用于分離的膜穿孔的制作方法
【專利說明】用于分離的膜穿孔
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請根據(jù)35U.S.C.119(e)要求2014年9月11日提交的在先美國臨時申請62/049, 227的優(yōu)先權(quán)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及用于隨后測試和處理的半導(dǎo)體裝置的預(yù)制陣列(fabricated array)的制備，并且特別涉及用于從這類陣列分離各個半導(dǎo)體裝置的排列。
【背景技術(shù)】
[0004]用于產(chǎn)生半導(dǎo)體薄膜光電裝置的方法包括制造相對大面積的單元或“瓦片(tile)”，所述單元或“瓦片”然后被分離成較小的單元或“光電元件(cell)”。用于此分離的儀器包括機械切割工具和激光器。這些儀器獲取“瓦片”并且產(chǎn)生“光電元件”，而沒有中間態(tài)。這類利用完全分離的光電元件的現(xiàn)有方法需要昂貴的另外的工具以用于隨后的光電元件-水平處理和加工。
[0005]取得使薄膜光電瓦片有效分離成各個光電元件同時允許各個光電元件仍然作為單個瓦片被處理和加工的技術(shù)可以存在加工優(yōu)勢。使用已經(jīng)在線而沒有另外的材料要求的工具的分離方法將是可取的。還期望有利于光電元件的容易測試和處理的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本文描述了用于將剪切光電元件保持在適當(dāng)?shù)奈恢貌⑶以谕咂脑紟缀谓Y(jié)構(gòu)內(nèi)定向的方法。光電元件與彼此的物理最終分離稍后接著發(fā)生。方法將包括使戰(zhàn)略材料在切割過程中通過在切割期間跳躍某些段而保持完整，并且留下將容易拉開的材料(“耳片”)的具體幾何結(jié)構(gòu)。各個光電元件在最終分離之前在比如測試、處理和庫存控制的制造過程期間通過耳片保持在其各自的位置中。耳片提供結(jié)構(gòu)支撐，使得剪切光電元件不喪失與其原始幾何結(jié)構(gòu)的對準(zhǔn)，并且仍然可以作為單個瓦片單元被處理。這些耳片的數(shù)目、安置和幾何結(jié)構(gòu)被優(yōu)化，以平衡保持強度與通過斷裂或切割那些耳片最后物理地分離所選的光電元件的需要。
[0007]本發(fā)明允許:高度可靠的切割和分離過程；各個光電元件的簡化測試；切割之后的光電元件測試；切割和測試之后但分離之前膜的便利存儲/庫存建立；沿著制造線的可靠瓦片水平處理；可控且一致的分離力；待經(jīng)受分離力/應(yīng)力的區(qū)域/幾何結(jié)構(gòu)的選擇性；以及在最終分離之前光電元件支撐點的空間控制(在機器人處理期間優(yōu)化端效應(yīng)器)。
【附圖說明】
[0008]圖1示出了激光分離之前框架組件上的材料的膜。
[0009]圖2示出了激光分離的結(jié)果。
[0010]圖3示出了完全分離的且外部框架移除的光電元件。[0011 ] 圖4示出了具有殘留耳片的單個完全分離的光電元件的近視圖。
[0012]圖5示出了在激光分離之后其中耳片負責(zé)將兩個相鄰光電元件保持在適當(dāng)位置的材料的膜的實施方案的橫截面。
【具體實施方式】
[0013]參考圖1，看到框架組件11上的材料的膜在其在任何激光或機械分離之前的狀態(tài)。如在圖5中看到，瓦片13可以是近似1微米至20微米厚的薄半導(dǎo)體膜35的多層復(fù)合物，其由近似25微米至100微米厚的聚合物片材31支撐，聚合物片材31比如由聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)構(gòu)成。半導(dǎo)體膜35的銅基底34可以通過近似25微米至100微米厚層的粘合劑(PSA) 33結(jié)合至PET片材31。回到圖1，例如近似lOOmmX 100mm大小的材料的瓦片13可以這樣產(chǎn)生并且以許多單獨光電元件15圖案修飾。各個光電元件15最終必須彼此分離，以便根據(jù)質(zhì)量把它們分類。釋放(分離)光電元件的可重復(fù)、精確、快速、低成本的方法將是非常吸引人的。
[0014]參考圖2，方法將包括適當(dāng)疊加至少兩種切割圖案:一種不具有耳片并且一種具有耳片。第一種將以未中斷的線穿過瓦片切割，但不穿過材料的全部深度；第二種將完成其中沒有耳片的區(qū)域中的穿透，但不移除沿著耳片本身的任何另外的材料，留下將在后續(xù)步驟中容易分離的材料的具體幾何結(jié)構(gòu)。一個實施例將是耳片固定物21，所述耳片固定物21將把光電元件15保持在適當(dāng)?shù)奈恢?，直到每個光電元件15被(或光電元件的組被)故意從相鄰光電元件和/或框架邊界17拉開?？蛇x擇地，光電元件可以通過機械或激光切割遺留的耳片幾何結(jié)構(gòu)來從其位置切割。如在圖2中看到，由于激光分離，材料的膜仍然在其中光電元件15大部分分離(光電元件邊界處的間隙19)但其中“耳片”21依然把光電元件15保持在適當(dāng)位置的框架組件11上。耳片的數(shù)目(此處通過在光電元件的較長邊上具有3個耳片且在光電元件的較短邊上具有2個耳片的實例表示)將取決于光電元件15的大小和耳片21的強度?？蚣?7可以放在卡盤中，這樣所選的光電元件15可以通過機械地斷裂那些把所選光電元件保持在適當(dāng)位置的耳片21來從框架17(和從其他光電元件15)拉出。
[0015]在圖3中，現(xiàn)在所有的光電元件15完全分離，并且使外部框架17(圖2中)完全移除和丟棄。圖4示出了具有殘留耳片21的單個完全分離的光電元件15的近視圖(這是僅為了說明一在我們的實施方案中，耳片常常足夠小，例如200微米寬或更小，以至于裸眼不可見)。
[0016]回到圖5，激光分離之后材料的膜使耳片21將兩個相鄰光電元件保持在適當(dāng)位置。膜材料的層結(jié)構(gòu)示出了薄膜半導(dǎo)體35和金屬層34使用粘合劑33附接至PET片材31。在此實施方案中，激光切割已經(jīng)完全穿透金屬和半導(dǎo)體層34和35 (在頂部切口 37處)，并且部分地穿過PET層31 (在底部切口 39)，但由PET層31的某一部分和可能地粘合層33的某一部分構(gòu)成的耳片21已經(jīng)通過對頂部切口 37、底部切口 39或兩者應(yīng)用耳片圖案而留下。(在無耳片區(qū)域，頂部切口和底部切口“重疊”，使得所有的層完全穿透。)取決于所選的粘合材料的強度，如果需要，可以留下更多的聚合物支撐部31。S卩，底部切口 39可以更淺或全然消除。由于半導(dǎo)體和金屬層34和35在光電元件周長上的所有點處被利索地穿透，所以可以避免光電裝置在最終分離期間的變形，并且減少損壞的機會。
[0017]此外，耳片特征幾何結(jié)構(gòu)以及耳片的數(shù)目和安置將需要保持強度相對于用于完全分離所需的力的優(yōu)化(例如，按常規(guī)進行嘗試-錯誤測試)。例如，耳片強度與耳片的長度和厚度成正比例。耳片尺寸