KR20220039737A - 반도체 다이 이송을 위한 브리지 장치 및 방법 - Google Patents

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앤드류 후스카
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로히니, 엘엘씨.
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Abstract

반도체 다이("다이")를 제1 기판에서 제2 기판으로 이송하는 장치이다. 본 장치는 제품 기판을 유지하도록 구성된 스테이지를 포함한다. 제1 브리지는 이송 기구 어셈블리를 유지한다. 제2 브리지는 제1 기판을 유지하도록 구성된 다이 기판 홀더를 유지한다. 제어기는 이송 기구 어셈블리를 다이가 이송될 제2 기판 상의 이송 위치와 함께 제1 기판 상의 다이와 정렬시키기 위해 제1 브리지 및 제2 브리지를 이동시키도록 구성된다.

Description

반도체 다이 이송을 위한 브리지 장치 및 방법
반도체 디바이스는 실리콘, 게르마늄, 갈륨비소 등과 같은 반도체 재료를 활용하는 전기 부품이다. 반도체 디바이스는 일반적으로 단일 개별 디바이스 또는 집적 회로(IC)로 제조된다. 단일 개별 디바이스의 예는 발광 다이오드(LED), 다이오드, 트랜지스터, 저항기, 커패시터, 퓨즈 등과 같은 전기적으로 작동 가능한 요소를 포함한다.
반도체 디바이스의 제조는 일반적으로 무수한 단계들을 갖는 복잡한 제조 공정을 수반한다. 제조의 최종 제품은 "패키징된(packaged)" 반도체 디바이스이다. "패키징된"이라는 수식어는 최종 제품에 내장된 인클로저 및 보호 기능부들뿐만 아니라 패키지 내의 디바이스를 궁극적인 회로에 통합될 수 있게 하는 인터페이스도 가리킨다.
전통적인 반도체 디바이스 제조 공정은 반도체 웨이퍼를 취급(handling)하는 것으로 시작된다. 웨이퍼는 다수의 "패키징되지 않은(unpackaged)" 반도체 디바이스로 다이싱된다. "패키징되지 않은"이라는 수식어는 보호 기능부들이 없는 밀폐되지 않은 반도체 디바이스를 의미한다. 본원에서, 패키징되지 않은 반도체 디바이스는 간결성을 위해 반도체 디바이스 다이, 또는 단지 "다이"로 불릴 수 있다. 단일 반도체 웨이퍼는 그 반도체 웨이퍼로부터 거의 100,000개 이상 또는 심지어 1,000,000개 이상(반도체의 시작 크기에 따라 달라짐)의 다이가 형성되도록 다양한 크기의 다이가 만들어지게 다이싱될 있으며, 각각의 다이는 특정 품질을 갖는다. 그런 다음에 패키징되지 않은 다이는 아래에서 간략하게 논의되는 종래의 제조 공정을 통해 "패키징"된다. 웨이퍼 취급과 패키징 사이의 동작들은 "다이 준비"로 지칭될 수 있다.
일부 사례에서, 다이 준비는 다이싱된 다이를 개별적으로 픽업하고 빈(bin)들로 분류하게 되는 "픽 앤 플레이스(pick and place) 공정"을 통한 다이 분류를 포함한다. 이러한 분류는 다이의 순방향 전압 용량, 다이의 평균 전력, 및/또는 다이의 파장에 기초할 수 있다.
일반적으로 패키징은 플라스틱 또는 세라믹 패키지(예를 들어, 몰드 또는 인클로저)에 다이를 실장하는 것을 수반한다. 패키징은 또한 궁극적인 회로부와의 인터페이싱/상호연결을 위해 다이 접촉부들을 핀들/와이어들에 연결하는 것을 포함한다. 반도체 디바이스의 패키징은 일반적으로, 다이를 환경(예를 들어, 먼지)으로부터 보호하기 위해 밀봉함으로써 완료된다.
그런 다음에 제품 제조사는 패키징된 반도체 디바이스를 제품 회로부에 배치한다. 패키징으로 인해, 반도체 디바이스는 제조되는 제품의 회로 어셈블리에 "플러그인(plug in)"될 준비가 된다. 또한, 반도체 디바이스의 패키징은 반도체 디바이스를 열화시키거나 파손시킬 수 있는 요소들로부터 반도체 디바이스를 보호하지만, 패키징된 디바이스는 패키지 내부에 있는 다이보다 본질적으로 더 크다(예를 들어, 일부 경우에서, 두께가 약 10배, 면적이 10배가 되고, 결과적으로 부피가 100배가 됨). 따라서 결과적인 회로 어셈블리는 반도체 디바이스의 패키징보다 더 얇을 수는 없다.
상세한 설명은 첨부 도면들을 참조하여 설명된다. 도면들에서, 도면 부호의 맨 왼쪽 숫자(들)는 도면 부호가 처음 나타나는 도면을 확인시켜 준다. 상이한 도면들에서 사용하는 동일한 도면 부호는 유사하거나 동일한 세목을 나타낸다. 또한, 도면들은 개별 도면들 내의 개별 구성요소들의 상대적인 크기의 대략적인 도시를 제공하는 것으로 간주될 수 있다. 그러나, 도면들은 실척이 아니며, 개별적인 도면들 내에서와 상이한 도면들 사이에서의 개별적인 구성요소들의 상대적 크기는 도시된 것과 다를 수 있다. 특히, 도면들 중 일부는 구성요소들을 특정 크기 또는 형상으로 도시할 수 있는 한편, 다른 도면들은 명료성을 위해 동일한 구성요소들을 더 큰 축척으로 또는 상이한 형상으로 도시할 수 있다.
도 1은 다이 이송 시스템의 요소들의 일 실시형태의 개략도를 예시한다.
도 2는 본 출원의 일 실시형태에 따른, 다이를 다이 기판에서 제품 기판으로 이송하는 이송 장치로서, 브리지 장치를 구비한 예시적인 이송 장치의 개략도를 예시한다.
도 3은 본 출원의 일 실시형태에 따른, 다이를 다이 기판에서 제품 기판으로 다이를 이송하는 이송 장치로서, 제1 브리지 상의 다수의 이송 기구 어셈블리들 및 제2 브리지 상의 다수의 다이 기판들을 구비한 예시적인 이송 장치의 개략도를 예시한다.
도 4는 본 출원의 일 실시형태에 따른, 다이를 다이 기판에서 제품 기판으로 이송하는 이송 장치로서, 2개 이상의 브리지 장치를 구비한 예시적인 이송 장치의 개략도를 예시한다.
도 5는 본 출원의 실시형태에 따른, 위에 회로 트레이스를 갖는 제품 기판의 일 실시형태의 평면도를 예시한다.
도 6은 본 출원의 일 실시형태에 따른 다이 이송 작동 방법을 예시한다.
도 7은 본 출원의 일 실시형태에 따른 다이 이송 작동 방법을 예시한다.
도 8은 본 출원의 일 실시형태에 따른, 제1 브리지에 의해 유지되는 다이 기판 및 제2 브리지에 의해 유지되는 이송 기구 어셈블리로부터의 다이 이송 공정의 방법을 예시한다.
도 9는 본 출원의 일 실시형태에 따른, 하나 이상의 파라미터 기준 및/또는 최적화에 적어도 부분적으로 기초하여 다이 이송 공정을 위한 위치를 결정하는 방법을 예시한다.
본 개시내용은 반도체 디바이스 다이를 직접 이송하고 회로에 부착하는 머신 및 이를 달성하기 위한 공정에 관련된 것일 뿐만 아니라, (생산된 제품으로서)다이가 부착된 회로에도 관련된 것이다. 일 실시형태에서, 머신은 패키징되지 않은 다이를 "웨이퍼 테이프"와 같은 기판으로부터 회로 기판과 같은 제품 기판으로 직접 이송하는 기능을 한다. 패키징되지 않은 다이의 직접 이송은 종래의 수단에 의해 생산된 유사한 제품에 비해 최종 제품의 두께뿐만 아니라 제품 기판을 제조하기 위한 시간 및/또는 비용을 상당히 감소시킬 수 있다.
이러한 설명의 목적을 위해, 용어 "기판"은 공정 또는 행위를 일으키는 대상이 되는 임의의 물질을 지칭한다. 또한, 용어 "제품"은 완성 상태와 관계없이, 공정 또는 행위로부터의 원하는 생산물을 지칭한다. 따라서 제품 기판은 원하는 생산물을 위해 공정 또는 행위를 일으키는 대상이 되는 임의의 물질을 지칭한다. 본원에서, 용어 "제품 기판"은, 웨이퍼 테이프(예를 들어, 다이를 미리 분류하고 향후 사용을 위한 분류된 다이 시트들을 생성하기 위함); 시트 또는 다른 비평면 형상으로 형성된 종이 또는 폴리머 기판 - 폴리머(반투명이든 다른 것이든)는 실리콘, 아크릴, 폴리에스테르, 폴리카보네이트 등을 포함하나 이에 제한되지 않는 임의의 적합한 폴리머들부터 선택될 수 있음 -; 회로 기판(예를 들어, 인쇄 회로 기판(PCB)); 평행 연장되는 한 쌍의 전도성 와이어들 또는 "스레드들"을 포함할 수 있는 스트링 또는 스레드 회로; 및 면, 나일론, 레이온, 가죽 등의 천 재료를 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 제품 기판의 재료 선택은 내구성 재료, 유연성 재료, 강성 재료, 및 이송 공정이 성공적이게 되고 제품 기판의 최종 용도에 대한 적합성을 유지하는 다른 재료를 포함할 수 있다. 제품 기판은 제품을 형성하기 위한 전도성 회로의 역할을 하도록 오로지 전도성인 재료로 형성되거나 또는 적어도 부분적으로 전도성인 재료로 형성될 수 있다. 제품 기판의 잠재적인 유형은 유리 병, 차량 창문, 또는 유리 판과 같은 품목들을 더 포함할 수 있다.
일 실시형태에서, 제품 기판은 그 위에 배치된 회로 트레이스를 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 회로 트레이스는 이송되는 다이 상의 전기적 접촉 단자들(미도시) 사이의 거리를 수용하기 위해 트레이스 간격 또는 간극으로 이격된 한 쌍의 인접한 트레이스 라인들을 포함할 수 있다. 따라서, 회로 트레이스의 인접한 트레이스 라인들 사이의 트레이스 간격 또는 간극은 다이의 적절한 연결성 및 후속 활성화를 보장하기 위해 이송되는 다이의 크기에 따라 크기가 조정될 수 있다. 예를 들어, 회로 트레이스는 약 10 내지 200 마이크로미터, 약 100 내지 175 마이크로미터, 또는 약 125 내지 150 마이크로미터 범위의 트레이스 간격 또는 간극을 가질 수 있다.
회로 트레이스는 스크린 인쇄, 잉크젯 인쇄, 레이저 인쇄, 수동 인쇄, 또는 다른 인쇄 수단을 통해 배치된 전도성 잉크로부터 형성될 수 있다. 또한, 회로 트레이스는 추가적인 안정성을 제공하기 위해 미리 경화되고 반건조 또는 건조될 수 있는 한편, 다이 전도성의 목적을 위해 여전히 활성화될 수 있다. 습식 전도성 잉크가 또한 회로 트레이스를 형성하는 데 사용될 수 있거나 습식 및 건식 잉크의 조합이 회로 트레이스에 사용될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 회로 트레이스는 와이어 트레이스로 미리 형성되거나, 포토 에칭되거나, 용융된 재료로부터 회로 패턴으로 형성되며 이어서 제품 기판에 부착, 내장되거나 그렇지 않으면 고정될 수 있다.
회로 트레이스의 재료는 은, 구리, 금, 탄소, 전도성 폴리머 등을 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 일 실시형태에서, 회로 트레이스는 은 코팅된 구리 입자를 포함할 수 있다. 회로 트레이스의 두께는 사용된 재료의 유형, 의도한 기능 및 해당 기능을 달성하기 위한 적절한 강도 또는 유연성, 에너지 용량, LED의 크기 등에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 회로 트레이스의 두께는 약 5 마이크로미터 내지 20 마이크로미터, 약 7 마이크로미터 내지 15 마이크로미터 또는 약 10 마이크로미터 내지 12 마이크로미터의 범위일 수 있다.
따라서, 하나의 비제한적인 예에서, 제품 기판은 회로 트레이스를 형성하기 위해 은 기반의 전도성 잉크 재료를 사용하여 원하는 회로 패턴이 그 위에 스크린 인쇄된 가요성의 반투명 폴리에스테르 시트일 수 있다.
일 실시형태에서, 머신은 예를 들어 웨이퍼 테이프로부터 이송된 LED들과 같은 "패키징되지 않은" 다이를 수용하기 위한 제품 기판을 고정할 수 있다. 다이를 사용하여 제품들의 치수들을 줄이기 위해 다이는 매우 작고 얇을 수 있다. 예를 들어, 다이는 두께가 약 50 마이크로미터일 수 있다. 다른 경우들에서, 다이는 두께가 30 마이크로미터 미만일 수 있다. 그러나 본원에 개시된 바와 같은 시스템들 및 방법들은 200 마이크로미터 이상의 두께와 같이 50 마이크로미터보다 큰 다이 두께에 적용될 수 있음에 유의해야 한다. 다이의 상대적으로 작은 크기로 인해, 머신은 정확한 배치를 보장하고/하거나 제품 재료 낭비를 피하기 위해 다이를 운송하는 웨이퍼 테이프와 이송 기구 둘 다 모두를 제품 기판의 이송 위치와 정확하게 정렬시키도록 기능하는 구성요소들을 포함한다. 일 실시형태에서, 이송 기구 및 웨이퍼 테이프 상의 다이를 정렬시키는 구성요소들은, 웨이퍼 테이프 및 이송 기구가 각각 고정되고 웨이퍼 테이프 상의 특정 다이가 제품 기판 상의 특정 지점으로 이송되도록 정렬 위치로 개별적으로 운반되는, 한 세트의 브리지들을 포함할 수 있다.
일 실시형태에서, 머신은 다이를 "패키징"하지 않고 웨이퍼 테이프로부터 제품 기판으로 다이를 직접 이송하기 위한 이송 기구를 더 포함한다. 이송 기구는 웨이퍼 테이프를 통해 제품 기판을 향해 다이를 누르도록 웨이퍼 테이프 위에 수직으로 배치될 수 있다. 다이를 누르는 이러한 공정은 웨이퍼 테이프로부터 분리된 다이가 제품 기판에 부착될 때까지 다이의 측면들에서 시작하여 다이가 웨이퍼 테이프에서 벗겨지게 할 수 있다. 즉, 다이와 웨이퍼 테이프 사이의 접착력을 감소시키고 다이와 제품 기판 사이의 접착력을 증가시킴으로써 다이는 이송될 수 있다.
일 실시형태에서, 이송 기구는 웨이퍼 테이프에 맞대어 순환적으로 작동되어 웨이퍼 테이프를 상면으로부터 밀어낼 수 있는 핀 또는 니들과 같은 세장형 로드를 포함할 수 있다. 니들은 이송되는 다이의 폭보다 더 넓지 않도록 크기가 조정될 수 있다. 다만 다른 사례들에서, 니들의 폭은 더 넓거나 또는 임의의 다른 치수일 수 있다. 니들의 단부가 웨이퍼 테이프와 접촉할 때, 웨이퍼 테이프는 다이와 웨이퍼 테이프 사이의 영역에서 국부적 휘어짐을 겪을 수 있다. 휘어짐이 매우 국부적이고 빠르게 수행되기 때문에, 니들로부터 압력을 받지 않는 웨이퍼 테이프 부분은 다이의 표면으로부터 떨어져 구부러지기 시작할 수 있다. 따라서 이러한 부분적 분리는 다이가 웨이퍼 테이프와의 충분한 접촉을 잃게 하여, 웨이퍼 테이프로부터 해제되도록 할 수 있다. 더욱이 일 실시형태에서, 웨이퍼 테이프의 휘어짐은 웨이퍼 테이프와 접촉하는 다이의 표면적 전체를 유지하기에 너무 작을 수 있지만, 여전히 다이의 대향 표면으로 하여금 인접 다이의 의도하지 않은 이송을 피하도록 인접 다이의 대응하는 표면의 연장의 평면을 넘어서 연장되게 한다.
일 실시형태에서, 이송 장치는 다이 기판 및 이송 기구 어셈블리를 운송하는 프레임을 유지하는 하나 이상의 브리지 구조체들을 포함할 수 있다. 본원에 설명된 다른 실시형태들과 유사하게, 다이 기판은 그에 부착되는 반도체 다이를 갖는 웨이퍼 테이프일 수 있다. 이송 기구 어셈블리는 정렬될 때 다이 기판으로부터 제품 기판으로 다이를 누르는 핀을 작동시키도록 구성된 핀 작동기를 포함할 수 있다. 일부 경우들에서, 제품 기판은 제품 기판을 제1 방향으로 병진 이동시키도록 구성된 스테이지 상에 배치될 수 있다. 하나 이상의 브리지 구조체들은 또한 이동하도록 구성될 수 있으며, 그에 따라 다이 기판 및/또는 이송 기구 어셈블리를 실질적으로 동일한 제1 방향으로 이동시킨다. 다시 말해서, 제품 기판이 놓이는 스테이지는 이송 장치에서 이동 가능하게 배치될 수 있고 수동으로 및/또는 컴퓨터 제어 모터(들)를 통해 이동하도록 구성될 수 있다. 유사하게, 하나 이상의 브리지 구조체들은 이송 장치의 한 세트의 레일들에 이동 가능하게 장착될 수 있고 또한 컴퓨터 제어 모터(들)를 통해 이동하도록 구성될 수도 있다.
브리지들 각각은 브리지 구조체가 장착되는 한 세트의 레일들에 실질적으로 수직으로 연장되는 레일 또는 그 위에 배치된 트랙을 가질 수 있다. 다이 기판을 운송하는 프레임과 이송 기구 어셈블리는 다이 기판 및/또는 이송 기구 어셈블리를 지지하는 프레임이 브리지 구조체가 이동 가능한 제1 방향에 실질적으로 수직인 제2 방향으로 이동 가능하도록 동일한 브리지에 장착되거나 전술한 레일 또는 트랙을 통해 각각 별개의 브리지에 장착될 수 있다. 이러한 방식으로, 브리지 구조체들은 다이 기판 및/또는 이송 기구 어셈블리를 제2 방향으로 운송하는 프레임의 이동과 무관하게 제1 방향으로 이동될 수 있다.
하나 이상의 브리지 구조체들, 다이 기판을 운송하는 프레임, 이송 기구 어셈블리 및/또는 제품 기판은 컴퓨터 제어 모터들을 통해 이동될 수 있으므로 이송 기구 어셈블리는 다이 기판 상에서 이송될 다음 다이 및 제품 기판 상의 다음 이송 위치와 정렬될 수 있다. 이 시점에서, 이송 기구 어셈블리의 핀이, 이송될 다음 다이의 후면에서 다이 기판에 압력을 가하여, 다이가 제품 기판에 배치될 위치에서 다이를 제품 기판과 접촉시켜 제품 기판으로 이송하도록, 작동될 수 있다. 이러한 공정은 제품 기판 상으로 이송될 모든 다이가 다이 기판(예를 들어, 웨이퍼 테이프)으로부터 제품 기판으로 이송될 때까지 반복될 수 있다.
일 실시형태에서, 이송 장치는 제1 브리지 및 제2 브리지("브리지들")를 구비할 수 있다. 제1 브리지 및 제2 브리지 모두는 제1 레일 및 제2 레일("레일들")을 따라 제1 방향으로(예를 들어, 제품 기판의 길이 또는 폭을 따라) 이동 가능할 수 있으며, 여기서 제1 레일 및 제2 레일은 제품 기판을 유지하도록 구성된 스테이지의 반대측에 각각 배치될 수 있다. 이러한 설명의 목적을 위해 용어 "레일"이 사용되지만, 실질적으로 단일 방향(예를 들어, 제1 방향을 따르지만 제1 방향에 대해 직교하는 구성요소들을 갖는 방향은 아님)으로 브리지들의 이동을 위한 임의의 적합한 가이드가 실시형태에 따라 고려됨을 이해해야 한다. 브리지들은 브리지들을 레일들을 따라 이동시키기 위해 각각 그 위에 배치된 하나 이상의 모터(들)를 구비할 수 있다. 대안적으로, 브리지들은 레일들을 따라 이동할 수 있도록, 예컨대 케이블, 체인 및/또는 풀리를 통해서, 하나 이상의 모터(들)에 기계식으로 결합될 수 있다.
제1 브리지는 제1 레일 및 제2 레일과 각각 맞물리는 2개의 레그부; 및 2개의 레그부들 사이를 연결하는 브리지부를 포함할 수 있다. 브리지부는 스테이지 및/또는 스테이지에 제공되는 제품 기판 위에 걸쳐 있다. 제1 브리지의 브리지부는 그 길이의 일부를 따라 배치된 트랙 또는 가이드를 가질 수 있다. 이러한 트랙은 제1 브리지가 이동 가능하게 장착될 수 있는 제1 및 제2 레일들에 실질적으로 수직인 방향으로 브리지부를 따라 연장될 수 있다. 이송 기구 어셈블리는 이러한 트랙을 따라 이동 가능하게 배치될 수 있다. 이송 기구 어셈블리는 하나 이상의 컴퓨터 제어 모터들에 기계식으로 결합되어 이송 기구 어셈블리를 제1 브리지의 트랙을 따라 이동시킬 수 있다. 일 실시형태에서, 이송 기구 어셈블리는 트랙 상에 배치되어 이송 기구 어셈블리가 스테이지 및/또는 스테이지 상에 배치된 제품 기판을 가로질러(예를 들어, 폭) 전체 거리를 이동하도록 구성될 수 있다.
제1 브리지와 유사하게, 제2 브리지는 또한 제1 및 제2 레일들과 각각 맞물리는 2개의 레그부; 및 2개의 레그부들 사이를 연결하는 브리지부를 포함할 수 있다. 브리지부는 스테이지 및/또는 스테이지에 제공되는 제품 기판 위에 걸쳐 있다. 제2 브리지의 브리지부는 또한 그 길이의 일부를 따라 배치된 트랙 또는 가이드를 가질 수 있다. 이러한 트랙은 제2 브리지가 이동 가능하게 장착될 수 있는 제1 및 제2 레일들에 실질적으로 수직인 방향으로 브리지부를 따라 연장될 수 있다. 프레임 또는 홀더에 장착됨에 따라 다이 기판은 제2 브리지의 이러한 트랙을 따라 이동 가능하게 배치될 수 있다. 다이 기판은 하나 이상의 컴퓨터 제어 모터들에 기계식으로 결합되어, 다이 기판 프레임 상에 장착된 다이 기판을 제2 브리지의 트랙을 따라 이동시킬 수 있다. 일 실시형태에서, 다이 기판 프레임은 트랙 상에 배치되어 다이 기판이 스테이지 및/또는 스테이지 상에 배치된 제품 기판을 가로질러(예를 들어, 폭) 전체 거리를 이동하도록 구성될 수 있다.
스테이지, 이송 기구 어셈블리 및 다이 기판뿐만 아니라 2개의 브리지들은 제어기를 통해 이동되어 이송될 다이 기판의 다이를 이송 기구 어셈블리의 핀과 함께 다이가 배치될 기판 제품 상의 위치와 정렬할 수 있다. 이러한 정렬 후에, 이송 기구 어셈블리의 핀은 제품 기판(또는 적절한 경우 제품 기판 상의 회로 트레이스)과 접촉하는 다이를 밀어 제품 기판 상으로 다이를 이송하도록 작동될 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 이송 장치는 2개의 브리지 구조체 각각에 하나 초과의 이송 기구 어셈블리 및 하나 초과의 다이 기판을 포함할 수 있다. 이는 제품 기판으로 이송되는 다이의 병렬 처리(예를 들어, 컴포넌트의 작은 이동에 뒤이어 다이 이송)를 허용할 수 있다. 다수의 이송 기구 어셈블리들 및 다수의 대응하는 다이 기판들을 갖는 이송 장치는 상이한 유형들의 다이와의 조립을 허용할 수 있다. 예를 들어, 특정 색상의 마이크로 크기의 LED가 제1 다이 기판으로부터 이송될 수 있고, 다른 색상의 마이크로 크기의 LED가 또 다른 다이 기판으로부터 이송될 수 있다. 또 다른 예에서, 렌즈 또는 전기적으로 작동 가능한 요소(즉, 커패시터, 트랜지스터, 제어기 등)는 제1 기판으로부터 이송될 수 있는 한편, 임의의 크기 또는 색상의 LED는 제2 기판으로부터 이송될 수 있다.
일 실시형태에서, 이송 장치는 2개 미만 또는 2개 초과의 브리지 구조체들(예를 들어, 1개, 3개, 4개, 5개 등)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 2개의 브리지 구조체들의 2세트가 병렬로 작동하여 이송 장치에 의해 출력되는 제품 기판들의 처리량을 증가시키도록 구성될 수 있는 4개의 브리지 구조체가 구현될 수 있다. 위에 설명된 바와 같이, 여러 세트들의 이송 기구 어셈블리들 및 다이 기판 홀더들을 사용하면 한 세트의 브리지 구조체들로부터 한 유형의 렌즈 또는 다른 전기적으로 작동 가능한 요소를 이송하고 또 다른 세트의 브리지 구조체들로부터 또 다른 유형의 렌즈 또는 다른 전기적으로 작동 가능한 요소를 이송함으로써 다양성을 가능하게 할 수도 있다. 임의의 실시형태에서, 단일 브리지 구조체가 이송 기구 어셈블리와 다이 기판 홀더 모두를 구현할 수 있으며, 또는 적어도 두 개의 브리지 구조체들이 구현되는 경우, 하나 이상의 이송 기구 어셈블리들 및 하나 이상의 다이 기판 홀더들이 이송 장치(즉, 인접한 브리지 상의 다이 기판 홀더와 작동하는 제1 브리지 상의 이송 기구 어셈블리)의 인접한 브리지 구조체들 상에 각각 분포되어 브리지 구조체들이 함께 이동하여 다이를 이송할 수 있음을 추가로 이해해야 한다.
일 실시형태에서, 이송 장치가 이송에 관련된 컴포넌트들의 정확한 이송 위치 및 정렬을 결정하는 것을 돕기 위해 하나 이상의 센서들이 구현될 수 있다. 또한, 다이 맵은 소정의 다이 기판 상의 어느 다이가 다이 품질 또는 기타 다이 인자들에 따라 이송되어야 하는지를 결정하게끔 장치를 안내하는 데 도움이 되도록 하기 위해 사용될 수 있다. 센서들 및 다이 맵은 미국 특허 제9,633,883호에서 논의된 바와 유사하게 구현될 수 있다.
미국 출원 제15/978,094호에서 설명된 바와 같이, 다수의 이송 기구들과 연동하여 본원에 설명된 이송 장치를 사용한 다이 이송 속도들은 종래의 머신에서 이용 가능한 것보다 상당히 더 높은 이송 속도를 허용할 수 있다. 다이 이송 속도는 장치에 의해 초당 이송되는 다이의 수이며, 이는 예를 들어, 초당 배치되는 약 5개 내지 500개의 다이, 50개 내지 400개의 다이, 100개 내지 300개의 다이, 또는 150개 내지 250개의 다이 범위를 포함할 수 있다.
직접 이송 시스템(100)의 일 실시형태의 단순화된 예가 도 1에 예시된다. 이송 시스템(100)은 개인용 컴퓨터(PC)(102)(또는 서버, 데이터 입력 디바이스, 사용자 인터페이스 등), 데이터 저장소(104), 웨이퍼 테이프 기구(106), 제품 기판 기구(108), 및 이송 기구(110)를 포함할 수 있다. 웨이퍼 테이프 기구(106), 제품 기판 기구(108), 및 이송 기구(110)에 대한 보다 상세한 설명이 지금까지 주어졌으므로, 이들 기구들에 대한 구체적인 세부사항들은 여기서 반복되지 않는다. 그러나, 웨이퍼 테이프 기구(106), 제품 기판 기구(108), 및 이송 기구(110)가 PC(102)와 데이터 저장소(104) 사이의 상호작용들과 어떻게 관련되는지에 대한 간략한 설명이 이후에 설명된다.
일 실시형태에서, PC(102)는 데이터 저장소(104)와 통신하여 이송 기구(110)를 사용하여 웨이퍼 테이프 기구(106)의 웨이퍼 테이프로부터 다이가 제품 기판에 부착될 수 있는 제품 기판 기구(108)의 제품 기판으로 다이를 직접 이송하는 이송 공정에 유용한 정보 및 데이터를 수신한다. PC(102)는 또한 웨이퍼 테이프 기구(106), 제품 기판 기구(108), 및 이송 기구(110) 각각으로 그리고 그로부터 중계되는 데이터의 수신기, 컴파일러, 조직기 및 제어기로서의 역할을 할 수 있다. PC(102)는 이송 시스템(100)의 사용자로부터 지시된 정보를 추가로 수신할 수 있다. 도 1은 웨이퍼 테이프 기구(106)와 제품 기판 기구(108)에 인접하게 방향 이동 기능 화살표들을 도시하고, 이들 화살표들은 단지 이동성을 위한 일반적인 방향들을 나타내지만, 웨이퍼 테이프 기구(106)와 제품 기판 기구(108) 둘 다는 또한 예를 들어 평면에서의 회전, 피치, 롤 및 요(yaw)를 포함한 다른 방향들로 이동하도록 구성될 수도 있음이 고려된다는 점에 유의할 것이다.
도 2는 다이(272)를 다이 기판(270)으로부터 제품 기판(210)으로 이송하기 위한 브리지 장치들(230, 260)을 갖는 예시적인 이송 장치(200)의 개략도를 예시한다. 이송 장치(200)는 제품 기판(210)을 유지하도록 구성된 이동식 스테이지(202)를 포함할 수 있다. 이동식 스테이지(202)는 하나 이상의 방향(예를 들어, x-방향, y-방향, 또는 x-방향과 y-방향 모두)으로 이동하도록 구성될 수 있다. 일 실시형태에서, 이동식 스테이지(202)는 또한 (예를 들어, z-방향으로) 상하로 이동하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 이동식 스테이지(202)는 예를 들어 모터 또는 다른 기계적 장치에 결합함으로써 도면 부호 222의 방향으로 이동하도록 구성될 수 있다.
제품 기판(210)은 본원에 설명된 바와 같이 임의의 적합한 재료(예를 들어, PCB, FR-4 보드, 종이, 판지, 유리, 세라믹, 플라스틱, 테이프 등)일 수 있다. 제품 기판(210)은 반도체 다이와 같은 다이(212)를, 그리고/또는 그 위에 및/또는 안에 배치되고/되거나 형성된 회로 트레이스들(214)을 미리 이송할 수 있다. 일 실시형태에서, 다이(212)는 본원에 설명된 방법들 및 장치에 따라 제품 기판(210) 상에 배치될 수 있다. 회로 트레이스들(214)은 임의의 적합한 유형 및/또는 면적 밀도일 수 있다. 이들 회로 트레이스들(214)은 전도성으로, 예를 들어 다이(212)와 제품 기판(210)의 하나 이상의 다른 요소들 사이에서 전류를 전달하도록 구성될 수 있다.
제품 기판(210)은 트리 구조(216) 또는 십자(218)와 같은 임의의 적합한 유형의 정렬 특징부들(216, 218)을 더 포함할 수 있다. 정렬 특징부들(216, 218)은 PC(102)와 같은 제어기에 알려질 수 있는 특정 제품 기판(210)에 대한 알려진 좌표들을 가질 수 있다. 그들 알려진 좌표들과 함께 정렬 특징부들(216, 218)은 이송 장치(200)의 다양한 구성요소들의 위치들을 결정하기 위해 PC(102)에 의해 사용될 수 있다. 따라서, 정렬 구조체들(216, 218)은 예컨대 광학 이미징에 의해 검출될 수 있고, 다이(272)를 제품 기판(210) 상으로 이송하기 위해 이송 장치(200)의 구성요소들을 정렬하고/하거나 배향하는 데 사용될 수 있다. 제품 기판(210)은 게다가 다이가 이송될 위치들 및/또는 장소들(220)도 가질 수 있다. 일부 경우들에서, 다이가 이송될 위치(220)는 시각적으로 식별될 수 있고, 광학 검출에 의해 식별될 수 있다. 다이가 이송될 위치들(220)의 이러한 시각적 표시는 또한 다이(272)를 제품 기판(210) 상으로 이송하기 위해 이송 장치(200)의 구성요소들을 정렬하는 데 사용될 수 있다. PC(102)는 제품 기판 데이터 파일의 형태로 다이 이송 위치들(220) 및/또는 정렬 특징부들(216, 218)과 같은 제품 기판(210)에 관한 정보를 수신할 수 있다.
이송 장치(200)는 제1 브리지 구조체(230) 및 제2 브리지 구조체(260)를 더 포함할 수 있다. 제1 브리지 구조체(230)는 제1 레그(232), 제2 레그(234), 및 제1 레그(232)와 제2 레그(234) 사이에 배치된 브리지부(236)를 구비할 수 있다. 제1 브리지 구조체(230)는 제1 레일(290) 및 제2 레일(292)을 따라 이동하도록 구성될 수 있다. 레그들(232, 234)은 제1 브리지 구조체(230)가 제1 레일(290)과 제2 레일(292)을 따라 이동할 수 있도록 레일들(290, 292)에 이동 가능하게 결합될 수 있다.
제1 브리지 구조체(230)는 그의 브리지부(236)를 따라 배치된 레일 및/또는 트랙(238)을 구비할 수 있다. 본원에 설명된 바와 같이, 이송 기구 어셈블리(240)는 트랙(238) 상에 이동 가능하게 장착될 수 있다. 트랙(238) 및 그에 따른 이송 기구 어셈블리(240)의 위치들의 범위는 제품 기판(210) 상의 임의의 적합한 위치 상으로 다이(272)의 이송을 가능하게 하도록 제품 기판(210)의 폭과 같거나 그보다 더 클 수 있다. 이송 기구 어셈블리(240)는 본원에 설명된 바와 같이 이송 기구 어셈블리(240)에서 외측으로 연장되고 이송 기구 어셈블리(240)를 향해 내측으로 후퇴하도록 작동 가능한 핀(276)을 구비할 수 있다.
제1 브리지 구조체(230)는 제1 브리지 구조체(230)를 레일들(290, 292)을 따라 이동할 수 있게 하고 이송 기구 어셈블리(240)를 트랙(238)을 따라 이동할 수 있게 하는 하나 이상의 모터들(242, 244, 246, 248)을 더 포함할 수 있다. 모터(242)는 예컨대 제2 레그(234)의 하우징 내와 같은 제2 레그(234) 내에 인케이싱될 수 있고, 모터(244)는 제1 레그(234) 내에 인케이싱될 수 있다. 모터들(242, 244)은 PC(102)에 의해 컴퓨터로 제어되어 제1 브리지 구조체를 레일들(290, 292)을 따라 도면 부호 252의 방향으로 이동시키기 위해 레일들(290, 292)에 대해 레그들(232, 234)에 힘을 가할 수 있다. 도면 부호 252의 방향은 이동 가능한 스테이지(202)가 이동하도록 구성될 수 있는 도면 부호 222의 방향과 동일한 방향일 수 있다.
모터들이 레그들(232, 234)에 배치된 것으로 도시되어 있지만, 모터들(242, 244)과 레그들(232, 234)의 임의의 적합한 결합이 제1 브리지 구조체(230)를 레일들(290, 292)을 따라 이동시키도록 구현될 수 있음을 이해해야 한다. 예를 들어, 제1 브리지 구조체(230)의 레그(232, 234)마다 하나 이상의 모터(242, 244)가 있을 수 있다. 추가적으로 일 실시형태에서, 모터들(242, 244)은 레그들(232, 234)의 외부에 위치될 수 있고 와이어, 케이블, 풀리 등을 통해 레그들 각각에 각각 결합될 수 있다.
모터들(246, 248)은 이송 장치(200)와 결합되어 이송 기구 어셈블리(240)를 이동시킨다. 예를 들어, 모터들(246, 248)은 제1 브리지 구조체(230)의 브리지부(236) 내에 및/또는 위에 배치될 수 있다. 이송 기구 어셈블리(240)는 와이어, 케이블, 풀리 등(미도시)에 의해 모터(246, 248)에 기계식으로 결합될 수 있다. 모터들(246, 248)은 이송 기구 어셈블리(240)를 트랙(238)의 길이를 따라 이동시키도록 PC(102)에 의해 제어될 수 있다. 제1 브리지 구조체(230)는 예를 들어 선형 센서와 같은 하나 이상의 센서들(250)을 더 포함할 수 있다. 센서(250)는 제1 브리지 구조체(230)의 트랙(238)을 따라 이송 기구 어셈블리(240)의 위치를 나타내는 신호를 제공하도록 구성될 수 있다. 센서(250)는 홀 효과 센서, 자기 센서, 정전용량 센서, 광학 센서, 음파 센서 등과 같은 임의의 적합한 유형일 수 있다. 일부 경우들에서, 가속도계(예를 들어, MEMS(Micro-Electro-Mechanical System) 기반 가속도계)와 같은 센서들 또는 임의의 다른 적합한 센서들은 이송 기구 어셈블리(240)의 위치를 나타내기 위해 이송 기구 어셈블리(240) 내에 또는 그 위에 배치될 수 있다. 다른 경우들에서, 모터들(246, 248)에 입력되고/되거나 그 입력에서 측정된 전류 및 전압들은 제1 브리지 구조체(230)의 트랙(238)을 따라 이송 기구 어셈블리(240)의 위치를 결정하는 데 사용될 수 있다. 일부 경우들에서, 더 큰 정밀도, 정확도, 및/또는 이중화(redundancy)를 위해 전술한 기구들의 조합을 사용하여 제1 브리지 구조체(230)의 트랙(238)을 따라 이송 기구 어셈블리(240) 위치를 결정할 수 있다.
PC(102)와 같은 제어기는 센서들(250), 카메라(298) 및/또는 임의의 다른 적합한 검출기들로부터 신호를 수신하고 제1 브리지 구조체(230)를 의도된 위치에 위치시킬 수 있음을 이해해야 한다. 이러한 위치 설정은 제품 기판(210) 상으로 이송될 다음 다이(272)에 대응할 수 있다. 추가적으로, PC(102)는 이송 기구 어셈블리(240)를 제1 브리지 구조체(230)의 트랙(238)을 따라 위치시키도록 구성될 수 있다. 특히, PC(102)는 하나 이상의 모터들(242, 244, 246, 248)을 제어하여 제1 브리지 구조체(230) 및 이송 기구 어셈블리(240)를 위치시킬 수 있다. 본원에 논의된 바와 같이, 이러한 위치 설정은 또한 다이가 배치될 제품 기판(210) 상의 위치들을 나타내는 데이터 파일들 및/또는 다이 기판(270) 상의 다이 위치들 및/또는 알려진 양호한 다이를 나타내는 데이터 파일들과 같은 하나 이상의 데이터 파일들에 적어도 부분적으로 기초할 수 있다.
일 실시형태에서, 제2 브리지 구조체(260)는 제1 브리지 구조체(230)와 실질적으로 유사할 수 있다. 제2 브리지 구조체(260)는 제1 레그(262), 제2 레그(264), 및 제1 레그(262)와 제2 레그(264) 사이에 배치된 브리지부(266)를 구비할 수 있다. 제2 브리지 구조체(260)는 제1 레일(290) 및 제2 레일(292)을 따라 이동하도록 구성될 수 있다. 레그들(262, 264)은 레일들(290, 292)에 이동 가능하게 결합될 수 있고 제2 브리지 구조체(260)가 제1 레일(290) 및 제2 레일(292)을 따라 이동하도록 허용할 수 있다. 제1 브리지 구조체(230)와 제2 브리지 구조체(260)가 모두 동일한 레일들(290, 292)에 결합되기 때문에 제1 브리지 구조체(230)의 이동은 레일들(290, 292)의 위치 및 제2 브리지 구조체(260)에 의해 제한될 수 있으며, 그 반대로도 마찬가지이다. 제2 브리지 구조체는 제1 브리지 구조체(230)의 이동 방향(252)과 동일한 방향(282)을 따라 이동할 수 있다. 다시 말해서, 제1 브리지 구조체(230) 및 제2 브리지 구조체(260) 모두의 이동은 동일한 방향(예를 들어, x-방향)을 따를 수 있다.
일 실시형태에서, 제1 브리지 구조체(230) 및 제2 브리지 구조체(260)의 이동은 이동식 스테이지(202) 및/또는 제품 기판(210)의 전체 길이에 실질적으로 걸쳐 있을 수 있다. 이는 제1 브리지 구조체(230) 및 제2 브리지 구조체(260)가 제품 기판(210)의 전체 표면 상에 실질적으로 다이(272)를 배치하기 위해 서로 협력하는 것을 허용한다.
제2 브리지 구조체(260)는 이의 브리지부(266)를 따라 배치된 트랙(이 도면에서는 파악하기 어려움)을 구비할 수 있다. 패키징되지 않은 다이(272)가 그 위에 있는 다이 기판(270)을 유지하는 다이 기판 프레임(268)은 제2 브리지 구조체(260)의 트랙 상에 이동 가능하게 장착될 수 있다. 트랙 및 그에 따른 다이 기판(270)의 위치들의 범위는 다이(272)를 제품 기판(210) 상의 임의의 적합한 위치 상으로 이송시킬 수 있게 하도록 제품 기판(210)의 폭과 같거나 그보다 더 클 수 있다. 본원에 설명된 바와 같이, 다이 기판(270)은 웨이퍼 테이프와 같은 임의의 적합한 기판일 수 있으며, 이 기판 상에 패키지 기판(210)으로 이송될 패키징되지 않은 다이(272)가 유지된다.
제2 브리지 구조체(260)는 제2 브리지 구조체(260)를 레일들(290, 292)을 따라 이동할 수 있게 하고/하거나 다이 기판(270)을 제2 브리지 구조체(260)의 트랙을 따라 이동할 수 있게 하는 하나 이상의 모터들(278, 280, 284, 286)을 더 포함할 수 있다. 모터(278)는 제1 레그(262) 내에, 예를 들어 제1 레그(262)의 하우징 내에 인케이싱될 수 있고, 모터(280)는 제2 레그(264) 내에 인케이싱될 수 있다. 모터들(278, 280)은 PC(102)를 통해 컴퓨터로 제어될 수 있는데, 예를 들면, 제2 브리지 구조체(260)를 레일들(290, 292)을 따라 도면 부호 282의 방향으로 이동시키기 위해 레일들(290, 292)에 대해 레그들(262, 264)에 힘을 가하도록 제어될 수 있다. 일부 경우들에서, 도면 부호 282의 방향은 이동식 스테이지(202)가 이동하도록 구성될 수 있는 동일한 방향인 도면 부호 222의 방향을 따를 수 있을 뿐만 아니라, 제1 브리지 구조체(230)가 이동하도록 구성되는 도면 부호 252의 방향도 따를 수 있다.
모터(278, 280)가 제1 브리지 구조체(230)의 경우에서와 같이 레그(262, 264)에 배치된 것으로 도시되어 있지만, 레그(262, 264)에 대한 모터(278, 280)의 임의의 적합한 구성이 제2 브리지 구조체(260)를 레일들(290, 292)을 따라 이동시키는 데 사용될 수 있음을 이해해야 한다. 예를 들어, 제2 브리지 구조체(260)의 레그(262, 264)마다 하나 이상의 모터(278, 280)가 있을 수 있다. 추가적으로 일부 경우들에서, 모터들(278, 280)은 레그들(262, 264)의 외부에 제공될 수 있고 와이어, 케이블, 풀리 등에 의해 레그들(262, 264)에 결합될 수 있다.
모터들(284, 286)은 제2 브리지 구조체(260)의 브리지부(266) 내에 및/또는 위에 배치될 수 있다. 다이 기판(270)은 와이어, 케이블, 풀리 등(미도시)에 의해 모터들(284, 286)에 기계식으로 결합될 수 있다. 모터들(278, 280)은 PC(102)를 통해 제어되어, 다이 기판(270)을 그 다이 기판(270)이 장착된 다이 기판 프레임(268)을 통해 제2 브리지 구조체(260)의 트랙의 길이를 따라 이동시킬 수 있다. 제2 브리지 구조체(260)는 여기에서 선형 센서(274)로 도시된 하나 이상의 센서들(274)을 더 포함할 수 있다. 이러한 센서(274)는 센서(250)와 실질적으로 유사할 수 있고, 브리지부(266)의 길이를 따른 다이 기판 프레임(268) 및 다이 기판(270)의 위치를 나타내는 신호를 PC(102)에 제공하도록 구성될 수 있다.
레일들(290, 292)은 그 안에 슬롯(294, 296)을 갖는 하우징으로 도시되어 있지만, 레일들(290, 292)은 임의의 적합한 유형일 수 있다. 실제로, 제1 브리지 구조체(230) 및/또는 제2 브리지 구조체(260)의 이동을 위해 임의의 적합한 가이드, 레일, 트랙 또는 그 외 다른 것이 사용될 수 있다. 이송 장치(200)는 또한 본원에 논의된 바와 같이 카메라(298)를 포함할 수 있다. 이미지 신호와 같은 신호는 PC(102)에 의해 프로세싱될 수 있으며, 일부 경우들에서 센서들(250, 274)로부터의 신호들과 연동하여 사용되어 브리지 구조체들(230, 260), 이송 기구 어셈블리(240) 및/또는 다이 기판(270)의 이동을 제어할 수 있다.
제1 브리지 구조체(230) 및 제2 브리지 구조체는 PC(102)의 제어 하에 이송 기구 어셈블리(240) 및 다이 기판(270)과 함께 이동되어, 이송될 다이(272)를 핀(276)과, 그리고 다이(272)가 배치될 제품 기판 상의 위치(220)와 정렬되게 할 수 있다. PC(102)는 하나 이상의 모터들(242, 244, 278, 280, 246, 248, 284, 286) 또는 다른 적합한 전기기계 장치들을 제어함으로써 이러한 정렬을 수행할 수 있다.
제어기의 제어 하에 그리고 제품 기판(210)에 대한 정보 및 다이 기판(270)에 관한 정보에 적어도 부분적으로 기초하여, 다이(272)는 이송 기구 어셈블리(240)의 핀(276) 및 다이(272)가 이송될 제품 기판 상의 위치와 정렬될 수 있음을 이해해야 한다. 이들 요소들이 2개의 방향(예를 들어, x 방향 및 y 방향)으로 정렬되는 경우, 핀(276)은 제어기(예를 들어, PC(102))의 제어 하에 작동되어 다이(272)가 이송될 제품 기판(210) 상의 위치와 접촉하는 제3 방향(예를 들어, z 방향)으로 다이(272)를 민다. 이송의 실제 발생은 다이와 다이가 이송되어 올 기판 사이의 접착력이 다이와 다이가 이송되어 떠나는 기판 사이의 유지 접착력보다 커질 때 실현될 수 있다.
제품 기판(210) 및 그에 따른 스테이지(202)는 현재 및 차세대 제품들의 생산을 수용하기에 적합한 임의의 크기일 수 있음을 이해해야 한다. 예를 들어, 다이(272)(예를 들어, LED, 마이크로 크기의 LED, IC, 전기적으로 작동 가능한 요소 등)는, 예컨대 스마트 워치 PCB 및 스마트 워치 디스플레이에 사용되는 것과 같은, 비교적 작은 면적의 기판에, 또는 예를 들어 크기가 3.3 미터 X 2.9 미터일 수 있는 10.5 세대 및 그 이상의 유리와 같은 큰 기판에 부착될 수 있다. 실제로, 이송 장치(200)는 그 위에서 제조된 제품들에 최적화되도록 크기가 조정될 수 있다.
다이(272), 핀(276) 및 제품 기판(220) 상의 위치(220)가 정렬될 수 있는 다수의 위치들이 있을 수 있음을 이해해야 한다. 실제로, 이송이 발생할 영역(x 방향 및 y 방향의 영역)을 선택할 수 있는 다수의 이동 가능한 요소들(예를 들어, 이동식 스테이지(202), 제1 브리지 구조체(230), 제2 브리지 구조체(260), 이송 기구 어셈블리(240), 다이 기판(270) 등)이 있다. 이러한 이송 지점은 정렬 지점으로 지칭될 수 있고 초기 기준 프레임에 참조될 수 있으며, 이에 대해 스테이지 기준 프레임 및/또는 브리지 기준 프레임 상의 대응하는 좌표들이 결정될 수 있다. 그러므로 이러한 정렬 지점은 제품 기판(210)과 핀(276)과 다이(272)가 정렬될 고정식 기준 프레임의 지점일 수 있다. 정렬 지점이 위치하는 곳을 선택할 수 있기 때문에 다양한 알고리즘들을 사용하여 특정 다이 이송 공정을 위한 정렬 지점을 결정할 수 있다. 이러한 정렬 지점은 오정렬 레벨들 및/또는 이송 시간과 같이 최적화되거나 임계화될 수 있는 하나 이상의 파라미터들에 적어도 부분적으로 기초하여 결정될 수 있다.
도 3은 다이 기판들(370, 371)로부터 제품 기판(310)으로 다이(372)를 이송하기 위해 제1 브리지(330) 상의 다수의 이송 기구 어셈블리들(332, 334) 및 제2 브리지(340) 상의 다수의 다이 기판들(342, 344)을 갖는 예시적인 이송 장치(300)의 개략도를 예시한다. 다수의 이송 기구 어셈블리들(332, 334) 각각은 각각의 핀(376, 377)을 포함한다. 이송 장치(300)는 도 2의 이송 장치(200)와 유사할 수 있다. 이송 장치(300)와 또 다른 예시적인 실시형태의 이송 장치로 구현될 수 있는 이송 장치(400)(도 4) 사이에는 몇몇 특징들 및/또는 변형들이 있을 수 있다. 다시 말해서, 본원의 개시내용은 이송 장치(200) 및 이송 장치(300)와 연관되어 논의된 특징들의 임의의 조합을 고려한다.
이송 장치(200)와 마찬가지로, 이송 장치(300)는 이동식 스테이지(302)를 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 이동식 스테이지(302)는 제1 방향 및 제1 방향에 실질적으로 수직인 제2 방향으로(예를 들어, x-방향 및 y-방향(312)) 이동할 수 있다. 다시 말해서, 이동식 스테이지(302)는 모터들 및/또는 다른 전기기계 장치들을 통해 두 방향으로 제어될 수 있다. 대안적으로, 이동식 스테이지(302)는 도 2의 이송 장치(200)의 이동식 스테이지(202)와 마찬가지로 한 방향으로만 이동하도록 구성될 수 있다. 도 2의 제품 기판(210)과 실질적으로 유사할 수 있는 제품 기판(310)은 이동식 스테이지(302)의 이동 자유도와 무관하게 이동식 스테이지(302)에 지지될 수 있다.
이송 장치(300)는 제1 브리지 구조체(330) 및 제2 브리지 구조체(340)를 구비할 수 있으며, 이에 대한 설명들은 도 2의 제1 브리지 구조체(230) 및 제2 브리지 구조체(260)와 실질적으로 유사할 수 있으므로, 간결함을 위해 여기서 반복하지 않을 것이다. 보다 단순화된 도면들을 위해, 제1 브리지 구조체(330)와 제2 브리지 구조체(340)를 이동시키기 위한 모터들과 특정한 다른 요소들 및 이에 부착된 요소들은 도 2에서와 같이 도시되지 않았지만 존재하는 것으로 이해해야 한다.
제1 브리지 구조체(330)는 제1 이송 기구 어셈블리(332) 및 제2 이송 기구 어셈블리(334)를 이동 가능하게 유지할 수 있다. 유사하게, 제2 브리지 구조체(340)는 제1 다이 기판 프레임(342) 및 제2 다이 기판 프레임(344)을 이동 가능하게 유지할 수 있다. 제1 브리지 구조체(330) 상에 2개의 이송 기구 어셈블리(332, 334)를 구비하며 2개의 다이 기판 프레임(342, 344)을 구비하는 구성은 제품 기판(310) 상에서 이송되는 다이의 병렬 공정 처리(예를 들어, 구성요소들의 작은 이동에 뒤이은 다이 이송)를 허용할 수 있다. 일 실시형태에서, 제1 브리지 구조체(330) 상의 다수의 이송 기구 어셈블리(332, 334)와 제2 브리지 구조체(340) 상의 다수의 대응 다이 기판 프레임(342, 344)을 갖춘 이러한 구성은 여러 유형의 다이를 대상으로 한 다이 이송을 허용할 수 있다. 예를 들어, 특정 색상의 마이크로 크기의 LED가 제1 다이 기판으로부터 이송될 수 있고, 다른 색상의 마이크로 크기의 LED가 또 다른 다이 기판으로부터 이송될 수 있다.
도 4는 하나 이상의 다이 기판 프레임들(442, 452)로부터 제품 기판(410)으로 다이를 이송하기 위한 둘 이상의 브리지 장치들(430, 440, 450, 460)을 갖는 예시적인 이송 장치(400)의 개략도를 예시한다. 이송 장치(200)와 마찬가지로, 이송 장치(400)는 그 위에 제품 기판(410)을 유지하도록 구성된 이동식 스테이지(402)를 포함할 수 있다. 이동식 스테이지는 도시된 바와 같이 단일 방향(412)으로, 또는 대안적으로 2개의 방향(예를 들어, x-방향 및 y-방향)으로 이동하도록 구성될 수 있다.
이송 장치(400)는 제1 브리지 구조체(430) 및 제2 브리지 구조체(440)뿐만 아니라 제3 브리지 구조체(450) 및 제4 브리지 구조체(460)도 구비할 수 있으며, 이에 대한 설명은 도 2의 제1 브리지 구조체(230) 및 제2 브리지 구조체(260)와 실질적으로 유사할 수 있으므로, 간결함을 위해 여기서 반복하지 않을 것이다. 보다 단순화된 도면들을 위해, 브리지 구조체들(430, 440, 450, 460)을 이동시키기 위한 모터들 및 특정한 다른 요소들과, 이들에 부착된 요소들은 도 2에서와 같이 도시되지 않았지만 존재하는 것으로 이해해야 한다.
제1 브리지 구조체(430)는 제1 이송 기구 어셈블리(432)를 이동 가능하게 유지할 수 있고 제2 브리지 구조체(440)는 제1 다이 기판 프레임(442)을 이동 가능하게 유지할 수 있다. 유사하게, 제3 브리지 구조체(450)는 제2 다이 기판 프레임(452)을 이동 가능하게 유지할 수 있고 제4 브리지 구조체(460)는 제2 이송 기구 어셈블리(462)를 이동 가능하게 유지할 수 있다. 제1 이송 기구 어셈블리(432) 및 제2 이송 기구 어셈블리(462) 각각은 그 각각의 핀(476)(제1 이송 기구 어셈블리(432)의 핀은 제4 브리지 구조체(460)에 의해 가려짐)을 포함한다. 다수의 이송 기구 어셈블리(432, 462)는 다이(472)를 다이 기판(470, 471)으로부터 제품 기판(410)으로의 이송하는 것과 연관된다.
브리지 구조체들(430, 440, 450, 460)은 이송 장치(400)에 의해 조립된 제품의 처리량을 증가시키기 위해 병렬로 작동하도록 구성될 수 있다. 일 실시형태에서, 이러한 구성은 또한 한 세트의 브리지 구조체들(430, 440)로부터 한 유형의 다이를 이송하고 또 다른 세트의 브리지 구조체들(450, 460)로부터 또 다른 유형의 다이를 이송함으로써 다이 다양성을 가능하게 할 수 있다. 실시형태들은 둘 이상의 브리지 구조체들뿐만 아니라 이송 장치의 하나 이상의 브리지 구조체들에 이동 가능하게 결합된 하나 이상의 이송 기구 어셈블리 및/또는 다이 기판을 포함할 수 있음을 또한 이해해야 한다.
도 5는 공정 처리된 제품 기판(500)의 일 실시형태를 예시한다. 제품 기판(502)은 회로 트레이스의 제1 부분(504A)을 포함할 수 있으며, 이는 전력이 인가될 때 음 또는 양의 전력 단자로서 사용될 수 있다. 회로 트레이스의 제2 부분(504B)은 회로 트레이스의 제1 부분(504A)에 인접하게 연장될 수 있고, 전력이 인가될 때 대응하는 양 또는 음의 전력 단자로서 동작할 수 있다.
웨이퍼 테이프와 관련하여 위에서 유사하게 설명한 바와 같이, 이송 작동을 수행하도록 제품 기판(502)을 어디로 이송할지 결정하기 위해 제품 기판(502)은 판독되거나 그렇지 않으면 검출되는 바코드(미도시) 또는 다른 식별자를 가질 수 있다. 식별자는 회로 트레이스 데이터를 장치에 제공할 수 있다. 제품 기판(502)은 기준점들(506)을 더 포함할 수 있다. 기준점들(506)은 회로 트레이스의 제1 및 제2 부분(504A, 504B)의 위치를 찾도록 하는 감지를 위한 시각적 표시자들일 수 있다. 기준점들(506)이 감지되면, 기준점들(506)에 대한 회로 트레이스의 제1 및 제2 부분(504A, 504B)의 형상 및 상대적 위치가 미리 프로그래밍된 정보에 기초하여 결정될 수 있다.
추가적으로, 다이(508)는 회로 트레이스의 제1 부분(504A)과 제2 부분(504B) 사이에 걸쳐 있는 것으로서 도 5에 도시된다. 이러한 방식으로, 다이(508)의 전기 접촉 단자들(미도시)은 이송 장치들(200, 300, 400)과 같은 이송 작동 동안 제품 기판(502)에 접합될 수 있다. 따라서, 회로 트레이스의 제1 부분(504A)과 제2 부분(504B) 사이에서 흐르도록 전력이 인가됨으로써 다이(508)에 전력을 공급할 수 있다. 예를 들어, 다이는 웨이퍼 테이프로부터 제품 기판(502) 상의 회로 트레이스로 직접 이송된 패키징되지 않은 LED들일 수 있다. 그 후에, 제품 기판(502)은 제품 기판(502)의 완성을 위해 공정 처리될 수 있고 회로 또는 다른 최종 제품에 사용될 수 있다. 또한, 회로의 다른 컴포넌트들이 완성된 회로를 생성하기 위해 동일한 또는 다른 이송 기구에 의해 추가될 수 있고, LED들을 일부 정적인 또는 프로그래밍 가능하거나 적응 가능한 방식으로 하나 이상의 그룹으로 제어하는 제어 로직을 포함할 수 있다.
하나 이상의 다이가 웨이퍼 테이프와 같은 다이 기판으로부터 제품 기판으로 직접 이송되는 직접 이송 공정을 실행하는 방법(600)이 도 6에 예시되어 있다. 본원에 설명된 방법(600)의 공정들은 임의의 특정 순서가 아닐 수 있으며, 이와 같기에, 원하는 제품 상태를 달성하기 위해 임의의 만족스러운 순서로 실행될 수 있다. 방법(600)은 이송 공정 데이터를 PC(102) 및/또는 데이터 저장소로 로딩하는 단계(602)를 포함할 수 있다. 이송 공정 데이터는 다이 맵 데이터, 회로 CAD 파일 데이터 및/또는 니들 프로파일 데이터와 같은 데이터를 포함할 수 있다.
웨이퍼 테이프를 웨이퍼 테이프 프레임 기구로 로딩하는 작동(604)도 또한 방법(600)에 포함될 수 있다. 웨이퍼 테이프를 다이 기판 프레임(268, 342, 344, 442, 452)과 같은 웨이퍼 테이프 프레임으로 로딩하는 단계는 다이 프레임을 로딩 위치로 이동하도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다. 다른 실시형태에서, 웨이퍼 테이프를 웨이퍼 테이프 프레임으로 로딩하는 단계는 웨이퍼 테이프 프레임을 로드 위치로 이동시키는 단계를 필요로 하지 않을 수 있다. 다이 기판(270)과 같은 웨이퍼 테이프는 로드 위치에서 웨이퍼 테이프 프레임 기구에 고정될 수 있다. 웨이퍼 테이프는 다이(272)와 같은 반도체의 다이가 제품 기판 컨베이어 기구를 향해 아래쪽으로 향하도록 로딩될 수 있다.
방법(600)은 제품 기판을 제품 기판 스테이지에 로딩하기 위해 준비하는 단계(606)를 더 포함할 수 있다. 제품 기판을 준비하는 단계는 PC 또는 데이터 저장소로 로딩되는 CAD 파일들의 패턴에 따라 제품 기판 상에 회로 트레이스를 스크린 인쇄하는 단계를 포함할 수 있다. 추가적으로, 이송 공정에 도움이 되도록 하기 위해 회로 기판 상에 기준점들이 인쇄될 수 있다. 스테이지(202)와 같은 제품 기판 스테이지는 제품 기판(210)과 같은 제품 기판이 제품 기판 스테이지로 로딩될 수 있는 로드 위치로 이동하도록 제어될 수 있다. 제품 기판은 회로 트레이스가 웨이퍼 상의 다이를 향하도록 로딩될 수 있다. 일 실시형태에서, 예를 들어 제품 기판은 조립 라인의 스타일에서와 같은, 컨베이어(미도시) 또는 다른 자동화 기구에 의해 전달되어 로드 위치에 배치될 수 있다. 대안적으로, 제품 기판은 작업자에 의해 수동으로 로딩될 수 있다.
일단 제품 기판이 이동식 스테이지에 적절하게 로딩되고 웨이퍼 테이프가 웨이퍼 테이프 프레임에 적절하게 로딩되면, 웨이퍼 테이프로부터 제품 기판의 회로 트레이스로의 다이의 직접 이송을 제어하는 프로그램은 PC(102)를 통해 실행되어 직접 이송 작동(608)을 개시할 수 있다. 직접 이송 작동의 세부 사항들을 여기에 설명한다.
다이가 웨이퍼 테이프(또는 도 7의 단순화된 설명을 위해 "다이 기판"이라고도 불리는 다른 기판 유지 다이)로부터 제품 기판으로 직접 이송되게 하는 직접 이송 작동의 방법(700)이 도 7에 예시된다. 본원에 설명된 방법(700)의 작동들은 임의의 특정 순서가 아닐 수 있으며, 이와 같이 원하는 제품 상태를 달성하기 위해 임의의 만족스러운 순서로 실행될 수 있다.
제품 기판 상에 어떤 다이를 배치할 지, 그리고 그 다이를 제품 기판 상의 어디에 배치할 지를 결정하기 위해, PC(102)는 제품 기판의 식별 및 이송될 다이를 포함하는 다이 기판의 식별에 관한 입력에 관한 입력을 수신할 수 있다(702). 이러한 입력은 사용자에 의해 수동으로 입력되거나, PC(102)가 제품 기판 정렬 센서 및 다이 검출기를 각각 제어하는 셀 관리자들에게 요청을 송신할 수 있다. 그 요청은 센서에게 바코드 또는 QR 코드와 같은 식별 마커를 찾도록 로딩된 기판을 스캔하라고 지시할 수 있고/있거나, 검출기에게 바코드 또는 QR 코드와 같은 식별 마커를 찾도록 로딩된 다이 기판을 스캔하라고 지시할 수 있다.
제품 기판 식별 입력을 사용하여, PC(102)는 제품 기판 및 다이 기판의 각각의 식별 마커들을 매칭하고 연관된 데이터 파일들을 검색하기 위해 데이터 저장소 또는 다른 메모리에 질의할 수 있다(704). 특히, PC(102)는 제품 기판 상의 회로 트레이스의 패턴을 기술하는 제품 기판과 연관된 회로 CAD 파일을 검색할 수 있다. 회로 CAD 파일은 회로 트레이스로 이송될 다이의 수, 상대적 위치들 및 각각의 품질 요구사항과 같은 데이터를 추가로 포함할 수 있다. 마찬가지로, PC는 다이 기판 상의 특정 다이의 상대적 위치들의 맵을 제공하는 다이 기판과 연관된 다이 맵 데이터 파일을 검색할 수 있다.
제품 기판으로의 다이의 이송을 실행하는 공정에서, PC(102)는 이송 기구 및 고정 기구에 대한 제품 기판 및 다이 기판의 초기 배향을 결정할 수 있다(706). 공정 706에서, PC(102)는 기판 정렬 센서에게 제품 기판 상의 기준점들의 위치를 찾도록 지시할 수 있다. 위에서 논의된 바와 같이, 기준점들은 제품 기판 상의 회로 트레이스의 상대적인 위치 및 배향을 결정하기 위한 기준 마커들로 사용될 수 있다. 또한, PC(102)는 다이의 아웃레이를 결정하기 위해 다이 기판 상의 하나 이상의 기준 지점들의 위치를 찾도록 다이 검출기에 지시할 수 있다.
제품 기판 및 다이 기판의 초기 배향이 결정되면, PC(102)는 제품 기판 및 다이 기판을 이송 기구 및 고정 기구와의 정렬의 위치로 각각 배향하도록 각각의 제품 기판 및 다이 기판 운반 기구들에 지시할 수 있다(708).
정렬 단계 708은 다이가 이송되어 올 회로 트레이스의 부분의 위치를 결정하는 단계(710) 및 그 부분이 이송 고정 위치에 대해 위치되는 위치를 결정하는 단계(712)를 포함할 수 있다. 이송 고정 위치는 이송 기구와 제품 기판 사이의 정렬 지점으로 간주될 수 있다. 단계 710 및 단계 712에서 결정된 데이터에 기초하여, PC(102)는 제품 기판 운반 기구에게 다이가 이송될 회로 트레이스의 부분이 이송 고정 위치와 정렬되게 제품 기판을 이송하라고 지시할 수 있다(714).
정렬 단계(708)는 다이 기판 상의 어느 다이가 이송될 것인지를 결정하는 단계(716)와, 그 다이가 이송 고정 위치에 대하여 어디에 위치되는지를 결정하는 단계(718)를 더 포함할 수 있다. PC(102)는 단계 716 및 단계 718에서 결정된 데이터에 기초하여, 웨이퍼 테이프 운반 기구에게 이송될 다이가 이송 고정 위치와 정렬되게 다이 기판을 이송하라고 지시할 수 있다(720).
다이 기판으로부터 이송될 다이 및 다이가 이송될 회로 트레이스의 부분이 이송 기구와 정렬되면, 다이 기판으로부터 제품 기판으로의 다이의 이송을 실행하기 위해 니들이 작동될 수 있다(722).
다이가 이송된 후, PC(102)는 추가적인 다이가 이송될지 여부를 결정할 수 있다(724). 또 다른 다이가 이송될 경우, PC는 단계(708)로 되돌아가서 그에 따라 후속 이송 작동을 위해 제품 및 다이 기판들을 재정렬할 수 있다. 이송될 또 다른 다이가 없는 경우, 이송 공정이 종료된다(726).
도 8은 본 출원의 실시형태에 따른, 제1 브리지에 의해 유지되는 다이 기판 및 제2 브리지에 의해 유지되는 이송 기구 어셈블리로부터의 다이 이송 공정의 방법(800)을 예시한다. 방법(800)은 PC(102)와 같은 이송 장치(200, 300, 400)의 임의의 적합한 제어기에 의해 수행될 수 있다.
블록 802에서, 다이가 이송될 제품 기판 위치는 제품 기판 정보에 적어도 부분적으로 기초하여 결정될 수 있다. 일 실시형태에서, 다이 부착을 위한 위치들은 제품 기판 정보에 대응하는 데이터 파일에 표시될 수 있다. 예를 들어, 제품 기판 상의 좌표들은 다이가 제품 기판 상에 이송될 위치가 표시될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 비디오카메라 또는 다른 이미지 센서로부터의 것과 같은 이미지 데이터는 다이가 이송될 시각적 및/또는 광학적 표시(예를 들어, 주황색 선)를 나타낼 수 있다.
블록 804에서, 제품 기판 위치로 이송될 다이는 다이 기판 정보에 적어도 부분적으로 기초하여 결정될 수 있다. 다이 기판 정보는 맵을 제공하고/하거나 그렇지 않으면 다이가 위치하는 다이 기판 상의 좌표들을 표시하는 다이 기판 정보 데이터 파일에 있을 수 있다. 추가적으로 일 실시형태에서, 다이 기판 정보는 다이 기판 상의 알려진 양호한 다이, 또는 적어도 의심되는 양호한 다이의 표시를 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 알려진 불량 다이 또는 의심되는 불량 다이가 제품 기판으로 이송되는 것을 방지할 수 있다. 일부 경우들에서, 이송될 다음 다이는 래스터화된 방식으로 진행함에 따라 다이 기판 상의 다음 양호한 다이로서 선택될 수 있다.
블록 806에서, 제품 기판은 이동식 스테이지를 이동함으로써 위치될 수 있다. 다이가 부착될 제품 기판 상의 위치는 부착될 다이 및 이송 기구 어셈블리의 핀이 이동될 수 있는 특정 정렬 위치로 이동될 수 있다. 일부 경우들에서는 제품 기판이 단일 방향(예를 들어, x-방향)으로만 이동할 수 있고, 다른 경우들에서는 제품 기판이 두 방향(예: x-방향 및 y-방향)으로 이동할 수 있다. 일부 추가의 경우들에서, 이동식 스테이지의 제품 기판은 전혀 이동되지 않을 수 있다. 본원에서 논의된 바와 같이, 스테이지의 이동은 이송 장치의 제어기에 의해 제어되는 하나 이상의 모터들 또는 다른 전기기계 구성요소들을 통해 이루어질 수 있다. 일 실시형태에서, 스테이지의 위치 지정과, 그에 따른, 다이 이송이 수행되는 정렬 위치의 결정은, 하나 이상의 파라미터들을 최적화하는 것에 적어도 부분적으로 기초하고/하거나, 특정 기준을 충족시키기 위해 하나 이상의 파라미터를 요구함으로써 이루어질 수 있다. 예를 들어, 정렬 지점은 예상 이송 정확도 및/또는 예상 이송 시간을 최적화하는 방식으로 선택될 수 있다.
블록 808에서, 제1 브리지가, 다이를 유지하는 다이 기판을 제품 기판에 대해 제1 방향으로 위치시키도록 이동될 수 있다. 이러한 이동은 한 쌍의 레일들을 따라 제1 브리지를 이동시키도록 구성된 하나 이상의 모터들 또는 다른 전기기계 장치들을 제어함으로써 수행될 수 있다. 블록 810에서, 다이 기판은 제1 브리지의 브리지부를 따라 제2 방향으로 이동되어 다이가 이송될 제품 기판 위치와 정렬할 수 있다. 이러한 이동은 다이 기판 프레임 또는 홀더를 제1 브리지의 트랙을 따라 이동시키도록 구성된 하나 이상의 모터들 또는 다른 전기기계 장치들을 제어함으로써 수행될 수 있다.
블록 812에서, 제2 브리지가 이동되어 제품 기판에 대해 제1 방향으로 이송 기구 어셈블리를 위치시킬 수 있다. 일 실시형태에서, 이는 다이를 다이가 부착될 제품 기판 상의 위치와 함께 이송 기구 어셈블리와 정렬하는 단계에 대응하는 지정된 위치로 제2 브리지를 이동시키기 위해 하나 이상의 모터들 또는 다른 전기기계 구성요소들을 제어하는 단계를 수반할 수 있다. 블록 814에서, 이송 기구 어셈블리는 제2 브리지의 브리지부를 따라 이동되어 이송 기구 어셈블리의 핀을 다이와 다이가 부착될 제품 기판 위치와 정렬할 수 있다. 이러한 이동은 다이 기판 프레임 또는 홀더를 제1 브리지의 트랙을 따라 이동시키도록 구성된 하나 이상의 모터들 또는 다른 전기기계 장치들을 제어함으로써 수행될 수 있다. 블록 816에서, 핀은 다이 기판으로부터 다이가 부착될 제품 기판 위치로 다이를 이송하도록 작동될 수 있다. 이러한 핀은 다이를 제품 기판으로 이송할 위치로 밀 수 있다.
도 9는 본 출원의 일 실시형태에 따른 하나 이상의 파라미터 기준 및/또는 최적화에 적어도 부분적으로 기초하여 다이 이송 공정을 위한 위치 결정 방법(900)을 예시한다. 방법(900)은 PC(102)와 같은 이송 장치(200, 300, 400)의 임의의 적합한 제어기에 의해 수행될 수 있다.
블록 902에서, 최적화 및/또는 기준을 충족하기 위한 하나 이상의 파라미터들이 식별될 수 있다. 예를 들어, 파라미터들 및 기준은 예상 정렬 정확도 및/또는 예상 이송 시간을 포함할 수 있다. 일부 이송 상황들에서는, 하나의 파라미터가 최적화될 수 있지만 다른 이송 상황들에서는 다수의 파라미터들이 최적화될 수 있다. 예를 들어, 결합된 메트릭의 파라미터들(예를 들어, 함수 f(transfer_time[초 단위], 오정렬[마이크로미터 단위]) = (2*transfer_time + 오정렬)의 최소화)은 최적화될 수 있다. 또 다른 이송 상황들에서, 기준이 충족되는지 여부를 결정하기 위해 하나 이상의 파라미터들이 임계값(예를 들어, 이송 시간 0.7초 미만 및 오정렬 15 마이크로미터 미만)과 비교될 수 있다. 또 다른 이송 상황들에서, 하나의 파라미터는 해당 파라미터에 대해 허용 가능한 값을 충족하기 위해 임계값과 비교될 수 있는 한편 하나 이상의 다른 파라미터들은 최적화될 수 있다(예를 들어, 이송 시간이 300 msec를 초과하지 않고 오정렬 최소화).
블록 904에서, 하나 이상의 파라미터들을 모델링하기 위해 하나 이상의 함수들이 식별될 수 있다. 이러한 함수들은 임의의 적합한 유형일 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 함수들은 측정 데이터를 사용함으로써 경험적으로 개발될 수 있다. 경험적으로 개발된 함수의 일 예는 이송 기구 어셈블리가 이동하는 정도 및/또는 다이 기판 프레임이 초기 위치에서 다이 이송 위치로 x 방향 및 y 방향으로 이동하는 정도의 함수로 다이의 오정렬을 모델링하는 함수일 수 있다. 또 다른 예는 이송 기구 어셈블리 및/또는 다이 기판 프레임에 의해 이동된 거리의 함수로서 다이 이송을 수행하는 데 걸리는 시간에 대한 경험적 데이터의 적합 모델일 수 있다. 블록 906에서, 이송 기구 어셈블리의 현재 위치, 다이 기판의 현재 위치, 제품 기판의 현재 위치 및 다이가 이송될 제품 기판 위치가 식별될 수 있다.
블록 908에서, 정렬 지점은 하나 이상의 함수들, 이송 기구 어셈블리의 현재 위치, 다이 기판의 현재 위치, 제품 기판의 현재 위치 및 다이가 이송될 제품 기판 위치에 적어도 부분적으로 기초하여 결정될 수 있다. 정렬 지점은 스테이지 기준 프레임 및/또는 브리지 기준 프레임 상의 대응하는 좌표들이 결정될 수 있는 초기 기준 프레임을 참조할 수 있다. 그러므로 이러한 정렬 지점은 제품 기판, 이송 기구 어셈블리의 핀 및 이송될 다이가 정렬될 고정식 기준 프레임의 지점일 수 있다. 일 실시형태에서, 정렬 지점은 블록 904의 작동에 의해 식별된 함수들에 따라 예상되는 오정렬 및/또는 이송 시간을 최소화하기 위해 이송 기구 어셈블리 및/또는 다이 기판 프레임의 이동을 최적화함으로써 결정될 수 있다.
결론
여러 실시형태들이 구조적 특징들 및/또는 방법론적 동작들에 대해 특정한 표현으로 설명되었지만, 청구범위가 반드시 설명된 특정 특징들 또는 동작들로 제한되는 것이 아님을 이해해야 한다. 오히려, 특정 특징들 및 동작들은 청구된 특허 대상을 구현하는 예시적인 형태로 개시된다. 또한, 본원에서 용어 "할 수 있다(may)"의 사용은 특정 특징들이 하나 이상의 다양한 실시형태에서 사용될 가능성을 나타내기 위해 사용되는 것이지, 모든 실시형태에서 반드시 그렇다는 것은 아니다.

Claims (20)

  1. 반도체 다이("다이")를 제1 기판에서 제2 기판으로 이송하는 장치로서,
    제1 방향을 따라 연장되는 제1 레일;
    상기 제1 방향을 따라 연장되는 제2 레일;
    상기 제1 방향을 따라 이동 가능하도록 상기 제1 레일과 상기 제2 레일에 이동 가능하게 장착되고, 상기 제1 방향에 실질적으로 수직인 제2 방향을 따라 연장되는 트랙을 포함하는 제1 브리지 구조체;
    니들을 포함하며, 상기 제2 방향을 따라 이동하도록 상기 제1 브리지 구조체의 트랙에 이동 가능하게 장착된 이송 기구 어셈블리;
    상기 제1 방향을 따라 이동 가능하도록 상기 제1 레일과 상기 제2 레일에 이동 가능하게 장착되고, 상기 제2 방향을 따라 연장되는 트랙을 포함하는 제2 브리지 구조체;
    상기 제1 기판을 고정하도록 구성되고, 상기 제2 방향을 따라 이동하도록 상기 제2 브리지 구조체의 트랙에 이동 가능하게 장착된 다이 기판 홀더; 및
    상기 제1 기판 상의 다이를 상기 이송 기구 어셈블리의 상기 니들로 그 다이가 이송될 상기 제2 기판 상의 이송 위치와 정렬시키기 위해 상기 제1 브리지 구조체의 이동, 상기 제2 브리지 구조체의 이동, 상기 이송 기구 어셈블리의 이동, 및 상기 다이 기판 홀더의 이동을 제어하도록, 그리고
    상기 니들이 상기 다이를 상기 제2 기판 상의 상기 이송 위치로 밀게끔 상기 니들을 작동시키도록 구성된 제어기를 포함하는, 반도체 다이를 제1 기판에서 제2 기판으로 이송하는 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2 기판을 지지하며, 상기 제2 기판을 상기 제1 방향 또는 상기 제2 방향 중 적어도 한 방향을 따라 이동시키도록 구성된 이동식 스테이지를 더 포함하고,
    상기 이동식 스테이지는 상기 제1 레일과 상기 제2 레일 사이에 배치되고,
    상기 제어기는 상기 이동식 스테이지의 이동을 제어하도록 구성된, 반도체 다이를 제1 기판에서 제2 기판으로 이송하는 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제어기는, 추가로, 상기 제2 기판 상의 상기 이송 위치와 일치하는 정렬 지점을 결정하도록 구성되고, 상기 정렬 지점은, (i) 상기 다이를 상기 제품 기판 상에 이송하는 예상 시간; 또는 (ii) 상기 다이의 상기 제품 기판 상으로의 예상 배치 정확도 중 적어도 하나 이상에 기초하여 결정되는, 반도체 다이를 제1 기판에서 제2 기판으로 이송하는 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제2 기판 상의 상기 이송 위치에 대한 상기 제1 기판 상의 상기 다이의 위치를 감지하도록 위치된 광 센서를 더 포함하는, 반도체 다이를 제1 기판에서 제2 기판으로 이송하는 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 브리지를 상기 제1 레일과 상기 제2 레일을 따라 이동시키는 제1 모터;
    상기 제2 브리지를 상기 제1 레일과 상기 제2 레일을 따라 이동시키는 제2 모터;
    상기 이송 기구 어셈블리를 상기 제1 브리지 구조체의 트랙을 따라 이동시키는 제3 모터; 및
    상기 다이 기판 홀더를 상기 제2 브리지 구조체의 트랙을 따라 이동시키는 제4 모터를 포함하고,
    상기 제어기는, 상기 제1 기판 상의 다이를 상기 이송 기구 어셈블리의 니들로 상기 제2 기판 상의 상기 이송 위치와 정렬시키기 위해, 상기 제1 모터가 상기 제1 브리지를 상기 제1 방향으로 이동시키도록 상기 제1 모터에 통신가능하게 연결되고, 상기 제2 모터가 상기 제2 브리지를 상기 제1 방향으로 이동시키도록 상기 제2 모터에 통신가능하게 연결되고, 상기 제3 모터가 상기 이송 기구 어셈블리를 상기 제2 방향으로 이동시키도록 상기 제3 모터에 통신가능하게 연결되고, 상기 제4 모터가 상기 다이 기판을 상기 제2 방향으로 이동시키도록 상기 제4 모터에 통신 가능하게 연결된, 반도체 다이를 제1 기판에서 제2 기판으로 이송하는 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제2 브리지 구조체의 트랙을 따라 상기 이송 기구 어셈블리가 위치되는 위치의 표시를 상기 제어기에 제공하는 제1 센서를 더 포함하는, 반도체 다이를 제1 기판에서 제2 기판으로 이송하는 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 이송 위치는 제1 이송 위치이고,
    상기 장치는,
    니들을 포함하며 상기 제1 브리지 구조체의 트랙 상에 이동 가능하게 장착된 제2 이송 기구 어셈블리; 및
    적어도 제2 다이를 위에 갖는 제3 기판을 고정하도록 구성되며 상기 제2 브리지 구조체의 트랙 상에 이동 가능하게 장착된 제2 다이 기판 홀더를 더 포함하고,
    상기 제어기는, 추가로,
    상기 제3 기판 상의 제2 다이와 상기 제2 이송 기구 어셈블리의 니들이, 상기 제2 다이가 이송될 상기 제2 기판 상의 제2 이송 위치와 정렬되게끔, 상기 제2 방향으로의 상기 제2 이송 기구 어셈블리의 이동 및 상기 제2 방향으로의 상기 제2 다이 기판 홀더의 이동을 제어하도록, 그리고 상기 제2 이송 기구의 니들이 상기 제2 다이를 상기 제2 기판 상의 상기 제2 이송 위치로 밀게끔 상기 니들을 작동시키도록 구성된, 반도체 다이를 제1 기판에서 제2 기판으로 이송하는 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 레일과 상기 제2 레일에 이동 가능하게 장착되고, 상기 제1 방향을 따라 이동하도록 구성되며, 상기 제2 방향으로 연장되는 트랙을 포함하는 제3 브리지 구조체;
    니들을 구비하며, 상기 제2 방향을 따라 이동하도록 상기 제3 브리지 구조체의 트랙에 이동 가능하게 장착된 제2 이송 기구 어셈블리;
    상기 제1 레일과 상기 제2 레일에 이동 가능하게 장착되고, 상기 제1 방향을 따라 이동하도록 구성되며, 상기 제2 방향으로 연장되는 트랙을 포함하는 제4 브리지 구조체; 및
    적어도 제2 다이를 위에 갖는 제3 기판을 고정하도록 구성되고, 상기 제2 방향을 따라 이동하도록 상기 제4 브리지 구조체의 트랙 상에 이동 가능하게 장착된 제2 다이 기판 홀더를 더 포함하고,
    상기 제어기는, 추가로,
    상기 제2 다이와 상기 이송 기구 어셈블리의 니들이, 상기 제2 다이가 이송될 상기 제2 기판 상의 제2 이송 위치와 정렬되게끔, 상기 제3 브리지의 이동, 상기 제4 브리지의 이동, 상기 이송 기구 어셈블리의 이동, 및 상기 제2 다이 기판 홀더의 이동을 제어하도록, 그리고
    상기 제2 이송 기구 어셈블리의 니들이 상기 제2 다이를 상기 제2 기판 상의 상기 제2 이송 위치로 밀게끔 그 니들을 작동시키도록 구성된, 반도체 다이를 제1 기판에서 제2 기판으로 이송하는 장치.
  9. 다이를 제1 기판에서 제2 기판으로 이송하는 방법으로서,
    제1 브리지를 한 세트의 평행 레일들을 따라 이동시키는 단계;
    제2 브리지를 상기 한 세트의 평행 레일들을 따라 이동시키는 단계;
    이송 기구 어셈블리를 상기 제1 브리지의 트랙을 따라 이동시키는 단계;
    상기 다이를 위에 갖는 상기 제1 기판을 유지하는 다이 기판 홀더를 상기 제2 브리지의 트랙을 따라 이동시키는 단계;
    상기 이송 기구 어셈블리의 핀을 상기 제2 기판 상의 이송 위치에서 상기 제1 기판 상의 다이와 정렬하는 단계; 및
    상기 핀이 상기 다이를 상기 제2 기판 상의 상기 이송 위치로 밀게끔 상기 핀을 작동시키는 단계를 포함하는, 반도체 다이를 제1 기판에서 제2 기판으로 이송하는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 다이는 제1 다이이고,
    상기 방법은,
    제2 이송 기구 어셈블리를 상기 제1 브리지의 트랙을 따라 이동시키는 단계;
    상기 제2 브리지의 트랙을 따라, 제2 다이 기판 홀더를 이동시키고, 적어도 제2 다이를 위에 갖는 제3 기판을 고정하는 단계;
    상기 제2 이송 기구 어셈블리의 핀을 상기 제3 기판 상의 상기 제2 다이 및 상기 제2 기판 상의 제2 이송 위치와 정렬하는 단계; 및
    상기 제2 이송 기구 어셈블리의 상기 핀이 상기 제2 다이를 상기 제2 기판 상의 상기 제2 이송 위치로 밀게끔 상기 핀을 작동시키는 단계를 더 포함하는, 반도체 다이를 제1 기판에서 제2 기판으로 이송하는 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    제3 브리지를 상기 한 세트의 평행 레일들을 따라 이동시키는 단계;
    제4 브리지를 상기 한 세트의 평행 레일들을 따라 이동시키는 단계;
    제2 이송 기구 어셈블리를 상기 제3 브리지의 트랙을 따라 이동시키는 단계;
    제2 다이 기판 홀더를 상기 제4 브리지의 트랙을 따라 이동시키는 단계로서,
    상기 제2 이송 기구 어셈블리의 핀이 상기 제2 다이 기판 홀더의 제2 다이 및 상기 제2 기판 상의 제2 이송 위치와 정렬되는, 단계; 및
    상기 제2 이송 기구 어셈블리의 상기 핀이 상기 제2 다이를 상기 제2 기판 상의 상기 제2 이송 위치로 밀게끔 상기 핀을 작동시키는 단계를 더 포함하는, 반도체 다이를 제1 기판에서 제2 기판으로 이송하는 방법.
  12. 제9항에 있어서, 상기 제2 기판 상의 상기 위치가 하나 이상의 정렬 파라미터들을 최적화하는 것에 적어도 부분적으로 기초한 정렬 지점으로 이동되도록, 상기 제2 기판이 배치된 이동식 스테이지를 이동시키는 단계를 더 포함하는, 반도체 다이를 제1 기판에서 제2 기판으로 이송하는 방법.
  13. 제9항에 있어서, 광학 센서 신호에 적어도 부분적으로 기초하여, 상기 제2 기판 상의 상기 이송 위치에 대한 상기 제1 기판 상의 다이의 위치를 결정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 이송 기구 어셈블리의 상기 핀을 상기 제1 기판 상의 다이와 정렬하는 단계는 상기 위치에 적어도 부분적으로 기초하는, 반도체 다이를 제1 기판에서 제2 기판으로 이송하는 방법.
  14. 제9항에 있어서, 상기 제1 브리지의 트랙을 따른 상기 이송 어셈블리의 위치를 나타내는 센서 신호를 수신하는 단계를 더 포함하고,
    상기 이송 기구 어셈블리를 상기 제1 브리지의 트랙을 따라 이동시키는 단계는 상기 센서 신호에 적어도 부분적으로 기초하는, 반도체 다이를 제1 기판에서 제2 기판으로 이송하는 방법.
  15. 반도체 다이("다이")를 제1 기판에서 제2 기판으로 이송하는 장치로서,
    제품 기판을 유지하도록 구성된 스테이지;
    이송 기구 어셈블리를 유지하는 제1 브리지;
    상기 제1 기판을 유지하도록 구성된 다이 기판 홀더를 유지하는 제2 브리지; 및
    상기 이송 기구 어셈블리를 상기 다이가 이송될 상기 제2 기판 상의 이송 위치와 함께 상기 제1 기판 상의 다이와 정렬시키기 위해 상기 제1 브리지와 상기 제2 브리지를 이동시키도록 구성된 제어기를 포함하는, 반도체 다이를 제1 기판에서 제2 기판으로 이송하는 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 이송 기구 어셈블리는,
    니들; 및
    상기 제어기로부터의 신호에 응답하여 상기 니들을 상기 제품 기판 상의 상기 이송 위치 쪽으로 그리고 그로부터 멀어지도록 이동시키는 니들 작동기를 포함하고,
    상기 니들 작동기는 상기 니들이 상기 다이를 상기 제2 기판 상의 상기 이송 위치로 밀게끔 상기 니들을 상기 다이에 대해 밀도록 구성된, 반도체 다이를 제1 기판에서 제2 기판으로 이송하는 장치.
  17. 제15항에 있어서, 상기 제어기와 통신하는 센서를 더 포함하고, 상기 센서는 상기 제1 브리지 상의 상기 이송 기구 어셈블리의 위치를 나타내도록 구성된, 반도체 다이를 제1 기판에서 제2 기판으로 이송하는 장치.
  18. 제15항에 있어서, 상기 제1 브리지 및 상기 제2 브리지는 한 쌍의 평행 레일들을 따라 제1 방향으로 이동하도록 구성되고, 상기 이송 기구 어셈블리는 상기 제1 브리지 상에 배치된 트랙을 따라 이동하도록 구성되고, 상기 다이 기판 홀더는 상기 제2 브리지 상에 배치된 트랙을 따라 이동하도록 구성된, 반도체 다이를 제1 기판에서 제2 기판으로 이송하는 장치.
  19. 제15항에 있어서,
    제2 이송 기구 어셈블리를 유지하는 제3 브리지; 및
    제2 다이 기판 홀더를 유지하는 제4 브리지를 더 포함하고,
    상기 제어기는, 추가로, 상기 제2 이송 기구 어셈블리를 상기 제2 다이가 이송될 상기 제2 기판 상의 제2 이송 위치와 정렬시키기 위해 상기 제3 브리지와 상기 제4 브리지를 이동시키도록 구성된, 반도체 다이를 제1 기판에서 제2 기판으로 이송하는 장치.
  20. 제15항에 있어서, 상기 제2 기판 상의 상기 이송 위치에 대한 상기 다이의 위치를 감지하도록 위치된 광 센서를 더 포함하는, 반도체 다이를 제1 기판에서 제2 기판으로 이송하는 장치.
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