TW201425207A - 使用樞軸架座的微裝置轉換系統 - Google Patents

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Abstract

揭示用於從載體基板轉換微裝置之系統及方法。在一實施例中，微拾取陣列架座包括樞軸平臺以允許微拾取陣列與載體基板自動對準。可偵測樞軸平臺之偏轉以控制微拾取陣列之進一步移動。

Description

使用樞軸架座的微裝置轉換系統
本發明係關於微裝置。更特定言之，本發明之實施例係關於用於從載體基板轉換微裝置之系統及方法。
使小型化裝置(諸如，射頻(radio frequency；RF)微機電系統(microelectromechanical system；MEMS)微型開關、發光二極體(light-emitting diode；LED)顯示系統，以及MEMS振盪器或基於石英的振盪器)商業化之可行性大大受限於與製造彼等裝置有關之難題及成本。製造過程通常包括基於晶圓之處理及轉換技術。
裝置轉換過程包括從轉換晶圓至接收晶圓之轉換。一個此類實施為「直接印刷」，「直接印刷」涉及裝置陣列從轉換晶圓至接收晶圓之一個接合步驟，隨後移除轉換晶圓。另一此類實施為「轉印印刷」，「轉印印刷」涉及兩個接合/去接合步驟。在轉印印刷中，轉換晶圓可從施體晶圓拾取裝置陣列並且使裝置接合至接收晶圓。在轉換之後，可使用包括雷射剝除(laser lift-off；LLO)、研磨或拋光以及蝕刻之技術移除轉換晶圓。
環架機構已用於晶圓拋光設備以促進均勻地拋光晶圓。舉例而言，拋光設備中之被動式環架機構促進晶圓與拋光墊之對準。
揭示微拾取陣列架座及使用微拾取陣列架座從載體基板轉換微裝置陣列之方法。在一實施例中，微拾取陣列架座包括樞軸平臺、橫向圍繞樞軸平臺之基底，以及在樞軸平臺與基底之間的梁(beam)。梁可在內樞軸處與樞軸平臺耦接並且在外樞軸處與基底耦接。在一實施例中，外樞軸在基底邊緣上且內樞軸在樞軸平臺邊緣上。基底邊緣可正交於樞軸平臺邊緣。在一實施例中，第二梁可藉由第二基底邊緣上之第二外樞軸與基底耦接並且藉由第二樞軸平臺邊緣上之第二內樞軸與樞軸平臺耦接。在一實施例中，梁在第二內樞軸處與樞軸平臺耦接並且在第二外樞軸處與基底耦接。內樞軸可從第二內樞軸橫跨樞軸平臺，且外樞軸可從第二外樞軸橫跨樞軸平臺。在一實施例中，內樞軸及外樞軸包含矽。
在一實施例中，微拾取陣列架座包括在樞軸平臺上的樞軸平臺靜電電壓源觸點及在基底上的基底靜電電壓源觸點。樞軸平臺靜電電壓源觸點可與基底靜電電壓源觸點電連接。微拾取陣列架座亦可包括從樞軸平臺靜電電壓源觸點延伸且將樞軸平臺靜電電壓源觸點置放成可與基底靜電電壓源觸點電連接之跡線。
在一實施例中，微拾取陣列架座包括樞軸平臺上之接合位點。接合位點可包括與基底上之基底夾緊觸點電連接 之夾緊電極。在一實施例中，跡線從夾緊電極延伸並且將夾緊電極置放成與基底夾緊觸點電連接。在一實施例中，接合位點可包括金屬，諸如金、銅及鋁。
在一實施例中，微拾取陣列架座包括基底上之加熱觸點及與加熱觸點電連接之樞軸平臺上方之加熱元件。微拾取陣列架座亦可包括樞軸平臺上之溫度感測器。
揭示微裝置轉換系統及使用微裝置轉換系統從載體基板轉換微裝置陣列之方法。在一實施例中，微裝置轉換系統包括具有樞軸平臺之微拾取陣列架座、橫向圍繞樞軸平臺之基底，以及樞軸平臺與基底之間的梁。梁可在內樞軸處與樞軸平臺耦接並且在外樞軸處與基底耦接。微裝置轉換系統亦可包括具有支撐靜電轉換頭陣列之基板的微拾取陣列。微拾取陣列可為與微拾取陣列架座可結合的。在一實施例中，外樞軸可在基底邊緣上且內樞軸可在樞軸平臺邊緣上。基底邊緣可正交於樞軸平臺邊緣。在一實施例中，微裝置轉換系統包括藉由第二基底邊緣上之第二外樞軸與基底耦接並且藉由第二樞軸平臺邊緣上之第二內樞軸與樞軸平臺耦接之第二梁。在一實施例中，梁可在第二內樞軸處與樞軸平臺耦接並且在第二外樞軸處與基底耦接。內樞軸可從第二內樞軸橫跨樞軸平臺，且外樞軸可從第二外樞軸橫跨樞軸平臺。在一實施例中，內樞軸及外樞軸包括矽。在一實施例中，每一靜電轉換頭包含檯面結構，該檯面結構包括具有在1平方微米至10000平方微米之範圍內之表面積的頂表面。
在一實施例中，微裝置轉換系統包括在基板上具有 電極及基板靜電電壓源觸點之微拾取陣列。基板靜電電壓源連接可與電極電連接。在一實施例中，微裝置轉換系統包括具有在樞軸平臺上之樞軸平臺靜電電壓源觸點及在基底上之基底靜電電壓源觸點的微拾取陣列架座。樞軸平臺靜電電壓源觸點可與基底靜電電壓源觸點電連接。微拾取陣列架座亦可包括從樞軸平臺靜電電壓源觸點延伸且將樞軸平臺靜電電壓源觸點置放成與基底靜電電壓源觸點電連接之第一跡線。此外，微拾取陣列亦可包括從基板靜電電壓源觸點延伸並且經由第二跡線將基板靜電電壓源觸點置放成與電極電連接的第二跡線。基板靜電電壓源觸點可與樞軸平臺靜電電壓源觸點對準以將電極置放成與基底靜電電壓源觸點電連接。
在一實施例中，微裝置轉換系統可包括在基底上並且與樞軸平臺上之夾緊電極電連接的基底夾緊觸點。微裝置轉換系統亦可包括從夾緊電極延伸並且將夾緊電極置放成與基底夾緊觸點電連接的跡線。夾緊電極可與基板對準以在電壓從基底夾緊觸點經由跡線施加至夾緊電極時使微拾取陣列靜電接合至樞軸平臺。在一實施例中，微拾取陣列可藉由永久接合(諸如，藉由熱壓接合)附接至樞軸平臺。
在一實施例中，微裝置轉換系統包括基底上之加熱觸點及與加熱觸點電連接之樞軸平臺上方之加熱元件。微拾取陣列架座亦可包括樞軸平臺上之溫度感測器。
揭示微裝置轉換系統及使用微裝置轉換系統從載體基板轉換微裝置陣列之方法。在一實施例中，微裝置轉換系統包括具有安裝表面之轉換頭組件。微裝置轉換系統亦可包 括具有樞軸平臺、橫向圍繞樞軸平臺之基底及連接基底與樞軸平臺之梁的微拾取陣列，以及具有支撐靜電轉換頭陣列之微拾取陣列。在一實施例中，當基底安裝在安裝表面上且微拾取陣列安裝在樞軸平臺上時，樞軸平臺可朝向轉換頭組件偏轉。在一實施例中，轉換頭組件包括感測器以偵測樞軸平臺朝向轉換頭組件之偏轉。舉例而言，感測器可為接觸感測器以感測樞軸平臺之偏轉位置且接觸感測器可包括開關。或者，感測器可為運動感測器以感測樞軸平臺之移動。
在一實施例中，微裝置轉換系統可包括具有靜電電壓源連接之轉換頭組件、具有樞軸平臺靜電電壓源觸點及基底靜電電壓源觸點之微拾取陣列架座，以及具有基板靜電電壓源觸點之微拾取陣列。靜電電壓源連接可與基底靜電電壓源觸點對準且樞軸平臺靜電電壓源觸點可與基板靜電電壓源觸點對準。
在一實施例中，微裝置轉換系統包括具有真空埠的轉換頭組件，該真空埠與真空源耦接以將吸力施加至微拾取陣列架座。在一實施例中，轉換頭組件可具有夾緊電壓源連接。微拾取陣列架座可具有在樞軸平臺上之夾緊電極以將靜電力施加至微拾取陣列。在一實施例中，微拾取陣列架座可具有在基底上與夾緊電極電連接之基底夾緊觸點。微拾取陣列架座亦可具有從夾緊電極延伸並且將夾緊電極置放成與基底夾緊觸點電連接的跡線。夾緊電壓源連接可與基底夾緊觸點對準且基板可與夾緊電極對準，以在電壓從夾緊電壓源連接經由基底夾緊施加至夾緊電極時將微拾取陣列靜電接合至 樞軸平臺。
在一實施例中，微裝置轉換系統包括具有固持電極及夾緊電壓源連接之轉換頭組件，該固持電極耦接至靜電電壓源以將靜電力施加至微拾取陣列架座。此外，微裝置轉換系統可包括在樞軸平臺上具有夾緊電極以將靜電力施加至微拾取陣列之微拾取陣列架座。微拾取陣列架座可具有在基底上與樞軸平臺上之夾緊電極電連接之基底夾緊觸點。微拾取陣列架座可具有從夾緊電極延伸以將夾緊電極置放成與基底夾緊觸點電連接的跡線。夾緊電壓源連接可與基底夾緊觸點對準且基板可與夾緊電極對準，以在電壓從夾緊電壓源連接經由基底夾緊施加至夾緊電極時將微拾取陣列靜電接合至樞軸平臺。
在一實施例中，每一靜電轉換頭包含檯面結構，該檯面結構包括具有在1平方微米至10000平方微米之範圍內之表面積的頂表面。在一實施例中，微拾取陣列藉由包括熱壓接合之永久接合附接至樞軸平臺。
在一實施例中，微裝置轉換系統包括具有加熱連接之轉換頭組件，以及具有在基底上之加熱觸點及在樞軸平臺上方與加熱觸點電連接之加熱元件的微拾取陣列架座。
在一實施例中，一種方法包括以下步驟：朝向載體基板移動轉換頭組件，以及使載體基板上之微裝置陣列與具有靜電轉換頭陣列之微拾取陣列接觸。微拾取陣列可安裝在微拾取陣列架座上，且微拾取陣列架座可安裝在轉換頭組件上。該方法可進一步包括以下步驟：朝向轉換頭組件偏轉微 拾取陣列架座之樞軸平臺，感測樞軸平臺之偏轉，停止轉換頭組件與載體基板之間的相對移動，將電壓施加至靜電轉換頭陣列以在微裝置陣列上產生抓握壓力，以及從載體基板拾取微裝置陣列。在一實施例中，方法包括以下步驟：在感測偏轉之後且在停止相對移動之前，朝向樞軸平臺移動轉換頭組件。在一實施例中，方法包括以下步驟：停止轉換頭組件與載體基板之間的相對移動可在使用複數個感測器感測樞軸平臺的偏轉之後發生。在一實施例中，方法包括以下步驟：在感測樞軸平臺的偏轉之後，朝向載體基板移動轉換頭組件一設定距離。在一實施例中，方法包括以下步驟：回應於感測樞軸平臺之偏轉，立即停止轉換頭組件與載體基板之間的相對移動。在一實施例中，方法包括以下步驟：致動轉換頭組件以在感測樞軸平臺之偏轉之後藉由傾側或傾斜轉換頭組件使樞軸平臺與載體基板之平面進一步對準。在一實施例中，方法包括以下步驟：施加熱量至靜電轉換頭陣列，同時拾取微裝置陣列。
在一實施例中，一種方法包括以下步驟：朝向接收基板移動轉換頭組件，以及使接收基板與微拾取陣列載送之微裝置陣列接觸。微拾取陣列可具有靜電轉換頭陣列，並且可安裝在微拾取陣列架座上，該微拾取陣列架座安裝在轉換頭組件上。方法亦可包括以下步驟：朝向轉換頭組件偏轉微拾取陣列架座之樞軸平臺，感測樞軸平臺之偏轉，停止轉換頭組件與接收基板之間的相對移動，從靜電轉換頭陣列移除電壓，以及將微裝置陣列釋放至接收基板上。在一實施例中， 方法包括以下步驟：在感測偏轉之後且在停止相對移動之前朝向樞軸平臺移動轉換頭組件。在一實施例中，方法包括以下步驟：在利用複數個感測器感測樞軸平臺的偏轉之後，停止轉換頭組件與接收基板之間的相對移動。在一實施例中，方法包括以下步驟：在感測樞軸平臺的偏轉之後，朝向接收基板移動轉換頭組件一設定距離。在一實施例中，方法包括以下步驟：回應於感測樞軸平臺之偏轉立即停止轉換頭組件與接收基板之間的相對移動。在一實施例中，方法包括以下步驟：回應於感測樞軸平臺之偏轉立即停止轉換頭組件與接收基板之間的相對移動。在一實施例中，方法包括以下步驟：致動轉換頭組件以在感測樞軸平臺的偏轉之後藉由傾側或傾斜轉換頭組件使樞軸平臺與接收基板之平面進一步對準。在一實施例中，方法包括以下步驟：在從靜電轉換頭陣列移除電壓之前，將熱量施加至微裝置陣列。
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1605‧‧‧操作
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1615‧‧‧操作
1620‧‧‧操作
1625‧‧‧操作
1630‧‧‧操作
1635‧‧‧操作
1702‧‧‧接收基板
1801‧‧‧中央處理器單元
1802‧‧‧揮發性記憶體
1803‧‧‧非揮發性記憶體
1804‧‧‧資料儲存裝置
1805‧‧‧顯示裝置
1806‧‧‧文數輸入裝置
1807‧‧‧遊標控制裝置
1808‧‧‧非暫時性機器可讀取儲存媒體
1809‧‧‧軟體
1810‧‧‧匯流排
第1圖為根據本發明之實施例之質量轉換工具的透視圖圖解。
第2圖為根據本發明之實施例之微裝置轉換系統的側視圖圖解，該微裝置轉換系統包括固持微拾取陣列架座與安裝在微拾取陣列架座上之微拾取陣列的轉換頭組件。
第3A圖為根據本發明之實施例之微裝置轉換系統的側視圖圖解，該微裝置轉換系統具有位於載體基板上的微裝置陣列上方並且遠離該微裝置陣列的靜電轉換頭陣列。
第3B圖為根據本發明之實施例之微裝置轉換系統 的側視圖圖解，該微裝置轉換系統具有位於載體基板上的微裝置陣列上方並且與該微裝置陣列接觸的靜電轉換頭陣列。
第4A圖為根據本發明之實施例之具有靜電接合位點之微拾取陣列架座的透視圖圖解。
第4B圖為根據本發明之實施例之具有靜電接合位點之微拾取陣列架座的側視圖圖解。
第4C圖為根據本發明之實施例之具有靜電接合位點之微拾取陣列架座的透視圖圖解。
第4D圖為根據本發明之實施例之具有靜電接合位點之微拾取陣列架座的透視圖圖解。
第4E圖為根據本發明之實施例之具有靜電接合位點之微拾取陣列架座的側視圖圖解。
第5A圖為根據本發明之實施例之具有非靜電接合位點之微拾取陣列架座的透視圖圖解。
第5B圖為根據本發明之實施例之具有非靜電接合位點之微拾取陣列架座的透視圖圖解。
第6A圖為根據本發明之實施例之具有橫向圍繞樞軸平臺之梁及自動對準行為之微拾取陣列架座的透視圖圖解。
第6B圖為根據本發明之實施例之微拾取陣列架座的透視圖圖解，該微拾取陣列架座具有橫向圍繞樞軸平臺之一部分的兩個梁及自動對準行為。
第6C圖為根據本發明之實施例之微拾取陣列架座的透視圖圖解，該微拾取陣列架座具有在樞軸平臺與基底之 間的四個梁，及自動對準行為。
第7圖為根據本發明之實施例之具有支撐靜電轉換頭陣列之基板的微拾取陣列的側視圖圖解。
第8A圖為根據本發明之實施例之包括與微拾取陣列靜電接合之微拾取陣列架座之微裝置轉換系統的側視圖圖解。
第8B圖為根據本發明之實施例之包括與微拾取陣列靜電接合之微拾取陣列架座之微裝置轉換系統的側視圖圖解。
第9A圖為根據本發明之實施例之包括與微拾取陣列永久接合之微拾取陣列架座之微裝置轉換系統的側視圖圖解。
第9B圖為根據本發明之實施例之包括與微拾取陣列永久接合之微拾取陣列架座之微裝置轉換系統的側視圖圖解。
第10A圖為根據本發明之實施例之圖示微裝置轉換系統之一部分的橫截面側視圖圖解，該微裝置轉換系統包括固持微拾取陣列架座與安裝在微拾取陣列架座上之微拾取陣列的轉換頭組件。
第10B圖為根據本發明之實施例之圖示微裝置轉換系統之一部分的橫截面側視圖圖解，該微裝置轉換系統包括固持微拾取陣列架座與安裝在微拾取陣列架座上之微拾取陣列的轉換頭組件。
第11圖為根據本發明之實施例之具有偵測微拾取 陣列架座之偏轉之多個感測器之轉換頭組件的透視圖圖解。
第12圖為根據本發明之實施例之圖示微裝置轉換系統之一部分的橫截面側視圖圖解，該微裝置轉換系統包括固持微拾取陣列架座與安裝在微拾取陣列架座上之微拾取陣列之轉換頭組件及具有偵測微拾取陣列架座之偏轉之多個感測器的轉換頭組件。
第13圖為根據本發明之實施例之圖示微裝置轉換系統之一部分的橫截面側視圖圖解，該微裝置轉換系統包括固持微拾取陣列架座與安裝在微拾取陣列架座上之微拾取陣列之轉換頭組件及朝向轉換頭組件上之感測器偏轉的微拾取陣列架座。
第14圖為根據本發明之實施例之圖示從載體基板拾取微裝置陣列之方法的流程圖。
第15A圖為根據本發明之實施例之具有朝向載體基板移動之轉換頭組件之微裝置轉換系統的橫截面側視圖圖解。
第15B圖為根據本發明之實施例之微裝置轉換系統的橫截面側視圖圖解，該微裝置轉換系統具有與載體基板上之微裝置陣列接觸的靜電轉換頭陣列。
第15C圖為根據本發明之實施例之具有朝向轉換頭組件偏轉之微拾取陣列架座之微裝置轉換系統的橫截面側視圖圖解。
第15D圖為根據本發明之實施例之微裝置轉換系統的橫截面側視圖圖解，該微裝置轉換系統具有從載體基板拾 取微裝置陣列之靜電轉換頭陣列。
第16圖為根據本發明之實施例之圖示將微裝置陣列釋放至接收基板上之方法的流程圖。
第17A圖為根據本發明之實施例之具有朝向接收基板移動之轉換頭組件之微裝置轉換系統的橫截面側視圖圖解。
第17B圖為根據本發明之實施例之微裝置轉換系統的橫截面側視圖圖解，該微裝置轉換系統具有載送微裝置陣列以接觸接收基板的靜電轉換頭陣列。
第17C圖為根據本發明之實施例之具有朝向轉換頭組件偏轉之微拾取陣列架座之微裝置轉換系統的橫截面側視圖圖解。
第17D圖為根據本發明之實施例之微裝置轉換系統的橫截面側視圖圖解，該微裝置轉換系統將微裝置陣列從靜電轉換頭陣列釋放至接收基板上。
第18圖為根據本發明之實施例之可使用之示例性電腦系統的示意圖。
本發明之實施例描述用於從載體基板轉換微裝置或微裝置陣列之系統及方法。舉例而言，微裝置或微裝置陣列可為在相關的美國專利申請案第13/372,222號、第13/436,260號、第13/458,932號及第13/625,825號中圖示及描述之微LED裝置結構的任一者。儘管特定關於微LED裝置描述本發明之一些實施例，但是本發明之實施例不局限於此且某些實施例 亦可適用於其他微LED裝置及微裝置，諸如二極體、電晶體、IC及MEMS。
在各種實施例中，參照諸圖進行描述。然而，亦可在沒有此等細節之一或更多者的情況下，或者結合其他已知的方法及配置實踐某些實施例。在以下描述中，闡述諸多特定細節(諸如，特定配置、尺寸，及製程等)，以提供對本發明的透徹理解。在其他情況中，不詳細描述熟知的製程及製造技術，以免不必要地混淆本發明。貫穿此說明書中對「一個實施例」、「一實施例」等的提及意謂結合該實施例描述之特定特徵結構、結構、配置或特徵包括於本發明之至少一個實施例中。因此，在貫穿此說明書中的不同地方出現的用語「一個實施例」、「一實施例」等未必代表本發明之相同實施例。此外，可在一或更多個實施例中以任何適合方式組合特定特徵結構、結構、配置或特徵。
本文所使用的術語「在……上方」、「至……」、「在……與……之間」及「在……上」可指一個層相對於其他層的相對位置。在另一層「上方」或在另一層「上」或接合「至」另一層的一個層可與另一層直接接觸或可具有一或更多個中間層。各層「之間」的一個層可與各層直接接觸或可具有一或更多個中間層。
如本文所使用的術語「微」裝置、「微」LED結構可指根據本發明之實施例之某些裝置或結構的描述性大小。如本文所使用，術語「微」裝置或結構意謂指1μm至100μm之標度。然而，本發明之實施例不必局限於此，且實施例之 某些態樣可適於更大或可能更小之大小標度。在一實施例中，微裝置陣列中之單個微裝置及靜電轉換頭陣列中之單個靜電轉換頭兩者均具有1μm至100μm之最大尺寸，例如長度或寬度。在一實施例中，每一微裝置或靜電轉換頭之頂部接觸表面具有1μm至100μm之最大尺寸。在一實施例中，每一微裝置或靜電轉換頭之頂部接觸表面具有3μm至20μm之最大尺寸。在一實施例中，微裝置陣列之節距及對應靜電轉換頭陣列之節距為(1μm至100μm)×(1μm至100μm)，例如20μm×20μm或5μm×5μm節距。在一個態樣中，在不局限於特定理論的情況下，本發明之實施例描述根據靜電夾持器之原理操作的微裝置轉換頭及微裝置轉換頭陣列，該等微裝置轉換頭及微裝置轉換頭陣列使用相反電荷的吸引來拾取微裝置。根據本發明之實施例，將吸附電壓施加至微裝置轉換頭，以在微裝置上產生抓握壓力並且拾取微裝置。
在一個態樣中，本發明之實施例描述使用具有自對準能力之微拾取陣列架座進行微裝置之質量轉換的系統及方法。在一實施例中，微拾取陣列架座可包括一或更多個樞軸及梁，以允許在使系統部件進入接觸時(例如，在由微拾取陣列支撐之靜電轉換頭接觸載體基板上之微裝置陣列時)，安裝的微拾取陣列自動對準載體基板或接收基板。因此，微拾取陣列架座促進靜電轉換頭陣列與正被轉換之微裝置陣列之間更完整且均勻的接觸。以此方式，微拾取陣列架座之自對準能力可允許更簡單的質量轉換工具設計，在該設計中，在拾取或釋放微裝置陣列之前，在微或亞微標度上精細對準 微拾取陣列與載體或接收基板可不需要感測器(諸如，光譜干擾雷射位移計)及致動器之昂貴佈置。因此，自對準能力可降低系統部件之成本，同時亦提高微裝置之轉換速率，因為可藉由在拾取及釋放微裝置陣列時的自對準能力來完成精細對準。
在另一態樣中，本發明之實施例描述使用感測器感測系統部件偏轉來進行微裝置之質量轉換的系統及方法。可使用各種感測器，諸如昂貴的光譜干擾雷射位移計，或偵測系統部件之間的接觸的比較便宜的感測器開關。舉例而言，感測器可在安裝的微拾取陣列接觸載體基板上之微裝置時或在由微拾取陣列載送之微裝置接觸接收基板時偵測微拾取陣列架座之偏轉。更特定言之，在一實施例中，回應於感測到的偏轉，在轉換頭組件與載體基板之間的相對移動或在轉換頭組件與接收基板之間的相對移動可停止。移動可在偵測後或在偵測之後的預定事件後立即停止。因此，微裝置陣列與靜電轉換頭陣列或接收基板之間的接觸可受監測以控制微裝置陣列的拾取與釋放。
在又一態樣中，本發明之實施例描述使用具有對準以將系統部件置放成相互電連接之靜電電壓源連接與觸點之系統部件來進行微裝置的質量轉換的系統與方法。在一實施例中，轉換頭組件之靜電電壓源連接可置放成與靜電轉換頭陣列電連接。更特定言之，可將電壓從靜電電壓源連接經由對準以產生貫穿數個部件之操作電壓路徑的各個觸點與連接器(例如，通孔及跡線)提供至靜電轉換頭陣列。從靜電電 壓源連接施加至例如靜電轉換頭之電極的操作電壓可允許靜電轉換頭將抓握壓力施加至微裝置。
在再一態樣中，本發明之實施例描述使用具有對準以使系統部件相互結合之夾緊電壓源連接與觸點之系統部件來進行微裝置的質量轉換的系統與方法。在一實施例中，轉換頭組件之夾緊電壓源連接可被置放成與微拾取陣列架座之夾緊電極電連接。更特定言之，可將電壓從夾緊電壓源連接經由對準以產生貫穿數個部件之夾緊電壓路徑的各個觸點與連接器(例如，通孔及跡線)提供至微拾取陣列。從夾緊電壓源連接施加至微拾取陣列架座上之夾緊電極的夾緊電壓可靜電固持抵靠微拾取陣列架座的微拾取陣列。
在另一態樣中，本發明之實施例描述使用具有加熱機構以將熱量施加至微裝置陣列來進行微裝置的質量轉換的系統及方法。在一實施例中，加熱機構包括微拾取陣列架座上之電阻加熱元件。熱量可因此經由微拾取陣列架座被輸送至安裝在微拾取陣列架座上之微拾取陣列上的一或更多個靜電轉換頭，並且進入由靜電轉換頭抓握之微裝置陣列。以此方式，將熱量從具有自對準能力之微拾取陣列架座轉換至由微拾取陣列架座載送之微裝置而不過度加熱微拾取陣列架座之部分係可能的。
在又一態樣中，本發明之實施例描述用靜電轉換頭陣列來進行預製造微裝置陣列之質量轉換的方法。舉例而言，預製造微裝置可具有特定功能，諸如(但不限於)用於光發射的LED、用於邏輯及記憶體的矽IC以及用於射頻(RF) 通訊的砷化鎵(GaAs)電路。在一些實施例中，準備用於拾取的微LED裝置陣列描述為具有20μm×20μm節距，或5μm×5μm節距。在此等密度處，6吋基板例如可容納約1.65億個具有10μm×10μm節距的微LED裝置，或約6.6億個具有5μm×5μm節距的微LED裝置。包括匹配對應微LED裝置陣列之節距之整數倍之靜電轉換頭陣列的轉換工具可用於拾取微LED裝置陣列並且將微LED裝置陣列轉換至接收基板。以此方式，以高轉換速率將微LED裝置整合並且裝配成異質性整合系統係可能的，該等異質性整合系統包括從微顯示器至大面積顯示器之任何大小範圍內的基板。舉例而言，1cm×1cm之靜電轉換頭陣列可拾取並且轉換100000以上的微裝置，其中較大的靜電轉換頭陣列能夠轉換更多微裝置。
第1圖為根據本發明之實施例所示之用於從載體基板轉換微裝置之質量轉換工具的透視圖圖解。質量轉換工具100包括轉換頭組件206，該轉換頭組件206用於從由載體基板固持器108固持之載體基板拾取微裝置並且將微裝置轉換並且釋放至由接收基板固持器124固持之接收基板上。致動器之系統操作以在電腦系統150的控制下移動轉換頭組件206。此外，電腦系統150基於來自各個感測器之反饋輸入控制致動器。在一些實施例中，質量轉換工具100可為在相關美國專利申請案第13/607,031號中圖示及描述之質量轉換工具實施例的任一者，該申請案以引用之方式併入本文。
參照第2圖，圖示了根據本發明之實施例之包括固持微拾取陣列架座與安裝在微拾取陣列架座上之微拾取陣列 之轉換頭組件的微裝置轉換系統的側視圖圖解。微裝置轉換系統200包括微拾取陣列架座202、微拾取陣列204及轉換頭組件206。可結合此等系統部件的每一者。舉例而言，微拾取陣列架座202可保持在轉換頭組件206之安裝表面208上，且微拾取陣列204可保持在微拾取陣列架座202之安裝表面205上。在一實施例中，微拾取陣列系統200之部件可為電連接的，使得操作電壓路徑或夾緊電壓路徑貫穿多個部件。下文進一步描述此等態樣。
參照第3A圖，圖示了根據本發明之實施例之具有位於載體基板上的微裝置陣列上方並且遠離該微裝置陣列的靜電轉換頭陣列的微裝置轉換系統的側視圖圖解。具有支撐靜電轉換頭陣列210之微拾取陣列204之微裝置轉換系統200可位於在載體基板302上載送之微裝置陣列(未圖示)上方並且遠離該微裝置陣列，載體基板固持器108固持該載體基板302。在初始狀態中，微拾取陣列204及載體基板302可具有對偏一角度304的表面。此外，微拾取陣列204安裝在微拾取陣列架座202上。微拾取陣列架座202包括如在以下描述中更加詳細描述之樞軸平臺，該樞軸平臺允許微拾取陣列204與載體基板302上之微裝置陣列自對準。因此，微拾取陣列204能夠相對於轉換頭組件206移動。
參照第3B圖，圖示了根據本發明之實施例之具有位於載體基板上的微裝置陣列上方並且與該微裝置陣列接觸的靜電轉換頭陣列的微裝置轉換系統的側視圖圖解。當微拾取陣列204從第3A圖所圖示之未對準狀態朝向載體基板302移 動時，靜電轉換頭陣列210可不均勻地接觸載體基板302上之微裝置陣列。舉例而言，靜電轉換頭陣列210之一側可接觸微裝置陣列而另一側可不接觸微裝置陣列。或者，所有靜電轉換頭210可接觸微裝置陣列，但是施加在整個靜電轉換頭陣列上的壓力可為不均勻的。然而，如下所述，給予靜電轉換頭陣列210的力可使樞軸平臺傾側或傾斜，以允許靜電轉換頭陣列210與載體基板302上的微裝置陣列對準。亦即，樞軸平臺可繞多個軸旋轉並且沿多個軸平移以與接觸表面(例如，載體基板302)對準，使得實現完全且均勻的接觸。
因為樞軸平臺自對準，所以貫穿整個微拾取陣列204上的壓力及/或接觸分佈可為實質上均勻的。均勻壓力分佈可包括在靜電轉換頭210與載體基板302上之微裝置之間的均勻壓力及/或接觸。此類均勻壓力或接觸可避免對靜電轉換頭210或微裝置的損壞並且可賦能所有或幾乎所有微裝置的接觸及轉換。
現參照第4A圖，第4A圖圖示根據本發明之實施例之具有靜電接合位點之微拾取陣列架座的透視圖圖解。微拾取陣列架座202可與微拾取陣列204及轉換頭組件206結合並且置放在微拾取陣列204與轉換頭組件206之間，以允許在彼等部件之間的相對移動。204/206之相對移動可導致靜電轉換頭陣列210與載體基板上之微裝置陣列的自動對準。因此，靜電轉換頭210可以均勻壓力接觸微裝置陣列中之每個對應微裝置。
在所圖示的實施例中，微拾取陣列架座202包括基 底402與樞軸平臺404。在一實施例中，基底402圍繞樞軸平臺404的全部或一部分。舉例而言，如圖所圖示，基底402可橫向圍繞樞軸平臺404延伸。在替代性實施例中，基底402不圍繞樞軸平臺404。基底402與樞軸平臺404可藉由一或更多個梁406互連。每一梁406可在一或更多個樞軸位置(諸如，內樞軸408、414及外樞軸410、416)處與基底402及樞軸平臺404連接。
第4A圖圖示具有矩形周邊的基底402及樞軸平臺404兩者，然而，基底402及樞軸平臺404可具有不同形狀。舉例而言，在不脫離本揭示案之範疇的情況下，基底402可為圓形的、六角形的、橢圓形的等。同樣地，樞軸平臺404可為替代形狀。舉例而言，樞軸平臺404可為圓形的、六角形的、橢圓形的等。在一實施例中，基底402及樞軸平臺404具有一致形狀，使得樞軸平臺404緊貼在相同形狀之基底402內部。在其他實施例中，基底402及樞軸平臺404不具有一致形狀。舉例而言，基底402可為圓形的且樞軸平臺404可為矩形的，導致樞軸平臺404之每一側之中點附近的額外間隙。根據以下揭示內容，此類失配可允許梁406在間隙區域內部延伸，以提供較大彎曲臂。
仍參照第4A圖，梁406可橫向圍繞樞軸平臺404從內樞軸408延伸至外樞軸410。更特定言之，梁406可藉由擬合在彼等部件之間且實質地填充彼等部件之間的空隙以符合基底402及樞軸平臺404。在至少一個實施例中，梁406之橫向延伸提供槓桿臂，該槓桿臂允許梁406的充分彎曲及 樞軸408及410的扭轉以在力施加至彼等部件時賦能基底402與樞軸平臺404之間的相對移動。梁406的彎曲包括正交於基底402的部件，例如沿軸474的Z軸方向部件。
在一實施例中，微拾取陣列架座202之樞軸經定位以繞多個軸扭動。舉例而言，內樞軸408位於樞軸平臺404上正交於基底402之邊緣的邊緣處，外樞軸410位於基底402的該邊緣上。因此，與內樞軸408及外樞軸410所在之邊緣垂直行進之軸(諸如，軸470及軸472)亦彼此正交。結果是，樞軸平臺404及基底402可沿軸470及472相對於彼此扭動。舉例而言，樞軸平臺404可在繞軸470的方向θx上相對於基底402扭動。另外，樞軸平臺404可在繞軸472的方向θy上相對於基底402扭動。
微拾取陣列架座202可包括沿扭轉軸的樞軸對。舉例而言，微拾取陣列架座202可包括從內樞軸408橫跨樞軸平臺404定位的內樞軸414。因此，樞軸平臺404可沿相對側由梁406支撐在內樞軸408及414處。此外，在力施加至偏離軸的樞軸平臺時，樞軸平臺404可繞軸(例如，貫穿內樞軸408及內樞軸414的軸472)旋轉。舉例而言，當力施加至外樞軸410附近的梁406時，樞軸平臺404可在繞軸472的方向θy上旋轉。同樣地，微拾取陣列架座202可包括從外樞軸410橫跨樞軸平臺404定位的外樞軸416。因此，使樞軸平臺404與基底402連接的梁406可沿相對側由基底402支撐在外樞軸410及416處。此外，在力施加至偏離軸的樞軸平臺時，樞軸平臺404可繞軸(例如，貫穿外樞軸410及外樞 軸416的軸470)旋轉。舉例而言，當力施加至內樞軸408附近的梁406時，樞軸平臺404可在繞軸470的方向θx上旋轉。因此，微拾取陣列架座404之樞軸促進基底402與樞軸平臺404之間的移動及自動對準。將在下文中進一步描述微拾取陣列架座202的運動學。
根據本發明之實施例，微拾取陣列架座202可由一或更多個部分或零件形成。數種材料可用於微拾取陣列架座202。用於微拾取陣列架座的材料選擇受在施加負荷、熱穩定性及最小彈簧質量下偏轉的能力驅動。表1列出用於數種候選材料(包括矽、碳化矽、氮化鋁、不銹鋼，及鋁)的相關材料性質。
儘管所列出材料的每一者可用於微拾取陣列架座，但是矽具有最大撓曲比、最低CTE及最低候選材料密度。另外，矽可用各種精確半導體製造技術形成。
因此，在一實施例中，基底402、樞軸平臺404及 梁406由矽晶圓形成以產生不同的區域。更特定言之，已知的製程(諸如，深度蝕刻、雷射切割等)可用於形成通道412。在至少一個實施例中，通道412可因此藉由提供例如基底402與樞軸平臺404區域之間的分離以界定微拾取陣列架座202的結構。
參照第4A-4B圖，微拾取陣列架座202可包括在樞軸平臺404上之一或更多個樞軸平臺靜電電壓源觸點420。在微拾取陣列204與該微拾取陣列架座202操作性連接時，靜電電壓源觸點420可用於將操作電壓轉換至微拾取陣列204上之靜電轉換頭陣列。在一實施例中，使用適用技術(諸如(但不限於)，導電材料(例如，金屬)至樞軸平臺404之表面上的濺鍍或電子束蒸發)形成一或更多個靜電電壓源觸點420。現參照第4B圖，樞軸平臺上之每一靜電電壓源觸點420可進一步被置放成與通孔結構422之降落墊431電連接，該通孔結構422延伸穿過微拾取陣列架座202到達基底靜電電壓源觸點433。此外，且更特定言之，樞軸平臺靜電電壓源觸點420可被置放成經由跡線424與通孔422電連接。跡線424使樞軸平臺靜電電壓源觸點420連接至降落墊431。如圖所圖示，跡線424可在微拾取陣列架座202之微拾取陣列安裝側上之部分的一或更多者上方行進。舉例而言，跡線424可在基底402、梁406及樞軸平臺404上方行進。亦可使用適用技術(諸如，濺鍍或電子束蒸發)形成跡線424。在一實施例中，同時形成靜電電壓源觸點420、降落墊431及跡線424。在一實施例中，跡線424可為與微拾取陣列架座202之表面 分離或接合至微拾取陣列架座202之表面並且使樞軸平臺靜電電壓源觸點420與降落墊431電連接的佈線。
微拾取陣列架座202可進一步包括與跡線424在微拾取陣列架座202之相同側上之虛設跡線(dummy trace)425的佈置。如第4A圖所圖示，虛設跡線425可反映梁406或樞軸平臺404之部分上之跡線424的佈置，以平衡微拾取陣列架座202中的殘餘應力及熱應力。更特定言之，來自微拾取陣列架座202之製造的殘餘應力部分地取決於梁406之複合結構特性。沿梁406之跡線424有助於此等特性，且在製造期間由例如梁406之冷卻引起之殘餘應力可因此區別為具有跡線424之梁406與無跡線424之梁406。此區別可導致例如在周圍條件下之自對準結構的偏斜。或者，或結合此等殘餘應力，當熱量施加至微拾取陣列架座202時，具有跡線424之梁406可不同地表現，例如以與無跡線424之梁406不同的速率擴展。此外，此舉可扭曲微拾取陣列結構。虛設跡線425給出與具有跡線424之梁406具有類似複合結構特性的無跡線424之梁406。因此，虛設跡線425可平衡或偏移遍及所有梁406之殘餘應力及熱應力以避免微拾取陣列架座202之扭曲。
微拾取陣列架座202可包括一或更多個接合位點以將微拾取陣列204安裝在微拾取陣列架座202上。在一實施例中，接合位點包括位於樞軸平臺404之微拾取陣列安裝表面205上之一或更多個夾緊電極430。更特定言之，夾緊電極430可位於樞軸平臺404之相同表面上，樞軸平臺靜電電壓源 觸點420位於該樞軸平臺404上。在一實施例中，夾緊電極430與靜電電壓源觸點420、降落墊431及跡線424同時形成。夾緊電極430可進一步被置放成與通孔結構432電連接，該通孔結構432延伸穿過微拾取陣列架座202。在所圖示的實施例中，通孔結構432延伸穿過微拾取陣列架座202至背表面上的降落墊441，該降落墊441藉由跡線434與基底夾緊觸點442電連接。如圖所示，跡線434可在與轉換頭組件連接之微拾取陣列架座202之背部表面的一或更多個部分上方行進。舉例而言，跡線434可在基底402、梁406及樞軸平臺404上方行進。此外，在一實施例中，跡線434可為與微拾取陣列架座202之表面分離或接合至微拾取陣列架座202之表面並且使基底夾緊觸點442與通孔432及夾緊電極430電連接的佈線。
可以多種方法形成微拾取陣列架座202之電部件。舉例而言，可藉由鑽鑿或蝕刻穿過基底402之孔洞、用絕緣體鈍化孔洞以及使導電材料(例如，金屬)形成鈍化孔洞來形成通孔422、432，以使用適用技術(諸如，濺鍍、電子束蒸發、電鍍或無電式沉積)形成通孔422、432。
在一些實施例中，微拾取陣列架座202可進一步經構造以經由靜電原理固定或夾緊至轉換頭組件206。如第4A-4E圖及第8A-10B圖所圖示之實施例所圖示，一或更多個夾緊區域450可形成在微拾取陣列架座202之背面上以與轉換頭組件206之夾緊電極1010對準。根據靜電夾持器之原理，使用相反電荷間的吸引，介電層可形成在夾緊電極1010 及/或夾緊區域450上方。可藉由各種方法形成夾緊區域450並且採取各種配置。在一個實施例中，夾緊區域450為形成在微拾取陣列架座202之背表面上的傳導性墊(諸如，金屬或半導體薄膜)。傳導性墊可與微拾取陣列架座202之其他有效區域電絕緣。舉例而言，可在傳導性墊下方、上方並且圍繞傳導性墊形成絕緣層。
參照第4C圖，圖示了根據本發明之實施例之具有靜電接合位點之微拾取陣列架座的透視圖圖解。在一些實施例中，微拾取陣列架座202可包括置放在基底402上的加熱觸點480。舉例而言，加熱觸點480可鄰近於微拾取陣列架座202之底表面上的夾緊區域450以與轉換頭組件206之加熱連接1090(第10A-10B圖)對準或被置放成與該加熱連接1090電連接。多個加熱觸點480可用於例如使電流穿過一或更多個加熱元件484。更特定言之，加熱元件484可在終止於例如第二加熱觸點480之前從第一加熱觸點480並且在樞軸平臺404及/或梁406上方延伸。因此，加熱元件484可載送多個加熱觸點480之間的電流。在電流穿過加熱元件484時，焦耳加熱致使加熱元件484之溫度上升。
在一實施例中，加熱元件484可藉由一或更多個加熱導線482與加熱觸點480連接。加熱導線482可經調整大小並且經配置以比加熱元件484耗散較少熱量，並且因此作為電導線以載送來自微拾取陣列架座202之部分(例如，基底402及梁406)上方之加熱觸點480的電流，而不顯著加熱彼等部分。舉例而言，熱量導線482可為銅導體。以此方式， 微拾取陣列架座202之加熱可與具有加熱元件484之區域(諸如，樞軸平臺404)隔離。
加熱元件484可由有助於電阻加熱的材料及形狀形成。更特定言之，加熱元件484可被形成以在電流穿過加熱元件484時產生熱量。作為實例，加熱元件484可由二矽化鉬之股線形成。股線可捲繞或蜿埏地置放在微拾取陣列架座202上以橫跨或遍及表面或結構(例如，樞軸平臺404)均勻分佈熱量。可例如藉由元件上方之層合化使加熱元件484絕緣，以保護鄰近部件免受過度加熱並且將熱量導引到樞軸平臺404中。
在一實施例中，微拾取陣列架座202包括溫度感測器以感測微拾取陣列架座202或附近結構(例如，微拾取陣列)之溫度。舉例而言，溫度感測器440可位於樞軸平臺上以量測樞軸平臺404之溫度。溫度感測器440可罐封或以其他方式黏附或機械固定至樞軸平臺。在另一實施例中，溫度感測器440可位於樞軸平臺404之中心(第4A圖)、樞軸平臺404之轉角(第5A圖)，或位於基底402或梁406上。在又其他實施例中，溫度感測器440可位於樞軸平臺404之前表面或背表面上，亦即，在具有降落墊431之表面上或在具有降落墊441之相對表面上。可由諸如可用空間以及溫度感測器440是否干擾其他功能(諸如，溫度感測器440是否中斷靜電轉換頭210中的電荷)之考慮驅動位置之選擇。舉例而言，在一實施例中，溫度感測器440可位於樞軸平臺404之背表面上的中心處，在該中心，感測器將不會機械干擾微 拾取陣列204之接合。溫度感測器440可位於平臺404上的中心處，以極其接近微拾取陣列204的峰值溫度。若感測器440位於非常靠近樞軸平臺404之邊緣處，則由於對流熱損耗之溫度變化可使量測到的溫度偏斜。溫度感測器440可為各種已知溫度感測器(諸如，接面型熱電偶、電阻式溫度偵測器等)的任一者。
參照第4D-4E圖，在一實施例中，微拾取陣列架座202包括位於微拾取陣列架座202之相同表面上的基底靜電電壓源觸點433以及基底夾緊觸點442。舉例而言，基底靜電電壓源觸點433及基底夾緊觸點442可位於靜電電壓源觸點420及夾緊電極430所在之微拾取陣列架座202的相同側上。此外，跡線424可使基底靜電電壓源觸點433及基底夾緊觸點442分別與靜電電壓源觸點420及夾緊電極430互連。因為互連的連接及觸點可位於微拾取陣列架座202之相同側上，所以不需要通孔422、432。更特定言之，跡線424可沿微拾取陣列架座202之相同側並且在梁406的每一者上方以平衡橫跨梁406之跡線424之重量的對稱模式行進。
在一實施例中，假定基底靜電電壓源觸點433及基底夾緊觸點442可位於例如基底402之頂表面上，基底靜電電壓源觸點433及基底夾緊觸點442可鄰近置放並且與延伸至轉換頭組件206或從轉換頭組件206延伸的獨立電導線連接。舉例而言，具有佈線以形成微拾取陣列架座202與轉換頭組件206之間的電連接之帶狀電纜460可與絕緣位移連接器嚙合，該絕緣位移連接器與基底靜電電壓源觸點433及基 底夾緊觸點442電連接。因此，電壓可經由帶狀電纜460從外部部件(諸如，轉換頭組件206)施加至基底靜電電壓源觸點433及基底夾緊觸點442。
現參照第5A圖，圖示了根據本發明之實施例之具有一非靜電接合位點之微拾取陣列架座的透視圖圖解。微拾取陣列架座202之大部分部件(諸如，樞軸平臺靜電電壓源觸點420)與第4A-4B圖之實施例中之該等部件的對應物相同或類似。然而，在此實施例中，夾緊電極430替換為接合墊500。接合墊500可由各種材料(包括聚合物、焊料、金屬及其他黏接劑)形成以促進與另一結構之永久接合的形成。在一實施例中，接合墊500可包括金、銅或鋁以促進與鄰近結構之熱壓接合的形成。舉例而言，可在接合墊500與鄰近結構之間形成金至金熱壓接合。然而，熱壓接合僅為形成結構之間的永久接合的一種方法，且因此，接合墊500可包括促進微拾取陣列架座202與另一零件或結構之間的接合之形成的其他材料或機構。舉例而言，可在具有各種形狀及大小之多個接合位點處使用直接接合、黏著接合、反應性接合、焊接等。
參照第5B圖圖示了根據本發明之實施例之具有一非靜電接合位點之微拾取陣列架座的透視圖圖解。在一實施例中，微拾取陣列架座202可包括與基底靜電電壓源觸點433電通訊的帶狀電纜460。如上文所論述，帶狀電纜460可與外部部件(諸如，轉換頭組件之靜電電壓源)電連接，此舉可消除對將電壓輸送至基底靜電電壓源觸點433之通孔422的 需要。
如第4A-4E圖中所圖示，微拾取陣列架座202可包括設置在與靜電電壓源觸點420及夾緊電極430相對之樞軸平臺表面上的加熱元件484。因此，可經由樞軸平臺404將熱量輸送至靜電電壓源觸點420及夾緊電極430或輸送至與彼等觸點接觸的微拾取陣列。
現參照第6A圖，圖示了根據本發明之實施例之具有橫向圍繞樞軸平臺之梁及自動對準行為之微拾取陣列架座的透視圖圖解。如上所述，由於梁406之彎曲及樞軸408、410、414及416之扭轉，微拾取陣列架座202允許在平臺404與基底402之間沿並且繞多個軸之移動。梁406之彎曲可包括z向量分量，諸如在軸630之方向上的分量。此外，樞軸平臺404可由於內樞軸408、414中的扭動繞第一軸602旋轉並且由於外樞軸410、416中的扭動繞軸604旋轉。經由梁406之彎曲實現交替平面中之樞軸平臺404的移動。舉例而言，在內樞軸414與外樞軸416之間的梁406之彎曲可致使樞軸平臺404遠離第6A圖中所圖示之方位傾斜。此外，梁406之彎曲可允許樞軸平臺404在不同方向上(諸如，沿軸630)平移。因此，樞軸平臺404可藉由從其起始位置相對於基底402傾側、傾斜、旋轉及平移以自對準到另一表面。
在基底402保持固定時，樞軸平臺404沿軸630之平移允許樞軸平臺404相對於基底402移動。換言之，樞軸平臺404之移動可導致微拾取陣列架座202在軸630之方向上的膨脹或伸縮。可藉由樞軸平臺404沿軸630之偏轉或平 移界定此膨脹。在一實施例中，如將在下文更充分描述，偏轉之潛在量係關於可容納在微拾取陣列與載體基板之間的未對準度。因此，在一實施例中，樞軸平臺404沿軸630相對於基底402的運動範圍可在約1微米至30微米之範圍內。在另一實施例中，運動範圍可在約2微米至10微米之範圍內。更特定言之，在一實施例中，樞軸平臺404可沿軸630遠離基底402偏轉約10微米。
現參照第6B圖，圖示了根據本發明之實施例之具有橫向圍繞樞軸平臺之一部分的兩個梁及自動對準行為之微拾取陣列架座的透視圖圖解。微拾取陣列架座202包括藉由梁406及406'與樞軸平臺404結構性連接的基底402。因此，在一實施例中，梁406可為不連續的並且不完全橫向圍繞樞軸平臺404。更特定言之，樞軸平臺404可藉由在內樞軸414及外樞軸416處分別與樞軸平臺404及基底402連接之梁406支撐在一側上。類似地，樞軸平臺404可藉由在內樞軸414'及外樞軸416'處與樞軸平臺404及基底402連接之梁406'支撐在相對側上。替代性結構仍允許樞軸平臺404相對於基底402傾側並且傾斜。更特定言之，樞軸平臺404能夠由於內樞軸414、414'中之扭動繞軸602旋轉，以及由於外樞軸416、416'中之扭動繞軸604旋轉。此外，梁406、406'之彎曲允許樞軸平臺在各種其他平面中傾斜或沿軸(例如，軸630)平移。因此，樞軸平臺404可藉由從其起始位置相對於基底402傾側並且傾斜以自對準到另一表面。
現參照第6C圖，圖示了根據本發明之實施例之具有 在樞軸平臺與基底之間的四個梁及自動對準行為之微拾取陣列架座的透視圖圖解。微拾取陣列架座202包括藉由梁606、608、610及612與樞軸平臺404結構性連接的基底402。因此，在一實施例中，多個梁可支撐樞軸平臺404。如圖所圖示，每一梁可具有大體上直線的配置，使得單個梁支撐樞軸平臺404之每一側。梁606、608、610及612可在樞軸平臺404與基底402之間對角延伸以提供顯著力矩或彎曲臂，但是梁亦可從樞軸平臺404正交延伸，從而最小化梁長度。多個直線梁結構亦允許樞軸平臺404以類似於上文論述之方式的方式相對於基座402傾側並且傾斜。然而，運動之機械學可不同於其他實施例，因為直線梁可導致更剛性結構。因此，例如，樞軸平臺404仍可繞軸602旋轉或沿軸630平移，但是移動度可為每單位力更少的，該力為相對於一些在先結構性實施例而施加的。儘管如此，樞軸平臺404可藉由從其起始位置相對於基底402傾側並且傾斜以自對準到另一表面。
微拾取陣列架座202之在先結構性實施例意欲顯示預期在本揭示案之範疇內的潛在實施例的廣度。因此，此等實施例不意欲以任何方式為窮舉的，但是意欲提示熟習此項技術者各種梁結構及樞軸配置及置放可用於實現自對準結構，在該自對準結構中，樞軸平臺404可在多個平面中並且沿或繞多個軸相對於基底402移動。
已經論述了微拾取陣列架座202之基本結構及功能，可提供關於微拾取陣列架座202可與之配合、裝配或以其他方式組合以形成微裝置轉換系統的額外部件的更多細 節。舉例而言，微拾取陣列架座202可與微拾取陣列結合。現參照第7圖，圖示了根據本發明之實施例之具有支撐靜電轉換頭陣列之微拾取陣列的側視圖圖解。微拾取陣列700可包括支撐靜電轉換頭陣列703之基底基板702，該基底基板702由矽、陶瓷及聚合物之一或更多者形成。每一靜電轉換頭703可包括檯面結構704，該檯面結構704包括可支撐電極712的頂表面708。然而，電極712為說明性的，且在另一實施例中，檯面結構704可整個或部分地為傳導性的，使得電極712為不必需的。介電層716覆蓋每一檯面結構之頂表面及電極712(若有)。每一靜電轉換頭之頂部接觸表面718具有可對應於待拾取之微裝置之大小的最大尺寸，例如1μm至100μm之長度或寬度。
檯面結構704遠離基底基板702凸出以提供頂部接觸表面718之局部化接觸點，以在拾取操作期間拾取特定微裝置。在一實施例中，檯面結構704具有約1μm至5μm或更特定言之約2μm之高度。在一實施例中，檯面結構704可具有頂表面708，該頂表面708具有在1平方微米至10000平方微米之間的表面積。可以各種幾何形狀(例如，正方形的、矩形的、圓形的、橢圓形的等)形成檯面結構704，同時維持此一般性表面積範圍。基底基板702上之檯面結構陣列704的高度、寬度及平面度經選擇，使得每一靜電轉換頭703可在拾取操作期間接觸對應微裝置，並且使得靜電轉換頭703在拾取操作期間不會無意中接觸鄰近於意欲對應微裝置的微裝置。
仍參照第7圖，電極導線714可將電極712或檯面結構704置放成與通孔720之終端並且與基板靜電電壓源觸點722電連接。微拾取陣列700之基板靜電電壓源觸點722經形成以與微拾取陣列架座202上之靜電電壓源觸點420對準，以在靜電轉換頭陣列703與微拾取陣列架座202操作性連接時將操作電壓轉換至靜電轉換頭陣列703，如下文關於第8-9圖更詳細描述。可使用與上文針對其他導線、通孔、觸點與連接描述的彼等方法類似的方法形成電極導線714、通孔720及基板靜電電壓源觸點722。
除根據靜電原理拾取微裝置的操作之外，微拾取陣列700可進一步經構造以經由靜電原理被固定或夾緊至微拾取陣列架座202。如在第7圖中所圖示的實施例所圖示，一或更多個夾緊區域724可形成在微拾取陣列700之背面上以與微拾取陣列架座202之夾緊電極430對準。根據靜電夾持器之原理，使用相反電荷之吸引，介電層可形成在微拾取陣列架座202中之夾緊電極430上方及/或微拾取陣列700上之夾緊區域724上方。可藉由各種方法形成夾緊區域724並且採取各種配置。在一個實施例中，夾緊區域724為形成在微拾取陣列700之背表面上的傳導性墊(諸如，金屬或半導體薄膜)。傳導性墊可與微拾取陣列700之其他有效區域電絕緣。舉例而言，可在傳導性墊下方、上方並且圍繞傳導性墊形成絕緣層。在另一實施例中，夾緊區域724可與微拾取陣列整體形成(例如，塊狀矽)，並且與微拾取陣列700的其他有效區域電絕緣。
參照第8A圖，圖示了根據本發明之實施例之包括與微拾取陣列靜電接合之微拾取陣列架座之微裝置轉換系統的側視圖圖解。微拾取陣列系統800包括微拾取陣列架座202及微拾取陣列700，該微拾取陣列700可與微拾取陣列架座202結合。更特定言之，如下所述，微拾取陣列700可與微拾取陣列架座202實體並且電結合。
微拾取陣列700可經由暫時接合與微拾取陣列架座202實體結合。舉例而言，夾緊電極430可鄰近於基板702之夾緊區域724定位。在將靜電電壓經由夾緊電壓路徑從基底夾緊觸點442施加至夾緊電極430之後，靜電夾持壓力將施加至基板702，使微拾取陣列700實體接合至微拾取陣列架座202。此接合為可逆的，因為施加至夾緊電極430之靜電電壓的不連續可從微拾取陣列架座202移除接合並且釋放微拾取陣列700。因此，微拾取陣列700暫時鄰接至微拾取陣列架座202以形成微裝置轉換系統800。如上所述，根據靜電夾持器之原理，使用相反電荷之吸引，介電層形成在微拾取陣列架座202中之夾緊電極430上方及/或微拾取陣列700上之夾緊區域724上方。
微拾取陣列架座202亦可與微拾取陣列700操作性結合。更特定言之，微拾取陣列700之基板靜電電壓源觸點722可與樞軸平臺靜電電壓源觸點420對準，並且鄰近樞軸平臺靜電電壓源觸點420置放。以此方式，經由微拾取陣列架座202將施加至基底靜電電壓源連接433的電壓轉換至電連接至基板靜電電壓源觸點722的樞軸平臺靜電電壓源觸點 420，並且轉換至靜電轉換頭陣列703。因此，微拾取陣列架座202及微拾取陣列700可經電連接以使靜電電壓能夠經由操作電壓路徑從基底靜電電壓源連接433被施加至轉換頭陣列703，以在微裝置陣列上產生靜電夾緊力。
在彼等部件結合以形成微裝置轉換系統800時，可將熱量從微拾取陣列架座202輸送至微拾取陣列700及/或至由微拾取陣列700抓握之微裝置陣列。如第8A圖中所圖示，在一實施例中，微拾取陣列架座202上之加熱觸點480可將電流經由加熱導線482轉繼至樞軸平臺404上之加熱元件484(如第8B圖中所示)。以此方式，可電阻式加熱加熱元件484。因此，來自微拾取陣列架座202之底表面上之加熱元件484的熱量可經由樞軸平臺404轉換至微拾取陣列700。此外，輸送至微拾取陣列700的熱量可經由靜電轉換頭210逸散到由靜電轉換頭210抓握的微裝置陣列。
參照第8B圖，圖示了根據本發明之實施例之包括與微拾取陣列靜電接合之微拾取陣列架座之微裝置轉換系統的側視圖圖解。微拾取陣列700可包括被置放成分別與靜電電壓源觸點420及夾緊電極430電通訊的基板靜電電壓源觸點722及夾緊區域724。如上文所論述，靜電電壓源觸點420及夾緊電極430可分別與基底靜電電壓源觸點433及基底夾緊觸點442互連。此外，帶狀電纜460可將電壓從外部部件(諸如，轉換頭組件206之靜電電壓源)提供至基底靜電電壓源觸點433及基底夾緊觸點442。因此，完整的電路徑在靜電電壓源與基板之間形成。
在替代性實施例中，帶狀電纜462可與微拾取陣列架座202之底表面上的一或更多個觸點電連接。舉例而言，帶狀電纜462可將電流提供給加熱觸點480，且可經由加熱導線482轉繼電流以提高加熱元件484之溫度。以此方式，熱量可從加熱元件484經由樞軸平臺404被轉換至微拾取陣列700。
在替代性實施例中，在基底靜電電壓源觸點433或基底夾緊觸點442位於微拾取陣列架座202之底表面上(諸如，其在第8A圖中的位置)時，帶狀電纜462之電導線可與該基底靜電電壓源觸點433或該基底夾緊觸點442連接。在此情況下，經由帶狀電纜462輸送的操作電壓及夾緊電壓隨後可經由通孔及跡線轉換至微拾取陣列架座202之頂表面上的靜電電壓源觸點420及夾緊電極430。
參照第9A圖，圖示了根據本發明之實施例之包括與微拾取陣列永久接合之微拾取陣列架座之微裝置轉換系統的側視圖圖解。微拾取陣列700可永久接合至微拾取陣列架座202以形成微裝置轉換系統900。微拾取陣列架座202可包括接合墊500。接合墊500可由包括聚合物、焊料、金屬及其他黏接劑之各種材料形成。為了進一步促進接合，除接合墊500之外或替代接合墊500，接合墊502可形成在基板702上。在一實施例中，接合墊500及/或502由金屬材料形成且基板微拾取陣列架座202及微拾取陣列700經由熱壓接合以接合在一起。因此，在至少一個實施例中，微拾取陣列700可永久鄰接微拾取陣列架座202以形成微裝置轉換系統900。在永 久接合微拾取陣列架座202與微拾取陣列700之前，彼等部件之電觸點可經對準以確保被接合部件保持彼此電連接。更特定言之，樞軸平臺靜電電壓源觸點420與基板靜電電壓源觸點722之對準為對準的。
在彼等部件結合以形成微裝置轉換系統900時，可將熱量從微拾取陣列架座202輸送至微拾取陣列700及/或至由微拾取陣列700抓握之微裝置陣列。如第9A圖中所圖示，在一實施例中，微拾取陣列架座202上之加熱觸點480可將電流經由加熱導線482轉繼至加熱元件484。加熱元件484可由電流電阻式加熱，且熱量可因此從微拾取陣列架座202之底表面上的加熱元件484經由樞軸平臺404轉換至微拾取陣列700。
在替代性實施例中，在基底靜電電壓源觸點433位於微拾取陣列架座202之底表面上(諸如，其在第9A圖中的位置)時，帶狀電纜462之電導線可與該基底靜電電壓源觸點433連接。在此情況下，經由帶狀電纜462輸送的操作電壓隨後可經由通孔及跡線轉換至微拾取陣列架座202之頂表面上的靜電電壓源觸點420。
參照第9B圖，圖示了根據本發明之實施例之包括與微拾取陣列永久接合之微拾取陣列架座之微裝置轉換系統的側視圖圖解。帶狀電纜460可被置放成與基底靜電電壓源觸點433電通訊以將電壓從外部部件(諸如，轉換頭組件206之靜電電壓源)經由微拾取陣列架座202與微拾取陣列700之各種跡線、觸點與連接提供到靜電轉換頭703中。
在一實施例中，帶狀電纜462可將電流提供至加熱觸點480，且可經由加熱導線482轉繼電流以提高加熱元件484之溫度。因此，熱量可從加熱元件484經由樞軸平臺404轉換至微拾取陣列700。
參照第10A圖，圖示了根據本發明之實施例之包括固持微拾取陣列架座與安裝在微拾取陣列架座上之微拾取陣列之轉換頭組件的微裝置轉換系統之一部分的橫截面側視圖圖解。如上所述，微拾取陣列700可經由暫時接合或永久接合附接至微拾取陣列架座202。類似地，微拾取陣列架座202可以多種方式與轉換頭組件206結合。舉例而言，可氣動地、靜電地或機械地形成附接。
在一實施例中，微拾取陣列架座202可抵靠轉換頭組件之安裝表面208置放，且轉換頭組件206之固持機構可被啟動以保持微拾取陣列架座202。舉例而言，在至少一個實施例中，微拾取陣列架座202可藉由經由安裝表面208中之真空埠1002施加吸力以可釋放地附接並且與安裝表面208分離。真空埠1002可與真空源1004耦接以對抵靠安裝表面208置放之物件施加吸力。更特定言之，當微拾取陣列架座202抵靠安裝表面208定位時，可經由真空埠1002施加吸力以在一或更多個真空通道1006內部產生負壓力。因此，可藉由真空通道1006與周圍大氣之間的壓力差推動微拾取陣列架座202抵靠安裝表面208。因此，微拾取陣列架座202附接至安裝表面208。當真空源斷接或真空通道1006中的負壓力不足以保持微拾取陣列架座202時，中斷附接且可釋放並且移除 微拾取陣列架座202。
在替代性實施例中，微拾取陣列架座202可藉由靜電力保持抵靠安裝表面208。在此實施例中，不經由真空埠1002施加吸力至微拾取陣列架座202，夾緊電極1010及導線1007可替代真空埠1002及真空通道1006。靜電電壓可從替代真空源1004的靜電電壓源1012施加至夾緊電極1010。在此實施例中，微拾取陣列架座202可包括夾緊區域450。
因此，當夾緊區域450鄰近夾緊電極1010置放時，可施加靜電力以保持微拾取陣列架座202抵靠安裝表面208。
可使用保持微拾取陣列架座202的多種其他方法，使得不需要使用真空或靜電夾緊部件。舉例而言，在又一實施例中，一或更多個機械緊固件可用於保持微拾取陣列架座202抵靠安裝表面208。作為實例，螺釘可置放在形成於基底402的通孔中並且擰進安裝表面208中的埋頭孔中，使得螺釘(例如，有帽螺釘)的頭將保持基底402抵靠安裝表面208。或者，可使用夾具(諸如，彈簧加載的夾具)以抵靠安裝表面208緊固基底。在此情況下，夾具可在與接收微拾取陣列700之微拾取陣列架座202的側相同的側上將緊固負載施加至基底402。其他機械保持特徵結構(諸如，銷)可用於保持微拾取陣列架座202抵靠安裝表面208。另外，替代性接合機構(諸如，黏接劑)可用於保持微拾取陣列架座202。舉例而言，適當的黏接劑可用於在安裝表面208與基底402之間形成接合，此係取決於用於形成轉換頭組件206及微拾取陣列架座202的材料。
轉換頭組件206可包括用於將夾緊電壓提供至微拾取陣列架座202以固持微拾取陣列700的電互連。舉例而言，如上所述，微拾取陣列架座202可包括用於將抓握壓力施加至微拾取陣列700的夾緊電極430。為了誘發此抓握壓力，轉換頭組件206可將靜電電壓提供至基底夾緊觸點442。更特定言之，轉換頭組件1002之夾緊電壓源連接1040可提供從藉由佈線或其他電連接而連接至夾緊電壓源連接1040之靜電電壓源1042輸送的電壓。如上文所論述，輸送至夾緊電極430的靜電電壓允許微拾取陣列架座202與微拾取陣列700實體結合。
在另一實施例中，可替代地使用真空保持微拾取陣列700抵靠微拾取陣列架座700。舉例而言，在一實施例中，真空通道可貫穿轉換頭組件206及微拾取陣列架座202，終止在與微拾取陣列700之背表面並置的真空埠中。由於使用本領域中已知的密封部件將真空通道對準並且密封在各個部件之介面處，該等真空通道可形成單個導管。此外，通道可貫穿微拾取陣列700之壁，例如，從基底402延伸、穿過梁406之長度並且進入樞軸平臺404，最終終止在樞軸平臺404之安裝表面205處。在此實施例中，真空通道可連接至真空源(未圖示)以產生保持微拾取陣列700抵靠微拾取陣列架座202的吸力。
轉換頭組件206亦可包括用於將操作電壓提供至微拾取陣列700的電互連。如上所述，靜電電壓可為微拾取陣列700之靜電轉換頭703以將抓握壓力施加至鄰近的微裝 置。為了誘發此抓握壓力，轉換頭組件206可經由微拾取陣列架座202將靜電電壓提供至基板靜電電壓源觸點722。更特定言之，靜電電壓源連接1060可將靜電電壓從藉由各種佈線或其他電互連與靜電電壓源連接1060連接的靜電電壓源1062提供至基底靜電電壓源觸點433。如上文所論述，輸送至基底靜電電壓源觸點433的靜電電壓可經由操作電壓路徑中的各種通孔、跡線與連接傳播至靜電轉換頭703。
轉換頭組件206可進一步包括用於將加熱電流提供至微拾取陣列架座202的電互連。如上所述，可將電流引入至加熱觸點480以提高加熱元件484之溫度。微拾取陣列架座202之加熱觸點480可被置放成與轉換頭組件206之加熱連接1090電連接以接收電流。更特定言之，加熱連接1090可經由加熱連接導線1092轉換由加熱電流源1094提供的電流。如上文所論述，使電流流過加熱元件484致使元件產生轉換至安裝在微拾取陣列架座202上之微拾取陣列700的熱量。更特定言之，可將熱量從加熱元件484轉換至被置放成與微拾取陣列700上之靜電轉換頭陣列703接觸的微裝置。
轉換頭組件206可進一步包括凹面1020，該凹面1020通常經配置以在樞軸平臺404相對於基底402偏轉時與樞軸平臺404及梁406對準並且接收樞軸平臺404及梁406。舉例而言，凹面1020及側壁輪廓1104形成在轉換頭組件206之安裝表面208內部以形成空腔。因此，樞軸平臺404可在安裝表面208中的空腔上方浮動，使用如上所述之保持技術的一或更多者例如剛性保持基底402。
微裝置轉換系統200亦可包括感測器1030以偵測微拾取陣列架座202之偏轉。在一實施例中，感測器1030相對於轉換頭組件206為固定的。更特定言之，感測器1030可包括擰進從凹面1020延伸之感測器通道1032中的螺紋主體。此外，感測器1030可包括探測器1034，該探測器1034經配置以在樞軸平臺404之方向上延伸到凹面1020之外。因此，當微拾取陣列架座202之樞軸平臺404未經偏轉時，感測器1030之探測器1034將保持在延伸狀態中。感測器1030可為接觸感測器且探測器1034可為接觸感測器之彈簧加載的探測器。接觸感測器可作為開關或反饋機構。舉例而言，感測器1030可為當探測器1034處於伸展位置時處於正常開啟狀態的開關。
在一實施例中，感測器1030可有效地為開路之觸點。在此類情況下，當藉由樞軸平臺404或微拾取陣列架座202之另一導電部分觸動觸點時，開路可關閉。更特定言之，源可提供電壓至從源之正端子延伸至感測器1030的導線。此外，導線可從源之負端子延伸至微拾取陣列架座202之表面。表面可為金屬化的例如以提高局部傳導率。因此，當感測器1030接觸微拾取陣列架座202之表面時，電路可關閉且電流流過電路。此電流可由外部感測器(例如，由電流感測器)感測，該外部感測器隨後將信號輸送至指示微拾取陣列架座700是否偏轉成與感測器1030接觸的電腦系統150。
接觸感測器僅為可用於偵測微拾取陣列架座202之偏轉之感測器的一個實例。舉例而言，包括能夠感測遠端物 件之絕對位置之雷射干擾計的非接觸式感測器可用於偵測樞軸平臺404何時轉離起始位置及/或進入與凹面1020之接觸。在其他實施例中，感測器1030可包括近接感測器、光學感測器及超音波感測器。
此等感測器之一或更多者可決定樞軸平臺404之移動，而不充當在樞軸平臺404偏轉時防止該樞軸平臺404之額外移動的硬停。換言之，感測器1030(無論接觸型或非接觸型)可偵測樞軸平臺404之移動，而不阻擋樞軸平臺404之偏轉。
感測器1030可提供輸入及反饋至控制質量轉換工具100之各種致動器的電腦系統150。舉例而言，感測器1030可與電腦系統150之I/O埠連接以輸送與正處於開啟或關閉狀態之感測器1030相關的信號。基於感測器1030狀態，電腦系統150可決定是否滿足特定條件(例如，微拾取陣列架座202是否在偏轉條件下)，且因此可提供控制信號至致動器或中間運動控制器以調節質量轉換工具100之移動。
參照第10B圖，圖示了根據本發明之實施例之包括固持微拾取陣列架座與安裝在微拾取陣列架座上之微拾取陣列之轉換頭組件之微裝置轉換系統之一部分的橫截面側視圖圖解。可以上文關於第10A圖描述之方式(諸如，機械緊固、黏接劑、真空、靜電等)中的任一方式保持第10B圖所圖示之微拾取陣列架座202抵靠轉換頭組件之安裝表面208。第10B圖所圖示之轉換頭組件206的電互連及供應線可變化以併入帶狀電纜。更特定言之，帶狀電纜460可包括使基底靜 電電壓源觸點433與靜電電壓源連接1060互連之電線，以及使基底夾緊觸點442與夾緊電壓源連接1040互連之電線。因此，電壓可從靜電電壓源1062及1042分別提供至基底靜電電壓源觸點433及基底夾緊觸點442。此外，帶狀電纜462可包括使加熱觸點480與加熱連接1090互連之電線。因此，電流可從加熱電流源1094提供至加熱觸點480。帶狀電纜460及462亦可用於出於各種目的在轉換頭組件206與微拾取陣列架座202之間傳達電信號。舉例而言，帶狀電纜460及462可用於轉換來自置放在微拾取陣列架座202或微拾取陣列700之表面上的感測器(諸如，溫度感測器440)的電信號。因此，在一實施例中，微拾取陣列架座202不包括將電壓或電流從轉換頭組件206轉換至微拾取陣列700的通孔。
參照第11圖，圖示了根據本發明之實施例之具有偵測微拾取陣列架座之偏轉之多個感測器之轉換頭組件的透視圖圖解。數個感測器1030可位於轉換頭組件206上的各個位置處。舉例而言，感測器1030a-1030d可位於安裝表面208之凹部的每一轉角，亦即凹面1020的每一轉角。多個感測器1030提供對微拾取陣列架座202之偏轉的更多回應，因為每一感測器1030可感測微拾取陣列架座202之不同區域的偏轉。舉例而言，在凹面1020之一個轉角中的感測器1030a可感測樞軸平臺404之一個轉角的偏轉，而凹面1020之另一轉角中的感測器1030可感測樞軸平臺404之另一轉角的偏轉。以此方式，可偵測樞軸平臺404相對於基底402之不均勻偏轉。
如上所述，樞軸平臺404可具有小於凹部輪廓1104之輪廓，以確保樞軸平臺404能夠偏轉。同樣地，由虛線指示之基底402的基底輪廓1202可具有大於凹部輪廓1104的輪廓，因此即使在偏轉力施加至樞軸平臺404時，基底402可相對於安裝表面208保持剛性固定。亦即，可由安裝表面208並置基底402以阻止基底402移動並且促進基底402與偏轉的樞軸平臺404之間的相對移動。儘管如此，在至少一個實施例中，基底402的一部分可小於凹部輪廓1104，同時仍允許樞軸平臺404相對於基底402移動。
參照第12圖，圖示了根據本發明之實施例之示出微裝置轉換系統之一部分的橫截面側視圖圖解，該微裝置轉換系統包括固持微拾取陣列架座與安裝在微拾取陣列架座上之微拾取陣列之轉換頭組件，其中轉換頭組件具有偵測微拾取陣列之偏轉之多個感測器。進一步關於上文提供之描述，基底402可包括具有大於或等於此處由凹部之壁指示之凹部輪廓1104的輪廓的內邊緣1202。此外，樞軸平臺404包括具有小於凹部輪廓1104之輪廓的外邊緣1204。同樣地，梁406可包括具有小於凹部輪廓1104之輪廓的外邊緣1206。
感測器1210與感測器1212圖示為與樞軸平臺404之相對轉角對準。因此，感測器1210及1212將個別地感測樞軸平臺404之偏轉，並且提供與樞軸平臺404位置相關的反饋。更特定言之，若鄰近於外邊緣1204之樞軸平臺404的轉角偏轉，則此舉將觸發感測器1212，此舉可觸發作為至電腦系統150之輸入的信號，或可充當直接控制馬達或其他致 動器的開關，該馬達或其他致動器控制微裝置轉換系統相對於載體基板或接收基板的運動。類似地，若鄰近於外邊緣1204之樞軸平臺404的轉角偏轉，則此舉將觸發感測器1210控制運動。
參照第13圖圖示了根據本發明之實施例之示出微裝置轉換系統之一部分的橫截面側視圖圖解，該微裝置轉換系統包括固持微拾取陣列架座與安裝在微拾取陣列架座上之微拾取陣列之轉換頭組件及朝向轉換頭組件上之感測器偏轉的微拾取陣列架座。此實施例圖示樞軸平臺404處於偏轉狀態的情況。例如，當微拾取陣列700之靜電轉換頭陣列703進入與微裝置陣列、載體基板、接收基板或另一外部物件的接觸時，此類偏轉可發生。置放在靜電轉換頭陣列703上的壓力致使樞軸平臺404及梁406之偏轉。因此，彼等部件可移動進入安裝表面208之凹部輪廓1104，最終接觸並且觸發感測器1210及1212。儘管樞軸平臺404圖示為與凹面1020齊平，但是樞軸平臺404可傾斜。舉例而言，靜電轉換頭陣列703可接觸不與凹面1020平行的載體基板平面，並且因此，在樞軸平臺404偏轉進入凹部1020時，此舉可傾斜並且觸發感測器之僅一者，或使一個感測器比另一感測器更多地壓低。感測器1210及1212可經配置以感測樞軸平臺404之此類不均勻偏轉並且提供反饋以據此控制質量轉換工具100之運動。
參照第14圖，圖示了根據本發明之實施例之示出從載體基板拾取微裝置陣列之方法的流程圖。出於說明性目 的，亦參照第15A-15D圖所圖示之實施例進行第14圖之以下描述。在操作1401中，朝向載體基板302移動轉換頭組件206。參照第15A圖，圖示了根據本發明之實施例之具有朝向載體基板移動之轉換頭組件之微裝置轉換系統的橫截面側視圖圖解。微拾取陣列700可安裝在微拾取陣列架座202上，固持該微拾取陣列架座202抵靠轉換頭組件206。如圖所圖示，樞軸平臺404可未偏轉，在樞軸平臺404之上表面與一或更多個感測器1212之間具有間隙。此外，圖示在於靜電轉換頭陣列703與在載體基板302上載送之微裝置陣列1501之間產生接觸之前的微裝置轉換系統，且因此，在彼等部件之間存在間隙。在此狀態中，轉換頭組件206可與質量轉換工具100之各個致動器連接，該等致動器在電腦系統150之直接或間接控制下使轉換頭組件206朝向載體基板302移動。
再次參照第14圖，在操作1405中，在微拾取陣列700上載送之靜電轉換頭703接觸在載體基板302上之微裝置陣列1501。參照第15B圖，圖示了根據本發明之實施例之微裝置轉換系統的橫截面側視圖圖解，該微裝置轉換系統具有與載體基板上之微裝置陣列接觸的靜電轉換頭陣列。作為實例，質量轉換工具100致動器使轉換頭組件206朝向載體基板302移動，直到微裝置陣列1501與靜電轉換頭703之間的間隙關閉。然而，樞軸平臺404保持未偏轉的，因此感測器1212與樞軸平臺404之上表面405之間的間隙保持第15A圖中所示之狀態下而未改變。儘管圖示成對準，但是此時，一或更多個靜電轉換頭703可不與微裝置陣列1501接觸。
再次參照第14圖，在操作1410中，在轉換頭組件206繼續朝向載體基板移動時，微拾取陣列架座202之樞軸平臺404朝向轉換頭組件206偏轉。參照第15C圖，圖示了根據本發明之實施例之具有朝向轉換頭組件偏轉之微拾取陣列架座之微裝置轉換系統的橫截面側視圖圖解。如圖所圖示，樞軸平臺404之上表面405接觸並且壓低一或更多個感測器1212。基底402保持與轉換頭組件206之安裝表面208接觸。然而，梁406已經彎曲及/或扭動以使得樞軸平臺404能夠朝向一或更多個感測器1212偏轉。
再次參照第14圖，在操作1415中，感測樞軸平臺404之偏轉。如第15C圖中所圖示，由樞軸平臺404之上表面接觸並且壓低感測器1212。感測器1212之壓低可觸發至電腦系統150的信號傳輸，該信號指示樞軸平臺404已偏轉。感測器1212可偵測在樞軸平臺404上的單個位置。因此，在一實施例中，感測器1212指示樞軸平臺404是否已偏轉，但是不可指示偏轉在整個樞軸平臺404上是否為均勻的。然而，在替代性實施例中，可使用數個感測器1212，且因此，關於樞軸平臺404之方位的額外資訊可經評價並且經提供至電腦系統150以進一步控制質量轉換工具150及微裝置轉換系統之移動。
在操作1420中，可停止轉換頭組件206與載體基板302之間的相對移動。在一實施例中，如第15C圖中所圖示，樞軸平臺404在上表面405幾乎與凹面1020平行的情況下偏轉。然而，在其他實施例中，樞軸平臺404可相對於凹面1020 傾斜。可在偵測到樞軸平臺404之偏轉之後立即停止轉換頭組件206與載體基板302之間的相對移動，或可在偵測之後並且在停止相對移動之前繼續轉換頭組件206之移動。舉例而言，電腦系統150可控制質量轉換工具100之致動器以在偵測到偏轉之後使轉換頭組件206移動預定時間或距離。偵測之後的運動的此額外範圍可確保在全部或幾乎全部靜電轉換頭與微裝置之間產生完全接觸。因此，偏轉之偵測可為導致停止轉換頭組件206之移動的一連串輸入中的輸入。
根據本發明之實施例，從一或更多個感測器1212獲得之資訊可用於以各種方式操作質量轉換工具100。在一個實施例中，可以驅動接觸方式操作工具，其中轉換頭組件206與載體基板之間的相對移動僅在全部感測器已偵測到偏轉時停止。在另一實施例中，在特定數目之感測器已偵測到偏轉之後，相對移動繼續一設定距離。例如，一旦第一感測器或所有感測器已偵測到偏轉，相對移動可繼續一設定距離，諸如10nm至1μm。設定距離可基於微裝置之大小、靜電轉換頭之大小以及微拾取陣列架座202之大小及彈性模數而改變。在另一實施例中，一有任何感測器偵測到偏轉就停止相對移動。在又一實施例中，在偵測僅感測器子集之偏轉之後，轉換頭組件206可被致動以藉由傾側或傾斜轉換頭組件206使樞軸平臺404與載體基板平面進一步對準。
仍參照第15C圖，可在每一靜電轉換頭703與並置微裝置1501接觸的情況下停止轉換頭組件206之移動。在一些實施例或情況中，此舉可不發生。然而，在至少一個實施 例中，樞軸平臺404之偏轉促進此均勻接觸以允許完全轉換微裝置陣列1501，而不損害靜電轉換頭703或微裝置1501。
再次參照第14圖，在操作1425中，可將電壓施加至靜電轉換頭陣列703以在載體基板302上之對應微裝置陣列1501上產生抓握壓力。如第15C圖中所圖示，在靜電轉換頭703被置放成與微裝置1501接觸的情況下，可經由微拾取陣列架座202及微拾取陣列700之各個觸點及連接器(例如，通孔及跡線)將靜電電壓施加至靜電轉換頭703。更特定言之，可從靜電電壓源1062傳送電壓，經由轉換頭組件206之靜電電壓源連接1060，經由基底靜電電壓源連接433及樞軸平臺靜電電壓源觸點420，在到達靜電轉換頭703之前進入基板靜電電壓源觸點722。因此，將抓握壓力從靜電轉換頭陣列703施加至微裝置陣列1501。
再次參照第14圖，在操作1430中，從載體基板302拾取在載體基板302上之微裝置陣列。參照第15D圖，圖示了根據本發明之實施例之微裝置轉換系統的橫截面側視圖圖解，該微裝置轉換系統具有從載體基板拾取微裝置陣列的靜電轉換頭陣列。質量轉換100之致動器可受電腦系統150控制以致使轉換頭組件206從載體基板302回縮。在回縮期間，在梁406釋放儲存能量並且彈回至初始配置時，樞軸平臺404可朝向未偏轉狀態返回。同時，感測器1212可延伸通過凹面1020到達初始配置。在拾取期間，提供至靜電轉換頭703的靜電電壓持續，因此，微裝置1501保持在靜電轉換頭703上，並且一旦轉換頭組件206充分回縮，從載體基板302移除微 裝置1501。
在關於第14圖描述之拾取製程期間，可加熱微拾取陣列架座202上的加熱元件484。舉例而言，加熱元件484可經電阻式加熱以將熱量轉換至微拾取陣列700並且轉換至與靜電轉換頭210接觸的微裝置。熱量傳遞可在從載體基板302拾取微裝置陣列之前、期間及之後發生。
在從載體基板302拾取微裝置1501之後，質量轉換工具100可受電腦系統150控制以使微裝置1501朝向接收基板移動以完成微裝置之轉換。舉例而言，質量轉換工具100之致動器及感測器可用於將轉換頭組件206定位在由接收基板固持器124固持的接收基板上方。在重定位轉換頭組件206以準備轉換之後，可執行以下製程。
參照第16圖，圖示了根據本發明之實施例之示出將微裝置陣列釋放至接收基板上之方法的流程圖。出於說明性目的，亦參照第17A-17C圖所圖示之實施例進行第16圖之以下描述。在操作1601中，朝向接收基板固持器124上之接收基板移動轉換頭組件206。參照第17A圖，圖示了根據本發明之實施例之具有朝向接收基板移動之轉換頭組件之微裝置轉換系統的橫截面側視圖圖解。樞軸平臺404可未偏轉，在樞軸平臺404之上表面405與一或更多個感測器1212之間具有間隙。微拾取陣列700可安裝在微拾取陣列架座202上，以如上所述之方式中之一者保持該微拾取陣列架座202抵靠轉換頭組件206。此外，靜電轉換頭陣列703抓握微裝置陣列1501，然而，在微裝置陣列1501與接收基板1702之間存在 間隙。在此狀態中，可在電腦系統150的控制下藉由質量轉換工具100使轉換頭組件206朝向接收基板1702移動。
再次參照第16圖，在操作1605中，由靜電轉換頭703載送之微裝置陣列接觸接收基板。微拾取陣列700可安裝在微拾取陣列架座202上，可以如上所述之方式中之一者固持該微拾取陣列架座202抵靠轉換頭組件206。參照第17B圖，圖示了根據本發明之實施例之微裝置轉換系統的橫截面側視圖圖解，該微裝置轉換系統具有載送接觸接收基板之微裝置陣列的靜電轉換頭陣列。轉換頭組件206朝向接收基板1702移動，直到微裝置陣列1501與接收基板1702之間的間隙關閉。然而，樞軸平臺404保持未偏轉的，因此感測器1212與樞軸平臺404之上表面之間的間隙保持第17A圖中所示之狀態下而未改變。儘管圖示為對準，但是此時，一或更多個微裝置1501可不與接收基板1702接觸。
再次參照第16圖，在操作1610中，在轉換頭組件206繼續朝向載體基板移動時，微拾取陣列架座202之樞軸平臺404朝向轉換頭組件206偏轉。參照第17C圖，圖示了根據本發明之實施例之具有朝向轉換頭組件偏轉之微拾取陣列架座之微裝置轉換系統的橫截面側視圖圖解。如圖所圖示，樞軸平臺404之上表面405接觸並且壓低一或更多個感測器1212。基底402保持與轉換頭組件206之安裝表面208接觸。然而，梁406已經彎曲及/或扭動以遠離接收基板1702偏轉，使得樞軸平臺404朝向一或更多個感測器1212偏轉。
再次參照第16圖，在操作1615中，可感測樞軸平 臺404之偏轉。如第17C圖中所圖示，由樞軸平臺404之上表面接觸並且壓低感測器1212。感測器1212之壓低可觸發至電腦系統150的信號傳輸，該信號指示樞軸平臺404已偏轉。感測器1212可偵測在樞軸平臺404上的單個位置。因此，在一實施例中，感測器1212指示樞軸平臺404是否已偏轉，但是不可指示偏轉在整個樞軸平臺404上是否為均勻的。然而，在替代性實施例中，可使用數個感測器1212，且因此，關於樞軸平臺404之方位的額外資訊可經評價並且提供至電腦系統150以控制質量轉換工具150及微裝置轉換系統之移動。
在一實施例中，諸如第17C圖中所圖示之一者，樞軸平臺404在上表面405幾乎與凹面1020平行的情況下偏轉。然而，在其他實施例中，樞軸平臺404可相對於凹面1020傾斜。在轉換頭組件206與載體基板302之間的相對移動可在各種實施例中之操作1620處停止。舉例而言，相對移動可在偵測到樞軸平臺404之偏轉之後立即停止，或轉換頭組件206之移動可在偵測之後繼續。電腦系統150可控制質量轉換工具100以在偵測偏轉之後使轉換頭組件206移動一預定時間或距離。偵測之後的運動的此額外範圍可確保在全部或幾乎全部微裝置與接收基板之間產生完全接觸。因此，偏轉之偵測可為導致停止轉換頭組件206之移動的一連串輸入中的一輸入。
根據本發明之實施例，從一或更多個感測器1212獲得之資訊可用於以各種方式操作質量轉換工具100。在一個實施例中，可以驅動接觸方式操作工具，其中轉換頭組件206 與接收基板之間的相對移動僅在全部感測器已偵測到偏轉時停止。在另一實施例中，在特定數目之感測器已偵測到偏轉之後，相對移動繼續一設定距離。例如，一旦第一感測器或所有感測器已偵測到偏轉，則相對移動可繼續一設定距離，諸如10nm至1μm。設定距離可基於微裝置之大小、靜電轉換頭之大小以及微拾取陣列架座202之大小及彈性模數而改變。在另一實施例中，一有任何感測器偵測到偏轉就停止相對移動。在又一實施例中，在偵測僅一感測器子集之偏轉之後，轉換頭組件206可被致動以藉由傾側或傾斜轉換頭組件206或接收基板使樞軸平臺404與接收基板平面進一步對準。
再次參照第16圖，在操作1625中，可將熱量施加至微裝置陣列。舉例而言，加熱元件484可如上所述經電阻式加熱以使熱量經由微拾取陣列架座202轉換進入與微裝置1501並置之靜電轉換頭陣列703。可在關於第16圖描述的整個置放製程中加熱微裝置1501。以此方式維持微拾取陣列架座202之高溫可避免起因於操作環境中之溫度變化的一些問題。然而，更特定言之，可在感測到樞軸平臺404之偏轉之後及/或在微裝置1501與接收基板1702接觸之後加熱微裝置1501。在一實施例中，將陣列中之每一靜電轉換頭703均勻加熱例如至50攝氏溫度、180攝氏溫度、200攝氏溫度或甚至高達350攝氏溫度之溫度。此等溫度可致使微裝置1501與接收基板1702之間的熔融或擴散。
再次參照第16圖，在操作1630中，可從靜電轉換頭陣列703移除電壓。如第17C圖中所圖示，在微裝置1501 與接收基板1702接觸的情況下，可從靜電轉換頭703移除靜電電壓。舉例而言，經由各個觸點及連接器(例如，微拾取陣列架座202之通孔及跡線)將靜電電壓施加至靜電轉換頭703，且可中斷或移除微拾取陣列700。
再次參照第16圖，在操作1635中，可將微裝置陣列釋放至接收基板上。參照第17D圖，圖示了根據本發明之實施例的微裝置轉換系統的橫截面側視圖圖解，該微裝置轉換系統將微裝置陣列從靜電轉換頭陣列釋放至接收基板。在從靜電轉換頭703移除靜電電壓之後，靜電轉換頭703與微裝置1501之間的抓握壓力衰減，且因此微裝置1501可被釋放到接收基板1702之鄰接面上。在釋放微裝置1501之後，質量轉換工具100可受控制以從接收基板1702回縮轉換頭組件206。在回縮期間，在梁406彈回至初始配置時，樞軸平臺404可朝向未偏轉狀態返回。同時，感測器1212可延伸通過凹面1020到達初始配置。
轉換頭組件206可繼續舉升遠離接收基板1702。因此，在微裝置1501釋放到接收基板1702上時，間隙將出現在靜電轉換頭703與微裝置1501之間。隨後，如上所述，轉換頭組件206可向後朝向載體基板302移動以藉由轉換另一微裝置陣列1501繼續轉換製程。
參照第18圖，第18圖圖示根據本發明之實施例之可使用之示例性電腦系統的示意圖。本發明之實施例的部分由駐留例如在電腦控制系統150之機器可用媒體中之非暫時性機器可讀取且機器可執行指令組成或控制。電腦系統150 為示例性的，且本發明之實施例可在多個不同電腦系統上或內部操作，或受該等多個不同電腦系統控制，該等電腦系統包括通用網路電腦系統、嵌入式電腦系統、路由器、開關、伺服器裝置、客戶端裝置、各種中間裝置/節點、獨立電腦系統等。
第18圖之電腦系統150包括用於傳達資訊之位址/資料匯流排1810，以及耦接至匯流排1810用於處理資訊及指令的中央處理器單元1801。系統150亦包括資料儲存特徵結構，諸如耦接至匯流排1810用於儲存用於中央處理器單元1801之資訊及指令的電腦可用揮發性記憶體1802(例如，隨機存取記憶體(RAM))、耦接至匯流排1810用於儲存用於中央處理器單元1801之靜態資訊及指令的電腦可用非揮發性記憶體1803(例如，唯讀記憶體(ROM))，以及耦接至匯流排1810用於儲存資訊及指令之資料儲存裝置1804(例如，磁碟或光碟及磁碟機)。本發明實施例之系統150亦包括可選文數輸入裝置1806，該文數輸入裝置1806包括耦接至匯流排1810用於將資訊及命令選擇傳達至中央處理器單元1801的文數及功能鍵。系統150亦視情況包括耦接至匯流排1810用於將使用者輸入資訊及命令選擇傳達至中央處理器單元1801的可選遊標控制裝置1807。本發明實施例之系統150亦包括耦接至匯流排1810用於顯示資訊的可選顯示裝置1805。
資料儲存裝置1804可包括非暫時性機器可讀取儲存媒體1808，體現本文描述之方法或操作之任意一或更多者的一或更多個指令集(例如，軟體1809)保存在該非暫時性 機器可讀取儲存媒體1808上。軟體1809在由亦組成非暫時性機器可讀取儲存媒體之電腦系統150、揮發性記憶體1802、非揮發性記憶體1803及處理器1801執行期間亦可完全或至少部分地駐留在揮發性記憶體1802、非揮發性記憶體1803內部及/或處理器1801內部。
在上述說明書中，已參照本發明之特定示例性實施例描述了本發明。將顯而易見的是在不脫離如以下申請專利範圍闡述之本發明之較廣泛精神及範疇的情況可對本發明作出各種修改。因此，說明書與附圖應以說明性而非限制性意義來考慮。
206‧‧‧轉換頭組件
402‧‧‧基底
404‧‧‧樞軸平臺
406‧‧‧梁
484‧‧‧加熱元件
1020‧‧‧凹面
1202‧‧‧基底輪廓
1204‧‧‧外邊緣
1206‧‧‧外邊緣
1210‧‧‧感測器
1212‧‧‧感測器

Claims (64)

  1. 一種微拾取陣列架座，該微拾取陣列架座包含：一樞軸平臺；一基底，該基底橫向圍繞該樞軸平臺；及一梁，該梁在該樞軸平臺與該基底之間，其中該梁在一內樞軸處與該樞軸平臺耦接並且在一外樞軸處與該基底耦接。
  2. 如請求項1所述之微拾取陣列架座，其中該外樞軸在一基底邊緣上且該內樞軸在一樞軸平臺邊緣上，並且其中該基底邊緣正交於該樞軸平臺邊緣。
  3. 如請求項2所述之微拾取陣列架座，該微拾取陣列架座進一步包含一第二梁，該第二梁藉由一第二基底邊緣上之一第二外樞軸與該基底耦接並且藉由一第二樞軸平臺邊緣上之一第二內樞軸與該樞軸平臺耦接。
  4. 如請求項2所述之微拾取陣列架座，其中該梁在一第二內樞軸處與該樞軸平臺耦接並且在一第二外樞軸處與該基底耦接。
  5. 如請求項4所述之微拾取陣列架座，其中該內樞軸從該第二內樞軸橫跨該樞軸平臺，並且其中該外樞軸從該第二外樞軸橫跨該樞軸平臺。
  6. 如請求項1所述之微拾取陣列架座，其中該內樞軸及外樞軸包含矽。
  7. 如請求項1所述之微拾取陣列架座，該微拾取陣列架座進一步包含：一樞軸平臺靜電電壓源觸點，該樞軸平臺靜電電壓源觸點在該樞軸平臺上；及一基底靜電電壓源觸點，該基底靜電電壓源觸點在該基底上，該樞軸平臺靜電電壓源觸點與該基底靜電電壓源觸點電連接。
  8. 如請求項7所述之微拾取陣列架座，該微拾取陣列架座進一步包含：一跡線，該跡線從該樞軸平臺靜電電壓源觸點延伸，該樞軸平臺靜電電壓源觸點經由該跡線與該基底靜電電壓源觸點電連接。
  9. 如請求項1所述之微拾取陣列架座，該微拾取陣列架座進一步包含在該樞軸平臺上之一接合位點。
  10. 如請求項9所述之微拾取陣列架座，其中該接合位點包含一夾緊電極。
  11. 如請求項10所述之微拾取陣列架座，該微拾取陣列架座進一步包含在該基底上之一基底夾緊觸點，該夾緊電極與該基底夾緊觸點電連接。
  12. 如請求項11所述之微拾取陣列架座，該微拾取陣列架座進一步包含：一跡線，該跡線從該夾緊電極延伸，該夾緊電極經由該跡線與該基底夾緊觸點電連接。
  13. 如請求項9所述之微拾取陣列架座，其中該接合位點包含一金屬，該金屬選自由以下組成之群組：金、銅及鋁。
  14. 如請求項1所述之微拾取陣列架座，該微拾取陣列架座進一步包含：一加熱觸點，該加熱觸點在該基底上；及一加熱元件，該加熱元件在該樞軸平臺上方與該加熱觸點電連接。
  15. 如請求項14所述之微拾取陣列架座，該微拾取陣列架座進一步包含在該樞軸平臺上之一溫度感測器。
  16. 一種微裝置轉換系統，該微裝置轉換系統包含：一微拾取陣列架座，該拾取陣列架座包括：一樞軸平臺， 一基底，該基底橫向圍繞該樞軸平臺，及一梁，該梁在該樞軸平臺與該基底之間，其中該梁在一內樞軸處與該樞軸平臺耦接並且在一外樞軸處與該基底耦接；及一微拾取陣列，該微拾取陣列具有一基板，該基板支撐一靜電轉換頭陣列，該微拾取陣列可與該微拾取陣列架座結合。
  17. 如請求項16所述之微裝置轉換系統，其中該外樞軸在一基底邊緣上且該內樞軸在一樞軸平臺邊緣上，並且其中該基底邊緣正交於該樞軸平臺邊緣。
  18. 如請求項17所述之微裝置轉換系統，該微裝置轉換系統進一步包含一第二梁，該第二梁藉由一第二基底邊緣上之一第二外樞軸與該基底耦接並且藉由一第二樞軸平臺邊緣上之一第二內樞軸與該樞軸平臺耦接。
  19. 如請求項17所述之微裝置轉換系統，其中該梁在一第二內樞軸處與該樞軸平臺耦接並且在一第二樞軸處與該基底耦接。
  20. 如請求項19所述之微裝置轉換系統，其中該內樞軸從該第二內樞軸橫跨該樞軸平臺，並且其中該外樞軸從該第二外樞軸橫跨該樞軸平臺。
  21. 如請求項16所述之微裝置轉換系統，其中該內樞軸及外樞軸包含矽。
  22. 如請求項16所述之微裝置轉換系統，其中每一靜電轉換頭包含一檯面結構，該檯面結構包括一頂表面，該頂表面具有在1平方微米至10000平方微米之一範圍內之一表面積。
  23. 如請求項16所述之微裝置轉換系統，其中：該微拾取陣列進一步包括一電極，以及在該基板上之一基板靜電電壓源觸點，該基板靜電電壓源連接與該電極電連接；及該微拾取陣列架座進一步包括在該樞軸平臺上之一樞軸平臺靜電電壓源觸點以及在該基底上之一基底靜電電壓源觸點，該樞軸平臺靜電電壓源觸點與該基底靜電電壓源觸點電連接。
  24. 如請求項23所述之微裝置轉換系統，其中：該微拾取陣列架座進一步包括一第一跡線，該第一跡線從該樞軸平臺靜電電壓源觸點延伸，該樞軸平臺靜電電壓源觸點經由該第一跡線與該基底靜電電壓源觸點電連接；及該微拾取陣列進一步包括一第二跡線，該第二跡線從該基板靜電電壓源觸點延伸，該基板靜電電壓源觸點經由該第二跡線與該電極電連接。
  25. 如請求項24所述之微裝置轉換系統，其中該基板靜電電壓源觸點與該樞軸平臺靜電電壓源觸點對準以將該電極置放成與該基底靜電電壓源觸點電連接。
  26. 如請求項16所述之微裝置轉換系統，該微裝置轉換系統進一步包含：一基底夾緊觸點，該基底夾緊觸點在該基底上；及一夾緊電極，該夾緊電極在該樞軸平臺上，該夾緊電極與該基底夾緊觸點電連接。
  27. 如請求項26所述之微裝置轉換系統，該微裝置轉換系統進一步包含：一跡線，該跡線從該夾緊電極延伸，該夾緊電極經由該跡線與該基底夾緊觸點電連接。
  28. 如請求項27所述之微裝置轉換系統，其中該夾緊電極與該基板對準以在電壓從該基底夾緊觸點經由該跡線施加至該夾緊電極時使該微拾取陣列靜電接合至該樞軸平臺。
  29. 如請求項16所述之微裝置轉換系統，其中該微拾取陣列藉由一永久接合附接至該樞軸平臺。
  30. 如請求項29所述之微裝置轉換系統，其中該永久接合包含一熱壓接合。
  31. 如請求項16所述之微裝置轉換系統，該微裝置轉換系統進一步包含：一加熱觸點，該加熱觸點在該基底上；及一加熱元件，該加熱元件在該樞軸平臺上方與該加熱觸點電連接。
  32. 如請求項31所述之微裝置轉換系統，其中該微拾取陣列架座進一步包括在該樞軸平臺上之一溫度感測器。
  33. 一種微裝置轉換系統，該微裝置轉換系統包含：一轉換頭組件，該轉換頭組件包括一安裝表面；一微拾取陣列架座，該微拾取陣列架座包括：一樞軸平臺，一基底，該基底橫向圍繞該樞軸平臺，及一梁，該梁使該基底與該樞軸平臺連接；及一微拾取陣列，包括一基板，該基板支撐一靜電轉換頭陣列；其中當該基底安裝在該安裝表面上且該微拾取陣列安裝在該樞軸平臺上時，該樞軸平臺朝向該轉換頭組件為可偏轉的。
  34. 如請求項33所述之微裝置轉換系統，其中該轉換頭組件進一步包括一感測器以偵測該樞軸平臺朝向該轉換頭組件之偏轉。
  35. 如請求項34所述之微裝置轉換系統，其中該感測器為一接觸感測器以感測該樞軸平臺之一偏轉位置。
  36. 如請求項35所述之微裝置轉換系統，其中該接觸感測器包含一開關。
  37. 如請求項34所述之微裝置轉換系統，其中該感測器為一運動感測器以感測該樞軸平臺之移動。
  38. 如請求項33所述之微裝置轉換系統，其中：該轉換頭組件進一步包括一靜電電壓源連接；該微拾取陣列架座進一步包括一樞軸平臺靜電電壓源觸點及一基底靜電電壓源觸點；及該微拾取陣列進一步包括一基板靜電電壓源觸點；其中該靜電電壓源連接與該基底靜電電壓源觸點對準，且其中該樞軸平臺靜電電壓源觸點與基板靜電電壓源觸點對準。
  39. 如請求項38所述之微裝置轉換系統，其中： 該轉換頭組件進一步包括一真空埠及一夾緊電壓源連接，該真空埠與一真空源耦接以將吸力施加至該微拾取陣列架座；及該微拾取陣列架座進一步包括在該樞軸平臺上之一夾緊電極以將一靜電力施加至該微拾取陣列。
  40. 如請求項39所述之微裝置轉換系統，其中該微拾取陣列架座進一步包括在該基底上之一基底夾緊觸點，該夾緊電極與該基底夾緊觸點電連接。
  41. 如請求項40所述之微裝置轉換系統，其中該微拾取陣列架座進一步包括從該夾緊電極延伸之一跡線，該夾緊電極經由該跡線與該基底夾緊觸點電連接。
  42. 如請求項41所述之微裝置轉換系統，其中該夾緊電壓源連接與該基底夾緊觸點對準，且其中該基板與該夾緊電極對準，以在將電壓從該夾緊電壓源連接經由該基底夾緊施加至該夾緊電極時，使該微拾取陣列靜電接合至該樞軸平臺。
  43. 如請求項38所述之微裝置轉換系統，其中：該轉換頭組件進一步包括一固持電極及一夾緊電壓源連接，該固持電極耦接至一靜電電壓源以將一靜電力施加至該微拾取陣列架座；及 該微拾取陣列架座進一步包括在該樞軸平臺上之一夾緊電極以將一靜電力施加至該微拾取陣列。
  44. 如請求項43所述之微裝置轉換系統，其中該微拾取陣列架座進一步包括在該基底上之一基底夾緊觸點及在該樞軸平臺上之一夾緊電極，該夾緊電極與該基底夾緊觸點電連接。
  45. 如請求項44所述之微裝置轉換系統，其中該微拾取陣列架座進一步包括從該夾緊電極延伸之一跡線，該夾緊電極經由該跡線與該基底夾緊觸點電連接。
  46. 如請求項45所述之微裝置轉換系統，其中該夾緊電壓源連接與該基底夾緊觸點對準，且其中該基板與該夾緊電極對準，以在將電壓從該夾緊電壓源連接經由該基底夾緊施加至該夾緊電極時，使該微拾取陣列靜電接合至該樞軸平臺。
  47. 如請求項33所述之微裝置轉換系統，其中每一靜電轉換頭包含一檯面結構，該檯面結構包括具有在1平方微米至10000平方微米之一範圍內之一表面積的一頂表面。
  48. 如請求項38所述之微裝置轉換系統，其中該微拾取陣列藉由一永久接合附接至該樞軸平臺。
  49. 如請求項48所述之微裝置轉換系統，其中該永久接合包含一熱壓接合。
  50. 如請求項33所述之微裝置轉換系統，其中：該轉換頭組件進一步包括一加熱連接；及該微拾取陣列架座進一步包括在該基底上之一加熱觸點及在與該加熱觸點電連接之該樞軸平臺上方之一加熱元件。
  51. 一種方法，該方法包含以下步驟：使一轉換頭組件朝向一載體基板移動；使在該載體基板上之一微裝置陣列與包括一靜電轉換頭陣列之一微拾取陣列接觸，其中該微拾取陣列安裝在一微拾取陣列架座上，該微拾取陣列架座安裝在該轉換頭組件上；使該微拾取陣列架座之一樞軸平臺朝向該轉換頭組件偏轉；感測該樞軸平臺之偏轉；停止在該轉換頭組件與該載體基板之間的相對移動；將一電壓施加至該靜電轉換頭陣列以在該微裝置陣列上產生一抓握壓力；及從該載體基板拾取該微裝置陣列。
  52. 如請求項51所述之方法，該方法進一步包含以下步驟：在感測偏轉之後且在停止相對移動之前朝向該樞軸平臺移動該轉換頭組件。
  53. 如請求項51所述之方法，該方法進一步包含以下步驟：在使用複數個感測器感測該樞軸平臺之偏轉之後，停止在該轉換頭組件與該載體基板之間的相對移動。
  54. 如請求項51所述之方法，該方法進一步包含以下步驟：在感測該樞軸平臺之偏轉之後朝向該載體基板移動該轉換頭組件一設定距離。
  55. 如請求項51所述之方法，該方法進一步包含以下步驟：回應於感測該樞軸平臺之偏轉，立即停止在該轉換頭組件與該載體基板之間的相對移動。
  56. 如請求項51所述之方法，該方法進一步包含以下步驟：致動該轉換頭組件以在感測該樞軸平臺之偏轉之後藉由傾側或傾斜該轉換頭組件使該樞軸平臺與該載體基板之一平面進一步對準。
  57. 如請求項51所述之方法，該方法進一步包含以下步驟：施加熱量至該靜電轉換頭陣列，同時拾取該微裝置陣列。
  58. 一種方法，該方法包含以下步驟：使一轉換頭組件朝向一接收基板移動； 使該接收基板與由包括一靜電轉換頭陣列之一微拾取陣列載送的一微裝置陣列接觸，其中該微拾取陣列安裝在一微拾取陣列架座上，該微拾取陣列架座安裝在該轉換頭組件上；使該微拾取陣列架座之一樞軸平臺朝向該轉換頭組件偏轉；感測該樞軸平臺之偏轉；停止在該轉換頭組件與該接收基板之間的相對移動；從該靜電轉換頭陣列移除一電壓；及將該微裝置陣列釋放到該接收基板上。
  59. 如請求項58所述之方法，該方法進一步包含以下步驟：在感測偏轉之後且在停止相對移動之前朝向該樞軸平臺移動該轉換頭組件。
  60. 如請求項58所述之方法，該方法進一步包含以下步驟：在使用複數個感測器感測該樞軸平臺之偏轉之後，停止在該轉換頭組件與該接收基板之間的相對移動。
  61. 如請求項58所述之方法，該方法進一步包含以下步驟：在感測該樞軸平臺之偏轉之後朝向該接收基板移動該轉換頭組件一設定距離。
  62. 如請求項58所述之方法，該方法進一步包含以下步驟：回應於感測該樞軸平臺之偏轉，立即停止在該轉換頭組件與該接收基板之間的相對移動。
  63. 如請求項58所述之方法，該方法進一步包含以下步驟：致動該轉換頭組件以在感測該樞軸平臺之偏轉之後藉由傾側或傾斜該轉換頭組件使該樞軸平臺與該接收基板之一平面進一步對準。
  64. 如請求項58所述之方法，該方法進一步包含以下步驟：在從該靜電轉換頭陣列移除該電壓之前，將熱量施加至該微裝置陣列。
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