ES2952270T3 - Aparato y procedimiento para apilar dispositivos semiconductores - Google Patents

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Andrew Huska
Cody Peterson
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Rohinni LLC
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Abstract

Un aparato que incluye componentes para apilar un dispositivo semiconductor. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Aparato y procedimiento para apilar dispositivos semiconductores
Referencia cruzada a solicitudes de patente relacionadas
Esta solicitud reivindica la ventaja de prioridad de la Solicitud Provisional de Estados Unidos Núm. de Serie 62/455.965, presentada el 7 de febrero de 2017, titulada “Apparatus and Method for Stacking Semiconductor Devices” . Esta solicitud también se refiere a la Solicitud de Patente de Estados Unidos Número 15/343.055, presentada el 3 de noviembre de 2016, titulada “Compliant Needle for Direct Transfer of Semiconductor Devices; ” la Solicitud de Patente de Estados Unidos Número 15/360.471, presentada el 23 de noviembre de 2016, titulada “Top-Side Laser for Direct Transfer of Semiconductor Devices;” la Solicitud de Patente de Estados Unidos Número 15/360.645, presentada el 23 de noviembre de 2016, presentada “ Pattern Array Direct Transfer Apparatus and MethodTherefor;” y la Solicitud de Patente de Estados Unidos Número 15/409.409, presentada el 18 de enero de 2017, titulada “ Flexible SupportSubstratefor Transfer of Semiconductor Devices” .
Antecedentes
Los dispositivos semiconductores son componentes eléctricos que utilizan material semiconductor, tales como silicio, germanio, arseniuro de galio y similares. Los dispositivos semiconductores se fabrican típicamente como dispositivos discretos individuales o como circuitos integrados (CI). Ejemplos de dispositivos discretos individuales incluyen elementos accionables eléctricamente tales como diodos emisores de luz (LED), diodos, transistores, resistencias, condensadores, fusibles y similares.
La fabricación de dispositivos semiconductores implica típicamente un procedimiento de fabricación intrincado con una gran cantidad de etapas. El producto final de la fabricación es un dispositivo semiconductor “empaquetado” . El modificador “empaquetado” se refiere a los elementos de inclusión y protección incorporados en el producto final, así como a la interfaz que permite incorporar el dispositivo en el paquete en un circuito de producto.
El procedimiento de fabricación convencional para dispositivos semiconductores comienza con la manipulación de una oblea semiconductora. La oblea se convierte en una multitud de dispositivos semiconductores “ no empaquetados” . El modificador “ no empaquetado” se refiere a un dispositivo semiconductor no cerrado sin características protectoras. En la presente memoria, los dispositivos semiconductores no empaquetados pueden denominarse matrices de dispositivos semiconductores, o solo “ matrices” para simplificar. Una única oblea semiconductora puede cortarse para crear matrices de diversos tamaños, para formar hacia arriba más de 100.000 o incluso 1.000.000 de matrices de la oblea de semiconductor (dependiendo del tamaño de partida del semiconductor), y cada matriz tiene una cualidad determinada. Las matrices no empaquetadas se “empaquetan” mediante un procedimiento de fabricación convencional discutido brevemente a continuación. Las acciones entre la manipulación de la oblea y el empaquetamiento pueden denominarse “preparación de matriz”
En algunos casos, la preparación de la matriz puede incluir clasificar las matrices a través de un “procedimiento de recoger y colocar” , por lo que se recogen las matrices cortadas individualmente y se clasifican en contenedores. La clasificación puede basarse en la capacidad de voltaje directo de la matriz, la potencia promedio de la matriz y/o la longitud de onda de la matriz.
Típicamente, el empaquetamiento implica montar una matriz en un paquete de plástico o cerámica (por ejemplo, molde o recinto). El empaquetamiento también incluye conectar los contactos de la matriz a los pines/cables para la interfaz/interconexión con los circuitos del producto. El empaquetamiento del dispositivo semiconductor se completa típicamente sellando la matriz para protegerla del entorno (por ejemplo, polvo).
Después del empaquetados, un fabricante de productos coloca entonces dispositivos semiconductores empaquetados en los circuitos del producto. Debido al empaquetamiento, los dispositivos están listos para “enchufarse” al conjunto de circuitos del producto que se está fabricando. Adicionalmente, aunque el empaquetamiento de los dispositivos protege de elementos que podrían degradar o destruir los dispositivos, los dispositivos empaquetados son inherentemente más grandes (por ejemplo, en algunos casos, alrededor de 10 veces el espesor y 10 veces el área, dando como resultado 100 veces el volumen) que la matriz que se encuentra dentro del paquete. Por lo tanto, el conjunto de circuito resultante no puede ser más delgado que el empaquetado de los dispositivos semiconductores.
Los siguientes documentos se citan como ilustración de la técnica anterior actual:
El documento WO 2016/154061 A1 que describe un procedimiento y aparato para transferir un dispositivo semiconductor en una traza de circuito,
el documento US- 2008/124842 A1,
el documento US- 2006/003491 A1,
el documento US-2008/267745 A1
Breve descripción de los dibujos
La descripción detallada se expone con referencia a las figuras adjuntas. En las figuras, el/los dígito(s) más a la izquierda de un número de referencia identifica la figura en la que aparece primero el número de referencia. El uso de los mismos números de referencia en diferentes figuras indica artículos similares o idénticos. Además, los dibujos pueden considerarse que proporcionan una representación aproximada de los tamaños relativos de los componentes individuales dentro de las figuras individuales. Sin embargo, los dibujos no están a escala y los tamaños relativos de los componentes individuales, tanto dentro de las figuras individuales como entre las diferentes figuras, pueden variar de lo que se representa. En particular, algunas de las figuras pueden representar componentes de un cierto tamaño o forma, mientras que otras figuras pueden representar los mismos componentes en una escala más grande o en forma diferente para mayor claridad.
La Figura 1 ilustra una vista isométrica de una realización de un aparato de transferencia.
La Figura 2A representa una vista esquemática de una realización de un aparato de transferencia en una posición de pre-transferencia.
La Figura 2B representa una vista esquemática de una realización de un aparato de transferencia en una posición de transferencia.
La Figura 3 ilustra una realización de un perfil de forma del extremo de una aguja de un mecanismo de transferencia. La Figura 4 ilustra una realización de un perfil de carrera de accionamiento de aguja.
La Figura 5 ilustra una vista en planta de una realización de un sustrato de producto que tiene una traza de circuito sobre la misma.
La Figura 6 ilustra una vista esquemática de una realización de elementos de un sistema de transferencia de matriz. La Figura 7 ilustra una vista esquemática de una realización de un trayecto de circuitos entre el hardware y los controladores de la máquina de un sistema de transferencia de matriz.
La Figura 8 ilustra un procedimiento de transferencia de matriz según una realización de esta solicitud.
La Figura 9 ilustra un procedimiento de una operación de transferencia de matriz según una realización de esta solicitud.
La Figura 10 ilustra una realización de un aparato de transferencia directa y un procedimiento que implementa un sistema transportador.
La Figura 11A ilustra una vista esquemática de otra realización de un aparato de transferencia en una posición de pretransferencia.
La Figura 11B ilustra una vista superior esquemática del mecanismo de transporte de sustrato de producto después de la operación de transferencia previa de la realización en la Figura 11A.
La Figura 12 ilustra una vista esquemática de otra realización de un aparato de transferencia en una posición de pre­ transferencia.
La Figura 13 ilustra una vista esquemática de otra realización de un aparato de transferencia en una posición de pre­ transferencia.
La Figura 14A representa una vista esquemática de una realización de un aparato de transferencia en una posición de pre-transferencia según una transferencia de ejemplo para una salida de producto específica.
La Figura 14B representa una vista esquemática de la realización del aparato de transferencia de la Figura 14A en una posición de transferencia según la transferencia de ejemplo para la salida de producto específica.
Descripción detallada
Esta descripción se dirige a una máquina que transfiere directamente y fija las matrices de los dispositivos semiconductores a un circuito y al procedimiento para lograr la misma, así como al circuito que tiene matrices fijadas a la misma (como el producto de salida). En algunos casos, la máquina funciona para transferir matrices no empaquetadas directamente desde un sustrato tal como una “cinta de obleas” a un sustrato de producto, tal como un sustrato de circuito. La transferencia directa de matrices no empaquetadas puede reducir significativamente el espesor de un producto final en comparación con un producto similar producido por medios convencionales, así como la cantidad de tiempo y/o coste para fabricar el sustrato del producto.
Para el propósito de esta descripción, el término “sustrato” se refiere a cualquier sustancia en la que se produce un procedimiento o acción, que incluye una matriz de dispositivo semiconductor, empaquetada o no empaquetada. Además, el término “ producto” se refiere a la salida deseada de un procedimiento o acción, independientemente del estado de finalización. Por lo tanto, un sustrato de producto se refiere a cualquier sustancia en la que se hace que ocurra un procedimiento o acción para una salida deseada, incluyendo una serie de dos o más matrices de dispositivos semiconductores apilados.
En una realización, la máquina puede sujetar un sustrato de producto para recibir matrices “ no empaquetadas” , tales como LED, transferidas desde la cinta de obleas, por ejemplo. En un esfuerzo por reducir las dimensiones de los productos usando las matrices, las matrices son muy pequeñas y delgadas, por ejemplo, una matriz puede tener un espesor de aproximadamente 50 micras. Debido al tamaño relativamente pequeño de las matrices, la máquina incluye componentes que funcionan para alinear con precisión tanto la cinta de obleas que lleva las matrices como el sustrato de producto para asegurar una colocación precisa y/o evitar los residuos de material de producto. En algunos casos, los componentes que alinean el sustrato del producto y las matrices en la cinta de obleas pueden incluir un conjunto de bastidores en los que la cinta de obleas y el sustrato del producto se fijan respectivamente y se transportan individualmente a una posición de alineación de manera que una matriz específica en la cinta de obleas se transfiera a un punto específico en el sustrato del producto.
El bastidor que transporta el sustrato de producto puede desplazarse en varias direcciones, incluyendo direcciones horizontales y/o direcciones verticales, o incluso direcciones que permitirían la transferencia a una superficie curva. El bastidor que transporta la cinta de obleas puede desplazarse también en varias direcciones. Se puede usar un sistema de engranajes, pistas, motores y/u otros elementos para sujetar y transportar los bastidores que transportan el sustrato de producto y la cinta de obleas respectivamente para alinear el sustrato del producto con la cinta de obleas para colocar una matriz en la posición correcta del sustrato de producto. Cada sistema de bastidor también se puede mover a una posición de extracción para facilitar la extracción de la cinta de obleas y el sustrato del producto al finalizar el procedimiento de transferencia.
En algunos casos, la máquina puede incluir además un mecanismo de transferencia para transferir las matrices directamente desde la cinta de obleas al sustrato del producto sin “empaquetar” las matrices. El mecanismo de transferencia puede disponerse verticalmente por encima de la cinta de obleas para presionar hacia abajo las matrices a través de la cinta de obleas hacia el sustrato del producto. Este procedimiento de prensado sobre las matrices puede hacer que las matrices se despeguen de la cinta de obleas, comenzando en los lados de las matrices hasta que las matrices se separen de la cinta de obleas para unirse al sustrato del producto. Es decir, al reducir la fuerza de adhesión entre la matriz y la cinta de obleas, y aumentar la fuerza de adhesión entre la matriz y el sustrato de producto, la matriz puede transferirse.
En algunas realizaciones, el mecanismo de transferencia puede incluir una varilla alargada, tal como un pasador o aguja que puede accionarse cíclicamente contra la cinta de obleas para empujar la cinta de obleas desde un lado superior. La aguja puede dimensionarse para que no sea más ancha que un ancho de la matriz que se transfiere. Aunque en otros casos, el ancho de la aguja puede ser más grande o cualquier otra dimensión. Cuando el extremo de la aguja entra en contacto con la cinta de obleas, la cinta de obleas puede experimentar una deflexión local en el área entre la matriz y la cinta de obleas. En la medida en que la deflexión está muy localizada y se realiza rápidamente, la porción de la cinta de obleas que no recibe presión de la aguja puede comenzar a flexionarse lejos de la superficie de la matriz. Esta separación parcial puede, por lo tanto, hacer que la matriz pierda suficiente contacto con la cinta de obleas, para liberarse de la cinta de obleas. Además, en algunos casos, la deflexión de la cinta de obleas puede ser tan mínima, como para mantener una totalidad del área superficial de la matriz en contacto con la cinta de obleas, mientras que aún hace que la superficie opuesta de la matriz se extienda más allá de un plano de extensión de la superficie correspondiente de las matrices adyacentes para evitar la transferencia involuntaria de las matrices adyacentes.
Alternativa o adicionalmente, la máquina puede incluir además un mecanismo de fijación para fijar las matrices separadas, “ no empaquetadas” al sustrato de producto. En algunos casos, el sustrato de producto puede tener en el mismo una traza de circuito a la que se transfieren y se fijan las matrices. El mecanismo de fijación puede incluir un dispositivo que emite energía, tal como un láser, para fundir/ablandar el material de la traza de circuito sobre el sustrato de producto. Además, en algunos casos, el láser puede usarse para activar/endurecer el material de la traza de circuito. Por lo tanto, el mecanismo de fijación puede accionarse antes, y/o después de que la matriz esté en contacto con el material de la traza de circuito. Por consiguiente, tras el accionamiento del mecanismo de transferencia para liberar una matriz sobre el sustrato de producto, el dispositivo emisor de energía también puede activarse para preparar el material de traza para recibir la matriz. La activación del dispositivo emisor de energía puede mejorar adicionalmente la liberación y la captura de la matriz a partir de la cinta de obleas para comenzar la formación de un producto semiconductor sobre el sustrato del producto.
Primer ejemplo de realización de un aparato de transferencia directa
La Figura 1 ilustra una realización de un aparato 100 que puede usarse para transferir directamente componentes semiconductores no empaquetados (o “ matrices” ) de una cinta de obleas a un sustrato de producto. La cinta de obleas también puede denominarse en la presente memoria como el sustrato de matrices del dispositivo semiconductor o simplemente un sustrato de matrices. El aparato 100 puede incluir un mecanismo de transporte de sustrato de producto 102 y un mecanismo de transporte de cinta de obleas 104. Cada uno del mecanismo de transporte de sustrato de producto 102 y el mecanismo de transporte de cinta de obleas 104 pueden incluir un sistema de bastidor u otros medios para sujetar los respectivos sustratos a transportar a posiciones de alineación deseadas entre sí. El aparato 100 puede incluir además un mecanismo de transferencia 106, que, como se muestra, puede disponerse verticalmente por encima del mecanismo de transporte de la cinta de obleas 104. En algunos casos, el mecanismo de transferencia 106 puede estar ubicado para entrar casi en contacto con el sustrato de la oblea. Adicionalmente, el aparato 100 puede incluir un mecanismo de fijación 108. El mecanismo de fijación 108 puede estar dispuesto verticalmente debajo del mecanismo de transporte del sustrato de producto 102 en alineación con el mecanismo de transferencia 106 en una posición de transferencia, donde se puede colocar una matriz en el sustrato del producto. Como se discute a continuación, las Figuras 2A y 2B ilustran detalles de ejemplo del aparato 100.
En la medida en que las Figuras 2A y 2B representan diferentes etapas de la operación de transferencia, mientras se hace referencia a los mismos elementos y características del aparato 200, la siguiente discusión de características específicas puede referirse de manera intercambiable a cualquiera o ambas de las Figuras 2A y 2B, excepto cuando se indica explícitamente. En particular, las Figuras 2A y 2B ilustran una realización de un aparato 200, que incluye un mecanismo de transporte de sustrato de producto 202, un mecanismo de transporte de cinta de obleas 204, un mecanismo de transferencia 206 y un mecanismo de fijación 208. El mecanismo de transporte de sustrato de producto 202 puede disponerse adyacente al mecanismo de transporte de cinta de obleas 204. Por ejemplo, como se ilustra, el mecanismo de transporte de sustrato de producto 202 puede extenderse en una dirección sustancialmente horizontal y puede disponerse verticalmente debajo del mecanismo de transporte de cinta de obleas 204 para aprovechar cualquier efecto que la gravedad pueda tener en el procedimiento de transferencia. Alternativamente, el mecanismo de transporte de sustrato de producto 202 puede estar orientado de manera que se extienda transversalmente a un plano horizontal.
Durante una operación de transferencia, los mecanismos de transporte 202, 204 pueden colocarse de manera que un espacio entre una superficie de un sustrato de producto transportado por el mecanismo de transporte de sustrato de producto 202 y una superficie de una cinta de obleas transportada por el mecanismo de transporte de cinta de obleas 204 puede ser más o menos de 1 mm, dependiendo de varios otros aspectos del aparato 200, incluyendo la cantidad de deflexión que se produce por los componentes durante la operación de transferencia, como se describe a continuación en la presente memoria. En algunos casos, las superficies opuestas respectivas de la cinta de obleas y el sustrato de producto pueden ser las estructuras más prominentes en comparación con las estructuras de soporte de los mecanismos de transporte 202, 204. Es decir, para evitar una colisión entre componentes de la máquina y productos sobre la misma, que podrían ser causados por partes móviles (por ejemplo, los mecanismos de transporte 202, 204), una distancia entre las superficies respectivas de la cinta de obleas y el sustrato de producto puede ser menor que una distancia entre cualquiera de las superficies y cualquier otro componente estructural opuesto.
Como se representa, y en algunos casos, el mecanismo de transferencia 206 puede disponerse verticalmente por encima del mecanismo de transporte de cinta de obleas 204, y el mecanismo de fijación 208 puede disponerse verticalmente debajo del mecanismo de transporte del sustrato de producto 202. Se contempla que, en algunas realizaciones, uno o ambos del mecanismo de transferencia 206 y el mecanismo de fijación 208 pueden estar orientados en diferentes posiciones a las posiciones ilustradas en las Figuras 2A y 2B. Por ejemplo, el mecanismo de transferencia 206 puede disponerse para extenderse en un ángulo agudo con respecto a un plano horizontal. En otra realización, el mecanismo de fijación 208 puede estar orientado para emitir energía durante el procedimiento de transferencia desde la misma dirección de accionamiento que el mecanismo de transferencia 206, o alternativamente, desde cualquier orientación y posición desde la que el mecanismo de fijación 208 puede participar en el procedimiento de transferencia.
El mecanismo de transporte de sustrato de producto 202 puede usarse para sujetar un sustrato de producto 210. En la presente memoria, el término “sustrato de producto” puede incluir, pero no se limita a: una cinta de obleas (por ejemplo, para preclasificar las matrices y crear hojas de matrices clasificadas para uso futuro); un sustrato de papel o polímero formado como una lámina u otra forma no plana, donde el polímero-translúcido o de otro modo puede seleccionarse de cualquier polímero adecuado, incluyendo, pero sin limitarse a, un silicio, un acrílico, un poliéster, un policarbonato, etc.; una placa de circuito (tal como una placa de circuito impreso (PCB - PrintedCircuitBoard)); un circuito de cordón o hilo, que puede incluir un par de cables conductores o “ hilos” que se extienden en paralelo; y un material de tela de algodón, nailon, rayón, cuero, etc. La elección del material del sustrato de producto puede incluir materiales duraderos, materiales flexibles, materiales rígidos y otros materiales con los que el procedimiento de transferencia tiene éxito y que mantiene la idoneidad para el uso final del sustrato de producto. El sustrato de producto 210 puede formarse únicamente o al menos parcialmente de material conductor de manera que el sustrato de producto 210 actúe como un circuito conductor para conformar un producto. Los tipos potenciales de sustrato de producto pueden incluir además artículos, tales como botellas de vidrio, ventanas de vehículos o láminas de vidrio.
En una realización como se representa en las Figuras 2A y 2B, el sustrato de producto 210 puede incluir una traza de circuito 212 dispuesta sobre el mismo. La traza de circuito 212, como se representa, puede incluir un par de líneas de traza adyacentes separadas por una separación de trazas o espacio para acomodar una distancia entre terminales de contacto eléctrico (no mostrados) en las matrices que se transfieren. Por lo tanto, la separación de trazas o el espacio entre las líneas de traza adyacentes de la traza de circuito 212 pueden dimensionarse según el tamaño de la matriz que se transfiere para asegurar la conectividad adecuada y la posterior activación de la matriz. Por ejemplo, la traza de circuito 212 puede tener una separación de trazas o espacio que varía de aproximadamente 75 a 200 micras, de aproximadamente 100 a 175 micras, o de aproximadamente 125 a 150 micras.
La traza de circuito 212 puede formarse a partir de una tinta conductora dispuesta mediante serigrafía, impresión por inyección de tinta, impresión por láser, impresión manual u otros medios de impresión. Además, la traza de circuito 212 puede ser curada previamente y semiseca o seca para proporcionar estabilidad adicional, mientras que aún se puede activar para fines de conductividad de la matriz. También se puede usar una tinta conductora húmeda para formar la traza de circuito 212, o se puede usar una combinación de tinta húmeda y seca para la traza de circuito 212. Alternativamente, o adicionalmente, la traza de circuito 212 puede formarse previamente como una traza de cable, o de material fotograbado, o de material fundido formado en un patrón de circuito y posteriormente adherirse, incrustarse o fijarse de otro modo al sustrato de producto 210.
El material de la traza de circuito 212 puede incluir, pero no se limita a, plata, cobre, oro, carbono, polímeros conductores, etc. En algunos casos, la traza de circuito 212 puede incluir una partícula de cobre recubierta de plata. Un espesor de la traza de circuito 212 puede variar dependiendo del tipo de material utilizado, la función prevista y la resistencia o flexibilidad apropiada para lograr esa función, la capacidad de energía, el tamaño del l Ed , etc. Por ejemplo, un espesor de la traza de circuito puede variar de aproximadamente 5 micras a 20 micras, de aproximadamente 7 micras a 15 micras, o de aproximadamente 10 micras a 12 micras.
Por consiguiente, en un ejemplo no limitativo, el sustrato de producto 210 puede ser una lámina de poliéster translúcida flexible que tiene una pantalla de patrón de circuito deseada impresa sobre la misma usando un material de tinta conductora a base de plata para formar la traza de circuito 212.
El mecanismo de transporte de sustrato de producto 202 puede incluir un bastidor de transporte de sustrato de producto 214 para sujetar un bastidor de soporte de sustrato de producto 216. La estructura del bastidor de soporte de sustrato de producto 216 puede variar significativamente dependiendo del tipo y las propiedades (por ejemplo, forma, tamaño, elasticidad, etc.) del sustrato de producto que se utiliza. Mientras que el sustrato de producto 210 puede ser un material flexible, el sustrato de producto 210 puede mantenerse bajo tensión en el bastidor de soporte del sustrato del producto 216, para crear una superficie más rígida sobre la cual se realiza una operación de transferencia, que se discute a continuación en la presente memoria. En el ejemplo anterior, la rigidez creada por la tensión en el sustrato de producto 210 puede aumentar la precisión de colocación cuando se transfieren componentes.
En algunos casos, usar un material duradero o más rígido para el sustrato de producto 210, proporciona naturalmente una superficie firme para la precisión de colocación de componentes. Por el contrario, cuando se permite que el sustrato de producto 210 se rompa, arrugas y/u otras discontinuidades pueden formarse en el sustrato de producto 210 e interferir con el patrón preestablecido de la traza de circuito 212, en la medida en que la operación de transferencia pueda no tener éxito.
Aunque los medios de retención del sustrato de producto 210 pueden variar mucho, la Figura 2A ilustra una realización de un bastidor de soporte de sustrato de producto 216 que incluye una primera porción 216a que tiene una forma cóncava y una segunda porción 216b que tiene una contra-forma convexa que corresponde en forma a la forma cóncava. En el ejemplo representado, se crea tensión para el sustrato de producto 210 insertando un perímetro externo del sustrato de producto 210 entre la primera porción 216a y la segunda porción 216b para sujetar de ese modo el sustrato de producto 210 firmemente.
El bastidor del transportador de sustrato de producto 214 puede transportarse en al menos tres direcciones-dos direcciones en el plano horizontal y en vertical también. El transporte puede lograrse mediante un sistema de motores, rieles y engranajes (ninguno de los cuales se muestra). Como tal, el bastidor tensor del sustrato de producto 216 puede transportarse y mantenerse en una posición específica como dirigida y/o programarse y controlarse por un usuario del aparato 200.
El mecanismo de transporte de la cinta de obleas 204 puede implementarse para sujetar una cinta de obleas 218 que tiene matrices 220 (es decir, matrices de dispositivos semiconductores) sobre la misma. La cinta de obleas 218 puede transportarse en múltiples direcciones a las posiciones de transferencia específicas para la operación de transferencia a través de un bastidor de transportador de cinta de obleas 222. Similar al bastidor de transportador de sustrato de producto 214, el bastidor de transportador de cinta de obleas 222 puede incluir un sistema de motores, rieles y engranajes (ninguno de los cuales se muestra).
Las matrices semiconductoras no empaquetadas 220 para la transferencia pueden ser extremadamente pequeñas. De hecho, la altura de las matrices 220 puede variar de 12,5 a 200 micras, o de 25 a 100 micras, o de 50 a 80 micras.
Debido al micro-tamaño de las matrices, cuando la cinta de obleas 218 se ha transportado a la posición de transferencia apropiada, un espacio de separación entre la cinta de obleas 218 y el sustrato de producto 210 puede variar de aproximadamente 0,25 mm a 1,50 mm, o aproximadamente 0,50 mm a 1,25 mm, o aproximadamente 0,75 mm a 1,00 mm, por ejemplo. Una separación de huecos mínima puede depender de factores que incluyen: el espesor de la matriz que se transfiere, la rigidez de la cinta de obleas implicada, la cantidad de deflexión de la cinta de obleas necesaria para proporcionar una captura y liberación adecuadas de la matriz, la proximidad de las matrices adyacentes, etc. A medida que la distancia entre la cinta de obleas 218 y el sustrato de producto 210 disminuye, la velocidad de la operación de transferencia también puede disminuir debido al tiempo de ciclo reducido (discutido adicionalmente en la presente memoria) de la operación de transferencia. Dicha disminución en la duración de una operación de transferencia puede, por lo tanto, aumentar la velocidad de transferencia de las matrices. Por ejemplo, la velocidad de transferencia de matrices puede variar de aproximadamente 6-20 matrices colocadas por segundo.
Además, el bastidor de transportador de cinta de obleas 222 puede sujetar un bastidor de soporte de cinta de obleas 224, que puede estirar y sujetar la cinta de obleas 218 bajo tensión. Como se ilustra en la Figura 2A, la cinta de obleas 218 puede fijarse en el bastidor de soporte de cinta de obleas 224 mediante la sujeción de un perímetro de la cinta de obleas 218 entre componentes adyacentes del bastidor de soporte de obleas 224. Dicha sujeción ayuda a mantener la tensión y la característica estirada de la cinta de obleas 218, aumentando así la tasa de éxito de la operación de transferencia. En vista de las propiedades variables de diferentes tipos/marcas/calidades de las cintas de oblea disponibles, puede seleccionarse una cinta de obleas particular para su uso en función de la capacidad de permanecer de manera consistente a una tensión deseada durante un procedimiento de transferencia. En algunos casos, el perfil de rendimiento del accionamiento de aguja (discutido adicionalmente en la presente memoria a continuación) puede cambiar dependiendo de la tensión de la cinta de obleas 218.
El material utilizado para la cinta de obleas 218 puede incluir un material que tiene propiedades elásticas, tales como caucho o silicio, por ejemplo. Además, en la medida en que la temperatura del entorno y la propia cinta de obleas 218 pueden contribuir a daños potenciales a la cinta de obleas 218 durante el procedimiento de transferencia, un material que tiene propiedades que son resistentes a la fluctuación de temperatura puede ser ventajoso. Adicionalmente, en algunos casos, la cinta de obleas 218 puede estirarse ligeramente para crear una separación o espacio entre las matrices individuales 220 para ayudar en la operación de transferencia. Una superficie de la cinta de obleas 218 puede incluir una sustancia pegajosa a través de la cual las matrices 220 pueden adherirse de manera desmontable a la cinta de obleas 218.
Las matrices 220 en la cinta de obleas 218 pueden incluir matrices que se cortaron individualmente de una oblea de semiconductor sólido y luego se colocaron sobre la cinta de obleas 218 para sujetar las matrices. En tal situación, las matrices pueden haberse clasificado previamente y organizado explícitamente en la cinta de obleas 218, por ejemplo, para ayudar en la operación de transferencia. En particular, las matrices 220 pueden disponerse secuencialmente hasta el orden de transferencia esperado al sustrato de producto 210. Dicha disposición previa de las matrices 220 en la cinta de obleas 218 puede reducir la cantidad de desplazamiento que de otro modo se produciría entre el mecanismo de transporte 202 del sustrato de producto y el mecanismo de transporte de la cinta de obleas 204. Adicional o alternativamente, las matrices en la cinta de obleas 218 pueden haberse clasificado previamente para incluir solo matrices que tienen propiedades de rendimiento sustancialmente equivalentes. En este caso, la eficiencia de la cadena de suministro puede aumentarse y, por lo tanto, el tiempo de desplazamiento del mecanismo de transporte de cinta de obleas 204 puede reducirse al mínimo.
En algunos casos, los materiales utilizados para las matrices pueden incluir, aunque no de forma limitativa, carburo de silicio, nitruro de galio, un óxido de silicio recubierto, etc. Además, se puede usar zafiro o silicio como una matriz. Adicionalmente, como se ha indicado anteriormente, una “ matriz” puede ser representativa en la presente memoria de un elemento accionable eléctricamente en general.
En algunas realizaciones, la cinta de obleas 218 puede incluir matrices que no están previamente clasificadas, sino más bien se forman simplemente cortando un semiconductor directamente sobre la cinta de obleas, y dejando entonces las matrices en la cinta de obleas sin “ recoger y colocar” para clasificar las matrices dependiendo de la calidad de rendimiento respectiva de las matrices. En tal situación, las matrices en la cinta de obleas pueden mapearse para describir las ubicaciones relativas exactas de las diferentes cualidades de matrices. Por lo tanto, en algunos casos, puede ser innecesario usar cinta de obleas que tenga matrices previamente clasificadas. En tal caso, puede aumentar la cantidad de tiempo y el desplazamiento para que el mecanismo de transporte de cinta de obleas 204 se mueva entre matrices particulares para cada operación de transferencia secuencial. Esto puede estar provocado en parte por la calidad variable de las matrices dispersas dentro del área del semiconductor, lo que significa que una matriz de una calidad específica para la siguiente operación de transferencia puede no estar inmediatamente adyacente a la matriz previamente transferida. Por lo tanto, el mecanismo de transporte de cinta de obleas 204 puede mover la cinta de obleas 218 además para alinear una matriz apropiada de una calidad específica para la transferencia de lo que sería necesario para una cinta de obleas 218 que contiene matrices de calidad sustancialmente equivalente.
Con respecto a las matrices 220 en la cinta de obleas 218, en algunos casos, un mapa de datos de las matrices 220 puede proporcionarse con la cinta de obleas 218. El mapa de datos puede incluir un archivo digital que proporciona información que describe la calidad y ubicación específicas de cada matriz en la cinta de obleas 218. El archivo de mapa de datos puede introducirse en un sistema de procesamiento en comunicación con el aparato 200, por lo que el aparato 200 puede controlarse/programarse para buscar la matriz correcta 220 en la cinta de obleas 218 para transferir al sustrato de producto 210.
Se realiza una operación de transferencia, en parte, a través del mecanismo de transferencia 206, que es un dispositivo de separación de matrices para ayudar en la separación de matrices de la cinta de obleas 218. El accionamiento del mecanismo de transferencia 206 puede hacer que una o más matrices 220 sean liberadas de la cinta de obleas 218 y que sean capturadas por el sustrato de producto 210. En algunos casos, el mecanismo de transferencia 206 puede funcionar presionando una varilla alargada, tal como un pasador o una aguja 226 en una superficie superior de la cinta de obleas 218 contra una matriz 220. La aguja 226 puede estar conectada a un accionador de aguja 228. El accionador de aguja 228 puede incluir un motor conectado a la aguja 226 para impulsar la aguja 226 hacia la cinta de obleas 218 en momentos predeterminados/programados.
En vista de la función de la aguja 226, la aguja 226 puede incluir un material que es suficientemente duradero para soportar impactos repetitivos, rápidos, menores mientras se minimiza el daño potencial a las matrices 220 tras el impacto. Por ejemplo, la aguja 226 puede incluir un metal, una cerámica, un plástico, etc. Además, una punta de la aguja 226 puede tener un perfil de forma particular, que puede afectar a la capacidad de la aguja para funcionar repetidamente sin romperse con frecuencia la punta o dañar la cinta de obleas 218 o las matrices 220. La forma de perfil de la punta de la aguja se describe con mayor detalle a continuación con respecto a la Figura 3.
En una operación de transferencia, la aguja 226 puede alinearse con una matriz 220, como se representa en la Figura 2A, y el accionador de aguja puede mover la aguja 226 para empujar contra un lado adyacente de la cinta de obleas 218 en una posición en la que la matriz 220 está alineada en el lado opuesto de la cinta de obleas 218, como se representa en la Figura 2B. La presión de la aguja 226 puede hacer que la cinta de obleas 218 se desvíe para extender la matriz 220 a una posición más cercana al sustrato de producto 226 que las matrices adyacentes 220, que no se transfieren. Como se ha indicado anteriormente, la cantidad de deflexión puede variar dependiendo de varios factores, tales como el espesor de la matriz y la traza de circuito. Por ejemplo, cuando una matriz 220 es de aproximadamente 50 micras de espesor y la traza de circuito 212 tiene un espesor de aproximadamente 10 micras, una cantidad de deflexión de la cinta de obleas 218 puede ser de aproximadamente 75 micras. Por lo tanto, la matriz 220 puede presionarse a través de la aguja 226 hacia el sustrato de producto 210 hasta el punto en que los terminales de contacto eléctrico (no mostrados) de la matriz pueden unirse con la traza de circuito 212, en cuyo punto, la operación de transferencia pasa a completarse y la matriz 220 se libera de la cinta de obleas 218.
En la medida en que el procedimiento de transferencia pueda incluir un conjunto de etapas que se repiten rápidamente, incluyendo un accionamiento cíclico de la aguja 226 que presiona sobre una matriz 220, un procedimiento se describe en detalle a continuación en la presente memoria con respecto a la Figura 8. Además, el perfil de carrera del accionamiento de la aguja 226 (dentro del contexto del procedimiento de transferencia) se analiza con más detalle a continuación con respecto a la Figura 4.
Volviendo a las Figuras 2A y 2B, en algunos casos, el mecanismo de transferencia 206 puede incluir además un soporte de retracción de aguja 230, (también conocido como pote de pimienta). En una realización, el soporte 230 puede incluir una estructura que tiene un espacio hueco en donde la aguja 226 puede acomodarse pasando al espacio a través de una abertura 232 en un primer extremo del soporte 230. El soporte 230 puede incluir además al menos una abertura 234 en un segundo extremo opuesto del soporte 230. Además, el soporte puede incluir múltiples perforaciones cerca de la abertura 234. La al menos una abertura 234 puede dimensionarse con respecto a un diámetro de la aguja 226 para acomodar el paso de la aguja 226 a través de la misma para presionar sobre la cinta de obleas 218 durante el procedimiento de transferencia.
Adicionalmente, en algunos casos, el soporte 230 puede estar dispuesto adyacente a la superficie superior de la cinta de obleas 218. Como tal, cuando la aguja 226 se retrae de presionar sobre la cinta de obleas 218 durante una operación de transferencia, una superficie de base del soporte 230 (que tiene la al menos una abertura 234 en la misma) puede entrar en contacto con la superficie superior de la cinta de obleas 218, evitando así la desviación hacia arriba de la cinta de obleas 218. Esta desviación hacia arriba puede ser causada en el caso donde la aguja 226 perfora al menos parcialmente en la cinta de obleas 218, y mientras se retrae, la cinta de obleas se adhiere a la punta de la aguja 226. Por lo tanto, el soporte 230 puede reducir el tiempo que tarda en moverse a la siguiente matriz 220. La forma perimetral de pared del soporte 230 puede ser cilíndrica o cualquier otra forma que pueda alojarse en el aparato 200. Por consiguiente, el soporte 230 puede disponerse entre la aguja 226 y una superficie superior de la cinta de obleas 218.
Con respecto al efecto de la temperatura sobre la integridad de la cinta de obleas 218, se contempla que una temperatura del soporte 230 pueda ajustarse para regular la temperatura de la aguja 226 y la cinta de obleas 218, al menos cerca del punto de la operación de transferencia. Por consiguiente, la temperatura del soporte 230 puede calentarse o enfriarse, y un material del soporte 230 puede seleccionarse para maximizar la conductividad térmica. Por ejemplo, el soporte 230 puede estar formado de aluminio, u otro metal de conductividad térmica relativamente alta o material comparable, por lo que la temperatura puede regularse para mantener resultados consistentes de las operaciones de transferencia. En algunos casos, el aire puede circular dentro del soporte 230 para ayudar a regular la temperatura de una porción local de la cinta de obleas 218. Adicional o alternativamente, un cable de fibra óptica 230a puede insertarse en el soporte de retracción de aguja 230, y puede estar además contra la aguja 226 para ayudar a la regulación de temperatura de la cinta de obleas 218 y/o la aguja 226.
Como se ha indicado anteriormente, el mecanismo de fijación 208 puede ayudar a fijar la matriz 220 a la traza de circuito 212 en una superficie del sustrato de producto 210. La Figura 2B ilustra el aparato 200 en una etapa de transferencia, donde la matriz 220 es empujada contra la traza de circuito 212. En una realización, el mecanismo de fijación 208 puede incluir un dispositivo emisor de energía 236 que incluye, pero no se limita a, un láser, radiación electromagnética, vibración de presión, soldadura ultrasónica, etc. En algunos casos, el uso de vibración de presión para el dispositivo emisor de energía 236 puede funcionar emitiendo una fuerza de energía vibratoria para provocar la disrupción de las moléculas dentro de la traza de circuito contra las de los terminales de contacto eléctrico para formar una unión a través de la presión vibratoria.
En un ejemplo no limitativo, como se representa en la Figura 2B, un láser puede implementarse como el dispositivo emisor de energía 236. Durante una operación de transferencia, el láser 236 puede activarse para emitir una longitud de onda específica e intensidad de energía de luz dirigida a la matriz 220 que se transfiere. La longitud de onda de la luz del láser 236 puede seleccionarse específicamente basándose en la absorción de esa longitud de onda de luz con respecto al material de la traza de circuito 212 sin afectar significativamente al material del sustrato de producto 210. Por ejemplo, un láser que tiene una longitud de onda operativa de 808 nm, y que opera a 5W puede ser absorbido fácilmente por plata, pero no por poliéster. Como tal, el haz láser puede pasar a través del sustrato de poliéster y afectar la plata de una traza de circuito. Alternativamente, la longitud de onda del láser puede coincidir con la absorción de la traza de circuito y el material del sustrato. La zona de enfoque del láser 236 (indicado por las líneas discontinuas que emanan verticalmente desde el láser 236 en la Figura 2B hacia el sustrato de producto 210) puede dimensionarse según el tamaño del LED, tal como, por ejemplo, un área de 300 micras de ancho.
Tras la activación de una duración de pulso controlada predeterminada del láser 236, la traza de circuito 212 puede comenzar a curar (y/o fundirse o ablandarse) en la medida en que pueda formarse una unión de fusión entre el material de la traza de circuito 212 y los terminales de contacto eléctrico (no mostrados) en la matriz 220. Esta unión ayuda además a separar la matriz no empaquetada 220 de la cinta de obleas 218, así como fijar simultáneamente la matriz 220 al sustrato de producto 210. Adicionalmente, el láser 236 puede provocar cierta transferencia de calor en la cinta de obleas 218, reduciendo así la adhesión de la matriz 220 a la cinta de obleas 218 y ayudando así a la operación de transferencia.
En otros casos, las matrices pueden liberarse y fijarse a los sustratos de producto de muchas maneras, incluyendo el uso de un láser que tiene una longitud de onda predeterminada o una luz enfocada (por ejemplo, IR, UV, banda ancha/multiespectral) para calentar/activar trazas de circuito para curar de este modo un material de unión de epoxi o cambio de fase, o para desactivar/liberar una matriz de cinta de obleas, o para iniciar alguna combinación de reacciones. Adicional o alternativamente, puede usarse un láser o luz de longitud de onda específica para pasar a través de una capa del sistema e interactuar con otra capa. Además, se puede implementar un vacío para tirar de una matriz a partir de la cinta de obleas, y se puede implementar la presión del aire para empujar la matriz sobre un sustrato de producto, incluyendo potencialmente un cabezal giratorio entre el sustrato de la oblea de la matriz y el sustrato del producto. En otro ejemplo más, vibración ultrasónica puede combinarse con presión para hacer que la matriz se adhiera a las trazas de circuito.
Similar al soporte de retracción de aguja 230, el mecanismo de fijación también puede incluir un soporte de sustrato de producto 238, que puede disponerse entre el láser 236 y la superficie inferior del sustrato de producto 210. El soporte 238 puede incluir una abertura 240 en un extremo de base del mismo y una abertura 242 en un extremo superior del mismo. Por ejemplo, el soporte 238 puede formarse como un anillo o cilindro hueco. El soporte puede incluir además una estructura para sujetar una lente (no mostrada) para ayudar a dirigir el láser. El láser 236 emite la luz a través de las aberturas 240, 242 para alcanzar el sustrato de producto 210. Además, el extremo superior de las paredes laterales del soporte 238 puede estar dispuesto en contacto directo con o estrechamente adyacente a la superficie inferior del sustrato de producto 210. Posicionado como tal, el soporte 238 puede ayudar a evitar que ocurran daños al sustrato de producto 210 durante la carrera de la aguja 226 en el momento de una operación de transferencia. En algunos casos, durante la operación de transferencia, la porción de la superficie inferior del sustrato de producto 210 que está alineada con el soporte 238 puede entrar en contacto con el soporte 238, lo que proporciona de este modo resistencia contra el movimiento entrante de la matriz 220 que se presiona por la aguja 226. Además, el soporte 238 puede moverse en una dirección del eje vertical para poder ajustar una altura del mismo para subir y bajar el soporte 238 según sea necesario, incluyendo a una altura del sustrato de producto 210.
Además de las características anteriores, el aparato 200 puede incluir además un primer sensor 244, desde el cual el aparato 200 recibe información sobre las matrices 220 en la cinta de obleas 218. Para determinar qué matriz se va a usar en la operación de transferencia, la cinta de obleas 218 puede tener un código de barras (no mostrado) u otro identificador, que se lee o se detecta de otro modo. El identificador puede proporcionar datos del mapa de matrices al aparato 200 a través del primer sensor 244.
Como se muestra en las Figuras 2A y 2B, el primer sensor 244 puede colocarse cerca del mecanismo de transferencia 206 (o la aguja 226 específicamente), separado del mecanismo de transferencia 206 por una distancia d, que puede variar de aproximadamente 1-5 pulgadas, para mejorar la precisión de detección de la ubicación. En una realización alternativa, el primer sensor 244 puede disponerse adyacente a la punta de la aguja 226 para detectar la posición exacta de las matrices 220 en tiempo real. Durante el procedimiento de transferencia, la cinta de obleas 218 puede perforarse y ser estirada adicionalmente a lo largo del tiempo, lo que puede alterar las ubicaciones previamente asignadas y, por lo tanto, las ubicaciones esperadas de las matrices 220 en la cinta de obleas 218. Como tales, pequeños cambios en el estiramiento de la cinta de obleas 218 podrían añadir errores significativos en la alineación de las matrices 220 que se transfieren. Por lo tanto, la detección en tiempo real puede implementarse para ayudar en la ubicación precisa de la matriz.
En algunos casos, el primer sensor 244 puede ser capaz de identificar la ubicación precisa y el tipo de matriz 220 que se está detectando. Esta información puede usarse para proporcionar instrucciones al bastidor de transportador de cinta de obleas 222 que indica la ubicación exacta a la que debe transportarse la cinta de obleas 218 para realizar la operación de transferencia. El sensor 244 puede ser uno de muchos tipos de sensores, o una combinación de tipos de sensores para realizar mejor múltiples funciones. El sensor 244 puede incluir, pero no se limita a: un telémetro láser, o un sensor óptico, tal como un ejemplo no limitativo de una cámara óptica de alta definición que tiene capacidades de microfotografía.
Además, en algunos casos, también se puede incluir un segundo sensor 246 en el aparato 200. El segundo sensor 246 puede disponerse con respecto al sustrato de producto 210 para detectar la posición precisa de la traza de circuito 212 en el sustrato de producto 210. Esta información puede usarse entonces para determinar cualquier ajuste de posición necesario para alinear el sustrato de producto 210 entre el mecanismo de transferencia 206 y el mecanismo de fijación 208 de modo que se produzca la siguiente operación de transferencia en la ubicación correcta en la traza de circuito 212. Esta información puede transmitirse adicionalmente al aparato 200 para coordinar el transporte del sustrato de producto 210 a una posición correcta, mientras transmite simultáneamente instrucciones al bastidor de transportador de cinta de obleas 222. También se contempla una variedad de sensores para el sensor 246 que incluye sensores ópticos, tales como un ejemplo no limitativo de una cámara óptica de alta definición que tiene capacidades de microfotografía.
Las Figuras 2A y 2B ilustran adicionalmente que el primer sensor 244, el segundo sensor 246 y el láser 236 pueden estar conectados a tierra. En algunos casos, el primer sensor 244, el segundo sensor 246 y el láser 236 pueden estar conectados a tierra a la misma tierra (G), o alternativamente, a una tierra diferente (G).
Dependiendo del tipo de sensor utilizado para el primer y segundo sensores 244, 246, el primer o segundo sensor puede ser capaz además de probar la funcionalidad de las matrices transferidas. Alternativamente, se puede incorporar un sensor de probador adicional (no mostrado) en la estructura del aparato 200 para probar matrices individuales antes de retirar el sustrato de producto 210 del aparato 200.
Además, en algunos ejemplos, se pueden implementar múltiples agujas y/o láseres que pueden accionarse independientemente en una máquina para transferir y fijar múltiples matrices a un tiempo dado. Las múltiples agujas y/o láseres pueden moverse independientemente dentro de un espacio tridimensional. Múltiples transferencias de matrices pueden hacerse sincrónicamente (múltiples agujas que se bajan al mismo tiempo), o simultáneamente pero no necesariamente sincrónicamente (por ejemplo, una aguja que va hacia abajo mientras que la otra está subiendo, cuya disposición puede equilibrar mejor los componentes y minimizar la vibración). El control de las múltiples agujas y/o láseres puede coordinarse para evitar colisiones entre la pluralidad de componentes. Además, en otros ejemplos, las múltiples agujas y/o láseres pueden disponerse en posiciones fijas entre sí.
Ejemplo de perfil de punta de aguja
Como se ha mencionado anteriormente, una forma de perfil de la punta 300 de una aguja se discute con respecto a la Figura 3, que muestra una forma de perfil de ejemplo esquemática de la punta 300. En una realización, la punta 300 puede definirse como el extremo de la aguja, incluyendo las paredes laterales 302 adyacentes a la porción cónica 304, la esquina 306 y el extremo de base 308, que pueden extenderse transversalmente al lado opuesto de la aguja. El tamaño y la forma específicos de la punta 300 pueden variar según los factores del procedimiento de transferencia, tales como, por ejemplo, el tamaño de la matriz 220 que se transfiere y la velocidad y la fuerza de impacto, de una operación de transferencia. Por ejemplo, el ángulo 0 visto en la Figura 3, medido entre una dirección longitudinal del eje central de la aguja y la parte cónica 304 puede variar de aproximadamente 10 a 15°; el radio r de la esquina 306 puede variar de aproximadamente 15 a 50+ micras; el ancho w del extremo 308 de base puede variar de aproximadamente 0 a 100+ micras (gm), donde w puede ser menor o igual que el ancho de la matriz 220 que se transfiere; la altura h de la porción cónica 304 puede variar de aproximadamente 1 a 2 mm, donde h puede ser mayor que una distancia recorrida por la aguja durante una carrera de una operación de transferencia; y el diámetro d de la aguja 226 puede ser de aproximadamente 1 mm.
Se contemplan otros perfiles de punta de aguja y pueden tener diferentes ventajas dependiendo de diversos factores asociados con la operación de transferencia. Por ejemplo, la punta de la aguja 300 puede ser más roma para reflejar el ancho de la matriz o más puntiaguda para presionar en un área más pequeña de la cinta de obleas.
Ejemplo de perfil de rendimiento de accionamiento de aguja
En la Figura 4 se ilustra una realización de un perfil de rendimiento del accionamiento de aguja. Es decir, la Figura 4 representa un ejemplo del patrón de carrera realizado durante una operación de transferencia mostrando la altura de la punta de la aguja con respecto al plano de la cinta de obleas 218 a medida que varía con el tiempo. Como tal, la posición “0” en la Figura 4 puede ser la superficie superior de la cinta de obleas 218. Además, en tanto que el tiempo inactivo de la aguja y el tiempo listo de la aguja pueden variar dependiendo del procedimiento programado o la duración variable de tiempo entre la transferencia de una primera matriz y el tiempo que tarda en alcanzar una segunda matriz para transferencia, las líneas discontinuas mostradas en las fases inactiva y lista del patrón de carrera indican que el tiempo es aproximado, pero puede ser más largo o más corto. Además, debe entenderse que las líneas continuas que se muestran para el uso del láser son tiempos de ejemplo para una realización ilustrada con la presente, sin embargo, la duración real del tiempo de encendido y apagado puede variar dependiendo de los materiales utilizados en la formación del circuito (tal como la elección del material de la traza de circuito), el tipo de sustrato de producto, el efecto deseado (traza de circuito previo a la fusión, unión parcial, unión completa, etc.), la distancia del láser desde el punto de unión (es decir, la superficie superior del sustrato de producto), el tamaño de la matriz que se transfiere y la potencia/intensidad/longitud de onda del láser, etc. Por consiguiente, la siguiente descripción del perfil mostrado en la Figura 4 puede ser una realización ilustrativa de un perfil de aguja.
En algunos casos, antes de una operación de transferencia, una punta de aguja completamente retraída puede estar inactiva a aproximadamente 2000 μm por encima de la superficie de la cinta de obleas. Después de una cantidad de tiempo variable, la punta de la aguja puede descender rápidamente para descansar en el estado preparado a aproximadamente 750 μm por encima de la superficie de la cinta de obleas. Después de otra cantidad de tiempo no determinada en el estado preparado, la punta de la aguja puede descender nuevamente para entrar en contacto con la matriz y presionar la cinta de obleas con la matriz hasta una altura de aproximadamente -1000 μm, donde en la matriz puede transferirse al sustrato del producto. La línea vertical punteada al inicio del láser en sección indica que el láser puede entrar en algún punto entre el comienzo del descenso desde la fase lista y la parte inferior de la carrera de la punta de la aguja. Por ejemplo, el láser puede encenderse aproximadamente al 50 % del camino a través del descenso. En algunos casos, al encender el láser antes, por ejemplo antes de que la aguja comience a descender, la traza de circuito puede comenzar a ablandarse antes del contacto con la matriz para formar una unión más fuerte, o adicionalmente, la oblea de matriz puede verse afectada o preparada durante este tiempo. La fase en la que se enciende el láser puede durar aproximadamente 20 ms (“ milisegundos” ). En la parte inferior de la carrera, donde el láser está activado, esa fase puede ser una fase de unión entre la matriz y el sustrato de producto. Esta fase de unión puede permitir que la traza de circuito se adhiera a los contactos de la matriz, que se tornan rígidos rápidamente después de que se apague el láser. Como tal, la matriz puede estar unida al sustrato de producto. La fase de unión puede durar aproximadamente 30 ms. Después de eso, el láser puede apagarse y la aguja puede ascender a la fase lista rápidamente. Por el contrario, el láser puede apagarse antes de que la aguja comience a ascender, o en algún punto durante el ascenso de la punta de la aguja de vuelta a la fase lista, el láser puede apagarse. Después del ascenso de la punta de la aguja a la fase lista, la altura de la punta de la aguja puede sobredispararse y rebotarse bajo la altura de la fase lista de manera algo flotante. Si bien parte de la flotabilidad puede atribuirse a la velocidad a la que la punta de la aguja asciende a la fase lista, la velocidad y la flotabilidad pueden ser intencionales para ayudar a retraer una punta de la aguja desde una superficie de la cinta de obleas en el caso en el que la aguja ha perforado la cinta de obleas y puede atascarse en la misma.
Como se representa en la Figura 4, la temporización en la que se apaga el láser puede ser más larga que la temporización en la que se enciende el láser, donde una velocidad más lenta del descenso puede ayudar a evitar daños a la matriz, y como se ha mencionado anteriormente, la velocidad de ascenso rápida puede ayudar a extraer la punta de la aguja de la cinta de obleas de manera más eficaz. Sin embargo, como se ha indicado anteriormente, el tiempo mostrado en la Figura 4 es aproximado, particularmente con respecto a los períodos inactivos y listos. Por lo tanto, los valores numéricos asignados a lo largo del borde inferior de la Figura 4 son para referencia y no deben tomarse literalmente, excepto cuando se indique lo contrario.
Ejemplo del sustrato del producto
La Figura 5 ilustra un ejemplo de realización de un sustrato de producto procesado 500. Un sustrato de producto 502 puede incluir una primera porción de una traza de circuito 504A, que puede funcionar como un terminal de potencia negativa o positiva cuando se aplica energía a la misma. Una segunda porción de la traza de circuito 504B puede extenderse adyacente a la primera porción de la traza de circuito 504A, y puede actuar como un terminal de potencia positivo o negativo correspondiente cuando se aplica potencia a la misma.
Como se ha descrito de manera similar anteriormente con respecto a la cinta de obleas, para determinar dónde transportar el sustrato de producto 502 para realizar la operación de transferencia, el sustrato de producto 502 puede tener un código de barras (no mostrado) u otro identificador, que se lee o se detecta de otro modo. El identificador puede proporcionar datos de rastreo de circuito al aparato. El sustrato de producto 502 puede incluir además puntos de referencia 506. Los puntos de referencia 506 pueden ser indicadores visuales para la detección por el sensor de sustrato de producto (por ejemplo, segundo sensor 246 en la Figura 2) para localizar las porciones primera y segunda de la traza de circuito 504A, 504B. Una vez que los puntos de referencia 506 se detectan, una forma y una posición relativa de las porciones primera y segunda de la traza de circuito 504A, 504B con respecto a los puntos de referencia 506 pueden determinarse basándose en información preprogramada. Usando la información detectada en relación con la información preprogramada, el mecanismo de transporte del sustrato de producto puede transportar el sustrato de producto 502 a la posición de alineación adecuada para la operación de transferencia.
Adicionalmente, las matrices 508 se representan en la Figura 5 como extendiéndose entre las porciones primera y segunda de la traza de circuito 504A, 504B. De esta manera, los terminales de contacto eléctrico (no mostrados) de las matrices 508 pueden unirse al sustrato de producto 502 durante una operación de transferencia. Por consiguiente, se puede aplicar energía para ejecutarse entre la primera y la segunda porciones de la traza 504A, 504B de circuito y, por lo tanto, alimentar las matrices 508. Por ejemplo, las matrices pueden ser LED no empaquetados que se transfirieron directamente desde una cinta de obleas a la traza de circuito sobre el sustrato de producto 502. Posteriormente, el sustrato de producto 502 puede procesarse para completar el sustrato de producto 502 y usarse en un circuito u otro producto final. Además, otros componentes de un circuito pueden ser añadidos por el mismo medio u otro medio de transferencia para crear un circuito completo, y puede incluir una lógica de control para controlar los LED como uno o más grupos de alguna forma estática o programable o adaptable.
Ejemplo simplificado sistema de transferencia directa
Un ejemplo simplificado de una realización de un sistema de transferencia directa 600 se ilustra en la Figura 6. El sistema de transferencia 600 puede incluir un ordenador personal (PC) 602 (o servidor, dispositivo de entrada de datos, interfaz de usuario, etc.), un almacenamiento de datos 604, un mecanismo de cinta de obleas 606, un mecanismo de sustrato de producto 608, un mecanismo de transferencia 610 y un mecanismo de fijación 612. Dado que hasta ahora se ha dado una descripción más detallada del mecanismo de cinta de obleas 606, el mecanismo de sustrato de producto 608, el mecanismo de transferencia 610 y el mecanismo de fijación 612, los detalles específicos sobre estos mecanismos no se repiten aquí. Sin embargo, una breve descripción de cómo el mecanismo de cinta de obleas 606, el mecanismo de sustrato de producto 608, el mecanismo de transferencia 610 y el mecanismo de fijación 612 se refieren a las interacciones entre el PC 602 y el almacenamiento de datos 604 se describe a continuación.
En algunos casos, el PC 602 se comunica con el almacenamiento de datos 604 para recibir información y datos útiles en el procedimiento de transferencia de matrices de transferencia directa desde una cinta de obleas en el mecanismo de cinta de obleas 606 usando el mecanismo de transferencia 610 sobre un sustrato de producto en el mecanismo de sustrato de producto 608 donde las matrices pueden fijarse sobre el sustrato de producto mediante el accionamiento de un láser u otro dispositivo emisor de energía ubicado en el mecanismo de fijación 612. El PC 602 también puede servir como receptor, compilador, organizador, y controlador de datos que se transmiten a y desde cada uno del mecanismo de cinta de obleas 606, el mecanismo de sustrato de producto 608, el mecanismo de transferencia 610 y el mecanismo de fijación 612. El PC 602 puede recibir además información dirigida de un usuario del sistema de transferencia 600.
Obsérvese que, mientras que la Figura 6 representa flechas de capacidad de movimiento direccional adyacentes al mecanismo de cinta de obleas 606 y el mecanismo de sustrato de producto 608, esas flechas simplemente indican direcciones generales para movilidad, sin embargo, se contempla que tanto el mecanismo de cinta de obleas 606 como el mecanismo de sustrato de producto 608 también pueden moverse en otras direcciones, incluyendo rotación en plano, cabeceo, balanceo, y guiñada, por ejemplo.
Se describen detalles adicionales de la interacción de los componentes del sistema 600 de transferencia con respecto a la Figura 7 a continuación.
Ejemplo detallado del sistema de transferencia directa
Un esquema de las vías de comunicación entre los respectivos elementos de un sistema de transferencia 700 puede describirse como sigue.
El sistema de transferencia directa puede incluir un ordenador personal (PC) 702 (o servidor, dispositivo de entrada de datos, interfaz de usuario, etc.), que puede recibir comunicación y proporcionar comunicación a un almacenamiento de datos 704. El PC 702 puede comunicarse adicionalmente con un primer administrador de celdas 706 (ilustrado como “Administrador de Celdas 1” ) y un segundo administrador de celdas 708 (ilustrado como “Administrador de Celdas 2” ). Por lo tanto, el PC 702 puede controlar y sincronizar las instrucciones entre el primer administrador de celdas 706 y el segundo administrador de celdas 708.
El PC 702 puede incluir procesadores y componentes de memoria con los que pueden ejecutarse instrucciones para realizar diversas funciones con respecto a los administradores de celdas primero y segundo 706, 708, así como el almacenamiento de datos 704. En algunos casos, el PC 702 puede incluir un administrador de proyecto 710 y un definidor del perfil de aguja 712.
El administrador de proyectos 710 puede recibir la entrada de los administradores de celdas primero y segundo 706, 708 y el almacenamiento de datos 704 para organizar el procedimiento de transferencia directa y mantener un funcionamiento suave con respecto a la orientación y la alineación del sustrato de producto con respecto a la cinta de obleas y las matrices en la misma.
El definidor del perfil de aguja 712 puede contener datos con respecto al perfil de rendimiento de la carrera de la aguja, que puede usarse para instruir al mecanismo de transferencia con respecto al rendimiento de la carrera de la aguja deseado según las matrices específicas en la cinta de obleas cargada y el patrón de la traza de circuito sobre el sustrato de producto. Detalles adicionales del definidor del perfil de aguja 712 se analizan más adelante en la presente memoria.
Volviendo al almacén 704 de datos, el almacenamiento de datos 704 puede incluir una memoria que contiene datos tales como un mapa de matrices 714, que puede ser específico de la cinta de obleas cargada en el mecanismo de cinta de obleas. Como se ha explicado anteriormente, un mapa de matriz puede describir las ubicaciones relativas de cada matriz en la cinta de obleas y su calidad con el fin de proporcionar una descripción preorganizada de la ubicación de matrices específicas. Además, el almacenamiento de datos 704 también puede incluir una memoria que contiene archivos CAD de circuito 716. Los archivos CAD de circuito 716 pueden contener datos con respecto a un patrón de trazas de circuito específico en el sustrato de producto cargado.
El administrador de proyectos 710 puede recibir el mapa de matriz 714 y los archivos CAD de circuito 716 del almacenamiento de datos 704, y pueden retransmitir la información respectiva a los administradores de celdas primero y segundo 706, 708, respectivamente.
En una realización, el primer administrador de celdas 706 puede usar el mapa de matriz 714 del almacenamiento de datos 704 a través de un administrador de matriz 718. Más específicamente, el administrador de matriz 718 puede comparar el mapa de matrices 714 con la información recibida por un administrador de sensores 720, y en base a ello, puede proporcionar instrucciones a un administrador de movimiento 722 con respecto a la ubicación de una matriz particular. El administrador de sensores 720 puede recibir datos con respecto a la ubicación real de las matrices en la cinta de obleas desde un detector de matrices 724. El administrador de sensores 720 también puede instruir al detector de matrices 724 para que busque una matriz particular en una ubicación particular según el mapa de matrices 714. El detector de matrices 724 puede incluir un sensor tal como el segundo sensor 244 en las Figuras 2A y 2B. Basándose en los datos recibidos de la ubicación real (una confirmación o una actualización con respecto a un desplazamiento en posición) de las matrices en la cinta de obleas, el administrador de movimiento 722 puede instruir a un primer Robot 726 (ilustrado como “ Robot 1” ) para transportar la cinta de obleas a una posición de alineación con la aguja del mecanismo de transferencia.
Al alcanzar la ubicación instruida, el primer robot 726 puede comunicar la finalización de su movimiento a un administrador de placa de control de aguja 728. Adicionalmente, el administrador de placa de control de aguja 728 puede comunicarse directamente con el PC 702 para coordinar la ejecución de la operación de transferencia. En el momento de la ejecución de la operación de transferencia, el PC 702 puede instruir al administrador de la placa de control de aguja 728 para activar el accionador de aguja/aguja 730, haciendo así que la aguja realice una carrera según el perfil de aguja cargado en el definidor del perfil de aguja 712. El administrador 728 de placa de control de aguja puede activar también el control a láser/láser 732, haciendo así que el láser emita un haz hacia el sustrato de producto a medida que la aguja presiona una matriz a través de la cinta de obleas para ejecutar la operación de transferencia. Como se ha indicado anteriormente, la activación del control a láser/láser 732 puede ocurrir antes, simultáneamente, durante o después de la activación, o incluso un accionamiento completo, de la carrera de la aguja.
En consecuencia, el primer administrador de celdas 706 puede pasar a través de una pluralidad de estados que incluye: determinar dónde indicarle al primer robot 726 que vaya; decirle al primer robot 726 que vaya al lugar determinado; conectar la aguja; activar el dispositivo de fijación; y reiniciar.
Antes de la ejecución de la operación de transferencia, el administrador de proyectos 710 puede retransmitir los datos de los archivos CAD de circuito 716 al segundo administrador de celdas 708. El segundo administrador de celdas 708 puede incluir un administrador de sensores 734 y un administrador de movimiento 736. Usando los archivos CAD de circuito 716, el administrador de sensores 734 puede instruir al sensor de alineación del sustrato 738 para encontrar los puntos de referencia en el sustrato del producto y, por lo tanto, detectar y orientar el sustrato del producto según la ubicación de la traza del circuito sobre el mismo. El administrador de sensores 734 puede recibir confirmación o información de localización actualizada del patrón de trazas de circuito en el sustrato de producto. El administrador de sensores 734 puede coordinarse con el administrador de movimiento 736 para proporcionar instrucciones a un segundo Robot 740 (ilustrado como “ Robot 2” ) para transportar el sustrato de producto a una posición de alineación (es decir, una posición de fijación de transferencia) para la ejecución de la operación de transferencia. Por lo tanto, los archivos CAD de circuito 716 pueden ayudar al administrador de proyectos 710 a alinear el sustrato de producto con respecto a la cinta de obleas de manera que las matrices puedan transferirse con precisión a la traza de circuito sobre el mismo.
En consecuencia, el segundo administrador de celdas 708 puede pasar a través de una pluralidad de estados que incluye: determinar dónde decirle al segundo robot 740 que vaya; decirle al segundo robot 740 que vaya a la ubicación determinada; y reiniciar.
Se entiende que son posibles vías de comunicación adicionales y alternativas entre todos o menos de todos los diversos componentes del sistema de transferencia directa 700 descrito anteriormente.
Ejemplo de procedimiento de transferencia directa
Un procedimiento 800 de ejecución de un procedimiento de transferencia directa, en el que una o más matrices se transfieren directamente desde una cinta de obleas a un sustrato de producto, se ilustra en la Figura 8. Las etapas del procedimiento 800 descritas en la presente memoria pueden no estar en ningún orden particular y, como tal, pueden ejecutarse en cualquier orden satisfactorio para lograr un estado de producto deseado. El procedimiento 800 puede incluir una etapa de carga de datos de procedimiento de transferencia en un PC y/o un almacenamiento de datos 802. Los datos de procedimiento de transferencia pueden incluir datos tales como datos de mapas de matrices, datos de archivos CAD de circuito y datos de perfil de aguja.
Una etapa de cargar una cinta de obleas en un mecanismo de transportador de cinta de obleas 804 también puede incluirse en el procedimiento 800. La carga de la cinta de obleas en el mecanismo de transportador de cinta de obleas puede incluir controlar el mecanismo de transportador de cinta de obleas para moverse a una posición de carga, que también se conoce como una posición de extracción. La cinta de obleas puede fijarse en el mecanismo de transportador de cinta de obleas en la posición de carga. La cinta de obleas puede cargarse de modo que las matrices de semiconductor estén orientadas hacia abajo hacia el mecanismo transportador del sustrato de producto.
El procedimiento 800 puede incluir además una etapa de preparación del sustrato de producto para cargar en el mecanismo de transportador de sustrato de producto 806. La preparación del sustrato de producto puede incluir una etapa de serigrafía de una traza de circuito sobre el sustrato de producto según el patrón de los archivos CAD que se cargan en el PC o almacenamiento de datos. Además, los puntos de referencia pueden imprimirse en el sustrato de circuito para ayudar en el procedimiento de transferencia. El mecanismo transportador de sustrato de producto puede controlarse para moverse a una posición de carga, que también se conoce como una posición de extracción, donde el sustrato de producto puede cargarse en el mecanismo transportador de sustrato de producto. El sustrato de producto puede cargarse de modo que la traza de circuito se oriente hacia las matrices en la oblea. En algunos casos, por ejemplo, el sustrato de producto puede suministrarse y colocarse en la posición de carga mediante un transportador (no mostrado) u otro mecanismo automatizado, tal como en el estilo de una línea de montaje. Alternativamente, el sustrato de producto puede cargarse manualmente por un operador.
Una vez que el sustrato de producto se carga correctamente en el mecanismo transportador de sustrato de producto en la cinta de obleas se carga correctamente en el mecanismo de transportador de cinta de obleas, un programa para controlar la transferencia directa de las matrices de la cinta de obleas a la traza de circuito del sustrato de producto puede ejecutarse a través del PC para comenzar la operación de transferencia directa 808. Los detalles de la operación de transferencia directa se describen a continuación.
Ejemplo de procedimiento de operación de transferencia directa
En la Figura 9 se ilustra un procedimiento 900 de la operación de transferencia directa de las matrices que se van a transferir directamente desde la cinta de obleas (u otro sustrato de sujeción de matrices, también llamado “sustrato de matrices” para una descripción simplificada de la Figura 9) al sustrato de producto. Las etapas del procedimiento 900 descritas en la presente memoria pueden no estar en ningún orden particular y, como tal, pueden ejecutarse en cualquier orden satisfactorio para lograr un estado de producto deseado.
Para determinar qué matrices se colocan en el sustrato del producto y donde colocar las matrices en el sustrato del producto, el PC puede recibir la entrada con respecto a la identificación del sustrato del producto y la identificación del sustrato de matrices que contiene las matrices a transferir 902. Esta entrada puede ingresarse manualmente por un usuario, o el PC puede enviar una solicitud a los administradores de celdas en control, respectivamente, del sensor de alineación del sustrato de producto y el detector de matrices. La solicitud puede instruir al sensor para escanear el sustrato cargado para un marcador de identificación, tal como un código de barras o QR; y/o la solicitud puede instruir al detector para escanear el sustrato de matrices cargado para un marcador de identificación, tal como un código de barras o un código QR.
Usando la entrada de identificación de sustrato de producto, el PC puede consultar el almacenamiento de datos u otra memoria para hacer coincidir los respectivos marcadores de identificación del sustrato de producto y el sustrato de matrices y recuperar los archivos de datos asociados 904. En particular, el PC puede recuperar un archivo de CAD de circuito asociado con el sustrato de producto que describe el patrón de la traza de circuito sobre el sustrato de producto.
El archivo de CAD de circuito puede contener además datos tales como el número de posiciones relativas, y los respectivos requisitos de calidad de las matrices a transferir a la traza de circuito. Asimismo, el PC puede recuperar un archivo de datos de mapa de matriz asociado con el sustrato de matrices que proporciona un mapa de las ubicaciones relativas de las matrices específicas en el sustrato de matrices.
En el procedimiento de ejecución de una transferencia de una matriz al sustrato de producto, el PC puede determinar la orientación inicial del sustrato de producto y el sustrato de matrices con respecto al mecanismo de transferencia y el mecanismo de fijación 906. Dentro de la etapa 906, el PC puede instruir al sensor de alineación del sustrato para localizar puntos de referencia en el sustrato del producto. Como se ha discutido anteriormente, los puntos de datos pueden usarse como marcadores de referencia para determinar la ubicación relativa y la orientación de la traza de circuito sobre el sustrato de producto. Además, el PC puede instruir al detector de matrices para localizar uno o más puntos de referencia en el sustrato de matrices para determinar la salida de las matrices.
Una vez que se determina la orientación inicial del sustrato del producto y del sustrato de matrices, el PC puede instruir a los respectivos mecanismos de transporte del sustrato de producto y de matrices para orientar el sustrato del producto y el sustrato de matrices, respectivamente, en una posición de alineación con el mecanismo de transferencia y el mecanismo de fijación 908.
La etapa de alineación 908 puede incluir determinar la ubicación de la porción de la traza de circuito a la que se va a transferir 910 una matriz, y donde la porción se ubica con respecto a la posición de fijación de transferencia 912. La posición de fijación de transferencia puede considerarse el punto de alineación entre el mecanismo de transferencia y el mecanismo de fijación. Basándose en los datos determinados en las etapas 910 y 912, el PC puede instruir al mecanismo de transporte del sustrato de producto para transportar el sustrato de producto para alinear la porción de la traza de circuito a la que se va a transferir una matriz con la posición de fijación de transferencia 914.
La etapa de alineación 908 puede incluir además determinar qué matriz en el sustrato de matrices se transferirá 916, y donde la matriz está ubicada con respecto a la posición de fijación de transferencia 918. Basándose en los datos determinados en las etapas 916 y 918, el PC puede instruir al mecanismo de transporte de cinta de obleas para transportar el sustrato de matrices para alinear la matriz a transferir con la posición de fijación de transferencia 920.
Una vez que la matriz a transferir desde el sustrato de matrices y la porción de la traza de circuito a la que se va a transferir una matriz se alinean con el mecanismo de transferencia y el mecanismo de fijación, la aguja y el dispositivo de fijación (por ejemplo, láser) pueden accionarse 922 para efectuar la transferencia de la matriz desde el sustrato de matrices al sustrato de producto.
Después de transferir una matriz, el PC puede determinar si se deben transferir matrices adicionales 924. En el caso de que se transfiera otra matriz, el PC puede volver a la etapa 908 y realinear el producto y los sustratos de matrices en consecuencia para una operación de transferencia posterior. En el caso en el que no habrá otra matriz transferida, el procedimiento de transferencia está terminado 926.
Ejemplo de transportador de transferencia directa/sistema de línea de montaje
En una realización descrita con respecto a la Figura 10, varios de los componentes del aparato de transferencia directa descritos anteriormente pueden implementarse en un sistema de transportador/línea de montaje 1000 (en lo sucesivo “sistema transportador” ). En particular, las Figuras 2A y 2B representan el sustrato de producto 210 que está sujeto por el bastidor de transportador de sustrato de producto 214 y se tensa por el bastidor tensor del sustrato de producto 216. Como alternativa para sujetar un bastidor de transportador de sustrato de producto 214 en un área confinada a través de un sistema de motores, rieles y engranajes como se indica con respecto al aparato 200, la Figura 10 ilustra el bastidor del transportador de sustrato de producto 214 transportado a través del sistema transportador 1000 en el que el sustrato de producto pasa a través de un procedimiento con estilo de línea de montaje. Como medios reales de transporte entre operaciones que se realizan en el sustrato de producto que se transporta, el sistema transportador 1000 puede incluir una serie de pistas, rodillos, y cintas 1002 y/u otros dispositivos de manipulación para transportar secuencialmente una pluralidad de bastidores de transportador de sustrato de producto 214, cada uno de los cuales contiene un sustrato de producto.
En algunos casos, las estaciones de funcionamiento del sistema transportador 1000 pueden incluir una o más estaciones de impresión 1004. A medida que los sustratos de producto brutos se transportan a la o las estaciones de impresión 1004, se puede imprimir una traza de circuito sobre los mismos. En el caso de que haya múltiples estaciones de impresión 1004, las múltiples estaciones de impresión 1004 pueden estar dispuestas en serie, y pueden configurarse para realizar una o más operaciones de impresión cada una para formar una traza de circuito completo.
Adicionalmente, en el sistema transportador 1000, el bastidor del transportador de sustrato de producto 214 puede transportarse a una o más estaciones de transferencia de matrices 1006. En el caso de que haya múltiples estaciones de transferencia de matrices 1006, las múltiples estaciones de transferencia de matrices 1006 pueden disponerse en serie, y pueden configurarse para realizar una o más transferencias de matrices cada una. En la o las estaciones de transferencia, los sustratos de producto pueden tener una o más matrices transferidas y fijadas a la misma a través de una operación de transferencia usando una o más de las realizaciones del aparato de transferencia directa descritas en la presente memoria. Por ejemplo, cada estación de transferencia 1006 puede incluir un mecanismo de transporte de cinta de obleas, un mecanismo de transferencia y un mecanismo de fijación. En algunos casos, una traza de circuito puede haberse preparado previamente en el sustrato de producto, y como tal, el sustrato de producto puede transportarse directamente a la una o más estaciones de transferencia 1006.
En las estaciones de transferencia 1006, el mecanismo de transporte de cinta de obleas, el mecanismo de transferencia y el mecanismo de fijación pueden alinearse con respecto al bastidor de transportador de sustrato de producto transportado 214 al entrar en la estación. En esta situación, los componentes de la estación de transferencia 1006 pueden realizar repetidamente la misma operación de transferencia en la misma posición relativa en cada sustrato de producto a medida que la pluralidad de sustratos de producto se transporta a través del sistema transportador 1000.
Además, el sistema transportador 1000 puede incluir además una o más estaciones de acabado 1008 a las que puede transportarse el sustrato de producto para tener un procesamiento final realizado. El tipo, cantidad y duración del procesamiento final pueden depender de las características del producto y de las propiedades de los materiales utilizados para fabricar el producto. Por ejemplo, el sustrato de producto puede recibir un tiempo de curado adicional, un recubrimiento protector, componentes adicionales, etc., en la o las estaciones de acabado 1008.
Segunda realización de ejemplo de un aparato de transferencia directa
En otra realización de un aparato de transferencia directa, como se ve en las Figuras 11A y 11B, se puede formar un “cordón ligero” . Aunque muchas de las características del aparato 1100 pueden permanecer sustancialmente similares a las del aparato 200 de las Figuras 2A y 2B, el mecanismo de transporte de sustrato de producto 1102, como se representa en las Figuras 11A y 11B, puede configurarse para transportar un sustrato de producto 1104 que es diferente del sustrato de producto 212. Específicamente, en las Figuras 2A y 2B, el mecanismo de transporte del sustrato de producto 202 incluye el bastidor transportador 214 y el bastidor tensor 216, que sujeta el sustrato de producto de tipo lámina 212 bajo tensión. Sin embargo, en la realización de las Figuras 11A y 11B, el mecanismo de transporte de sustrato de producto 1102 puede incluir un sistema de carrete de sustrato de producto.
El sistema de carrete de sustrato de producto puede incluir uno o dos carretes de trazas de circuito 1106 que están enrolladas con un “circuito de cordón” , que puede incluir un par de cordones o hilos conductores devanados adyacentes como el sustrato de producto 1104. En un ejemplo con solo un carrete, el carrete 1106 puede estar ubicado en un primer lado de la posición de transferencia, y el par de cordones conductores (1104) pueden enrollarse alrededor del carrete único 1106. Alternativamente, puede haber dos carretes de trazas de circuito 1106 ubicados en el primer lado de la posición de transferencia, donde cada carrete 1106 contiene una sola hebra del circuito de cordón y las hebras se juntan a continuación para pasar a través de la posición de transferencia.
Independientemente de si un carrete 1106 o dos carretes 1106 se implementan, el procedimiento de transferencia de matriz para formar el circuito de cordón puede ser sustancialmente similar en cada caso. En particular, los cordones conductores del sustrato de producto 1104 pueden roscarse desde el o los carretes 1106 a través de la posición de transferencia y pueden alimentarse a un dispositivo de acabado 1108. En algunos casos, el dispositivo de acabado 1108 puede ser: un dispositivo de recubrimiento para recibir un recubrimiento protector, por ejemplo, de un plástico translúcido o transparente; o un aparato de curado, que puede terminar el curado del circuito de cordón como parte del procesamiento final del producto. Adicional o alternativamente, el cordón de circuito puede alimentarse a otro carrete, que puede enrollar el circuito de cordón sobre el mismo antes del procesamiento final del circuito de cordón. A medida que los cordones conductores del sustrato de producto 1104 se extraen a través de la posición de transferencia, el mecanismo de transferencia 206 puede accionarse para realizar una carrera de aguja (como se ha descrito anteriormente) para transferir matrices 220 a los cordones conductores del sustrato de producto 1104 de modo que los terminales de contacto eléctrico de las matrices 220 se colocan, respectivamente, en los cordones adyacentes, y el mecanismo de fijación 208 puede accionarse para fijar las matrices 220 en posición.
Además, el aparato 1100 puede incluir rodillos tensores 1110 en los que pueden sujetarse los cordones conductores del sustrato de producto 1104 y tensarse adicionalmente contra ellos. Por lo tanto, los rodillos tensores 1110 pueden ayudar a mantener la tensión en el circuito de cordón formado para mejorar la precisión de transferencia de la matriz.
En la Figura 11B, las matrices 220 se representan como que se han transferido a los cordones conductores del sustrato de producto 1104, uniendo así (hasta cierto punto) los cordones conductores del sustrato de producto 1104 y formando un circuito de cordón.
Tercera realización de ejemplo de un aparato de transferencia directa
En una realización adicional de un aparato de transferencia directa, como se ve en la Figura 12, el aparato 1200 puede incluir un mecanismo de transporte de cinta de obleas 1202. En particular, en lugar del bastidor transportador de cinta de obleas 222 y el bastidor tensionador 224 mostrado en las Figuras 2A y 2B, el mecanismo de transporte de cinta de obleas 1202 puede incluir un sistema de uno o más carretes 1204 para transportar matrices 220 a través de la posición de transferencia del aparato 1200 para transferir matrices a un único sustrato. En particular, cada carrete 1204 puede incluir un sustrato 1206 formado como una tira estrecha, continua, alargada que tiene matrices 220 unidas consecutivamente a lo largo de la longitud de la tira.
En el caso en el que se usa un carrete único 1204, una operación de transferencia puede incluir transportar el sustrato de producto 210 a través del mecanismo de transporte de sustrato de producto 202 sustancialmente como se ha descrito anteriormente, usando motores, pistas y engranajes. Sin embargo, el mecanismo de transporte de cinta de obleas 1202 puede incluir un mecanismo sustancialmente estático, en el que, mientras que las matrices 220 pueden alimentarse continuamente a través de la posición de transferencia desenrollando el sustrato 1206 del carrete 1204, el carrete 1204 en sí principal permanece en una posición fija. En algunos casos, la tensión del sustrato 1206 puede mantenerse con fines de estabilidad mediante los rodillos tensores 1208, y/o un carrete tensor 1210, que puede estar dispuesto en un lado del aparato 1200 opuesto al carrete 1204. El carrete tensor 1210 puede enrollar el sustrato 1206 después de que las matrices se hayan transferido. Alternativamente, la tensión puede mantenerse por cualquier otro medio adecuado para sujetar el sustrato 1206 para ayudar a tirar de el a través de la posición de transferencia después de que cada operación de transferencia circule a través de las matrices 220.
En una realización donde se usan múltiples carretes 1204, cada carrete 1204 puede disponerse lateralmente adyacente a otros carretes 1204. Cada carrete 1204 puede emparejarse con un mecanismo de transferencia específico 206 y un mecanismo de fijación específico 208. En este caso, cada conjunto respectivo de mecanismos de transferencia y mecanismos de fijación se pueden disponer con respecto al sustrato de producto 210 de manera que se puedan colocar múltiples matrices en múltiples ubicaciones en el mismo sustrato de producto 210 simultáneamente. Por ejemplo, en algunos casos, las posiciones de transferencia respectivas (es decir, la alineación entre un mecanismo de transferencia y un mecanismo de fijación correspondiente) pueden estar en una línea, desplazarse o escalonada para acomodar varios patrones de traza de circuito.
Independientemente de si un carrete 1204 o una pluralidad de carretes 1204 se implementan, la operación de transferencia de matrices puede ser relativamente similar a la operación de transferencia como se ha descrito anteriormente con respecto a la primera realización ejemplar del aparato de transferencia directa 200. Por ejemplo, el sustrato de producto 210 puede transportarse a una posición de transferencia (posición de fijación de matriz) de la misma manera que se ha descrito anteriormente a través del mecanismo de transporte del sustrato de producto 202, el mecanismo o mecanismos de transferencia 206 pueden realizar una carrera de aguja para transferir la matriz 220 desde el sustrato de matrices 1206 al sustrato de producto 210, y el mecanismo de fijación 208 puede accionarse para ayudar a fijar la matriz 220 al sustrato de producto 210.
Téngase en cuenta que en una realización con una pluralidad de carretes 1204, un patrón de trazas de circuito puede ser tal que pueda no ser necesario activar cada mecanismo de transferencia simultáneamente. Por consiguiente, pueden accionarse múltiples mecanismos de transferencia intermitentemente a medida que el sustrato de producto se transporta a varias posiciones para transferencia.
Cuarta realización de ejemplo de un aparato de transferencia directa
La Figura 13 representa una realización de un aparato de transferencia directa 1300. Como en las Figuras 2A y 2B, el mecanismo de transporte de sustrato de producto 202 puede disponerse adyacente al mecanismo de transporte de cinta de obleas 204. Sin embargo, existe un espacio entre los mecanismos de transporte 202, 204 en los que puede disponerse un mecanismo de transferencia 1302 para efectuar la transferencia de las matrices 220 a partir de la cinta de obleas 218 al sustrato de producto 210.
El mecanismo de transferencia 1302 puede incluir una pinza 1304 que recoge las matrices 220, una o más cada vez, de la cinta de obleas 218 y gira alrededor de un eje A que se extiende a través del brazo 1306. Por ejemplo, la Figura 13 representa la cinta de obleas 218 orientada hacia el sustrato de producto 210 de manera que la pinza 1304 puede pivotar 180 grados alrededor del punto de pivote 1308 (véanse las flechas de pivote direccionales) entre la superficie portadora de las matrices de la cinta de obleas 218 y la superficie de transferencia del sustrato de producto 210. Es decir, la dirección de extensión de la pinza 1304 pivota en un plano que es ortogonal a la superficie o plano de transferencia tanto de la cinta de obleas 218 como del sustrato de producto 210. Alternativamente, en algunas realizaciones, la estructura de brazo de la pinza se puede disponer para pivotar entre dos superficies paralelas, y el brazo de la pinza puede pivotar a lo largo del plano paralelo. Por lo tanto, cuando se orienta hacia la cinta de obleas 218, la pinza 1304 puede recoger la matriz 220 y luego pivotar inmediatamente a la superficie del sustrato de producto 210 para estar en línea con el mecanismo de fijación 208. La pinza 1304 luego libera la matriz 220 para transferir la matriz 220 para fijarla a la traza de circuito 212 en el sustrato de producto 210.
En algunos casos, el mecanismo de transferencia 1302 puede incluir dos o más pinzas (no mostradas) que se extienden desde el brazo en diferentes direcciones. En tal realización, las pinzas pueden indexarse de manera giratoria a 360 grados través de las ubicaciones de tope de la pinza y recoger y transferir una matriz cada vez que una pinza pasa la cinta de obleas 218.
Adicionalmente, la una o más pinzas 1304 pueden recoger y liberar las matrices 220 de la cinta de obleas usando presión de vacío positiva y negativa a través de la pinza 1304.
Aparato de ejemplo y realización de producto
Las Figuras 14A y 14B representan un aparato 200 y una realización de producto 1400 que se crea usando el aparato 200. Notablemente, el aparato 200 puede incluir características similares a las descritas con respecto a las Figuras 2A y 2B. Como tales, los números de referencia mostrados en las Figuras 14A y 14B que son iguales que los encontrados en las Figuras 2A y 2B pueden considerarse las mismas estructuras y cumplen las mismas funciones que se describen con respecto a las Figuras 2A y 2B, a menos que se indique lo contrario en la presente memoria. Sin embargo, se observa que se contemplan otras variaciones de un aparato utilizado para lograr la realización del producto 1400. Por ejemplo, el aparato 200 puede modificarse además para: 1) eliminar una o más características que pueden no usarse durante el procedimiento de formación y/o transferencia de la realización del producto 1400; 2) incorporar una o más de las características o aspectos únicos de las realizaciones de los aparatos descritos en cualquiera y/o la totalidad de la Solicitud de Patente de Estados Unidos Número 15/343.055, presentada el 3 de noviembre de 2016, titulada “Compliant Needle for Direct Transfer of Semiconductor Devices;” la Solicitud de Patente de Estados Unidos Número 15/360.471, presentada el 23 de noviembre de 2016, titulada “Top-Side Laser for Direct Transfer of Semiconductor Devices;” la Solicitud de Patente de Estados Unidos número 15/360.645, presentada el 23 de noviembre de 2016, titulada “ Pattern Array Direct Transfer Apparatus and MethodTherefor;” o la Solicitud de Patente de Estados Unidos Número 15/409.409, depositada el 18 de enero de 2017, titulada “ Flexible SupportSubstratefor Transfer of Semiconductor Devices;” o 3) eliminar una o más de las características representadas o descritas en la presente solicitud, e incorporar una o más de las características representadas o descritas en las solicitudes relacionadas enumeradas anteriormente, ya sea mediante la sustitución de una característica eliminada o simplemente incorporar una característica adicional no explicada explícitamente en la presente memoria, sino que se incorpora sin referencia.
Aunque el tamaño de las matrices para las que el aparato 200 se describe brevemente anteriormente, aquí se explica que los LED no empaquetados que se contemplan para su uso con el aparato instantáneo son extremadamente pequeños y delgados. Por ejemplo, el espesor de una matriz no empaquetada (por ejemplo, altura que una matriz se extiende por encima de una superficie) puede variar de aproximadamente 12 micras a aproximadamente 400 micras, y una dimensión lateral de una matriz puede variar de aproximadamente 20 micras a aproximadamente 800 micras. De hecho, la altura de las matrices 220 puede variar de aproximadamente 12 a aproximadamente 200 micras, o de aproximadamente 25 a aproximadamente 100 micras, o de aproximadamente 50 a aproximadamente 80 micras. Debido al pequeño tamaño de las matrices con respecto al tamaño del sustrato, el desafío de alinear y colocar con precisión las matrices puede aliviarse mediante el uso de un aparato de máquina tal como el discutido en la presente memoria.
Con respecto a la operación de transferencia y la realización de producto 1400 representada en las Figuras 14A y 14B, un dispositivo semiconductor matriz 1402 está dispuesto en el sustrato 210. Como parte de la formación de la realización de producto 1400, la matriz 1402 puede transferirse primero mediante el aparato 200 al sustrato 210 desde la cinta de obleas 218. Es decir, la matriz 1402 puede haberse cargado en la cinta de obleas 218 antes de transferirse al sustrato 210 como se representa, pero después de que el sustrato 210 se cargue en el mecanismo de transporte del sustrato de producto 202. Alternativamente, la matriz 1402 puede haberse transferido al sustrato 210 mediante un procedimiento de transferencia similar al procedimiento de transferencia descrito en la presente memoria, o mediante un procedimiento diferente antes de la carga del sustrato 210 en el mecanismo de transporte del sustrato de producto 202. Es decir, el procedimiento de transferencia de la realización del producto de formación 1400 puede comenzar con un sustrato 210 precargado con la matriz 1402.
Independientemente de si la matriz 1402 estaba precargada, el aparato 200 puede configurarse para alinear la matriz 1402 con una matriz 220(1) dispuesta en la cinta de obleas 218. Al alcanzar la alineación deseada, un elemento de transferencia tal como la aguja 226 puede accionarse para presionar contra una posición de transferencia en la cinta de obleas 218, cuya posición corresponde a la posición de la matriz 220(1) ubicada en un lado opuesto de la cinta de obleas 218. La matriz 1402 puede incluir además una almohadilla 1404 dispuesta en la superficie de la misma orientada hacia la matriz 220(1). La almohadilla 1404 puede incluirse para ayudar a crear una unión durante una operación de transferencia entre la matriz 1402 y la matriz 220(1). La composición de material de la almohadilla 1404 puede incluir una aleación metálica, tal como una aleación eutéctica a través de la cual puede formarse una unión eutéctica. Por ejemplo, el material de unión puede incluir, por ejemplo, pero no se limita a: una aleación de oro/indio (Au/In), una aleación de cobre/estaño (Cu-Sn), una aleación de oro/estaño (Au/Sn), una aleación de oro/germanio (Au/Ge), una aleación de oro/silicio (Au/Si), una aleación de aluminio/germanio (Al/Ge) o una aleación de aluminio/silicio (Al/Si). Otros materiales de unión adecuados para sujetar la matriz 220(1) a la matriz 1402 pueden implementarse como almohadilla 1404 (o en una forma diferente, tal como una película, líquido o gas en lugar de una “almohadilla” ), incluyendo materiales que pueden formar una unión que no sea por unión eutéctica.
En una realización donde se usa una aleación eutéctica como material de la almohadilla 1404, la unión eutéctica puede proceder al entrar en contacto entre la matriz 1402 y la matriz 220(1) que tiene una base de unión 1404 entre ellas.
El procedimiento de unión eutéctica puede incluir, entre otras etapas, al menos una de: aplicación de presión entre la matriz 1402 y la matriz 220(1), y aplicación de calor para llevar la almohadilla 1404 a la temperatura eutéctica apropiada. La presión para la unión eutéctica puede implementarse a través del aparato 200 como se aplica por la aguja 226 para presionar y/o sujetar la matriz 220(1) en su lugar en la matriz 1402. La aplicación de calor en el procedimiento de unión eutéctica puede suministrarse a través del dispositivo emisor de energía 236, que puede ser, por ejemplo, un láser o un elemento de calentamiento, que puede disponerse en un entorno cerrado y controlado (no mostrado). Obsérvese, como se ha discutido anteriormente, otras realizaciones que tienen características variables pueden implementarse para unir la matriz 220(1) a la matriz 1402. Por ejemplo, el dispositivo emisor de energía que suministra calor para una unión eutéctica, o puede suministrar energía (como calor) generalmente en la realización del producto 1400 puede incluir un láser colocado sobre la matriz 220(1) como se ha mencionado anteriormente y/o se representa explícitamente en la Solicitud de Patente de Estados Unidos Número 15/360.471, cuya solicitud se incorpora en la presente memoria como referencia (véase el párrafo [0001]).
Adicional y/o alternativamente, mientras que la almohadilla 1404 se representa ubicada en la matriz 1402, la matriz 220(1) puede tener una almohadilla dispuesta en la misma en lugar de, o además de, la almohadilla 1404 en la matriz 1402. Además, aunque se representa como aproximadamente igual en tamaño, la matriz 220(1) y la matriz 1402 pueden ser diferentes tamaños, donde una es más grande que la otra. Aunque no hay límite para el tamaño de la matriz involucrada en el apilamiento, el aparato 200 es adecuado para transferir y apilar la matriz de dispositivo semiconductor que puede considerarse microdimensionado en la industria. Por ejemplo, la matriz 220(1) y la matriz 1402 pueden ser diferentes tipos de matriz de semiconductores y/o haberse fabricado mediante diferentes procedimientos para producir diferentes características. Por ejemplo, la matriz 220(1) y la matriz (1402) pueden ser cada una LED, y además pueden ser de igual o de distinto color.
En otra realización (no mostrada), la matriz 220(1) puede apilarse en la matriz 1402, y una o más matrices de dispositivos semiconductores adicionales pueden apilarse posteriormente sobre la misma, para crear una pila vertical de más de dos matrices. En tal realización, la cinta de obleas 218 puede transportarse a diferentes posiciones para permitir apilar una matriz adicional.
Observación final
La invención se define mediante el conjunto de reivindicaciones adjuntas.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Un aparato (100) configurado para transferir directamente una matriz de un primer dispositivo semiconductor (220) a un sustrato (210) de una cinta de obleas (218) que tiene un primer lado y un segundo lado, estando dispuesta la matriz del primer dispositivo semiconductor (220) en el primer lado de la cinta de obleas (218), incluyendo el sustrato (210) una matriz de un segundo dispositivo semiconductor (1402) sobre la que se va a transferir la matriz del primer dispositivo semiconductor (220), comprendiendo el aparato (100):
un primer bastidor (222) para sujetar la cinta de obleas (218);
un segundo bastidor (214) para sujetar el sustrato (210) adyacente al primer lado de la cinta de obleas (218);
una aguja (226) dispuesta adyacente al segundo lado de la cinta de obleas (218) y que se extiende en una dirección hacia la cinta de obleas (218); y
un accionador de aguja (228) conectado a la aguja (226) para mover la aguja (226), durante un procedimiento de transferencia directa, a una posición de transferencia de matriz en la que la aguja (226) entra en contacto con el segundo lado de la cinta de obleas (218) para presionar la matriz del primer dispositivo semiconductor (220) para entrar en contacto con la matriz del segundo dispositivo semiconductor (1402),
en donde una unión entre la matriz del primer dispositivo semiconductor (220) y la matriz del segundo dispositivo semiconductor (1402) se induce de manera que la matriz del primer dispositivo semiconductor (220) se libera de la cinta de obleas (218) y se une a la matriz del segundo dispositivo semiconductor (1402).
2. El aparato (100) según la reivindicación 1, que comprende además un controlador (602) acoplado de manera comunicativa al primer bastidor (222) y al segundo bastidor (214), estando configurado el controlador (602) para:
orientar el primer bastidor (222) de manera que la matriz del primer dispositivo semiconductor (220) en la cinta de obleas (218) esté alineada con una ubicación de transferencia de matriz en el sustrato (210), y/o
orientar el segundo bastidor (214) de manera que la ubicación de transferencia de matriz en el sustrato (210) esté alineada con la matriz del primer dispositivo semiconductor (220).
3. El aparato (100) según la reivindicación 1, que comprende, además:
un primer sensor óptico (244) colocado para detectar una posición de la matriz del primer dispositivo semiconductor (220) con respecto a una ubicación de transferencia de matriz en la matriz del segundo dispositivo semiconductor (1402); y
un segundo sensor óptico (246) situado para detectar una posición de la matriz del segundo dispositivo semiconductor (1402) como la ubicación de transferencia de matriz en el sustrato (210).
4. El aparato (100) según la reivindicación 1, que comprende además un dispositivo emisor de energía (236), por ejemplo, un dispositivo emisor de energía (236) que incluye un láser, preferentemente configurado para proporcionar energía térmica en una ubicación de transferencia de matriz alineada con la matriz del primer dispositivo semiconductor (220) y la matriz del segundo dispositivo semiconductor (1402).
5. El aparato (100) según la reivindicación 1, en donde el accionador de aguja (228) está configurado para mover la aguja (226), durante el procedimiento de transferencia directa, para provocar una desviación de la cinta de obleas (218) en una posición localizada de la matriz del primer dispositivo semiconductor (220).
6. Un procedimiento para transferir directamente la matriz del primer dispositivo semiconductor (220) a un sustrato (210) de una cinta de obleas (218) que tiene un primer lado y un segundo lado, estando dispuesta la matriz del primer dispositivo semiconductor (220) en el primer lado de la cinta de obleas (218), incluyendo el sustrato (210) una matriz del segundo dispositivo semiconductor (1402) sobre el que se va a transferir la matriz de primer dispositivo semiconductor (220), comprendiendo el procedimiento:
cargar la cinta de obleas (218) en un primer bastidor (222);
cargar el sustrato (210) en una segunda estructura (214), incluyendo el sustrato (210) una matriz del segundo dispositivo semiconductor (1402) sobre el que se va a transferir la matriz del primer dispositivo semiconductor (220);
disponer al menos uno del primer bastidor (222) o el segundo bastidor (214) de manera que una superficie del sustrato (210) sea adyacente al primer lado de la cinta de obleas (218); orientar una aguja (226) a una posición adyacente al segundo lado de la cinta de obleas (218), extendiéndose la aguja (226) en una dirección hacia la cinta de obleas (218);
activar un accionador de aguja (228) conectado a la aguja (226) para mover la aguja (226) a una posición de transferencia de matriz en la que la aguja (226) entra en contacto con el segundo lado de la cinta de obleas (218) para presionar la matriz del primer dispositivo semiconductor (220) en contacto con la matriz del segundo dispositivo semiconductor (1402); e
inducir una unión entre la matriz del primer dispositivo semiconductor (220) y la matriz del segundo dispositivo semiconductor (1402) de manera que la matriz del primer dispositivo semiconductor (220) se libera de la cinta de obleas (218) y es unida a la matriz del segundo dispositivo semiconductor (1402).
7. El procedimiento de la reivindicación 6, que comprende además datos de procedimiento de transferencia de carga en un controlador (602) acoplado de manera comunicativa con el primer bastidor (222), el segundo bastidor (214) y el accionador de aguja (228),
en donde el controlador (602) está configurado para controlar la disposición, la orientación y la activación, basándose al menos en parte en los datos del procedimiento de transferencia.
8. El procedimiento de la reivindicación 7, que comprende además determinar una posición de la matriz de primer dispositivo semiconductor (220) con respecto a una ubicación de transferencia de matriz en el sustrato (210) para proporcionar al controlador (602) información de alineación.
9. El procedimiento de la reivindicación 6, en donde la activación mueve la aguja (226) para presionar en el segundo lado de la cinta de obleas (218) para provocar una desviación de la cinta de obleas (218) localizada en la matriz del primer dispositivo semiconductor (220).
10. El procedimiento de la reivindicación 6, en donde la inducción de la unión se ejecuta mediante un dispositivo emisor de energía (236), por ejemplo, un dispositivo emisor de energía (236) que incluye un láser.
11. El procedimiento de la reivindicación 6, que comprende además determinar (924) si se deben transferir matrices de dispositivos semiconductores adicionales desde la cinta de obleas (218) al sustrato (210), en donde, cuando se determina que se deben transferir matrices de dispositivos semiconductores adicionales, el procedimiento comprende además disponer el primer bastidor (222) y el segundo bastidor (214) a una orientación de transferencia de matriz posterior.
12. El procedimiento de la reivindicación 6, en donde la disposición incluye:
determinar, basándose al menos en parte en la entrada de datos desde un primer sensor óptico (244), una posición de la matriz del primer dispositivo semiconductor (220) con respecto a una ubicación de transferencia de matriz en la matriz del segundo dispositivo semiconductor (1402); y determinar, basándose al menos en parte en una entrada de datos desde un segundo sensor óptico (246), una posición de la ubicación de transferencia de matriz en la matriz del segundo dispositivo semiconductor (1402).
13. Un sistema configurado para realizar una transferencia directa de la matriz del primer dispositivo semiconductor (220) a un sustrato (210) de una cinta de obleas (218) que tiene un primer lado y un segundo lado, estando dispuesta la matriz del primer dispositivo semiconductor (220) en el primer lado de la cinta de obleas (218), incluyendo el sustrato (210) una matriz del segundo dispositivo semiconductor (1402) sobre el que se va a transferir la matriz de primer dispositivo semiconductor (220), comprendiendo el sistema:
un primer mecanismo de transporte (204) para transportar la cinta de obleas (218); un segundo mecanismo de transporte (202) para transportar el sustrato (210) con respecto a la cinta de obleas (218);
un mecanismo de transferencia (206) dispuesto adyacente al primer mecanismo de transporte (204) para efectuar la transferencia directa; y
un controlador (602) que incluye uno o más procesadores acoplados de manera comunicativa con el primer mecanismo de transporte (204), el segundo mecanismo de transporte (202) y el mecanismo de transferencia (206), teniendo el controlador (602) instrucciones ejecutables, que cuando se ejecutan hacen que el uno o más procesadores realicen operaciones que incluyen:
determinar una posición de la matriz del segundo dispositivo semiconductor (1402) basándose, al menos en parte, en datos de mapas, describiendo los datos de mapas donde la matriz del primer dispositivo semiconductor (220) debe transferirse sobre la matriz del segundo dispositivo semiconductor (1402),
transportar al menos uno de la cinta de obleas (218) o el sustrato (210) de manera que el sustrato (210) sea adyacente al primer lado de la cinta de obleas (218) y dispuesto con respecto al segundo mecanismo de transporte (202) para permitir el apilamiento de la matriz de primer dispositivo semiconductor (220) sobre la matriz del segundo dispositivo semiconductor (1402),
orientar el mecanismo de transferencia (206) a una posición adyacente al segundo lado de la cinta de obleas (218), y
activar (922) el mecanismo de transferencia (206) para poner en contacto el segundo lado de la cinta de obleas (218) para presionar la matriz del primer dispositivo semiconductor (220) en contacto con la matriz del segundo dispositivo semiconductor (1402) de manera que la matriz del primer dispositivo semiconductor (220) se libera de la cinta de obleas (218) y se une a la matriz del segundo dispositivo semiconductor (1402).
14. El sistema de la reivindicación 13, en donde el mecanismo de transferencia (206) incluye una aguja (226) para presionar en el segundo lado de la cinta de obleas (218).
15. El sistema de la reivindicación 13, que comprende además al menos un sensor (244, 246) acoplado de manera comunicativa con el mecanismo de transferencia (206), el al menos un sensor (244, 246) configurado para determinar una posición de la matriz de primer dispositivo semiconductor (220) con respecto a una ubicación de fijación de transferencia en la matriz del segundo dispositivo semiconductor (1402) y/o una posición de la matriz del segundo dispositivo semiconductor (1402) con respecto al mecanismo de transferencia (206),
en donde el transporte incluye además transportar la al menos una de la cinta de obleas (218) o el sustrato (210) para alinear la posición de la matriz de primer dispositivo semiconductor (220) con la ubicación de fijación de transferencia y/o la posición de la matriz del segundo dispositivo semiconductor (1402) con el mecanismo de transferencia (206), respectivamente.
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