafern zu eckigen Zielsubstraten, wobei nur ausgewählte Bauelemente übertragen werden.
2. Schließen der Lücken durch paralleles Sortierten (eckig zu eckig). Dadurch wird eine erhöhte Packungsdichte erreicht.
3. Kombinieren verschiedener Bauelemente mit verschiedenen vorgegebenen Merkmalen. Dabei können zum Beispiel optoelektronische Bauelemente, die ausgebildet sind, um verschiedenfarbiges Licht, wie zum Beispiel Rot, Grün, Blau, zu erzeugen, mit einer hohen Packungsdichte zu Gruppen mit einem vorgegebenen Raster sortiert werden.
4. Paralleles Expandieren der Bauelemente, wobei die Bauelemente mit einer geringen Packungsdichte angeordnet werden. Dabei kann beispielsweise jedes zehnte, jedes sechzehnte oder jedes fünfundzwanzigste Bauelement auf ein Zielsubstrat umgesetzt werden.

Die Erfindung wurde anhand der bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben. Dennoch ist die Erfindung nicht auf die offenbarten Beispiele eingeschränkt. Vielmehr können hieraus andere Variationen vom Fachmann abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste

1: erster Quellträger
2: zweiter Quellträger
3: dritter Quellträger
4: ausgewähltes Bauelement
5: nicht ausgewähltes Bauelement
6: erster Zielträger
7: zweiter Zielträger
8: Übertragungsschritt
9: erster Klebefilm
10: zweiter Klebefilm
11: Transporthalter
12: Erhebung
14: vierter Quellträger
15: fünfter Quellträger
16: sechster Quellträger
17: siebter Quellträger
18: achter Quellträger
19: neunter Quellträger
21: erster Zielträger
22: zweiter Zielträger
23: dritter Zielträger
24: vierter Zielträger
25: fünfter Zielträger
26: sechster Zielträger
27: siebter Zielträger
28: achter Zielträger
29: neunter Zielträger
30: erste leere Spalte
31: zweite leere Spalte
32: Quadrat
40: Vorrichtung
41: Träger
42: Düse
43: Flüssigkeit
44: Flüssigkeitspolster
45: Oberseite
46: erste Position
47: rechte Seitenfläche
50: weiterer Quellträger
51: erstes Rechteck
52: zweites Rechteck
53: Rasteranordnung
54: Seitenkante
61: erste Teilfläche
62: zweite Teilfläche
63: weiterer Zielträger
64: Quadrat
65: rechteckförmige Fläche
70: Vorrichtung
71: Datenspeicher
72: Steuereinheit
73: Befestigungsmittel
74: Trägerplatte
81: erste Reihe Quellträger
82: zweite Reihe Quellträger
83: dritte Reihe Quellträger
84: vierte Reihe Quellträger
91: erste Reihe Zielträger
92: zweite Reihe Zielträger
93: dritte Reihe Zielträger
101: erste Reihe parallel Verschieben
102: zweite Reihe parallel Verschieben
103: dritte Reihe parallel Verschieben
104: vierte Reihe parallel Verschieben

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 2014/0061687 A1 [0002]

Claims

Verfahren zum Aussortieren von ausgewählten Bauelementen mit wenigstens einem vorgegebenen Merkmal aus einer Vielzahl von Bauelementen, wobei Bauelemente auf mehreren Quellträgern in vorgegebenen Rasteranordnungen angeordnet sind, wobei wenigstens ein Zielträger vorgesehen ist, wobei Rasterplätze, auf denen ausgewählte Bauelemente auf einem Quellträger angeordnet sind, in einem Datenspeicher abgelegt sind, wobei mithilfe eines Transporthalters in einem ersten Schritt alle ausgewählten Bauelemente eines ersten Quellträgers aufgenommen und auf einem ersten Zielträger in der Rasteranordnung des ersten Quellträgers abgelegt werden, wobei in einem zweiten Schritt, wenn der erste Zielträger noch mindestens einen freien Platz in der Rasteranordnung aufweist, die ausgewählten Bauelemente eines zweiten Quellträgers, die auf einem Rasterplatz angeordnet sind, der einem freien Rasterplatz des ersten Zielträgers entspricht, vom Transporthalter aufgenommen werden und in der Rasteranordnung des zweiten Quellträgers auf den ersten Zielträger abgelegt werden, wobei in einem dritten Schritt, wenn der erste Zielträger noch wenigstens einen freien Platz in der Rasteranordnung aufweist, die ausgewählten Bauelemente eines dritten Quellträgers, die auf einem Rasterplatz angeordnet sind, der einem freien Rasterplatz des ersten Zielträgers entspricht, vom Transporthalter aufgenommen und in der Rasteranordnung des dritten Quellträgers auf den ersten Zielträger abgelegt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verfahren so lange mit weiteren Quellträgern durchgeführt wird, bis eine gewünschte Anzahl von ausgewählten Bauelementen auf dem ersten Zielträger angeordnet ist oder bis eine vorgegebene Anzahl von Übertragungsschritten mit dem Transporthalter durchgeführt wurde.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei in einem ersten Schritt eines zweiten Verfahrens alle ausgewählten Bauelemente, die noch auf dem zweiten Quellträger sind, mit dem Transporthalter aufgenommen und auf einen zweiten Zielträger in der Rasteranordnung des zweiten Quellträgers abgelegt werden, wobei in einem zweiten Schritt des zweiten Verfahrens, wenn der zweite Zielträger noch mindestens einen freien Platz in der Rasteranordnung aufweist, die ausgewählten Bauelemente eines dritten Quellträgers, die auf einem Rasterplatz angeordnet sind, der einem freien Rasterplatz des zweiten Zielträgers entspricht, vom Transporthalter aufgenommen und auf den zweiten Zielträger in der Rasteranordnung des dritten Quellträgers abgelegt werden, wobei in einem dritten Schritt des zweiten Verfahrens, wenn der zweite Zielträger noch wenigstens einen freien Platz in der Rasteranordnung aufweist, die ausgewählten Bauelemente eines vierten Quellträgers, die auf einem Rasterplatz angeordnet sind, der einem freien Rasterplatz des zweiten Zielträgers entspricht, vom Transporthalter aufgenommen und auf den zweiten Zielträger in der Rasteranordnung des vierten Quellträgers abgelegt werden, wobei dieses Verfahren so lange mit weiteren Quellträgern durchgeführt wird, bis eine gewünschte Anzahl von ausgewählten Bauelementen auf dem zweiten Zielträger angeordnet ist oder bis eine vorgegebene Anzahl von Übertragungsschritten im zweiten Verfahren mit dem Transporthalter durchgeführt wurde.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Verfahren mit weiteren Zielträgern und weiteren Quellträgern durchgeführt wird, bis die ausgewählten Bauelemente auf Zielträgern mit einer gewünschten Anzahl an Bauelementen angeordnet sind oder bis eine vorgegebene Anzahl von Übertragungsschritten für den Zielträger mit dem Transporthalter durchgeführt wurden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Rasteranordnungen der Bauelemente der Quellträger gleich sind, und wobei insbesondere nicht jeder Rasterplatz belegt ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens ein Quellträger eine Rasteranordnung der Bauelemente aufweist, die wenigstens teilweise eine abgerundete Seitenkontur aufweist, wobei die Rasteranordnung insbesondere eine Kreisscheibenform aufweist, wobei die Bauelemente vom Transporthalter in einer Rasteranordnung mit einer rechteckigen oder mit einer dreieckigen Fläche aufgenommen werden, und wobei die Bauelemente vom Transporthalter mit der Rasteranordnung in der dreieckigen Fläche und mit der Rasteranordnung in der rechteckigen Fläche auf dem Zielträger abgelegt werden.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei weitere ausgewählte Bauelemente vom Transporthalter in einer dreieckigen Rasteranordnung aufgenommen werden, wobei die aufgenommenen weiteren Bauelemente vom Transporthalter angrenzend an eine dreieckige Rasteranordnung von Bauelementen des Zielträgers in der Weise abgelegt werden, dass eine rechteckige Rasteranordnung von Bauelementen auf dem Zielträger erhalten wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Transporthalter nach dem Aufnehmen der Bauelemente um einen vorgegebenen Winkel gedreht wird und nach dem Drehen die aufgenommenen Bauelemente vom Transporthalter auf dem Zielträger mit einer gegenüber der Rasteranordnung des Quellträgers gedrehten Rasteranordnung auf dem Zielträger abgesetzt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens ein Bauelement auf dem Zielträger lateral verschoben wird, um eine Anordnung von Bauelementen mit möglichst wenig freien Plätzen in der Rasteranordnung des Zielträgers zu erreichen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Rasteranordnungen der ausgewählten Bauelemente von mehreren Quellträgern erfasst werden, wobei die Rasteranordnungen der Bauelemente der Quellträger dahingehend analysiert werden, welche von wenigstens zwei Gruppen von Quellträgern mit möglichst wenig Transportbewegungen des Transporthalters eine vorgegebene Dichte von Bauelementen auf den Zielträgern ermöglicht, und wobei anschließend die Quellträger gemäß dem Ergebnis der Analyse in die wenigstens zwei Gruppen aufgeteilt werden, und wobei die Bauelemente der zwei Gruppen von Quellträgern getrennt gemäß dem beschriebenen Verfahren auf zwei Gruppen von Zielträgern umverteilt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Rasteranordnungen der ausgewählten Bauelemente von mehreren Quellträgern erfasst werden, wobei die Rasteranordnungen der Bauelemente der Quellträger dahingehend analysiert werden, in welcher Reihenfolge welche Untergruppen von ausgewählten Bauelementen von den Quellträgern auf wenigstens einen Zielträger übertragen werden sollten, um möglichst wenig Arbeitsschritte des Transporthalters zu benötigen, und wobei anschließend die ausgewählten Bauelemente vom Transporthalter in der ermittelten Reihenfolge und in den ermittelten Rasteranordnungen von den Quellträgern auf den wenigstens einen Zielträger übertragen werden.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Analyse für eine vorgegebene Anzahl von Zielträgern durchgeführt wird, wobei die Zielträger mit einer vorgegebenen prozentualen Anzahl von belegten Rasterplätzen mit ausgewählten Bauelementen gefüllt werden, und wobei eine vorgegebene Anzahl von Quellträgern mit ausgewählten Bauelementen vorgesehen ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei bei dem Sortieren der ausgewählten Bauelemente von den Quellträgern zu den Zielträgern Gruppen von wenigstens zwei verschieden farbigen lichtemittierenden ausgewählten Bauelementen in einer Gruppenrasteranordnung auf den Zielträgern angeordnet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die ausgewählten Bauelemente nach dem Erreichen einer vorgegebenen dichten Anordnung auf einem Zielträger auf ein größeres Rastermaß auf dem Zielträger auseinanderbewegt werden.
Vorrichtung (70) zum Aussortieren von ausgewählten Bauelementen (4) mit wenigstens einem vorgegebenen Merkmal aus einer Vielzahl von Bauelementen (4,5), wobei Bauelemente (4,5) auf einer vorgegebenen Anzahl von Quellträgern (1,2,3,14 bis 19) in vorgegebenen Rasteranordnungen angeordnet sind, wobei wenigstens eine vorgegebene Anzahl von Zielträgern (6,7,21 bis 29) vorgesehen ist, mit einem Datenspeicher (71), wobei Rasterplätze der ausgewählten Bauelemente (4) auf den Quellträgern (1,2,3,14 bis 19) in dem Datenspeicher (71) abgelegt sind, wobei ein Transporthalter (11) vorgesehen ist, wobei der Transporthalter (11) ausgebildet ist, wenigstens einen Teil der Bauelemente (4,5) oder alle Bauelemente (4,5) eines Quellträgers (1,2,3,14 bis 19) in der Rasteranordnung des Quellträgers (1,2,3,14 bis 19) aufzunehmen und in einem Arbeitsschritt auf einem Zielträger (6,7,21 bis 29) in der Rasteranordnung des Quellträgers (1,2,3,14 bis 19) abzulegen, wobei eine Steuereinheit (72) vorgesehen ist, wobei die Steuereinheit (72) ausgebildet ist, um ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche auszuführen.