專利名稱：具有成形襯底的發(fā)光二極管的結(jié)合以及用于結(jié)合具有成形襯底的發(fā)光二極管的夾頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件，尤其涉及用于安裝半導(dǎo)體器件到呈倒裝結(jié)構(gòu)的底座上的裝置。
背景技術(shù)：
基于GaN的發(fā)光二極管(LED)一般包括絕緣的或半導(dǎo)體的襯底例如SiC或藍(lán)寶石，在其上淀積多個(gè)基于GaN的外延層。外延層包括具有p-n結(jié)的有源區(qū)，其在被激勵(lì)時(shí)發(fā)光。一般的LED被安裝在一個(gè)底座上，使其襯底側(cè)朝下，底座也稱為封裝或引線框架(下文稱為“底座”)。圖1示意地表示常規(guī)的LED，其具有n-型SiC襯底10，包括生成在襯底上的并被形成為平臺(tái)的基于GaN的n型層14和基于GaN的p型層16的有源區(qū)12。金屬p-電極18被淀積在基于GaN的p型層16上，并在p-電極18上形成對(duì)結(jié)合焊盤20的導(dǎo)線結(jié)合連接28。在導(dǎo)電襯底上的n-電極22利用導(dǎo)電的環(huán)氧樹脂26連附于金屬底座24上。在常規(guī)的工藝中，導(dǎo)電的環(huán)氧樹脂26(通常是銀環(huán)氧樹脂)被沉積在底座上，并把LED壓入環(huán)氧樹脂26中。然后使環(huán)氧樹脂進(jìn)行熱固化，這使得其變硬，從而對(duì)LED芯片提供穩(wěn)定的導(dǎo)電的安裝。在有源區(qū)12產(chǎn)生的光被向上引導(dǎo)，并被引導(dǎo)到器件的外部。不過，產(chǎn)生的光的大部分透射到襯底內(nèi)并被環(huán)氧樹脂26吸收。
LED的倒裝涉及把LED襯底側(cè)朝上安裝在底座上。然后通過透明的襯底提取和發(fā)射光。對(duì)于安裝基于SiC的LED，倒裝安裝可以是一種特別須要的技術(shù)。因?yàn)镾iC比GaN具有較高的折射率，在有源區(qū)內(nèi)產(chǎn)生的光在GaN/SiC交界處不在內(nèi)部反射(即向回反射進(jìn)入基于GaN的層)?；赟iC的LED的倒裝可以改善本領(lǐng)域熟知的某些芯片成形技術(shù)的效果。SiC LED的倒裝封裝可以具有其它的優(yōu)點(diǎn)，例如能夠改善散熱，根據(jù)芯片的特定的應(yīng)用，這可能是須要的。
倒裝芯片的一個(gè)問題如圖2所示。即，當(dāng)利用常規(guī)技術(shù)把芯片倒裝在導(dǎo)電的底座或封裝上時(shí)，導(dǎo)電的芯片連附材料26被沉積在芯片與/或底座24上，并把芯片壓入底座24內(nèi)。這可以導(dǎo)致粘的導(dǎo)電的芯片連附材料26被擠出，因而和器件的基于GaN的n型層14以及n-型SiC襯底10接觸，借以形成肖特基二極管連接，其將有源區(qū)的PN結(jié)短路，導(dǎo)致可以斷定的有害的結(jié)果。因而，須要對(duì)LED的倒裝安裝進(jìn)行改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例提供具有不規(guī)則的構(gòu)型的發(fā)光器件的倒裝結(jié)合。本發(fā)明的某些實(shí)施例通過用這種方式對(duì)襯底施加力，使得在襯底內(nèi)的剪切力不超過襯底的故障閾值，把具有成形襯底的發(fā)光二極管結(jié)合到底座上。這種結(jié)合例如可以利用熱聲與/或熱壓結(jié)合來實(shí)現(xiàn)。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，通過對(duì)發(fā)光二極管的襯底的表面施加力來把發(fā)光二極管結(jié)合到底座上，所述表面對(duì)于發(fā)光二極管的運(yùn)動(dòng)方向是傾斜的，借以把發(fā)光二極管結(jié)合到底座上。
在本發(fā)明的特定的實(shí)施例中，通過使一個(gè)夾頭和對(duì)運(yùn)動(dòng)方向是傾斜的襯底的表面匹配，并沿著所述運(yùn)動(dòng)方向移動(dòng)所述夾頭來對(duì)成形襯底施加力。這種夾頭的匹配可以借助于密封具有和襯底的傾斜表面相應(yīng)的匹配表面的夾頭，使得夾頭的匹配表面和襯底的傾斜表面接觸來提供。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，夾頭的匹配表面相對(duì)于夾頭本體是固定表面。在本發(fā)明的另一些實(shí)施例中，夾頭的匹配表面相對(duì)于夾頭本體是可以運(yùn)動(dòng)的表面。
在本發(fā)明的另一些實(shí)施例中，借助于把夾頭置于發(fā)光二極管的上方，并對(duì)夾頭施加真空壓力來使夾頭密封。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，發(fā)光二極管是具有碳化硅的成形襯底的基于氮化鍺的發(fā)光二極管。具體地說，碳化硅的成形襯底可以具有一個(gè)立方體部分以及一個(gè)和所述立方體部分相鄰的截頭棱錐部分。在這種情況下，對(duì)碳化硅襯底的截頭棱錐部分的側(cè)壁施加力。
在本發(fā)明的另一些實(shí)施例中，提供一種用于結(jié)合具有成形襯底的發(fā)光二極管到底座上的夾頭。所述夾頭具有一個(gè)本體，在所述本體中具有一個(gè)室和與所述室連通的并適用于接收發(fā)光二極管的開口。夾頭還包括用于使夾頭的表面和對(duì)于夾頭的運(yùn)動(dòng)方向是傾斜的成形襯底的表面匹配的裝置。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，用于匹配夾頭的表面和成形襯底的裝置由夾頭的固定表面來提供，所述固定表面限定所述的開口，并以和對(duì)運(yùn)動(dòng)方向是傾斜的成形襯底表面的角度相應(yīng)的角度被設(shè)置。此外，所述本體還包括用于限定所述室的一個(gè)頂部和垂直側(cè)部，以及一個(gè)用于對(duì)所述室進(jìn)行抽真空的開口。
在本發(fā)明的另一些實(shí)施例中，本體包括用于限定所述室的間隔開的側(cè)壁。在這種實(shí)施例中，可以借助于在所述側(cè)部的終點(diǎn)的斜的表面提供夾頭的固定表面。此外，所述側(cè)部可以被分開相應(yīng)于對(duì)于運(yùn)動(dòng)的方向是傾斜的成形襯底的表面的尺寸的一個(gè)距離。在這種實(shí)施例中，本體還可以包括一個(gè)頂部和一個(gè)用于在室內(nèi)形成真空壓力的一個(gè)開口。所述側(cè)部此時(shí)可以是垂直側(cè)部。
在本發(fā)明的另一些實(shí)施例中，本體包括用于限定所述室的一個(gè)頂部和幾個(gè)垂直側(cè)部，以及一個(gè)用于在室內(nèi)形成真空壓力的開口。在這種實(shí)施例中，所述側(cè)部可以是水平側(cè)部，它們從垂直側(cè)部延伸，并和頂部分開。
在本發(fā)明的另一些實(shí)施例中，用于匹配夾頭的表面和成形襯底的裝置借助于用于限定所述開口的、可以相對(duì)于本體運(yùn)動(dòng)的、并被配置用于調(diào)節(jié)到相應(yīng)于對(duì)于運(yùn)動(dòng)方向是傾斜的成形襯底表面的角度的一個(gè)角度的夾頭的表面來提供。在這種實(shí)施例中，本體可以包括用于限定所述室的一個(gè)頂部和幾個(gè)垂直側(cè)部，以及用于在所述室內(nèi)形成真空壓力的一個(gè)開口。此外，本體可以包括被隔開的水平側(cè)部。在這種情況下，夾頭的可運(yùn)動(dòng)的表面可以借助于所述水平側(cè)部的可運(yùn)動(dòng)的端部來提供，所述可運(yùn)動(dòng)的端部被配置使得基本上和成形襯底的角度相符，并被分開一個(gè)相應(yīng)于對(duì)于運(yùn)動(dòng)方向是傾斜的成形襯底的表面的尺寸。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，可運(yùn)動(dòng)的端部被鉸接，使得能夠圍繞水平側(cè)部的端部轉(zhuǎn)動(dòng)。在本發(fā)明的另一些實(shí)施例中，本體還包括用于限定所述室的一個(gè)頂部和用于連接所述頂部和水平側(cè)部的幾個(gè)垂直側(cè)部，以及用于在所述室內(nèi)形成真空壓力的一個(gè)開口。所述垂直側(cè)部還可以可運(yùn)動(dòng)地連接到垂直側(cè)部。例如，水平側(cè)部可被鉸接到垂直側(cè)部上。
在本發(fā)明的特定的一些實(shí)施例中，夾頭適用于具有成形的碳化硅襯底的基于氮化鍺的發(fā)光二極管。所述夾頭還適用于具有截頭棱錐部分的碳化硅的成形襯底，并且其中用于匹配的裝置包括用于使夾頭的表面和成形的碳化硅襯底的截頭棱錐部分的側(cè)壁匹配的裝置。
本發(fā)明的另一些實(shí)施例提供一種用于把具有成形襯底的發(fā)光二極管結(jié)合到底座上的夾頭。所述夾頭包括其中具有一個(gè)室的本體，以及在所述本體中的和所述室連通的開口，所述開口被這樣配置，使得成形襯底的一部分延伸進(jìn)入所述室內(nèi)而不和所述本體接觸。所述夾頭還包括在操作上和所述室相關(guān)的、用于接合所述襯底、使得在保持所述襯底的內(nèi)部剪切力在所述襯底的剪切故障閾值以下的同時(shí)把發(fā)光二極管結(jié)合到底座上的裝置。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，用于接合的裝置借助于用于限定所述開口的、以和對(duì)于運(yùn)動(dòng)方向是斜的成形襯底表面的角度相應(yīng)的角度設(shè)置的夾頭的固定表面來提供。在這種實(shí)施例中，本體可以包括用于限定所述室的一個(gè)頂部和幾個(gè)垂直側(cè)部，以及用于在所述室內(nèi)形成真空壓力的一個(gè)開口。在其它實(shí)施例中，本體包括用于限定所述開口的幾個(gè)分開的側(cè)部，并且其中夾頭的固定表面包括在所述側(cè)部的端部的斜的表面，其中所述側(cè)部被分開一個(gè)和對(duì)于運(yùn)動(dòng)方向是斜的表面的成形襯底的表面的尺寸相應(yīng)的一個(gè)距離。在這種實(shí)施例中，本體還包括用于限定所述室的頂部和用于在所述室內(nèi)形成真空壓力的一個(gè)開口，并且所述側(cè)部可以是垂直側(cè)部。在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，本體包括一個(gè)頂部和幾個(gè)垂直側(cè)部，以及用于在所述室內(nèi)形成真空壓力的一個(gè)開口，并且所述側(cè)部是水平側(cè)部，其從垂直側(cè)部延伸，并和所述頂部分開。
在本發(fā)明的另一些實(shí)施例中，借助于用于限定所述開口的、并被配置使得調(diào)節(jié)到和對(duì)于運(yùn)動(dòng)方向是斜的成形襯底表面的角度相應(yīng)的角度的夾頭的可動(dòng)表面來提供用于接合的裝置。在這種實(shí)施例中，本體可以包括限定所述室的頂部和垂直側(cè)部，以及用于在所述室內(nèi)形成真空壓力的一個(gè)開口。本體還可以包括隔開的水平側(cè)部，并且其中夾頭的可動(dòng)表面是所述水平側(cè)部的可動(dòng)端部，所述可動(dòng)端部被配置使得和成形襯底的角度基本相符，并且被隔開一個(gè)和對(duì)于運(yùn)動(dòng)方向是斜的成形襯底的表面的尺寸相應(yīng)的距離，借以限定所述開口。在一些實(shí)施例中，可動(dòng)端部被鉸接，以便圍繞水平側(cè)部的端部轉(zhuǎn)動(dòng)。在這種實(shí)施例中，本體也可以包括一個(gè)頂部以及用于在所述室內(nèi)形成真空壓力的一個(gè)開口，以及用于連接頂部和水平側(cè)部的垂直側(cè)部。此外，所述水平側(cè)部也可以可動(dòng)地和所述垂直側(cè)部相連。例如，水平側(cè)部可被鉸接到垂直側(cè)部上。
在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，提供了一種用于連接發(fā)光二極管和底座的夾頭，所述夾頭具有一個(gè)其中具有一個(gè)室的本體，和所述室連通的被配置用于接收發(fā)光二極管的開口，以及在所述開口處的和發(fā)光二極管的成形襯底接觸的夾頭的固定表面，所述固定表面限定所述開口，并以一個(gè)和對(duì)于結(jié)合期間夾頭的運(yùn)動(dòng)方向傾斜的成形襯底表面的角度相應(yīng)的角度被設(shè)置。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，本體包括分開的側(cè)部，并且夾頭的固定表面可以是在側(cè)部的終點(diǎn)的斜的表面。所述側(cè)部被分開和對(duì)于運(yùn)動(dòng)方向是斜的成形襯底的表面的尺寸相應(yīng)的一個(gè)距離。在本發(fā)明的另一些實(shí)施例中，本體包括用于限定所述室的一個(gè)頂部和垂直側(cè)部，以及用于在所述室內(nèi)形成真空壓力的一個(gè)開口，在這種實(shí)施例中，所述側(cè)部可以是水平側(cè)部，它們從垂直側(cè)部延伸，并且和所述頂部分開。
在本發(fā)明的另一些實(shí)施例中，用于把發(fā)光二極管連接到底座上的夾頭包括其中具有一個(gè)室的本體，在本體中的和所述室連通的并被配置用于接收發(fā)光二極管的開口，以及在所述開口處的、可以相對(duì)于所述本體運(yùn)動(dòng)的、和一個(gè)成形襯底接觸的可以運(yùn)動(dòng)的表面，可以運(yùn)動(dòng)的表面被配置用于調(diào)節(jié)到相應(yīng)于在結(jié)合期間對(duì)于夾頭的運(yùn)動(dòng)方向傾斜的成形襯底表面的角度的一個(gè)角度。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述襯底包括分開的水平側(cè)部，并且夾頭的可動(dòng)表面是所述水平側(cè)部的可動(dòng)端部，可動(dòng)端部被配置使得基本上和成形襯底的角度相符，并被分開相應(yīng)于對(duì)于所述運(yùn)動(dòng)方向是斜的成形襯底的表面的尺寸的一個(gè)距離。在一些實(shí)施例中，可動(dòng)端部被鉸接，從而圍繞所述水平側(cè)部轉(zhuǎn)動(dòng)。在本發(fā)明的其它的實(shí)施例中，本體包括限定所述室的頂部，用于在所述室內(nèi)形成真空的一個(gè)開口，以及連接所述頂部到所述水平側(cè)部的垂直側(cè)部。在這種實(shí)施例中，所述水平側(cè)部可以可動(dòng)地連接到垂直側(cè)部上。例如，水平側(cè)部可被鉸接到垂直側(cè)部上。
在本發(fā)明的其它的實(shí)施例中，提供一種用于把具有成形襯底的發(fā)光二極管結(jié)合到底座上的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括用于接合所述襯底，同時(shí)當(dāng)對(duì)成形襯底施加力從而結(jié)合發(fā)光二極管到所述底座上時(shí)，保持襯底的內(nèi)部剪切力在所述襯底的剪切故障閾值以下的裝置，以及用于移動(dòng)所述用于接合的裝置，從而對(duì)襯底施加力以便把發(fā)光二極管結(jié)合到所述襯底上的裝置。在本發(fā)明的另一些實(shí)施例中，所述用于接合的裝置包括用于在對(duì)于成形襯底的運(yùn)動(dòng)方向是傾斜的成形襯底的表面上接觸所述成形襯底的裝置。在本發(fā)明的另一些實(shí)施例中，所述用于接觸的裝置借助于夾頭壁來提供，所述的壁相對(duì)于夾頭的本體處于固定位置，所述夾頭被配置用于接收所述發(fā)光二極管。在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，用于接觸的裝置借助于可以相對(duì)于夾頭的本體運(yùn)動(dòng)的夾頭壁來提供，所述夾頭被配置用于接收發(fā)光二極管。
在本發(fā)明的另一些實(shí)施例中，提供一種用于結(jié)合具有成形襯底的發(fā)光二極管到底座上的夾頭。所述夾頭包括具有一個(gè)室以及與所述室連通的適用于接收發(fā)光二極管的開口的本體。所述開口具有靠近所述室的部分和遠(yuǎn)離所述室的部分。所述夾頭還具有和所述開口相關(guān)的并以一個(gè)關(guān)于連接所述開口的遠(yuǎn)端的軸線傾斜的角度設(shè)置的、和成形襯底的表面匹配的匹配表面。
在另一些實(shí)施例中，所述匹配表面是限定所述開口的以相應(yīng)于成形襯底的表面的一個(gè)角度的角度設(shè)置的固定表面。此外，所述本體可以具有限定所述室的頂部和垂直側(cè)部，以及用于在所述室內(nèi)形成真空的一個(gè)開口。所述本體可以是限定所述室的分開的側(cè)部，并且所述夾頭的固定表面可以是在所述側(cè)部的終端的斜的表面。所述側(cè)部分開一個(gè)相應(yīng)于所述固定表面和其匹配的成形襯底的表面的尺寸的距離。所述本體還包括一個(gè)頂部，以及用于在所述室內(nèi)形成真空壓力的一個(gè)開口。所述側(cè)部可以是垂直側(cè)部。所述側(cè)部還可以包括從所述垂直側(cè)部延伸的并和所述頂部分開的水平側(cè)部。
在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，匹配表面借助于用于限定所述開口的、可以相對(duì)于所述本體運(yùn)動(dòng)的、被配置用于調(diào)節(jié)到一個(gè)角度的表面來提供，該角度相應(yīng)于限定所述開口的夾頭的表面和其匹配的成形襯底表面的角度。所述本體可以包括用于限定所述室的一個(gè)頂部和垂直側(cè)部，用于在所述室內(nèi)形成真空的一個(gè)開口。本體還可以包括分開的水平側(cè)部，并且夾頭的可動(dòng)表面可以是所述水平側(cè)部的可動(dòng)端部。所述可動(dòng)端部可以被配置使得基本上符合成形襯底的角度，并且可以分開一個(gè)距離，該距離相應(yīng)于所述可動(dòng)端部和其匹配的成形襯底的表面的尺寸。所述可動(dòng)端部可以被鉸接，使得圍繞所述水平側(cè)部的端部轉(zhuǎn)動(dòng)。本體還可以包括連接所述頂部到水平側(cè)部上的垂直側(cè)部，從而限定所述室。所述水平側(cè)部被可動(dòng)地連接到所述垂直側(cè)部上。例如，所述水平側(cè)部可被鉸接到所述垂直側(cè)部上。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述夾頭適用于具有成形的碳化硅襯底的基于氮化鍺的發(fā)光二極管。所述夾頭還適用于具有截頭棱錐部分的碳化硅的成形襯底，并且其中所述匹配表面和所述成形的碳化硅襯底的截頭棱錐部分的傾斜側(cè)壁匹配。


圖1是常規(guī)的LED的示意圖；圖2表示利用常規(guī)技術(shù)倒裝的LED；圖3示意地表示基于成形襯底的LED；圖4是具有成形襯底的LED的平面圖；圖5A和5B是按照本發(fā)明的實(shí)施例的夾頭的側(cè)視圖和頂視圖；圖6是按照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的夾頭的側(cè)視圖；以及圖7是按照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的夾頭的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖更詳細(xì)地說明本發(fā)明，在附圖中示出了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。不過，本發(fā)明可以用許多不同的形式實(shí)施，因而不應(yīng)當(dāng)限于這里提出的實(shí)施例，而是，提供這些實(shí)施例是為了更清楚、完整地說明本發(fā)明，并且充分地對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員轉(zhuǎn)達(dá)本發(fā)明的范圍。在附圖中，相同的標(biāo)號(hào)表示相同的元件。此外，圖中所示的各層和各個(gè)區(qū)只是一種示意的表示。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本文所指的形成在襯底或其它層“上”的層可以指直接形成在襯底或其它層上的層，或者形成在在襯底或其它層上形成的插入的一層或幾層上的層。相應(yīng)地，本發(fā)明不限于附圖中所示的有關(guān)的尺寸和間距。
本發(fā)明的實(shí)施例用于LED芯片到底座上的結(jié)合。本發(fā)明的實(shí)施例包括利用熱聲與/或熱壓方式結(jié)合有形芯片的方法以及用于制造有形芯片的夾頭結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明的特定的實(shí)施例中，芯片或電路片可被拾取與/或聯(lián)結(jié)在一個(gè)工具上，并且可以利用一個(gè)夾頭拾取芯片，以便利用熱聲與/或熱壓方式結(jié)合芯片。
因?yàn)镾iC具有高的折射率，通過SiC襯底的光趨于在襯底的表面上全部在內(nèi)部反射到襯底內(nèi)，除非光以相當(dāng)?shù)偷娜肷浣?即接近垂直)入射到界面上。全部?jī)?nèi)部反射的臨界角取決于和SiC形成界面的材料。通過用這樣的方式成形SiC襯底，使得通過使更多的光線以低的入射角入射到SiC的表面上，限制總的內(nèi)部反射，可以增加基于SiC的LED的光輸出。一種這種芯片成形技術(shù)和所得的芯片在2002年1月25日申請(qǐng)的美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)為10/057821，名稱為“LIGHT EMITTINGDIODES INCLUDING SUBSTRATE MODIFICATIONS FOR LIGHT EXTRACTIONAND MANUFACTURING METHODS THEREFOR”的專利申請(qǐng)中說明了，該專利申請(qǐng)被包括在此作為參考。
圖3表示具有成形襯底的LED芯片，例如在上述的專利申請(qǐng)中所述的那些芯片。具體地說，圖3所示的LED芯片30具有包括第一表面21和第二表面23的襯底10。發(fā)光器件的有源區(qū)12由在第一表面21上的基于GaN的n型層14和基于GaN的p型層16構(gòu)成。p-電極18位于基于GaN的p型層16上。n-電極22位于襯底10的第二表面23上。襯底10的特征在于傾斜的側(cè)面部分15，其基本上形成一個(gè)截頭棱錐形19，使得截頭棱錐的底部位于第一表面21附近，或者直接和表面21相鄰或者和表面21相鄰但和其隔開。成形襯底10的特征還在于具有側(cè)壁17的一個(gè)基本上是立方體的部分25，每個(gè)側(cè)壁和相鄰的傾斜的側(cè)壁部分15形成一個(gè)角度φ。圖4表示圖3的成形襯底的芯片30的平面圖。LED芯片30還包括金屬焊盤31，其可被以熱聲方式結(jié)合到底座上。金屬焊盤31最好由Au或合適的金屬合金例如Au/Sn或Pb/Sn制成。
本發(fā)明的實(shí)施例參照在SiC襯底10上的基于GaN的并具有n型層14、p型層16和p-電極18的LED進(jìn)行了說明。然而，本發(fā)明不應(yīng)當(dāng)限于這種結(jié)構(gòu)，而是可以用于具有成形襯底的其它結(jié)構(gòu)。供本發(fā)明的實(shí)施例中使用的發(fā)光器件可以是基于鍺的氮化物的LED，或者是在碳化硅襯底上制造的激光器，例如由Cree，Inc.of Durham，North Carolina制造和銷售的那些器件。例如，本發(fā)明可以適用于以下的美國(guó)專利中所述的LED與/或激光器6201262，6187606，6120600，5912477，5739554，5631190，5604135，5523589，5416342，5393993，5338944，5210051，5027168，4966862與/或4918497，這些專利的全部?jī)?nèi)容被包括在此作為參考，就如同把這些專利的內(nèi)容全部寫入本文中一樣。其它的合適的LED與/或激光器在以下的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)中說明了2001年5月30日申請(qǐng)的，名稱為“MULTI-QUANTUM WELL LIGHTEMITTING DIODE STRUCTURE”，序列號(hào)為60/294445的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)，2001年5月30日申請(qǐng)的，名稱為“LIGHT EMITTING DIODESTRUCTURE WITH SUPERLATTICE STRUCTURE”，序列號(hào)為60/294308的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)，以及2001年5月30日申請(qǐng)的，名稱為“LIGHTEMITTING DIODE STRUCTURE WITH MULTI-QUANTUM WELL ANDSUPERLATTICE STRUCTURE”，序列號(hào)為60/294378的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)，還有2001年2月1日申請(qǐng)的，名稱為“LIGHT EMITTING DIODE WITHOPTICALLY TRANSPARENT SILICON CARBIDE SUBSTRATE”，序列號(hào)為60/265707的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)，2001年7月23日申請(qǐng)的，名稱為“LIGHT EMITTING DIODES INCLUDING MODIFICATIONS FOR LIGHTEXTRACTION AND MANUFACTURING METHODS THEREFOR”，序列號(hào)為60/307235的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)，以及2002年1月25日申請(qǐng)的，名稱為“LIGHT EMITTING DIODES INCLUDING SUBSTRATE MODIFICATIONSFOR LIGHT EXTRACTION AND MANUFACTURING METHODS THEREFOR”，序列號(hào)為10/057821的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)，這些專利的全部?jī)?nèi)容被包括在此作為參考，就如同把這些專利的內(nèi)容全部寫入本文中一樣。
在本發(fā)明的特定的實(shí)施例中，發(fā)光器件可以包括p電極，其提供一個(gè)反射層用于通過器件向回反射在有源區(qū)內(nèi)產(chǎn)生的光。反射的p電極及其相關(guān)的結(jié)構(gòu)在2002年1月25日申請(qǐng)的，名稱為“LIGHTEMITTING DIODES INCLUDING SUBSTRATE MODIFICATIONS FOR LIGHTEXTRACTION AND MANUFACTURING METHODS THEREFOR”，序列號(hào)為10/057821的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)中說明了，該專利的全部?jī)?nèi)容被包括在此作為參考，就如同把這些專利的內(nèi)容全部寫入本文中一樣。
一般地說，熱聲結(jié)合是一種利用機(jī)械振動(dòng)、加熱和加壓借以使器件被安裝到襯底或底座上，從而在器件和底座之間形成可以是導(dǎo)電的連接的技術(shù)。一般地說，熱壓結(jié)合是通過加熱和加壓把器件安裝到襯底或底座上，借以使器件連接到襯底上的一種技術(shù)。一般地，使用真空夾頭拾取器件并物理地使器件和底座接觸。一旦器件和底座接觸，便通過夾頭對(duì)器件施加力，并且，對(duì)于熱聲結(jié)合，還使夾頭振動(dòng)。通過加熱、振動(dòng)以及壓力的組合，把器件用熱聲方式結(jié)合到底座上。為了形成這種連接，利用金屬例如Au制成的金屬焊盤層，其在加熱、加壓和選擇地振動(dòng)時(shí)將形成連接。其它可以使用的金屬和合金是Au/Sn以及Pb/Sn。金屬焊盤層可被提供在器件上，或者在底座上形成一個(gè)金屬的預(yù)制品，并使金屬焊盤與/或金屬預(yù)制品利用熱聲方法與/或熱壓方法結(jié)合，使得器件和底座連接在一起。
由于成形襯底芯片例如圖3所示的LED芯片30的獨(dú)特的形狀，和立方體部分25的側(cè)壁17接觸的常規(guī)的夾頭結(jié)構(gòu)可能是不適宜的。例如，如果使用常規(guī)的夾頭機(jī)械地振動(dòng)芯片，同時(shí)又僅僅固定到立方體部分25上，則在振動(dòng)期間產(chǎn)生的剪切力可能導(dǎo)致立方體部分25和芯片分離，使芯片報(bào)廢而降低產(chǎn)量。
由利用常規(guī)的真空夾頭用熱聲方式或用熱壓方式結(jié)合具有成形襯底的發(fā)光器件到底座上時(shí)可以遇到的上述的困難看來，本發(fā)明的某些實(shí)施例提供利用一種真空夾頭結(jié)合具有成形襯底的發(fā)光器件，所述真空夾頭和成形襯底用這樣的方式接觸，使得可以減少當(dāng)所述夾頭對(duì)襯底施加力時(shí)施加到襯底中的剪切力。這種力可被降低到一個(gè)故障閾值以下，例如導(dǎo)致襯底破裂的門限。特定的故障閾值可以取決于成形襯底的結(jié)構(gòu)以及制成襯底的材料。因而，對(duì)于圖3的成形襯底，本發(fā)明的實(shí)施例借助于接觸襯底10的截頭棱錐部分19的傾斜的側(cè)壁15的至少一部分對(duì)襯底施加力。按照本發(fā)明的夾頭的例子如圖5A-7所示，并在此進(jìn)行詳細(xì)說明。這種夾頭至少接觸襯底10的截頭棱錐部分19的側(cè)壁15，并且選擇地，還可以接觸襯底10的立方體部分25的側(cè)壁17。
圖5A和5B表示按照本發(fā)明的實(shí)施例的夾頭40。圖5A是在圖5B中以頂視圖表示的夾頭40的沿線5A-5A’取的截面圖。夾頭40包括本體41，其具有和頂壁43相連的垂直的側(cè)壁42，從而形成室45，其具有和其連通的室47，用于接收發(fā)光器件。頂壁43包括通向室45的開口46，通過所述開口把室抽成真空。水平部分44從夾頭40的側(cè)壁向內(nèi)延伸。水平部分44具有端面48，當(dāng)把夾頭置于LED芯片30的上方時(shí)，所述端面和襯底10的傾斜的側(cè)壁15實(shí)現(xiàn)物理接觸。根據(jù)水平部分44的跨度和水平部分44的端面48相對(duì)于連接兩個(gè)端面48的相對(duì)的底部或頂部的平面而成的角度，可以配置水平部分44的端面48使得和側(cè)壁15相接觸。如果兩個(gè)端面48的長(zhǎng)度相同，則連接端面的頂部或底部的兩個(gè)平面平行。端面48和所述連接平面所成的角度可以基于側(cè)壁15和側(cè)壁17所成的角度φ。這個(gè)角度基本上等于φ減去90度。另外，端面的角度可以相對(duì)于垂直于連接平面的軸線被測(cè)量，如圖4所示，這個(gè)角度基本上和φ相同。兩個(gè)水平部分44應(yīng)當(dāng)間隔足夠的距離，以便使得LED芯片30的立方體部分25在其間通過，但是不能大到使得截頭棱錐部分19也能在其間通過的程度。
夾頭40可以包括一個(gè)整體的部件，或者包括兩個(gè)或多個(gè)互連的以便提供如圖5所示的配置的部件。此外，夾頭40可以由金屬材料例如鋁、鋼或其類似物制成，也可以由非金屬材料例如塑料、陶瓷或其它類似的非金屬材料制成。夾頭40可以通過鑄造、機(jī)械加工、模制以及這些工藝的組合或者其它類似的工藝制成。
在操作時(shí)，夾頭40被置于LED芯片30的上方，使得襯底10的立方體部分延伸進(jìn)入室45中，并且端面48和襯底10的側(cè)壁15接觸。借助于和端面48接觸，可以在夾頭40的端面48和LED芯片30的傾斜的側(cè)壁部分15之間形成氣密封。通過開口46對(duì)夾頭40施加的真空壓力在室45內(nèi)建立一個(gè)較低壓力區(qū)，并用于在LED芯片30被處理時(shí)使其被牢固地保持定位。
可以利用夾頭40的運(yùn)動(dòng)用熱聲方式結(jié)合LED芯片30，不過，施加到LED芯片30上的力被施加到傾斜的側(cè)壁15上，借以減少在襯底10的立方體部分25和截頭棱錐部分19之間的邊界上的剪切力。因而，在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，通過借助于接觸對(duì)于LED芯片30的運(yùn)動(dòng)方向是傾斜的LED芯片30的襯底10的表面來施加力，對(duì)LED芯片30進(jìn)行熱聲結(jié)合。和用于對(duì)LED芯片30施加力的襯底10接觸的角度可以和運(yùn)動(dòng)方向成銳角或鈍角。
類似地，LED芯片30可以通過利用夾頭40借助于對(duì)襯底10的棱錐部分19施加力被熱壓結(jié)合。這種力可以通過夾頭40的端面40施加。
按照本發(fā)明的其它實(shí)施例的夾頭結(jié)構(gòu)如圖6和圖7所示。在圖6中，圖5的水平部分44由圖6所示的夾頭50中的側(cè)部51的終結(jié)表面代替。夾頭50具有本體61，其包括和頂壁53相連的垂直的側(cè)壁52，用于形成室55和與室55連通的開口57，室55用于接收發(fā)光器件。頂壁53包括通向室55的開口56，通過所述開口把室抽成真空。如圖6所示，側(cè)部51的垂直側(cè)壁52在傾斜的端面58終止。側(cè)部51的端面58根據(jù)兩個(gè)側(cè)部51的間距和側(cè)部51相對(duì)于連接兩個(gè)端面58的相對(duì)的頂部和底部的平面而成的角度，被配置和側(cè)壁15接觸。如果兩個(gè)端面58的長(zhǎng)度相同，則連接兩個(gè)端面的頂部或底部的兩個(gè)平面平行。端面58和所述連接平面所成的角度可以基于側(cè)壁15和側(cè)壁17所成的角度φ。這個(gè)角度基本上等于φ減去90度。另外，端面58的角度可以相對(duì)于垂直于連接平面的軸線被測(cè)量，如圖6所示，這個(gè)角度基本上和φ相同。兩個(gè)側(cè)部51應(yīng)當(dāng)分開足夠的距離，以便使得LED芯片30的立方體部分25在其間通過，但是不能大到使得截頭棱錐部分19也能在其間通過的程度。
夾頭50可以包括一個(gè)整體的部件，或者包括兩個(gè)或多個(gè)互連的以便提供如圖6所示的配置的部件。此外，夾頭50可以由金屬材料例如鋁、鋼或其類似物制成，或者可以由非金屬材料例如塑料、陶瓷或其它類似的非金屬材料制成。夾頭50可以通過鑄造、機(jī)械加工、模制以及這些工藝的組合或者其它類似的工藝制成。圖7表示按照本發(fā)明的實(shí)施例的另一種夾頭70。在圖7的夾頭70中，水平部分74包括鉸接的端部77，即使夾頭稍微有些對(duì)不準(zhǔn)，或者傾斜側(cè)壁15的角度相對(duì)于可動(dòng)端部77的角度有些偏移，也能使得夾頭70和LED芯片30的傾斜的部分15形成氣密封。夾頭70具有本體71，其包括和頂壁73相連的垂直側(cè)壁72，從而形成室79和與室79連通的開口80，從而用于接收發(fā)光器件襯底10，如圖7所示。頂壁73包括到室79的開口76，通過這個(gè)開口抽成真空。如圖7所示，水平部分74可以圍繞各自的轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)75被鉸接，使得圍繞各自的轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)75轉(zhuǎn)動(dòng)。類似地，端部77可以圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)78鉸接，從而使得端部22能夠和LED芯片30的斜的部分15的斜的表面匹配。
夾頭70可以由一個(gè)整體的部件構(gòu)成，或者由兩個(gè)或多個(gè)互連的以便提供如圖7所示的配置的部件構(gòu)成。此外，夾頭70可以由金屬材料例如鋁、鋼或其類似物制成，也可以由非金屬材料例如塑料、陶瓷或其它類似的非金屬材料制成。夾頭70可以通過鑄造、機(jī)械加工、模制以及這些工藝的組合或者其它類似的工藝制成。
對(duì)于按照本發(fā)明的實(shí)施例的夾頭，例如夾頭40，50和70，開口46，56和76的尺寸可以足夠大，以便克服夾頭40，50，或70與襯底10的配合中的任何不足，使得可以維持較低壓力的區(qū)域。這種尺寸的確定可能要求夾頭40具有不同的結(jié)構(gòu)，以便允許用于施加真空壓力的較大的開口。因而，夾頭的特定的結(jié)構(gòu)可被改變，使得在開口46，56或76與外部環(huán)境之間的壓降的大部分加在夾頭和襯底10之間的接觸區(qū)域的任何開口或不完整之處上。用這種方式，通過真空壓力，可以使襯底10保持在夾頭40，50或70中，以便進(jìn)行運(yùn)動(dòng)或結(jié)合。
如上所述，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種用于匹配夾頭的表面和成形襯底的裝置，本發(fā)明的實(shí)施例還提供一種用于接合襯底，同時(shí)當(dāng)對(duì)成形襯底施加力時(shí)又保持襯底的內(nèi)部剪切力低于襯底的剪切故障閾值的裝置，從而用熱聲方式把發(fā)光二極管結(jié)合到底座上。用于和襯底進(jìn)行匹配的裝置與/或用于和襯底進(jìn)行接合的裝置可以又夾頭的固定表面來提供，或者由可以運(yùn)動(dòng)的、可以調(diào)節(jié)的與/或順從的表面提供，它們相對(duì)于夾頭的運(yùn)動(dòng)以斜的角度和成形襯底接觸。此外，雖然本發(fā)明結(jié)合由夾頭形成的矩形室進(jìn)行了說明，但也可以利用其它形狀的室。因而，例如可以形成棱錐形狀的室或任何其它形狀的室，只要提供一個(gè)其中可以接收發(fā)光二極管的空腔即可。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種用于用熱聲方式與/或用熱壓方式把具有成形襯底的發(fā)光二極管結(jié)合到底座上的系統(tǒng)。在特定的系統(tǒng)中，可以由常規(guī)的用于熱聲與/或熱壓結(jié)合的系統(tǒng)使用上述的夾頭。因而，常規(guī)的系統(tǒng)可以提供一種用于移動(dòng)夾頭從而對(duì)襯底施加力的裝置，用于用熱聲方式結(jié)合與/或用熱壓方式把發(fā)光二極管結(jié)合到底座上。
此外，雖然本發(fā)明的實(shí)施例按照具有立方體部分和截頭棱錐部分的成形襯底進(jìn)行了說明，但是也可以利用其它形狀的襯底，這些襯底的形狀隨室的周邊的形狀而相應(yīng)地改變。因而，例如襯底可以包括圓柱形的部分，截頭圓錐形的部分與/或錐形的部分。在這種情況下，本發(fā)明的實(shí)施例可以提供一個(gè)具有基本上圓形開口的室，其中開口的側(cè)壁被配置和襯底的錐形的與/或截頭圓錐形的側(cè)面匹配。因而，本發(fā)明的實(shí)施例不應(yīng)當(dāng)限于這里所述的特定形狀。
在附圖和說明書中披露了本發(fā)明的典型的優(yōu)選實(shí)施例，雖然使用了特定的術(shù)語，但這些術(shù)語是在一般性的和說明性的意義上使用的，而沒有限制的目的，本發(fā)明的范圍在下面的權(quán)利要求中提出了。
權(quán)利要求
1.一種用熱聲方式把發(fā)光二極管結(jié)合到底座上的方法，包括對(duì)相對(duì)于發(fā)光二極管的運(yùn)動(dòng)的方向是傾斜的所述發(fā)光二極管的襯底的表面施加力，使得用熱聲方式把發(fā)光二極管結(jié)合到所述底座上。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，施加力的步驟包括使一個(gè)夾頭和相對(duì)于所述運(yùn)動(dòng)的方向傾斜的襯底的所述表面匹配；以及沿所述運(yùn)動(dòng)的方向移動(dòng)所述夾頭。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，匹配一個(gè)夾頭的步驟包括密封具有一個(gè)匹配表面的夾頭，所述匹配表面與所述襯底的傾斜表面相對(duì)應(yīng)，使得所述夾頭的匹配表面接觸所述襯底的傾斜表面。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述夾頭的匹配表面是一個(gè)相對(duì)于所述夾頭的一個(gè)本體固定表面。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述夾頭的匹配表面是一個(gè)相對(duì)于所述夾頭的一個(gè)本體可動(dòng)表面。
6.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，密封所述夾頭包括把所述夾頭設(shè)置在發(fā)光二極管的上方；以及對(duì)所述夾頭施加一個(gè)真空壓力。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述發(fā)光二極管包括具有碳化硅成形襯底的基于氮化鍺的發(fā)光二極管。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述碳化硅成形襯底具有一個(gè)立方體部分和一個(gè)與所述立方體部分相鄰的截頭棱錐部分，并且其中施加力的步驟包括對(duì)碳化硅襯底的截頭棱錐部分的側(cè)壁施加力。
9.一種用于把具有成形襯底的發(fā)光二極管結(jié)合到一個(gè)底座上的夾頭，包括具有一個(gè)室的本體；與所述室連通的并適用于接收所述發(fā)光二極管的一個(gè)開口；以及用于匹配所述夾頭的表面和相對(duì)于夾頭的運(yùn)動(dòng)方向傾斜的所述成形襯底的表面的裝置。
10.如權(quán)利要求9所述的夾頭，其特征在于，用于匹配夾頭的表面和成形襯底的裝置包括用于限定所述開口的并以一個(gè)角度被設(shè)置的夾頭的固定表面，所述角度與成形襯底的相對(duì)于所述運(yùn)動(dòng)方向傾斜的表面的角度相對(duì)應(yīng)。
11.如權(quán)利要求10所述的夾頭，其特征在于，所述本體包括用于限定所述室的頂部和垂直側(cè)部，以及用于在所述室內(nèi)形成真空的開口。
12.如權(quán)利要求10所述的夾頭，其特征在于，所述本體包括用于限定所述室的分開的側(cè)部，并且其中所述夾頭的固定表面包括在所述側(cè)部的端部的斜的表面，其中所述側(cè)部被分開一個(gè)距離，所述距離與成形襯底的相對(duì)于所述運(yùn)動(dòng)方向傾斜的表面的尺寸相對(duì)應(yīng)。
13.如權(quán)利要求12所述的夾頭，其特征在于，所述本體還包括頂部和用于在所述室內(nèi)形成真空壓力的開口，并且其中所述側(cè)部是垂直側(cè)部。
14.如權(quán)利要求12所述的夾頭，其特征在于，所述本體包括用于限定所述室的頂部和垂直側(cè)部，以及用于在所述室內(nèi)形成真空的開口，并且其中所述側(cè)部是從所述垂直側(cè)部延伸并和所述頂部分開的水平側(cè)部。
15.如權(quán)利要求9所述的夾頭，其特征在于，用于匹配夾頭的表面和成形襯底的裝置包括用于限定所述開口的、可以相對(duì)于所述本體運(yùn)動(dòng)的、被配置用于調(diào)節(jié)到一個(gè)角度的所述夾頭的表面，所述角度與成形襯底的相對(duì)于所述運(yùn)動(dòng)方向傾斜的表面的角度相對(duì)應(yīng)。
16.如權(quán)利要求15所述的夾頭，其特征在于，所述本體包括用于限定所述室的頂部和垂直側(cè)部，以及用于在所述室內(nèi)形成真空的開口。
17.如權(quán)利要求15所述的夾頭，其特征在于，所述本體包括被分開的水平側(cè)部，并且其中所述夾頭的可動(dòng)表面包括所述水平側(cè)部的可動(dòng)端部，所述可動(dòng)端部被配置使得基本上符合所述成形襯底的角度，其中所述可動(dòng)端部被分開一個(gè)距離，所述距離與成形襯底的相對(duì)于所述運(yùn)動(dòng)方向傾斜的表面的尺寸相對(duì)應(yīng)。
18.如權(quán)利要求17所述的夾頭，其特征在于，所述可動(dòng)端部被鉸接，以便圍繞所述水平側(cè)部的端部轉(zhuǎn)動(dòng)。
19.如權(quán)利要求18所述的夾頭，其特征在于，所述本體包括用于限定所述室的頂部和垂直側(cè)部，以及用于在所述室內(nèi)形成真空壓力的開口，所述垂直側(cè)部用于連接所述頂部和所述水平側(cè)部。
20.如權(quán)利要求19所述的夾頭，其特征在于，所述水平側(cè)部被可動(dòng)地連接到所述垂直側(cè)部。
21.如權(quán)利要求20所述的夾頭，其特征在于，所述水平側(cè)部被鉸接到所述垂直側(cè)部。
22.如權(quán)利要求9所述的夾頭，其特征在于，所述夾頭適用于具有碳化硅成形襯底的基于氮化鍺的發(fā)光二極管。
23.如權(quán)利要求9所述的夾頭，其特征在于，所述夾頭適用于具有一個(gè)立方體部分和與所述立方體部分相鄰的截頭棱錐部分的碳化硅成形襯底，并且其中所述用于匹配的裝置包括用于匹配所述夾頭的表面和成形的碳化硅襯底的截頭棱錐部分的側(cè)壁的裝置。
24.一種用于把具有成形襯底的發(fā)光二極管結(jié)合到一個(gè)底座上的夾頭，包括具有一個(gè)室的本體；與所述室連通的被配置使得所述成形襯底的一部分在不接觸所述本體的情況下進(jìn)入所述室內(nèi)的開口；以及在操作上和所述室相關(guān)，用于接合所述襯底從而把發(fā)光二極管結(jié)合到底座上，同時(shí)保持所述襯底的內(nèi)部剪切力在所述襯底的剪切故障閾值以下的裝置。
25.如權(quán)利要求24所述的夾頭，其特征在于，用于接合的裝置包括夾頭的固定表面，所述固定表面用于限定所述開口，并以一個(gè)角度被設(shè)置，所述角度與成形襯底的相對(duì)于所述運(yùn)動(dòng)方向傾斜的表面的角度相對(duì)應(yīng)。
26.如權(quán)利要求25所述的夾頭，其特征在于，所述本體包括用于限定所述室的頂部和垂直側(cè)部，以及用于在所述室內(nèi)形成真空的開口。
27.如權(quán)利要求25所述的夾頭，其特征在于，所述本體包括用于限定所述室的分開的側(cè)部，并且其中所述夾頭的固定表面包括在所述側(cè)部的端部的斜的表面，其中所述側(cè)部被分開一個(gè)距離，所述距離與成形襯底的相對(duì)于所述運(yùn)動(dòng)方向傾斜的表面的尺寸相對(duì)應(yīng)。
28.如權(quán)利要求27所述的夾頭，其特征在于，所述本體還包括用于限定所述室的頂部和用于在所述室內(nèi)形成真空壓力的開口，并且其中所述側(cè)部是垂直側(cè)部。
29.如權(quán)利要求27所述的夾頭，其特征在于，所述本體還包括頂部和垂直側(cè)部以及用于在所述室內(nèi)形成真空的開口，并且其中所述側(cè)部是從所述垂直側(cè)部延伸并和所述頂部分開的水平側(cè)部。
30.如權(quán)利要求24所述的夾頭，其特征在于，用于接合的裝置包括夾頭的可動(dòng)表面，用于限定所述開口，并被配置使得調(diào)節(jié)到一個(gè)角度，所述角度與成形襯底的相對(duì)于所述運(yùn)動(dòng)方向傾斜的表面的角度相對(duì)應(yīng)。
31.如權(quán)利要求30所述的夾頭，其特征在于，所述本體包括用于限定所述室的頂部和垂直側(cè)部，以及用于在所述室內(nèi)形成真空的開口。
32.如權(quán)利要求30所述的夾頭，其特征在于，所述本體包括被分開的水平側(cè)部，并且其中所述夾頭的可動(dòng)表面包括所述水平側(cè)部的可動(dòng)端部，所述可動(dòng)端部被配置使得基本上符合所述成形襯底的角度，其中所述可動(dòng)端部被分開一個(gè)距離，所述距離與成形襯底的相對(duì)于所述運(yùn)動(dòng)方向傾斜的表面的尺寸相對(duì)應(yīng)。
33.如權(quán)利要求32所述的夾頭，其特征在于，所述可動(dòng)端部被鉸接，以便圍繞所述水平側(cè)部的端部轉(zhuǎn)動(dòng)。
34.如權(quán)利要求33所述的夾頭，其特征在于，所述本體還包括頂部和用于在所述室內(nèi)形成真空壓力的開口，以及用于連接所述頂部和所述水平側(cè)部的垂直側(cè)部。
35.如權(quán)利要求34所述的夾頭，其特征在于，所述水平側(cè)部被可動(dòng)地連接到所述垂直側(cè)部。
36.如權(quán)利要求35所述的夾頭，其特征在于，所述水平側(cè)部被鉸接到所述垂直側(cè)部。
37.一種用于把發(fā)光二極管結(jié)合到一個(gè)底座上的夾頭，包括其中具有一個(gè)室的本體；與所述室連通的被配置用于接收所述發(fā)光二極管的開口；以及在所述開口處的和所述發(fā)光二極管的成形襯底接觸的所述夾頭的固定表面，所述固定表面限定所述開口，并以一個(gè)角度被配置，所述角度與結(jié)合期間成形襯底的相對(duì)于所述運(yùn)動(dòng)方向傾斜的表面的角度相對(duì)應(yīng)。
38.如權(quán)利要求37所述的夾頭，其特征在于，所述本體包括用于限定所述室的頂部和垂直側(cè)部，以及用于在所述室內(nèi)形成真空的開口。
39.如權(quán)利要求37所述的夾頭，其特征在于，所述本體包括分開的側(cè)部，并且其中所述夾頭的固定表面包括在所述側(cè)部的端部的斜的表面，其中所述側(cè)部被分開一個(gè)距離，所述距離與成形襯底的相對(duì)于所述運(yùn)動(dòng)方向傾斜的表面的尺寸相對(duì)應(yīng)。
40.如權(quán)利要求39所述的夾頭，其特征在于，所述本體還包括用于限定所述室的頂部和用于在所述室內(nèi)形成真空壓力的開口，并且其中所述側(cè)部是垂直側(cè)部。
41.如權(quán)利要求39所述的夾頭，其特征在于，所述本體還包括用于限定所述室的頂部和垂直側(cè)部以及用于在所述室內(nèi)形成真空的開口，并且其中所述側(cè)部是從所述垂直側(cè)部延伸并和所述頂部分開的水平側(cè)部。
42.一種用于用熱聲方式把發(fā)光二極管結(jié)合到一個(gè)底座上的夾頭，包括其中具有一個(gè)室的本體；與所述室連通的被配置用于接收所述發(fā)光二極管的開口；以及在所述開口處的可以相對(duì)于所述本體運(yùn)動(dòng)的并且和一個(gè)成形襯底接觸的可動(dòng)表面，所述可動(dòng)表面被配置使得調(diào)節(jié)到一個(gè)角度，所述角度與結(jié)合期間成形襯底的相對(duì)于所述運(yùn)動(dòng)方向傾斜的表面的角度相對(duì)應(yīng)。
43.如權(quán)利要求42所述的夾頭，其特征在于，所述本體包括用于限定所述室的頂部和垂直側(cè)部，以及用于在所述室內(nèi)形成真空的開口。
44.如權(quán)利要求42所述的夾頭，其特征在于，所述本體包括分開的水平側(cè)部，并且其中所述夾頭的可動(dòng)表面包括所述水平側(cè)部的可動(dòng)端部，所述可動(dòng)端部被配置使得基本上符合成形襯底的所述角度，其中所述可動(dòng)端部被分開一個(gè)距離，所述距離與成形襯底的相對(duì)于所述運(yùn)動(dòng)方向傾斜的表面的尺寸相對(duì)應(yīng)。
45.如權(quán)利要求44所述的夾頭，其特征在于，所述可動(dòng)端部被鉸接，以便圍繞所述水平側(cè)部的端部轉(zhuǎn)動(dòng)。
46.如權(quán)利要求45所述的夾頭，其特征在于，所述本體還包括用于限定所述室的頂部和用于在所述室內(nèi)形成真空壓力的開口，以及用于連接所述頂部和所述水平側(cè)部的垂直側(cè)部。
47.如權(quán)利要求46所述的夾頭，其特征在于，所述水平側(cè)部被可動(dòng)地連接到所述垂直側(cè)部。
48.如權(quán)利要求47所述的夾頭，其特征在于，所述水平側(cè)部被鉸接到所述垂直側(cè)部。
49.一種用于用熱聲方式把具有成形襯底的發(fā)光二極管結(jié)合到一個(gè)底座上的系統(tǒng)，包括用于接合所述襯底同時(shí)在對(duì)所述成形襯底施加力時(shí)保持所述襯底的內(nèi)部剪切力小于所述襯底的剪切故障閾值，從而用熱聲方式把所述發(fā)光二極管結(jié)合到所述底座上的裝置；以及用于移動(dòng)所述用于接合的裝置，從而對(duì)所述襯底施加力，以便用熱聲方式把所述發(fā)光二極管結(jié)合到所述襯底上的裝置。
50.如權(quán)利要求49所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述用于接合的裝置包括用于在相對(duì)于成形襯底的運(yùn)動(dòng)方向是傾斜的成形襯底的表面上接觸所述成形襯底的裝置。
51.如權(quán)利要求50所述的系統(tǒng)，其特征在于，用于接觸的裝置包括相對(duì)于夾頭的本體處于固定位置的夾頭壁，所述夾頭被配置用于接收所述發(fā)光二極管。
52.如權(quán)利要求50所述的系統(tǒng)，其特征在于，用于接觸的裝置包括相對(duì)于夾頭的本體可以運(yùn)動(dòng)的夾頭壁，所述夾頭被配置用于接收所述發(fā)光二極管。
53.一種用于把具有成形襯底的發(fā)光二極管結(jié)合到一個(gè)底座上的夾頭，包括具有一個(gè)室的本體；和所述室連通的并適用于接收發(fā)光二極管的開口，所述開口具有一個(gè)接近所述室的部分和遠(yuǎn)離所述室的部分；以及和所述開口相關(guān)的并被并以一個(gè)相對(duì)于連接所述開口的遠(yuǎn)端的軸線傾斜的角度設(shè)置的并和所述成形襯底的表面匹配的匹配表面。
54.如權(quán)利要求53所述的夾頭，其特征在于，所述匹配表面是限定所述開口的并以與成形襯底的表面的一個(gè)角度相對(duì)應(yīng)的角度設(shè)置的固定表面。
55.如權(quán)利要求54所述的夾頭，其特征在于，所述本體包括限定所述室的頂部和垂直側(cè)部，以及用于在所述室內(nèi)形成真空的一個(gè)開口。
56.如權(quán)利要求54所述的夾頭，其特征在于，所述本體包括限定所述室的分開的側(cè)部，并且其中所述夾頭的固定表面包括在所述側(cè)部的終端的斜的表面，其中所述側(cè)部分開一個(gè)距離，所述距離與所述成形襯底的和所述固定表面匹配的表面的尺寸相對(duì)應(yīng)。
57.如權(quán)利要求56所述的夾頭，其特征在于，所述本體還包括頂部，以及用于在所述室內(nèi)形成真空壓力的一個(gè)開口，所述側(cè)部是垂直側(cè)部。
58.如權(quán)利要求56所述的夾頭，其特征在于，所述本體包括用于限定所述室的頂部和垂直側(cè)部，以及用于在所述室內(nèi)形成真空壓力的一個(gè)開口，并且其中所述側(cè)部是從所述垂直側(cè)部延伸的并和所述頂部分開的水平側(cè)部。
59.如權(quán)利要求53所述的夾頭，其特征在于，所述匹配表面包括用于限定所述開口的、可以相對(duì)于所述本體運(yùn)動(dòng)的、被配置用于調(diào)節(jié)到一個(gè)角度的所述夾頭的表面，所述角度與成形襯底的用于限定所述開口并與夾頭的表面匹配的表面的角度相對(duì)應(yīng)。
60.如權(quán)利要求59所述的夾頭，其特征在于，所述本體包括用于限定所述室的頂部和垂直側(cè)部，以及用于在所述室內(nèi)形成真空的一個(gè)開口。
61.如權(quán)利要求59所述的夾頭，其特征在于，所述本體包括分開的水平側(cè)部，并且其中所述夾頭的可動(dòng)表面包括所述水平側(cè)部的可動(dòng)端部，所述可動(dòng)端部被配置使得基本上符合成形襯底的角度，并且其中所述可動(dòng)端部被分開一個(gè)距離，該距離與所述成形襯底的與可動(dòng)端部匹配的表面的尺寸相對(duì)應(yīng)。
62.如權(quán)利要求61所述的夾頭，其特征在于，所述可動(dòng)端部被鉸接，使得圍繞所述水平側(cè)部的端部轉(zhuǎn)動(dòng)。
63.如權(quán)利要求62所述的夾頭，其特征在于，所述本體還包括用于限定所述室的頂部和垂直側(cè)部，以及用于在所述室內(nèi)形成真空壓力的開口，所述垂直側(cè)部將所述頂部連接到所述水平側(cè)部上。
64.如權(quán)利要求63所述的夾頭，所述水平側(cè)部被可動(dòng)地連接到所述垂直側(cè)部上。
65.如權(quán)利要求64所述的夾頭，其特征在于，所述水平側(cè)部可被鉸接到所述垂直側(cè)部上。
66.如權(quán)利要求53所述的夾頭，其特征在于，所述夾頭適用于基于氮化鍺的發(fā)光二極管，該二極管具有成形的碳化硅襯底。
67.如權(quán)利要求53所述的夾頭，其特征在于，所述夾頭適用于碳化硅的成形襯底，該成形襯底具有截頭棱錐部分，并且其中所述匹配表面和所述成形的碳化硅襯底的截頭棱錐部分的傾斜側(cè)壁匹配。
全文摘要
本發(fā)明提供具有不規(guī)則的構(gòu)型的發(fā)光器件的倒裝結(jié)合。通過用這種方式對(duì)襯底施加力，使得在襯底內(nèi)的剪切力不超過襯底的故障閾值，把具有成形襯底的發(fā)光二極管結(jié)合到底座上。通過對(duì)發(fā)光二極管的襯底的表面施加力來把發(fā)光二極管結(jié)合到底座上，所述表面對(duì)于發(fā)光二極管的運(yùn)動(dòng)方向是傾斜的，借以把發(fā)光二極管用熱聲方式結(jié)合到底座上。還提供了用于把成形襯底結(jié)合到底座上的夾頭和用于把成形襯底結(jié)合到底座上的系統(tǒng)。
文檔編號(hào)H01L33/40GK1557014SQ02818644
公開日2004年12月22日 申請(qǐng)日期2002年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月23日
發(fā)明者D·斯拉特, D 斯拉特, J·哈拉坦, 仆, J·埃蒙, 返, M·拉菲托, 窶 , A·莫哈梅德, 侶乘, G·內(nèi)格利, P·安德魯斯 申請(qǐng)人:克里公司, 克里微波公司