TWI851229B - 巨量轉移設備 - Google Patents

Abstract

本發明的巨量轉移設備包括一基座、一雷射裝置及一轉移頭。雷射裝置連接基座，並用以產生一雷射光束。轉移頭連接基座，並接收雷射光束，且包括一附接裝置及一承載裝置。附接裝置包括一附接本體及多個附接部。附接本體連接承載裝置。多個附接部形成於附接本體上，且用以附接多個半導體元件。承載裝置包括一遮罩。遮罩包括一頂面、一底面及多個光通道。多個光通道自頂面延伸至底面，且對應多個附接部。其中，雷射光束朝向遮罩的頂面投射，多個光通道允許雷射光束通過而投射至多個附接部，以焊接或釋放多個半導體元件。

Description

巨量轉移設備

本發明與製程設備有關，特別是指一種巨量轉移設備。

為了提高半導體元件的轉移或轉置效率，巨量轉移技術是透過轉移頭的微結構從晶圓或其他基板上大量拾取半導體元件後，移動轉移頭至目標基板上，並在完成對位時焊接半導體元件至目標基板的相對位置，以製成電子裝置。

焊接半導體元件可以透過雷射光束照射轉移頭後，讓半導體元件留在目標基板上。但實際上，如圖5所示，轉移頭93的半導體元件與目標基板貼合時微結構931會受到貼合的壓力影響，又雷射源91的雷射光束911全面性的照射在轉移頭93時，除了讓半導體元件被焊接在目標基板外，轉移頭93的結構也都受到雷射光束911影響而有熱累積問題，特別是與微結構931連接的部分。當轉移頭93反覆受到壓力及熱累積影響後，通常可發現轉移頭已受損或變形，如圖中虛線部分，這使得整體微結構931的位置間距改變，間距改變會影響拾取半導體元件的準確性，進而導致半導體元件不能正確地貼合在目標基板的正確(預定)位置，最終，電子產品的良率不佳。這個問題在微小尺寸的半導體元件轉移上更為明顯。

有鑑於上述缺失，本發明的巨量轉移設備可以讓雷射光束更正確的投射在附接部上，以減少雷射光束對轉移頭的熱影響，來提升轉移頭的穩定性及耐用度。

為了達成上述目的，本發明的巨量轉移設備包括一基座、一雷射裝置及一轉移頭。雷射裝置連接基座，並用以產生一雷射光束。轉移頭連接基座，並接收雷射光束，且包括一附接裝置及一承載裝置。附接裝置包括一附接本體及多個附接部。附接本體連接承載裝置。多個附接部形成於附接本體上，且用以附接多個半導體元件。承載裝置包括一遮罩。遮罩包括一頂面、一底面及多個光通道。多個光通道自頂面延伸至底面，且對應多個附接部。其中，雷射光束朝向遮罩的頂面投射，多個光通道允許雷射光束通過而投射至多個附接部，以焊接或釋放多個半導體元件。

如此，本發明的巨量轉移設備中遮罩的光通道是對應附接部，因此，雷射光束只會投射在附接部，以降低附接裝置受熱影響，進而提高轉移頭的穩定性及使用壽命。

有關本發明所提供之巨量轉移設備的詳細構造或特點，將於後續的實施方式詳細說明中予以描述。然而，本領域技術人員應能瞭解，該詳細說明以及實施本發明所列舉的特定實施例，僅適用於說明本發明，並非用以限制本發明的申請專利範圍。

申請人首先在此說明，於整篇說明書中，包括以下介紹的實施例以及申請專利範圍的請求項中，有關方向性的名詞皆以圖式中的方向為基準。其次，在以下將要介紹之實施例以及圖式中，相同之元件標號，代表相同或近似之元件或其結構特徵。

如圖1所示，本發明的巨量轉移設備10用以將料盤30承載的半導體元件31巨量轉移至目標基板50，料盤30可以是晶圓或其他承載的半導體元件31。半導體元件31可以晶粒，實施例中以光電元件為例。

巨量轉移設備10包括一基座11、一雷射裝置13及一轉移頭15。雷射裝置13連接基座11，並用以產生一雷射光束131。轉移頭15連接基座11。

如圖2所示，轉移頭15包括一附接裝置17及一承載裝置19。附接裝置17包括多個附接部171及一附接本體173。多個附接部171形成於附接本體173上，且用以附接多個半導體元件31。附接本體173連接承載裝置19，連接可以透過黏合或其他結合方式。承載裝置19位在附接本體173的頂面，附接部171分布在附接本體173的底面。本實施例中，附接部171是突出附接本體173的底面的微結構。

承載裝置19包括一遮罩191。遮罩191包括一頂面1911、一底面1913及多個光通道1915。多個光通道1915自頂面1911延伸至底面1913，且對應多個附接部171。本實施例中，光通道1915是貫穿頂面1911及底面1913的開口。本實施例中，遮罩191是金屬材質，以藉由金屬材質來反射雷射光束，金屬材質對雷射光吸收率低，其他實施例中，遮罩191也可以選用其他材質來讓光通道1915周圍的頂面形成反射面。其他實施例中，光通道1915也可以不是開口，而是由光學材料(例如高穿透率材質)製成的通道來允許雷射光束通過，如此，遮罩191可以是包含金屬材質及高穿透率材質製成的結構。

光通道1915的尺寸大致與附接部171的周圍的尺寸相同或小於，以使通過光通道1915的雷射光束能正確地投射在附接部171範圍，來減少附接本體173受熱變形而造成附接部171的位置偏移。

雷射光束朝向遮罩191的頂面1911方向投射，多個光通道1915允許雷射光束通過而投射至多個附接部171，以將多個半導體元件31焊接至目標基板。頂面1911用以反射雷射光束而形成反射光133。

其他實施例中，附接在附接部171上的半導體元件31也可以透過雷射光束來釋放，而不以焊接為限。

承載裝置19包括一基板193及一固定部195。基板193是透明的，以讓雷射光束能穿過。基板193通常是玻璃材質或其他高穿透率材質。固定部195連接基板193，連接方式可透過螺絲、機構扣合、黏膠、磁力或真空吸力等。固定部195用以固定遮罩191，以確保遮罩191的光通道1915對準附接部171。

本實施例中，基板193位在遮罩191及附接裝置17之間，遮罩191的底面1913面對基板193。遮罩191與基板193保持一間隔，透過間隔來避免遮罩191熱能被傳遞至基板193，進而影響附接本體173及附接部171。

另一實施例中，在基板193不會將遮罩191的熱能傳遞至附接本體173，或即使會傳導但不至於使附接本體173受熱變形時，遮罩191與基板193之間是允許相互貼合如，圖3所示。

如圖4所示，遮罩191位在基板193及附接裝置17的附接本體173之間，遮罩191的頂面1911面對基板193，遮罩191的底面1913面對附接裝置17的附接本體173。本實施例中，雷射光束作用在附接部171的光路是依序通過基板193及遮罩191的光通道1915，如此，雷射光束通過遮罩191的光通道1915至附接部173的距離是較圖2及圖3的距離更短，且可以有效的限制雷射光束照射附接部171的範圍。又本實施例中，遮罩191的金屬材質可以輔助傳導附接本體173的熱能，來減少附接部171及附接本體173受熱變形。

最後，本發明於前揭實施例中所揭露的構成元件，僅為舉例說明，並非用以限制本發明之範圍，其他等效元件的替代或變化，亦應為本發明之申請專利範圍所涵蓋。

10:巨量轉移設備 11:基座 13:雷射裝置 131:雷射光束 133:反射光 15:轉移頭 17:附接裝置 171:附接部 173:附接本體 19:承載裝置 191:遮罩 1911:頂面 1913:底面 1915:光通道 193:基板 195:固定部 30:料盤 31:半導體元件 50:目標基板 91:雷射源 911:雷射光束 93:轉移頭 931:微結構

圖1是本發明的巨量轉移設備的應用環境示意圖。 圖2是圖1中本發明的巨量轉移設備的雷射裝置及轉移頭的第一實施例的示意圖。 圖3是圖1中本發明的巨量轉移設備的雷射裝置及轉移頭的第二實施例的示意圖。 圖4是圖1中本發明的巨量轉移設備的雷射裝置及轉移頭的第三實施例的示意圖。 圖5是先前技術中巨量轉移設備的雷射裝置及轉移頭的示意圖。

10:巨量轉移設備

13:雷射裝置

131:雷射光束

133:反射光

15:轉移頭

17:附接裝置

171:附接部

173:附接本體

19:承載裝置

191:遮罩

1911:頂面

1913:底面

1915:光通道

193:基板

195:固定部

31:半導體元件

Claims (8)

1. 一種巨量轉移設備，包括：一基座；一雷射裝置，連接該基座，並用以產生一雷射光束；及一轉移頭，連接該基座，並接收該雷射光束，且包括一附接裝置及一承載裝置，該附接裝置包括一附接本體及多個附接部，該附接本體連接該承載裝置，該多個附接部形成於該附接本體上，且用以附接多個半導體元件，該承載裝置包括一遮罩，該遮罩包括一頂面、一底面及多個光通道，該多個光通道自該頂面延伸至該底面，且對應該多個附接部，其中，該雷射光束朝向該遮罩的頂面投射，該多個光通道允許該雷射光束通過而投射至該多個附接部，以焊接或釋放該多個半導體元件，該遮罩的頂面用以反射該雷射光束。
2. 如請求項1所述的巨量轉移設備，其中，該承載裝置包括一基板及一固定部，該固定部連接該基板，且用以固定該遮罩。
3. 如請求項2所述的巨量轉移設備，其中，該基板位在該遮罩及該附接裝置之間，該遮罩的底面面對該基板。
4. 如請求項3所述的巨量轉移設備，其中，該遮罩與該基板保持一間隔。
5. 如請求項2所述的巨量轉移設備，其中，該遮罩位在該基板及該附接裝置之間，該遮罩的頂面面對該基板，該遮罩的底面面對該附接裝置。
6. 如請求項1所述的巨量轉移設備，其中，該多個附接部的每一者的周圍尺寸與該遮罩的多個光通道的每一者的尺寸相同或小於。
7. 如請求項1所述的巨量轉移設備，其中，該多個光通道貫穿該頂面及該底面。
8. 如請求項1所述的巨量轉移設備，其中，該遮罩包括一金屬材質，用以反射該雷射光束。

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