技術領域

實施方案涉及對準系統(tǒng)。更具體地實施方案涉及具有用于將靜電轉移頭陣列與目標襯底對準的集成應變感測元件的微型拾取陣列樞轉安裝件。

背景信息

將諸如射頻(RF)微電子機械系統(tǒng)(MEMS)微動開關、發(fā)光二極管(LED)顯示系統(tǒng)和MEMS振蕩器或基于石英的振蕩器的微型器件商業(yè)化的可行性主要受與制造這些器件相關聯(lián)的困難和成本限制。微型器件制造工藝通常包括將微型器件從一個晶片轉移到另一個晶片的工藝。在此類實施方式中，轉移晶片可從施主晶片拾取一系列微型器件并將微型器件結合到接收晶片。已經(jīng)描述了用于以平行取向對準兩個平坦表面的方法和裝置，并且該方法和裝置可應用于微型器件轉移。

技術實現(xiàn)要素：

描述了樞轉安裝件和轉移工具。在實施方案中，樞轉安裝件包括樞轉平臺、基座、主彈簧臂、其特征在于具有比主彈簧臂低的剛度的次彈簧臂以及沿著次彈簧臂的應變感測元件。主彈簧臂在主內(nèi)部根處固定到樞轉平臺，在主外部根處固定到基座，并且其特征在于對應的主軸長度跨越在主外部根與主內(nèi)部根之間。次彈簧臂在次內(nèi)部根處固定到樞轉平臺，在次外部根處固定到基座，并且其特征在于相應的次軸長度跨越在次外部根與次內(nèi)部根之間。主彈簧臂和次彈簧臂的相對剛度可通過調(diào)整彈簧臂設計的長度、寬度或者厚度來選擇。例如，主軸長度可大于次軸長度。沿著主軸長度的平均寬度可比沿著次軸長度的平均寬度寬。主彈簧臂和次彈簧臂還可沿著它們相應軸長度具有相同的平均厚度。在實施方案中，主彈簧臂和次彈簧臂由相同的材料形成。例如，每者可由相同的硅襯底形成，并且每者可一體形成。在實施方案中，次彈簧臂沿著其軸長度具有比主彈簧臂小的平均厚度。這樣相對剛度可通過調(diào)節(jié)彈簧臂的厚度來選擇。在實施方案中，主彈簧臂和次彈簧臂的相對剛度通過選擇性地蝕刻次彈簧臂來調(diào)節(jié)。在實施方案中，主彈簧臂和次彈簧臂的相對剛度通過添加具有區(qū)分特征的一個或多個層來調(diào)節(jié)。樞轉安裝件可包括多個主彈簧臂和次彈簧臂。

主彈簧臂和/或次彈簧臂可包括沿著軸長度的一個或多個回轉。在實施方案中，次彈簧臂包括沿著次軸長度的回轉使得緊鄰回轉的次彈簧臂的第一梁段和第二梁段彼此平行。在實施方案中，第一應變感測元件在第一梁段處，并且第二應變感測元件在第二梁段處。第一參考計量器和第二參考計量器還可位于鄰近第一梁段處的第一應變感測元件和第二梁段處的第二應變感測元件。在實施方案中，第二梁段比第一梁段長。次彈簧臂可包括沿著次軸長度的多個回轉。在實施方案中，次彈簧臂包括沿著次軸長度的第一長度的多個梁段，并且第二長度的梁段比沿著次軸長度的第一長度長。主彈簧臂還可包括沿著主軸長度的多個回轉。在實施方案中，一對次彈簧臂橫向地位于一對主彈簧臂之間，其中每個次彈簧臂的特征在于具有比主彈簧臂中的每者低的剛度。

樞轉安裝件可集成到轉移工具中。在實施方案中，轉移工具包括進行關節(jié)運動的轉移頭組件、樞轉安裝件和可安裝到樞轉安裝件的樞轉平臺上的微型拾取陣列(MPA)。MPA包括轉移頭陣列，諸如靜電轉移頭。在實施方案中，每個轉移頭具有局部接觸點，其特征在于在x維度和y維度兩者中的最大尺寸為1-100μm。在實施方案中，樞轉平臺包括多個順應性電壓觸點，并且微型拾取陣列包括被布置成與樞轉平臺的多個順應性電壓觸點配合的多個電壓觸點。

附圖說明

圖1是根據(jù)實施方案的批量轉移工具的透視圖。

圖2是根據(jù)實施方案的安裝到轉移頭組件上的微型拾取陣列和樞轉安裝件的透視圖。

圖3是根據(jù)實施方案的轉移頭組件、樞轉安裝件和微型拾取陣列的分解橫截面?zhèn)纫晥D。

圖4是根據(jù)實施方案的微型拾取陣列的示意性俯視圖。

圖5A-圖5E是根據(jù)實施方案的一種形成包括順應性電壓觸點的樞轉安裝件的方法的橫截面?zhèn)纫晥D。

圖6A是根據(jù)實施方案的樞轉安裝件和主彈簧臂的主軸長度的俯視圖。

圖6B是根據(jù)實施方案的樞轉安裝件和次彈簧臂的次軸長度的俯視圖。

圖6C是根據(jù)實施方案的圖6B中的細節(jié)B的近距離俯視圖。

圖6D是根據(jù)實施方案的圖6B中的細節(jié)B的近距離俯視圖。

圖6E是根據(jù)實施方案的圖6D中的細節(jié)D的近距離俯視圖。

圖6F-圖6H是根據(jù)實施方案的一種通過減小層厚度調(diào)節(jié)剛度的方法的沿圖6A-圖6B中的截面A-A的橫截面?zhèn)纫晥D。

圖6I-圖6J是根據(jù)實施方案的一種通過加強的層調(diào)節(jié)剛度的沿圖6A-圖6B中的截面A-A的的橫截面?zhèn)纫晥D。

圖7是根據(jù)實施方案的包括各種結構特征和電氣路由的樞轉安裝件的俯視圖。

圖8A是主體中的應變部件的圖示。

圖8B是在薄型結構中的應變部件的圖示。

圖9是根據(jù)實施方案的在純彎曲下的彈簧臂的圖示。

圖10是根據(jù)實施方案的在同時彎曲和扭轉下的彈簧臂的圖示。

圖11A-圖11B是根據(jù)實施方案的以均勻z位移偏轉的樞轉安裝件的樞轉平臺的透視圖。

圖11C是根據(jù)實施方案的對于以均勻z位移偏轉的樞轉平臺在x方向上的法向應變的應變建模的透視圖。

圖11D是根據(jù)實施方案的對于以均勻z位移偏轉的樞轉平臺在y方向上的法向應變的應變建模的透視圖。

圖11E是根據(jù)實施方案的對于以均勻z位移偏轉的樞轉平臺的等效應變量值的應變建模的透視圖。

圖11F是根據(jù)實施方案的對于以均勻z位移偏轉的樞轉平臺的表面剪切應變的應變建模的透視圖。

圖12是長度為L的理想化梁的示意圖，其一端固定并且在自由端受到同時橫向施加的力和彎矩并且在兩端具有零斜率邊界條件。

圖13示出了用于長度為L的理想化梁的剪切力和彎矩圖，其中長度為L的理想化梁一端固定并且在自由端受到同時橫向施加的力和彎矩并且在兩端具有零斜率邊界條件。

圖14是根據(jù)實施方案的應變放大次彈簧臂結構的詳細視圖的俯視圖，其中每個梁段從內(nèi)部根開始到外部根被順序地標記。

圖15A示出了根據(jù)實施方案的沿著圖14的次彈簧臂結構的軸向長度的彎矩圖。

圖15B示出了根據(jù)實施方案的沿著圖14的次彈簧臂結構的軸向長度的彎矩圖，其中施加的載荷具有與圖15A中假定的載荷相等的量值和相反的方向。

圖16是根據(jù)實施方案的包括相關應變傳感器的應變放大次彈簧臂的詳細視圖的俯視圖。

圖17是根據(jù)實施方案的樞轉安裝件的俯視圖。

圖18A是根據(jù)實施方案的用于調(diào)節(jié)轉移頭組件的控制方案的示意圖。

圖18B是根據(jù)實施方案的產(chǎn)生合成輸出信號的方法的示意圖。

圖18C是根據(jù)實施方案的產(chǎn)生合成輸出信號的方法的示意圖。

圖19是示出根據(jù)實施方案的使微型拾取陣列相對于目標襯底對準的方法的流程圖。

圖20示出了根據(jù)實施方案的計算機系統(tǒng)。

具體實施方式

實施方案描述了一種樞轉安裝件，該樞轉安裝件包括基座、樞轉平臺、在樞轉平臺和基座之間延伸的主彈簧臂以及在樞轉平臺和基座之間延伸的次彈簧臂。次彈簧臂的特征在于具有比主彈簧臂低的剛度，并且應變感測元件被定位成沿著次彈簧臂。這樣，當樞轉安裝件在與樞轉平臺的接觸表面正交的方向上移動時，在彈簧臂的表面處產(chǎn)生法向應變。由于次彈簧臂具有比主彈簧臂低的剛度，所以針對給定的樞轉平臺位移次彈簧臂經(jīng)受更多的應變。通過沿著次彈簧臂定位應變感測元件，更大的應變被測量。因此，在實施方案中，主彈簧臂為樞轉安裝件提供剛度，例如以便在轉移工具的拾取和放置操作期間支撐MPA并實現(xiàn)操作量的偏轉，而次彈簧臂提供應變放大以及因此信號放大，使得樞轉安裝件的靈敏度更高。

樞軸安裝件可聯(lián)接到批量轉移工具的進行關節(jié)運動的頭組件，用于在轉移工具和目標襯底之間的6個空間自由度上的精確和可重復的對準。當精確對準兩個平面表面時，橫向(x和y)和旋轉(θz)對準通過使用高精度x-y平臺和旋轉定位的襯底卡盤實現(xiàn)相對直接。剩余的三個自由度θx、θy(或“傾斜(tilt)”和“傾翻(tip)”)和z難以獨立控制。傾翻角度和傾斜角度的任何改變必然改變至不位于旋轉中心的任何點的距離z。雖然兩個平面之間的平行可通過使用被動樞轉安裝來實現(xiàn)，但是兩個平面表面之間的壓力分布將不是居中或均勻的，除非兩個表面開始是平行的。根據(jù)本文所述的實施方案的包括樞轉安裝件的轉移工具可重新分布壓力分布以實現(xiàn)均勻的壓力場。通過將應變感測元件(應變計)放置在樞轉安裝件次彈簧臂上的高應變位置處，可產(chǎn)生位置誤差的反饋信號并將其輸入到轉移工具中用于閉環(huán)運動控制系統(tǒng)中的操作。因為應變通過胡克定律與應力狀態(tài)相關，所以通過測量應變可知道位移和作用在樞轉安裝件上的力兩者。

在一個方面中，實施方案描述了樞轉安裝件構造，其包括主彈簧臂以提供用于樞轉安裝件的剛度，和次彈簧臂以提供應變放大以及因此信號放大，使得樞轉安裝件的靈敏度更高。在實施方案中，次彈簧臂的長度小于主彈簧臂的長度。在其中對于給定的樞軸平臺位移主彈簧臂和次彈簧臂的偏轉量是相等的構造中，由給定負荷導致的應變在次彈簧臂中比在主彈簧臂中更大。因此，作為位移感測裝置的樞轉安裝件的靈敏度增加。

在一個方面，實施方案描述了一種樞轉安裝件構造，其實現(xiàn)高應變感測靈敏度并且生成具有高信噪比的反饋信號。因此，樞轉安裝件可向轉移工具提供具有增加的有效分辨率的位置反饋信號。通過將應變感測元件定位在彈簧臂的軸向長度中的內(nèi)部根和外部根附近或者在回轉的相對側上，相等且相對的應變響應可被測量。這樣，針對給定平臺位移的應變信號可有效地加倍。此類配置還可降低針對給定應變信號的噪聲。由于內(nèi)部根和外部根以及回轉處的差分感測，測量的噪聲被有效地消除。因此，較高的應變感測靈敏度可實現(xiàn)具有較高的信噪比，并且可向轉移工具提供位置增加的有效分辨率的位置反饋信號。

在另一方面，實施方案描述了樞轉安裝件彈簧臂構造，其最小化施加到根部處的彈簧臂的扭矩，其中彈簧臂在一端固定到樞轉平臺并且在另一端固定到基座。這在彈簧臂的高應變區(qū)域中產(chǎn)生了更均勻的彎矩，同時減小了彈簧臂中的應變變化和扭轉，這允許應變感測元件位于根部附近的高應變區(qū)域中。相比之下，在具有承受彎曲和扭轉載荷的彈簧臂的其他構造中，最大應變的區(qū)域可包括彎曲和扭轉。彈簧臂中的扭轉寄生于表面應變感測，因為其表現(xiàn)為具有在x方向和y方向兩者上的分量的彈簧臂的表面處的應變。因為通過彈簧臂分布的總應變能量對于給定的樞轉平臺位移是恒定的，所以垂直于應變感測元件的應變分量的存在減少了與應變感測元件對準的應變分量的比率。因此，位于扭轉區(qū)域附近的應變感測元件可產(chǎn)生較低有效的反饋信號和較低的靈敏度。在實施方案中，樞轉安裝件被布置成在彈簧臂的根部處產(chǎn)生具有均勻彎矩的邊界條件，其中應變基本上垂直于根部并且基本上平行于應變感測元件中的股線，其可平行于高應變區(qū)域中的彈簧臂的軸向長度。此類構造將來自給定樞轉平臺位移的基本上所有應變能量引導到與應變感測元件對準的應變分量中。結果，較高的應變可被測量，并且對于給定的樞轉平臺位移感測反饋信號強度可增加。減小根部處的扭矩可另外地允許彈簧臂的剛度要求中的更多自由度。繼而，減小的剛度要求允許更大的彎曲，導致彈簧臂的表面處的增加的法向應變以及增加的感測反饋信號強度。

在另一方面，減小施加到根部處的彈簧臂的扭矩也可增加鄰近應變感測元件定位的一個或多個參考計量器的有效性。在實施方案中，每個應變感測元件位于彈簧臂的高應變區(qū)域中，該應變感測元件在應變感測元件的計量方向上的表面處僅看到法向應變，并且在測量方向的側向表面處看不到法向應變。這允許參考應變計的位置鄰近每個應變感測元件，結果是參考應變計看不到由樞轉平臺的機械載荷引起的應變。這繼而允許參考計量器補償系統(tǒng)中的溫度變化，并且增加信噪比。由于應變感測元件和參考計量器相鄰，它們暴露于相同的溫度，這意味著熱應變在應變感測元件和相應的參考計量器中是相同的。由于參考應變計不經(jīng)受由機械載荷產(chǎn)生的應變，因此它們產(chǎn)生的任何應變信號可歸因于溫度(作為噪聲)，然后作為背景噪聲從由相鄰應變感測元件測量的應變中減去。在實施方案中，參考計量器中的股線取向成垂直于應變感測元件中的線股。在此類構造中，在彈簧臂的表面處的法向應變基本上平行于應變感測元件中的股線，并且垂直于參考應變計中的股線。因此，通過減小扭矩并在其中在彈簧臂的表面處的法向應變基本上垂直于根部的彈簧臂中產(chǎn)生均勻的彎矩，參考應變計可更精確，并且較高的應變感測靈敏度可實現(xiàn)具有較高的信噪比。

在另一方面，實施方案描述了應變感測元件成分布式相關對的構造。在實施方案中，相關對的應變感測元件(和參考計量器，如果存在的話)形成傳感器。傳感器也可被布置成分布式相關的傳感器。在實施方案中，每個傳感器包括一個或多個相關傳感器。這樣，應變感測元件或傳感器的損耗不禁止使用樞轉安裝件，并且與轉移工具一起使用的樞轉安裝件的壽命可被延長。實質(zhì)上，通過具有相同信號的對來獲得冗余。例如，相關對的應變感測元件或傳感器可各自感測相同的z偏轉。在另一種情況下，相關對可感測相同或相等但相反的θx、θy(或“傾斜”和“傾翻”)。在任一情況下，相關應變感測元件或傳感器中的一者的損耗可減小從樞轉平臺產(chǎn)生的總信噪比，而剩余的信噪比保持足夠用于轉移工具的操作。

在另一方面，實施方案描述了具有順應性電壓觸點的樞軸安裝件，用于提供電壓觸點到安裝到樞轉安裝件的樞轉平臺上的微型拾取陣列(MPA)的低接觸電阻連接。順應性電壓觸點可從樞轉平臺突出，使得它們升高到樞轉平臺上方，但是是順應性的，使得當MPA被夾緊在樞轉安裝件樞轉平臺上(例如使用樞軸安裝平臺上的靜電夾持觸點)時，它們施加壓力在MPA觸點上。

參考圖1，示出了批量轉移工具的透視圖。批量轉移工具100可包括轉移頭組件200，用于從由承載襯底保持器104保持的承載襯底拾取微型器件陣列，并且用于將微型器件陣列轉移和釋放到由接收襯底保持器106保持的接收襯底上。批量轉移工具的實施方案在2012年9月7日提交的題為“Mass Transfer Tool”的美國專利公開2014/0071580中描述。批量轉移工具100和轉移頭組件200的操作可至少部分地受計算機108控制。計算機108可基于從各種傳感器、應變感測元件、位于樞轉安裝件上的參考計量器接收的反饋信號控制轉移頭組件200的操作。例如，轉移頭組件200可包括致動器組件，用于基于從與承載MPA 103的樞轉安裝件相關聯(lián)的傳感器接收的反饋信號，以至少三個自由度(例如，傾翻、傾斜和在z方向上的移動)來調(diào)整相關聯(lián)的MPA 103。相似地，承載襯底保持器104和接收襯底保持器106可以通過批量轉移工具100的x-y平臺110移動，具有至少兩個自由度，例如沿著水平面內(nèi)的正交軸?？稍诶缗哭D移工具100結構部件與轉移頭組件200、承載襯底保持器104或接收襯底保持器106之間提供另外的致動器，以為這些子組件中的一者或多者提供沿x、y或z方向的移動。例如，臺架112可支撐轉移頭組件200并且沿著上梁移動轉移頭組件200，例如沿平行于x-y平臺110的運動軸線的方向。因此，由轉移頭組件200支撐的MPA 103上的靜電轉移頭陣列和由承載襯底保持器104保持的承載襯底支撐的微型器件陣列可在所有三個空間維度內(nèi)相對于彼此精確地移動。

參考圖2，示出了根據(jù)實施方案的轉移頭組件200的透視圖。轉移頭組件200可與批量轉移工具100組合使用，以使用由樞轉安裝件300支撐的MPA 103將微型器件轉移到襯底或者轉移來自襯底的微型器件，例如接收襯底或承載襯底。更具體地，轉移頭組件200可為MPA 103的小移動提供可忽略的橫向或垂直寄生運動，例如圍繞中間位置小于約5mrad的運動。因此，轉移頭組件200可結合在批量轉移工具100中以相對于批量轉移工具100調(diào)節(jié)MPA 103。因此，轉移頭組件200可例如在沿著上梁或支撐件的位置處固定到批量轉移工具100的底盤。

如圖所示，樞轉安裝件300可包括基座302、樞轉平臺304、多個主彈簧臂306和多個次彈簧臂307，并且支撐轉移頭陣列115的MPA 103安裝在樞轉平臺304上。在實施方案中，轉移頭陣列115是靜電轉移頭陣列115，其中每個轉移頭根據(jù)靜電原理操作以拾取并轉移對應的微型器件。在實施方案中，每個靜電轉移頭具有局部接觸點，其特征在于在x維度和y維度兩者中的最大尺寸為1-100μm。在實施方案中，樞轉安裝件300可通過一個或多個電連接件(諸如柔性電路308)傳遞并發(fā)送反饋信號到批量轉移工具100。如下所述，反饋可包括來自各種傳感器、應變感測元件、參考計量器的模擬信號，其用于控制回路中以調(diào)節(jié)轉移頭組件200的致動和空間取向。在實施方案中，反饋信號被發(fā)送到位于樞轉安裝件300附近的位置感測模塊，以通過限制模擬信號必須從應變感測元件行進到位置感測模塊的距離來減少信號退化。在實施方案中，位置感測模塊位于轉移頭組件200內(nèi)。

現(xiàn)在參見圖3，提供了轉移頭組件200、樞轉安裝件300和MPA 103的分解橫截面?zhèn)纫晥D。一般來講，樞轉安裝件300安裝到轉移頭組件200上。這可使用各種方式來實現(xiàn)，諸如使用凸片或唇緣將樞轉安裝件壓靠在轉移頭組件200上、結合、真空或靜電夾持。偏轉腔202可形成在轉移頭組件200中，以允許樞轉平臺200沿著z軸線的指定的z偏轉距離。

如圖3所示，樞轉安裝件300可包括從前表面312到后表面314穿過樞轉安裝件的主體形成的通道310。通道310能夠被用來形成樞轉安裝件300的各種順應性特征結構，包括限定主彈簧臂306、次彈簧臂307和樞轉平臺304以及順應性電壓觸點316，在下面的描述中更詳細地描述。順應性電壓觸點316可提供到MPA 103的電壓觸點120的低接觸電阻連接。在所示的實施方案中，順應性電壓觸點316從樞轉平臺突出，使得它們升高到樞轉平臺上方。在利用相對的靜電夾持觸點318，122將MPA 103夾持到樞轉安裝件300的樞轉平臺上時，順應性電壓觸點316在MPA觸點120上施加壓力。另外的特征結構可被定位于樞轉安裝件300上或者樞轉安裝件300中。例如，應變感測元件320(應變計)和參考計量器340可被定位于次彈簧臂307的高應變區(qū)域，如在下面的描述中進一步詳細描述的。應變感測元件320和參考計量器340還可被定位在主彈簧臂306的高應變區(qū)域。

現(xiàn)在參見圖4，示出了根據(jù)實施方案的MPA 103的示意性俯視圖。在實施方案中，MPA的背面上的靜電夾持觸點122的面積大于MPA的前表面上的轉移頭陣列115的面積。這樣，可通過轉移頭組件的對準來調(diào)節(jié)轉移頭陣列115中跨轉移頭的對準和平面性。在此類實施方案中，用于向轉移頭陣列115提供操作電壓的多個電壓觸點120被定位在轉移陣列115的周邊的外側。

現(xiàn)在參考圖5A-圖5E，示出了用于形成包括順應性電壓觸點316的樞轉安裝件300的方法的橫截面?zhèn)纫晥D。處理順序可從包括頂部氧化物層330和底部氧化物層332的可商購獲得的硅晶片301開始，如圖5A示。盡管參照硅晶片進行以下描述，但實施方案不限于此，且其他合適的襯底可用于形成樞轉安裝件300，例如碳化硅、氮化鋁、不銹鋼和鋁等。在圖5B所示的實施方案中，頂部氧化物層330然后被去除，留下底部氧化物層330。參見圖5C，晶片301的頂表面和底表面然后可被進一步氧化，從而產(chǎn)生頂部氧化物層334和底部氧化物層336，底部氧化物層336比先前的底部氧化物層332厚并且比頂部氧化物層334厚。例如，這可用濕熱氧化操作完成。在形成氧化物層334，336之后，可在頂部氧化物層334上形成各種層，以形成用于順應性電壓觸點的應變計320、參考計量器340、靜電夾持觸點(多個)318和電極317。在實施方案中，這些各種層可通過一個或多個金屬沉積工藝形成。在實施方案中，用于順應性電壓觸點的電極317比用于形成應變計320、參考計量器340和靜電夾持觸點(多個)318的其他金屬化層更厚。參考圖5E，去除底部氧化物層336并且穿過硅晶片301和頂部氧化物層334蝕刻通道310，以限定主彈簧臂306、次彈簧臂307、樞轉平臺304和順應性電壓觸點316。如圖5E所示，包括用于順應性電壓觸點316的電極317的接觸表面從樞轉平臺突出，使得它們升高在包括應變計320、參考計量器340和靜電夾持觸點(多個)318的周圍樞轉平臺上方。這可是在通道310的形成期間釋放硅晶片301內(nèi)的殘余應力的結果。在實施方案中，在圖5A-圖5C中描述和示出的氧化和去除操作期間在硅晶片301中產(chǎn)生殘余應力。根據(jù)實施方案，形成順應性電壓觸點316的通道310可采取各種配置，例如回轉或卷繞輪廓。在實施方案中，形成順應性電壓觸點316的通道制成螺旋構造，其可在小區(qū)域內(nèi)實現(xiàn)高順應性。

再次參考圖4，MPA 103的電壓觸點120與樞轉安裝件300的樞轉平臺304中的順應性電壓觸點316對準。一旦例如使用樞轉安裝平臺上的靜電夾持觸點MPA加緊到樞轉安裝件樞轉平臺上，順應性電壓觸點316在MPA電壓觸點120上施加壓力，以實現(xiàn)低接觸電阻連接。

圖6A-圖7示出了樞轉安裝件300的各個結構方面。在實施方案中，樞轉安裝件300包括基座302、樞轉平臺304、多個主彈簧臂306和多個次彈簧臂307。參考圖6A，在實施方案中，每個主彈簧臂306在相應的內(nèi)部根350處固定到樞轉平臺304，并且在相應的外部根352處固定到基座302。每個主彈簧臂306包括沿著主彈簧臂的軸向長度354的至少一個回轉，使得鄰近回轉的主彈簧臂的一對長度彼此平行。在圖6A所示的實施方案中，每個主彈簧臂306包括沿著彈簧臂的內(nèi)部長度的內(nèi)部回轉356和沿著彈簧臂的外部長度的外部回轉358。在實施方案中，從樞轉平臺304延伸(沿著彈簧臂306的軸向長度354)的彈簧臂的內(nèi)部長度370垂直于內(nèi)部根350。在實施方案中，從基座302延伸(沿著彈簧臂306的軸向長度354)的彈簧臂的外部長度372垂直于外部根352。

現(xiàn)在參考圖6B，在實施方案中，每個次彈簧臂307在相應的內(nèi)部根351處固定到樞轉平臺304，并且在相應的外部根353處固定到基座302。每個次彈簧臂307包括沿著次彈簧臂的軸向長度355的至少一個回轉，使得次彈簧臂的與回轉相鄰的一對長度彼此平行。

圖6C-圖6D是根據(jù)實施方案的圖6B中的細節(jié)B的近距離俯視圖。在圖6C所示的實施方案中，每個次彈簧臂307包括沿著次彈簧臂的內(nèi)部長度的內(nèi)部回轉357和沿著次彈簧臂的外部長度的外部回轉359。每個次彈簧臂307可另外包括沿著次彈簧臂的長度在內(nèi)部回轉357和外部回轉359之間的一個或多個中間回轉349A,349B。如圖6C所示，從樞轉平臺304延伸(沿著次彈簧臂307的軸向長度355)的次彈簧臂的內(nèi)部長度371垂直于內(nèi)部根351。在實施方案中，從基座302延伸(沿著次彈簧臂307的軸向長度355)的彈簧臂的外部長度373垂直于外部根353。在所示的實施方案中，沿著主彈簧臂和次彈簧臂的軸向長度的每個回轉導致與回轉相鄰的平行的一對長度的彈簧臂。

在圖6D所示的實施方案中，緊鄰中間回轉349A的次彈簧臂的一部分包括彼此平行的次彈簧臂的第一長度361A和第二長度363A。緊鄰中間回轉349B的次彈簧臂的一部分包括彼此平行的次彈簧臂的第一長度361B和第二長度363B。相似地，緊鄰內(nèi)部根351的次彈簧臂的一部分包括第一長度365，并且緊鄰外部根353的次彈簧臂的一部分包括次彈簧臂的彼此平行的第二長度367。簡要地參考圖14，在實施方案中，每個主彈簧臂和次彈簧臂的特征在于包括一系列彈簧臂段，其端點的特征在于斜率θ等于零的邊界條件。如參照圖15A-圖15B更加詳細所述的，彈簧臂段的端點對應于局部最大彎矩或局部最小彎矩，其中對于樞轉平臺的給定偏轉，變形的彈簧臂段的斜率在正和負之間改變符號。在圖6D和圖14所示的具體實施方案中，長度365在次彈簧臂段1內(nèi)，長度361A在次彈簧臂段2內(nèi)，長度363A,363B在次彈簧臂段3內(nèi)，長度361B在次彈簧臂段4內(nèi)，長度367在次彈簧臂段5內(nèi)。在所示的具體實施方案中，次彈簧臂307的特征在于直角歐米伽(Ω)形，其中每個次彈簧臂段具有彼此平行的軸向長度，并且次彈簧臂段3比次彈簧臂段1，2，4，5長。

根據(jù)實施方案，應變感測元件可沿著次彈簧臂的長度鄰近回轉或根部定位。此外，參考計量器可鄰近應變感測元件定位。圖6E是根據(jù)實施方案的圖6D中的細節(jié)D的近距離俯視圖。在圖6E所示的具體實施方案中，第一應變感測元件320位于次彈簧臂鄰近中間回轉349B的第一長度361B處，并且第二應變感測元件320位于次彈簧臂鄰近中間回轉349B的第二長度363B處。此外，第一參考計量器340位于鄰近第一長度361B處的第一應變感測元件320，并且第二參考計量器340位于鄰近第二長度363B處的第二應變感測元件320。再次參考圖6D，參考計量器340也在內(nèi)部根351和外部根353附近并與內(nèi)部根351和外部根353垂直的長度365,367處以及在鄰近中間回轉349A的長度361A,363A處位于鄰近應變感測元件320。如圖所示，應變感測元件320和參考計量器340位于距離根部和回轉一定距離處以避免偏離應變區(qū)域，在應變區(qū)域中由于對襯底圖案化而可能存在一些應力集中。參照圖14-圖16在下面的描述中提供應變感測元件320和參考計量器的有關放置的進一步細節(jié)。

再次參見圖6E，在所示的具體實施方式中，更詳細地示出了沿著與中間回轉349B相鄰的次彈簧臂的第一長度361B和第二長度363B的應變感測元件320和參考計量器340。在實施方案中，應變感測元件320可是測量次彈簧臂307的變形的應變計。應變計可呈現(xiàn)隨材料變形而變化的電阻。更具體地，當次彈簧臂307變形時，應變計可能變形。即，可基于與從承載襯底轉移微型器件相關聯(lián)的環(huán)境和操作條件來選擇應變計設計，以實現(xiàn)必要的精度、穩(wěn)定性、循環(huán)耐久性等。因此，應變計可由各種材料形成并且可以多種方式與彈簧臂集成以實現(xiàn)這一目標。在下文中描述了若干個此類實施方案。

應變計可與次彈簧臂307分開形成并且附接到它。在實施方案中，應變計包括絕緣柔性背襯，其支撐由多晶硅形成的箔并使箔與次彈簧臂307電絕緣。箔可例如布置成蛇形圖案?？筛浇討冇嫷膶嵤├强偛吭贛alvern，PA的Vishay Precision Group制造的Series 015DJ通用應變計。與次彈簧臂307分開形成的應變計可使用多種方法附接到次彈簧臂307。例如，應變計背襯可通過粘合劑或其他結合操作直接附接到次彈簧臂307。更具體地，應變計背襯可使用焊料、環(huán)氧樹脂或焊料和高溫環(huán)氧樹脂的組合固定到次彈簧臂307的表面。

在另一實施方案中，應變計可以期望的圖案(諸如蛇形圖案)形成在次彈簧臂307上。在實施方案中，應變計可使用沉積工藝直接形成在次彈簧臂307上。例如，康銅銅-鎳跡線可以蛇形圖案直接濺射在次彈簧臂307上。具有蛇形圖案的濺射應變計的股線的尺寸可是約8微米寬度，股線長度之間具有約8微米的距離，并且可沉積成約105納米的厚度。

在另一個實施方案中，可修改次彈簧臂307的材料以形成集成的應變計。更具體地，次彈簧臂307可被摻雜使得彈簧臂的摻雜區(qū)域表現(xiàn)出壓阻行為。例如，次彈簧臂307的表面可是摻雜的硅。摻雜的材料可是蛇形圖案，具有隨施加的應變而變化的尺寸。因此，應變計可完全地集成并且物理上不與次彈簧臂307的其余部分區(qū)分。

在微型器件從載體襯底轉移期間，次彈簧臂307和應變感測元件320可能經(jīng)受升高的溫度，并且因此，可能需要溫度補償。在實施方案中，應變感測元件320(應變計)可以進行自我溫度補償。更具體地，可選擇應變計材料以在轉移過程的操作條件下限制溫度引起的表觀應變。然而，在另選的實施方案中，可使用其他方式的溫度補償。例如，可使用參考計量器技術實現(xiàn)溫度補償。

在實施方案中，應變感測元件320可是次彈簧臂307上的應變計，其具有在彈簧臂的表面處沿預期的法向應變的方向排列的縱向股線的圖案(例如蛇形)。參考圖6D-圖6E，在實施方案中，參考計量器技術利用參考計量器340來補償應變感測元件320。更具體地，參考計量器340可在應變的相同區(qū)域中與應變感測元件320相鄰。雖然應變感測元件320的股線可與所施加的應變的方向對準，但是參考計量器340的股線可垂直于應變感測元件320的股線并且垂直于所施加的應變的方向延伸。另選地，參考計量器340可位于樞轉安裝件300的非應變區(qū)域中，除位于次彈簧臂307的高應變區(qū)域中的應變感測元件320之外。例如，參考計量器340可位于基座302或樞轉平臺304上。在每個構造中，應變感測元件320檢測施加到次彈簧臂307的應變，并且參考計量器340檢測來自樞轉安裝件300上的熱效應的應變。因此，應變感測元件320和參考計量器340中的應變的比較能夠被用來確定并補償與次彈簧臂307的熱膨脹相關的應變。

特別地，參考計量器340中的股線341垂直于應變感測元件320中的股線321取向。如在下面的描述中將變得更明顯的，在樞轉安裝件的操作期間在次彈簧臂的第一長度361B和第二長度363B處產(chǎn)生的表面處的法向應變基本上平行于應變感測元件中的股線321，并且垂直于參考計量器中的股線341。在用于應變感測元件的其他所述位置(例如，365,361A,363A,367)處發(fā)現(xiàn)類似的應變關系，其中在樞轉安裝件的操作期間發(fā)生的表面處的正常法向應變基本上平行于應變感測元件320中的股線。

根據(jù)實施方案，一個或多個次彈簧臂307的特征在于具有比一個或多個主彈簧臂306低的剛度。因此，可在次彈簧臂中測量比主彈簧臂更大的應變，導致應變信號放大?？赏ㄟ^調(diào)節(jié)彈簧臂的長度、寬度或厚度或彈簧臂的材料來選擇主彈簧臂和次彈簧臂的相對剛度。例如，參考圖6A-圖6B，主軸長度354可以大于次軸長度355。沿著主軸長度354的平均寬度可比沿著次軸長度355的平均寬度寬。主彈簧臂306和次彈簧臂307也可沿著它們各自的軸向長度具有相同的平均厚度。在實施方案中，主彈簧臂和次彈簧臂由相同的材料形成。例如，每者可由相同的硅襯底形成，并且每者可一體地形成。

在實施方案中，次彈簧臂307沿其軸向長度355具有比主彈簧臂306沿其軸向長度354更低的平均厚度。這樣，可通過調(diào)節(jié)彈簧臂的厚度來選擇相對剛度。圖6F-圖6H是根據(jù)實施方案的通過減小層厚度來調(diào)節(jié)剛度的方法的沿圖6A-圖6B中的截面A-A的橫截面?zhèn)纫晥D。參考圖6F，過程可開始于圖案化基底襯底301，諸如包括基座302、樞轉平臺304、主彈簧臂306和次彈簧臂307的硅襯底。然后可通過選擇性地蝕刻掉次彈簧臂307的厚度來調(diào)節(jié)相對厚度，如圖6G所示，從而產(chǎn)生圖6H所示的樞轉平臺構造，其中主彈簧臂306比次彈簧臂307厚。

在實施方案中，與次彈簧臂307相比，沿著主彈簧臂306建立具有不同特征的一個或多個附加層。圖6I-圖6J是根據(jù)實施方案的通過層積累來調(diào)節(jié)剛度的方法的沿圖6A-圖6B中的截面A-A的橫截面?zhèn)纫晥D。參考圖6I所示，該工藝可開始于圖案化的基底襯底301，諸如包括基座302、樞轉平臺304、主彈簧臂306和具有第一厚度的次彈簧臂307的硅襯底。然后可在基底襯底301上形成加強層601，如圖6I-圖6J所示。在實施方案中，加強層601例如通過晶片結合而結合到基底襯底301。加強層601可由與基底襯底301相同的材料或不同的材料形成，以便實現(xiàn)期望的剛度。同樣，可調(diào)節(jié)加強層601的厚度。如圖所示，加強層601可類似于基底襯底301被圖案化，包括基座302、樞轉平臺304和第二厚度的主彈簧臂306。在實施方案中，其中次彈簧臂307存在于基底襯底301中的地方存在加強層601的間隙或減小的厚度，以便調(diào)節(jié)厚度。在所示的實施方案中，通過結合基底襯底301和加強層601形成復合樞軸安裝結構。所得結構包括具有包括第一厚度和第二厚度之和的總厚度的主彈簧臂306，其中次彈簧臂僅具有第一厚度。

圖7是根據(jù)實施方案的包括電路由的樞轉安裝件的俯視圖。如圖所示，配線可在樞轉安裝件的頂表面上路由以用于各種部件的操作。在實施方案中，配線380被提供用于應變感測元件320和參考計量器340的操作。在實施方案中，配線382被提供用于靜電夾持觸點318的操作。在實施方案中，配線384被提供用于順應性電壓觸點316的操作。在所示的具體實施方案中，配線384與用于順應性電壓觸點316的電極317連接，其中電極在形成順應性電壓觸點的螺旋形通道310內(nèi)形成螺旋形圖案。配線380,382和384可在包括基座302、主彈簧臂306、次彈簧臂307和樞轉平臺304的樞轉安裝件的一個或多個部分上延伸。配線380,382和384可使用諸如濺射或電子束蒸發(fā)的合適的技術形成，或者可是結合到樞軸安裝件的線。

配線380,382和384可在樞轉安裝件的基座302的邊緣處被路由至電連接件，諸如柔性電路308。例如，可施加操作電壓通過柔性電路308，以操作靜電夾持觸點318將MPA夾持到樞轉安裝件300上?？墒┘恿硪徊僮麟妷和ㄟ^柔性電路308以操作順應性電壓觸點316，其將操作電壓傳送至靜電轉移頭陣列以便提供夾持壓力以拾取微型器件。另外，柔性電路308可將來自應變感測元件320和參考計量器340的反饋信號傳送到位置感測模塊或計算機108，以調(diào)節(jié)轉移頭組件200的致動和空間取向。

現(xiàn)在參見圖8A，在主體中的任何點處的應變可由九個應變分量描述。這些包括三個法向應變(εx,εy,εz)和六個剪切應變分量(εxy,εxz,εyx,εyz,εzx和εzy)。在圖8B中示出了薄型結構中的應變分量。對于薄型樞轉安裝件結構，表面上的剪切應變εzx和εzy)和平面外的法向應變(εz)不顯著。這種理想化稱為平面應力。因此，在實施方案中，樞轉安裝件表面上的應變計(應變感測元件和參考計量器)將測量法向應變分量εx和εy。在實施方案中，樞軸安裝件包括僅僅負載純εx或純εy的應變的區(qū)域，并且基本上將所有可用應變引導成可測量的應變。

現(xiàn)在參見圖9-圖10，根據(jù)實施方案實現(xiàn)的平面應變的理想化被示出。圖9是根據(jù)實施方案的在純彎曲下的彈簧臂的圖示。在此類實施方案中，經(jīng)受純彎曲的彈簧臂可具有與彈簧臂軸長度對準的單個法向應變分量。參考計量器340可垂直于彈簧臂軸向長度取向，并且不測量由于彎曲引起的任何應變。圖10是在彎曲和扭轉中的彈簧臂的圖示。在此類實施方案中，法向應變分量和剪切應變分量在多個方向產(chǎn)生。在這種情況下，應變計320和參考計量器340兩者都可測量非零應變，這可降低參考計量器340對溫度變化進行補償?shù)哪芰Α?/p>

為了示出樞轉安裝件內(nèi)的應變約束，在圖11A-圖11E中示出了樞轉平臺304的具有均勻z位移的樞轉安裝件，還有用于位于樞轉安裝件內(nèi)的應變場的建模數(shù)據(jù)。參見圖11A，樞轉安裝件300的樞轉平臺304以均勻z位移偏轉。此類偏轉在使用批量轉移工具的正常拾取和放置操作期間可是典型的，盡管圖11A中示出的變形量為了說明的目的被夸大。在圖11A中所示的具體實施方案中，沿著鄰近外部回轉358的彈簧臂的第一長度366以及鄰近內(nèi)部回轉356的彈簧臂的第一長度360的主彈簧臂306具有負曲率并且處于在表面處的負(壓縮的)法向應變的條件下。在圖11A所示的具體實施方案中，沿著鄰近外部回轉358的彈簧臂的第二長度364以及鄰近內(nèi)部回轉356的彈簧臂的第二長度362的主彈簧臂306具有正曲率并且處于在表面處的正(拉伸的)法向應變的條件下。

參見圖11B，樞轉安裝件300的樞轉平臺304以參照圖11A所述的均勻z位移偏轉。如圖11B中所示，次彈簧臂307包括處于在表面處的負(壓縮的)法向應變的條件下的長度361A,363B,367，以及處于在表面處的正(拉伸的)法向應變的條件下的長度365,363A,361B。

根據(jù)實施方案，樞轉安裝結構實現(xiàn)高應變感測靈敏度并且通過將應變感測元件定位在具有比主彈簧臂低的剛度的次彈簧臂上來生成具有高信噪比的反饋信號。這樣，對于給定的樞轉平臺位移，次彈簧臂比主彈簧臂承受更大的應變，并且產(chǎn)生更高的應變信號。通過將應變感測元件定位在次彈簧臂的位置處可進一步增加應變感測靈敏度和反饋信號，其中相等且相反的應變響應被測量，例如在內(nèi)部根和外部根處和/或在回轉的相對側上。這樣，針對給定平臺位移的應變信號可被有效地加倍，同時還降低了針對給定應變信號的噪聲，因為差分感測可被用于有效地消除噪聲。

參考圖11C，提供了用于圖11A-圖11B中所示的z位移的建模數(shù)據(jù)，示出了在樞轉安裝件的外表面處x方向上的法向應變εx。如圖所示，當在均勻z位移的條件下，高εx應變區(qū)域位于沿著在基座和樞轉平臺之間在x方向上延伸的次彈簧臂的長度，而最小εx應變或沒有εx應變位于沿著在基座和樞轉平臺之間在y方向上延伸的次彈簧臂。此外，高應變區(qū)域集中在次彈簧臂中而不是主彈簧臂中。具體地，在具有最高εx的表面處的正(拉伸)法向應變的條件下的區(qū)域位于長度365,363A,361B處，而在具有最高εx的表面處的負(壓縮)法向應變的條件下的區(qū)域位于長度361A,363B,367處。

在圖11C所示的實施方案中，與回轉349A相鄰的長度361A,363A具有相等且相反的法向應變，并且與回轉349B相鄰的長度361B,363B具有相等且相反的法向應變。在實施方案中，鄰近內(nèi)部根351的長度365和鄰近外部根353的長度367具有相等且相反的法向應變。

在實施方案中，一對相鄰次彈簧臂位于一對主彈簧臂之間。例如，相鄰次彈簧臂對可為彼此的鏡像，提供應變儀的額外冗余。在實施方案中，在長度361A處的應變在相鄰鏡像次彈簧臂對中是相同的。在相鄰鏡像次彈簧臂對中的長度363B,367,365,363A,361B還可具有相同的相應應變。

在實施方案中，一對相對的次彈簧臂位于樞轉平臺的相對側上。例如，相對的次彈簧臂對可為彼此的鏡像，提供應變儀的額外冗余。在實施方案中，長度361A處的應變在相對的鏡像次彈簧臂對中是相同的。在相對的鏡像次彈簧臂對中的長度363B,367,365,363A,361B還可具有相同的相應應變。

參見圖11D，提供了用于圖11A-圖11B中所示的z位移的建模數(shù)據(jù)，示出了y方向上在樞轉安裝件的外表面處的法向應變。如圖所示，當在均勻z位移的條件下，高εy應變區(qū)域位于沿著在基座和樞轉平臺之間在y方向上延伸的次彈簧臂的長度，而最小εy應變或者沒有εy應變位于沿著在基座和樞轉平臺之間在x方向上延伸的次彈簧臂。此外，高應變區(qū)域集中在次彈簧臂中而不是主彈簧臂中。具體地，在具有最高εy的表面處的正(拉伸)法向應變的條件下的區(qū)域位于長度365,363A,361B處，并且在具有最高εx的表面處的負(壓縮)法向應變的條件下的區(qū)域位于長度361A,363B,367處。因此，旋轉90度，圖11D中所示的最高εy區(qū)域類似于圖11C中所示的最高εx區(qū)域。此外，旋轉90度，相等且相反的法向應變的描述和彈簧臂的鏡像在圖11D中是相同的。

圖11E是針對圖11A-圖11B中所示的z位移樞轉安裝件的外表面處εx和εy兩者的等效應變量值的建模數(shù)據(jù)的圖示。如圖所示，在次彈簧臂的每者處測量到基本上相等的應變量值。圖11F是用于針對圖11A-圖11B中所示的z位移的樞轉安裝件的外表面處的剪切應變的建模數(shù)據(jù)的圖示。如圖所示，在表面處基本上不存在可測量的剪切應變。因此，圖11C-圖11E中提供的建模數(shù)據(jù)示出了在彈簧臂的高應變區(qū)域中具有基本上均勻的彎矩的樞轉安裝構造，其中應變基本上平行于彈簧臂的軸向長度。

圖12是長度為L的理想化梁的示意圖，其一端固定并且在自由端處受到同時的橫向施加的力F和彎矩M_L，并且在兩端具有零斜率邊界條件。在所示的情況下，在兩端處的邊界條件使得變形梁的斜率θ等于零。圖12中所示的梁和載荷實質(zhì)上是處于負載下時樞轉安裝件中包括主彈簧臂和次彈簧臂的單個彈簧臂段的簡化和理想化。雖然所描述的實施方案中的樞轉安裝件彈簧臂結構包括回轉，但是次彈簧臂中每個梁段的潛在行為可通過圖12中所示的理想梁以簡化的形式表示。樞轉安裝件中的主彈簧臂和次彈簧臂每者均可被認為是與形成每個串聯(lián)梁段之間的聯(lián)接的回轉串聯(lián)布置的兩個或更多個這樣的理想化梁。此外，圖12中的理想化梁的端部相似地類似于彈簧臂的內(nèi)部根和外部根。

可看出，在圖12所示的梁(在每個端部均滿足零斜率的邊界條件)的端部處在點x＝L處施加的力矩M_L是根據(jù)所施加的力，F(xiàn)：

此外，可看出圖12所示的長度為L的梁在點x＝L處的位移δ由下式給出：

其中E是梁的楊氏模量，并且I是圍繞中性軸的面積慣性矩。梁中的彎曲應力σ由下式給出：

其中M是沿著梁的長度的點處的彎矩，y是距中性平面的距離。該方程示出該應力在點y＝c處將是最大的，其中c是從中性平面到梁的外表面的距離。

參考圖13，示出了針對圖12中所示的理想化梁的剪切力和彎矩圖。這些圖是使用材料方法的基本力學導出的。參考彎矩圖，顯而易見的是，在梁的每個端部處彎矩相等但符號相反，并且此外，彎矩的絕對值在梁的端部處最大。因為彎矩M的值在梁的端部處是最大的，應力σ在圖12所示的梁的端部處或當M＝M_L時也將是最大的。其中彎矩具有正值的梁的區(qū)域將具有正應力或拉伸應力。相應地，其中彎矩具有負值的梁的區(qū)域將具有負應力或壓縮應力。剪切力和彎矩的符號取決于施加到梁上的載荷的感測。如果所施加的載荷的感測反向，則剪切力和彎矩的符號反向，而剪切力和彎矩的絕對值將保持不變。因此，如果施加的載荷的感測反向，則所得應力的符號也將反向。

應力可通過胡克定律與應變∈相關：

σ＝E∈(4)

結合方程3和4，在梁的外表面處的應變可表示為：

重排方程2并且將結果代入到方程1中：

將在方程7中的梁的端部處的彎矩的表達式代入方程5中，可看出對于給定載荷，在位置x＝L處的梁的表面處的法向應變∈將為：

認識到從中性軸c到彈簧臂的表面的距離和偏轉δ對于主彈簧臂和次彈簧臂二者將是相同的，上述針對應變的表達式可表示為以下比例，其中所得到的應變與梁的長度L的平方成反比：

因此，理想的應變放大次彈簧臂結構將具有顯著短于樞轉安裝件的主彈簧臂的總長度L。例如，如果樞轉安裝件的次彈簧臂是主彈簧臂的復合長度的一半，則由次彈簧臂中的給定載荷產(chǎn)生的應變將是主彈簧臂中的應變的四倍。因此，放置在具有為主彈簧臂的長度的一半的總長度的次彈簧臂上的應變計可產(chǎn)生針對樞轉安裝平臺的相同位移放置在主彈簧臂上的對應位置處的應變計的四倍大的信號。換句話說，作為位移感測裝置的樞轉安裝件的靈敏度可通過結合這樣的結構而提高四倍。

參考圖14，根據(jù)實施方案示出了應變放大次彈簧臂結構的詳細視圖，其中每個梁段從內(nèi)部根到外部根開始順序地標記。此外，每個梁段的端值被識別。例如，彈簧臂梁段1具有對應的端值1a和1b。另外，顯而易見的是，端值1a對應于次彈簧臂的內(nèi)部根而端值5b對應于次彈簧臂的外部根。

參考圖15A，示出了根據(jù)實施方案的沿圖14中所示的應變放大次彈簧臂結構的長度的由施加到樞轉安裝平臺的載荷得出的彎矩圖。就圖13所示的圖來說，該圖是使用材料方法的基本力學導出的。所示的彎矩圖已經(jīng)被劃分成與針對圖14中所示的次彈簧臂結構限定的單個梁段對應的區(qū)域。參考該圖，彎矩的絕對值在端點1a，2b，3a，3b，4a和5b處最大。通過擴展，應變的絕對值在端點1a，2b，3a，3b，4a和5b處也是最大值。

剪切力和彎矩的符號取決于施加到梁的載荷的感測。如果施加的載荷的感測反向，則剪切力和彎矩的符號反向，而剪切力和彎矩的絕對值將保持不變。因此，如果施加的負載的感測反向，則所得應力的符號以及隨后應變也將反向。參考圖15B，示出了根據(jù)實施方案的針對具有與圖15A中所示的相反感測的相等的所施加載荷的情況用于圖14的次彈簧臂的彎矩圖。需注意，在端點1a,3b和4a的分組中兩個負載情況的彎矩是相等的，并且在端點2b,3a和5b的分組中彎矩也是相等的。此外，需注意，在端點1a,3b和4a的分組與端點2b,3a和5b的分組之間，彎矩的量值以及因此應變響應總是相等但是符號相反。通過組合來自經(jīng)受相關應變響應的應變計的信號來形成應變計的“相關配對”或一般來講“相關分組”是可能的。

根據(jù)實施方案，由于局部應力集中，在樞轉安裝件內(nèi)的各個位置處發(fā)現(xiàn)一些量的局部應變，然而這些不影響應變測量，因為應變計位于遠離局部應變區(qū)域。例如，可在限定端點1a,2b,3a,3b,4a和5b附近的回轉或根部的通道310的端部處發(fā)現(xiàn)局部應力集中。因此，雖然應變可在段端點處達到理論最大值，但在實施方案中，應變計和參考計量器位于離端點1a,2b,3a,3b,4a和5b的特定距離處，使得它們不位于與局部應力集中相關聯(lián)的邊緣應變區(qū)域處，但仍位于最高應變區(qū)域處或附近。

應變感測元件320和參考計量器340可布置成傳感器，使得所得到的傳感器信號相關。如果傳感器中丟失或損壞的計量器的信號可從剩余的信號組近似，則認為傳感器組是相關的或依賴的。需要與期望位置測量的數(shù)量相等的獨立應變信號的最小組來計算這些測量。超過最小所需組的相關應變信號可包括在位置計算中并且用于改善測量的信噪比。如果應變計(320,340)或傳感器故障發(fā)生，則可調(diào)整計算以保持位置輸出，雖然具有降低的信噪比。這樣，相關信號提供冗余以及改善的信噪比。

參考圖16，根據(jù)實施方案示出了包括24個相關應變傳感器的樞轉安裝件。具體地，圖16是類似于上面圖7所述的示例性圖示，包括48個總應變感測元件320(應變計)和48個總參考計量器340。在這種構造中，在回轉的相對側上或在內(nèi)部根/外部根處的一對應變感測元件(應變計)和參考計量器可對應于單個應變傳感器。如前所述，在回轉的相對側上或在內(nèi)部根/外部根處的這些應變感測元件320對測量相等量值的相反的應變類型。因此，這些應變計對(以及對應的參考計量器340)也可被認為是應變傳感器，其可與其他應變傳感器相關。圖16中所示的應變傳感器可是線性相關的組(相關的對)，取決于樞轉平臺是圍繞x軸旋轉、圍繞y軸旋轉還是受到垂直位移。下面的表I描述了示例性實施方案的某些相關對。

表I.相關對應變傳感器

在上面的示例性實施方案中，描述了用于24通道(信號)操作的若干相關對，其中每個通道對應于由一對應變計和參考計量器產(chǎn)生的信號。在正常操作下，由在正常操作下操作的示例性樞轉安裝件產(chǎn)生的反饋信號可通過變換矩陣轉換為合成輸出信號。用于將樞轉安裝件反饋信號轉換為合成輸出信號的廣義變換矩陣在方程(10)中表示為用于3個位置測量輸出(例如，傾斜、傾翻、z)的n個應變信號輸入：

雖然目前為止樞轉安裝件的實施方案以方形構造描述，其中次彈簧臂沿著x方向或y方向延伸，但是實施方案不限于此。實際上，應變感測元件和參考計量器可沿著多個方向定位。在圖17所示的實施方案中，樞轉安裝件300包括基座302、樞轉平臺304、主彈簧臂306和次彈簧臂307。每個次彈簧臂307在對應的內(nèi)部根351處固定到樞轉平臺304，并且在對應的外部根353處固定到基座302，如前所述。圖17所示的樞轉安裝件與本文所述的樞轉安裝件的其他實施方案的不同在于次彈簧臂306、307布置成大致等邊三角形構造，而不是大致正方形構造。因此，測量的應變不僅位于εx和εy方向內(nèi)。然而，獲得了相等且相反應變、在高應變區(qū)域中的均勻彎矩和分布式相關對的相同結果。因此，盡管已經(jīng)描述了具體到在εx和εy方向上產(chǎn)生和測量應變的實施方案，但是實施方案不限于此，并且樞轉安裝件反饋信號可被轉換成用于各種幾何形狀的合成輸出信號。

根據(jù)實施方案，轉移頭組件200可調(diào)節(jié)MPA 103的取向，直到樞轉安裝件300應變感測元件320感測到跨樞轉安裝件300的期望量的壓力和/或期望的壓力分布。因此，MPA 103上的轉移頭陣列115可與配合襯底上的微型器件陣列主動對準。例如，表示對準的空間取向可被預定為包括穿過轉移頭陣列115的平面，其平行于通過微型器件陣列的平面。另選地，表示對準的空間取向可包括不平行的平面，而是處于某些預定的相互取向，例如成角度，使得當陣列被放在一起時，轉移頭陣列115的僅一部分與相應的微型器件接觸。更具體地，表示轉移頭陣列115與微型器件陣列對準的空間取向可是任何預定的空間取向。可以監(jiān)測、感測和測量此類空間取向以確定系統(tǒng)特性，例如跨樞轉安裝件300的壓力分布。因此，測量的系統(tǒng)特性可用作表示對準的代理。主動對準可增加微型器件的傳輸速率，因為精細對準可在拾取微型器件時完成并且相似地在釋放微型器件的同時完成。此外，可在動態(tài)地進行主動對準而無需轉移頭陣列115的寄生轉換，否則可能拖曳和損壞微型器件陣列。當施主襯底(例如載體基底)和/或顯示襯底(例如接收襯底)包括表面不規(guī)則性和非平面輪廓時，此類動態(tài)調(diào)整可是有用的。

參考圖18A，示出了根據(jù)實施方案的用于調(diào)節(jié)轉移頭組件的控制方案的示意圖。更具體地，控制回路可包括處理位置和應變輸入的組合的多個子回路。轉移頭組件的致動器可由子回路首先朝向初始期望位置驅動，并且如果感測到MPA 103和目標襯底之間的接觸，則可修改初始期望位置以將MPA103朝向期望的壓力狀態(tài)移動，例如以基于樞轉安裝件300次彈簧臂307的偏轉來均勻地分布跨MPA 103的壓力和/或在樞轉安裝件300上的一個或多個位置處實現(xiàn)期望水平的壓力。

主輸入1802可限定對應于MPA 103的初始期望狀態(tài)的一組參考信號。更具體地，主輸入1802可限定MPA 103相對于微型器件陣列或襯底表面的預期位置的目標空間位置。主輸入1802可被饋送到幾個內(nèi)環(huán)中的一個內(nèi)環(huán)，每個內(nèi)環(huán)可對應于單個的致動器。例如，x致動器內(nèi)環(huán)1804可對應于用于控制轉移頭組件的x致動器以及因此控制MPA 103圍繞遠程旋轉中心傾翻的控制回路。相似地，y致動器內(nèi)環(huán)1806可對應于用于控制轉移頭組件的y致動器以及因此控制MPA 103圍繞遠程旋轉中心傾斜的控制回路。另外，z致動器內(nèi)環(huán)1808可對應于用于控制轉移頭組件的z致動器以及因此控制MPA 103沿著z軸的位置的控制回路。因此，內(nèi)環(huán)的組合允許對調(diào)整MPA 103的傾翻、傾斜和z空間取向的致動器的控制。

在實施方案中，轉移頭組件200致動器的內(nèi)環(huán)控制導致主輸出1810。更具體地，主輸出1810可是由致動器運動導致的轉移頭組件200的瞬時幾何構造。幾何構造可從跟蹤單個轉移頭組件200部件的空間位置的編碼器或其他傳感器提供的數(shù)據(jù)推斷。即，幾何構造可包括單個幾何構造的組合，例如傾翻位置、傾斜位置和z位置。主輸出1810還可涉及從轉移頭組件200部件的已知物理尺寸推斷出的MPA 103的空間位置。另選地，可使用例如激光測微器、加速度計等直接感測MPA 103表面位置，以提供可直接包括在主輸出1810中的空間取向反饋。因此，可推斷或感測MPA 103的位置以確定是否已實現(xiàn)主輸出1810，即，等于預期主輸入1802。然而，盡管MPA 103可朝向目標襯底被驅動以實現(xiàn)主輸入1802的位置命令，但是在一些情況下，MPA103可接觸目標襯底。此外，一旦檢測到接觸，主輸入1802可通過來自幾個致動器外環(huán)的附加命令來修改，以實現(xiàn)具有跨樞轉安裝件300的期望的壓力分布的樞轉安裝件300的中性傾翻變形和傾斜變形。因此，MPA陣列103可在亞微米范圍內(nèi)的精度(例如，小于約250nm的量級)內(nèi)被驅動到傾翻偏轉、傾斜偏轉和z壓縮目標。

在MPA 103的轉移頭陣列115和微型器件之間的接觸已經(jīng)形成之后，可基于來自樞轉安裝件300的壓力反饋來精細地調(diào)節(jié)MPA 103。更具體地，可響應于接觸干擾1812的系統(tǒng)識別而啟用MPA 103的精細調(diào)整。在實施方案中，使能邏輯被包括以確定在MPA 103實現(xiàn)期望的主輸入1802之前是否感測到接觸干擾1812，并且如果感測到接觸干擾1812，則可閉合附加的控制回路以允許轉移頭組件200的精細調(diào)整。更具體地，可閉合附加的控制回路以朝向傾翻偏轉、傾斜偏轉和z壓縮目標驅動MPA 103，而不是朝向主輸入1802的初始位置目標。

在實施方案中，當例如MPA 103接觸沒有對準的配合襯底時，感測到接觸干擾1812。例如，如果MPA 103和配合襯底以完美對準進行接觸，則主輸出1810可等于主輸入1802，然后微型器件可被轉移頭陣列115夾緊，而不需要額外的調(diào)整。然而，如果MPA 103和配合襯底沒有完全對準，則來自樞轉安裝件300上的每個應變感測元件320的位移或應變測量可彼此基本上不同和/或可能不能實現(xiàn)期望的壓力水平。即，在實施方案中，在開始靜電夾持之前必須滿足預期或期望的傾翻、傾斜和壓縮狀態(tài)。如果沒有實現(xiàn)期望的狀態(tài)，則位移或應變測量可作為反饋信號1814被饋送。

在實施方案中，反饋信號1814對應于來自應變傳感元件320和參考計量器340的模擬信號。在上面的示例性實施方案中，反饋信號1814可包括來自四十八個單獨的應變感測元件320和四十八個參考計量器340的二十四個傳感器信號。反饋信號1814可由信號調(diào)節(jié)和組合邏輯1815調(diào)節(jié)，以將模擬信號轉換為表示相應應變感測元件的應變狀態(tài)的合成輸出信號。這些合成輸出信號還可由信號調(diào)節(jié)和組合邏輯1815組合以合成由諸如上述方程(10)的變換矩陣方程表示的樞轉安裝件300壓縮合成輸出信號、樞轉安裝件300傾斜偏轉合成輸出信號和樞轉安裝件300傾翻偏轉合成輸出信號中的一者或多者。合成輸出信號可作為輸入提供到動態(tài)控制使能邏輯1816。更具體地，動態(tài)控制使能邏輯1816可觀察一個或多個合成輸出信號以確定接觸干擾1812已經(jīng)在傾翻、傾斜或z方向中的一者或多者中發(fā)生。例如，如果通過信號調(diào)節(jié)和組合邏輯1815合成了超過預定限制的非零壓縮信號，則動態(tài)控制使能邏輯1816可識別接觸干擾1812。

響應于觀察到接觸干擾1812存在，動態(tài)控制使能邏輯1816可閉合相應的外環(huán)，每個外環(huán)可被配置為提供輸出命令以修改主輸入1802的位置命令。因此，閉合外環(huán)可驅動致動器以實現(xiàn)壓力和取向的期望的狀態(tài)，而不是驅動它們以實現(xiàn)初始位置命令。例如，如果動態(tài)控制使能邏輯1816觀察到壓縮接觸干擾1812存在，則z致動器外環(huán)1818可閉合以通過調(diào)節(jié)z致動器來響應接觸干擾1812。同樣，動態(tài)控制使邏輯1816可通過啟用X驅動器外環(huán)1820或y致動器外環(huán)1822年來分別響應傾翻偏轉信號或傾斜偏轉信號。

偏轉和壓縮反饋信號可從信號調(diào)節(jié)和組合邏輯1815作為合成輸出信號傳遞到相應的外環(huán)，以與提供給相應的外環(huán)的偏轉指令輸入1840進行比較。在實施方案中，樞轉安裝件300偏轉指令輸入1840可對應于跨樞轉安裝件300或MPA 103的期望壓力分布。因此，樞轉安裝件300偏轉指令輸入1840可表示樞轉安裝件300的傾翻偏轉、傾斜偏轉和z壓縮目標。這些目標可與來自信號調(diào)節(jié)和組合邏輯1815的合成輸出信號(其指示跨樞轉安裝件300的瞬時壓力分布)進行比較，以確定差值。然后，差值(如果有的話)可以作為誤差信號饋送，以驅動相應的轉移頭組件200致動器。例如，如果樞轉安裝件300的傾翻被感測為接觸干擾1812，并且動態(tài)控制啟用邏輯1816觀察到傾翻超過可允許的量，則x致動器外環(huán)1820可閉合，并且傾翻偏轉信號可與樞轉安裝件300傾翻偏轉命令1840進行比較以產(chǎn)生將樞轉安裝件300朝向期望的應力狀態(tài)傾翻的運動控制信號。運動控制信號可被饋送到伺服濾波器并且被傳遞通過逆運動學計算以生成外環(huán)命令輸出1830。在實施方案中，運動控制信號還可與運動求和節(jié)點1850中的一者或多者處的其他轉移頭組件運動控制信號相加。這可是例如當需要多個致動器的運動以引起傾翻時的情況。

為了閉合控制回路，外環(huán)命令輸出1830可與主輸入1802組合并且傳遞回到致動器內(nèi)環(huán)。例如，傾翻外環(huán)命令1830可與用于x致動器的主輸入1802相加并且傳遞通過x致動器內(nèi)環(huán)1804，從而以樞轉安裝件300朝向更均勻的壓力分布的物理狀態(tài)的方式控制x致動器。相應的外環(huán)命令可被傳遞到感測到接觸干擾1812的任何致動器內(nèi)環(huán)。

可執(zhí)行并重復上述控制方法，直到轉移頭組件200移動到跨樞轉安裝件300以及因此MPA 103的壓力分布是均勻的并且實現(xiàn)期望量的壓力的位置。因此，可控制轉移頭組件200以使MPA 103上的靜電轉移頭陣列115與配合襯底上的微型器件陣列接觸。使用上述控制系統(tǒng)，如果MPA 103和配合襯底之間的對準最初不是完美的(這對于幾乎每個轉移操作都是真實的)，可實施壓力分布控制以微調(diào)對準?？刂品椒杀豢焖賵?zhí)行，例如，大約50ms的量級，以感測接觸干擾1812、啟用合適的外環(huán)以及向致動器饋送合適的外環(huán)控制命令，并且因此完全接觸可在靜電轉移頭陣列115和微型器件陣列之間快速實現(xiàn)，使得能夠實現(xiàn)承載襯底和接收襯底之間的有效轉移。

現(xiàn)在參考圖18B，提供了在實施方案中的用于生成合成輸出信號的方法的示意圖。如圖所示，反饋信號1814由信號調(diào)節(jié)和組合邏輯1815接收，信號調(diào)節(jié)和組合邏輯1815組合來自樞轉安裝件300的輸入反饋信號1814并產(chǎn)生合成輸出信號。在最簡單的情況下，從樞轉安裝件(例如從上面參照圖16描述的傳感器1-24)接收的反饋信號通過與變換矩陣相乘進行線性組合以形成一組輸出測量(合成輸出信號)。

參見圖18C中所示的實施方案，在更復雜的實現(xiàn)中，可檢查應變傳感器的相關集合的信號質(zhì)量。如圖所示，反饋信號1814由信號調(diào)節(jié)和組合邏輯1815接收。在1815A處，檢查反饋信號1814以確定它們是否在預定義的正常操作范圍內(nèi)。在正常操作范圍之外的傳感器(包括計量器320,340)被標記為故障傳感器。然后可拒絕故障傳感器信號，從而需要改變變換矩陣。在1815B處，檢查信號在正常操作范圍內(nèi)的變化。具有大于或小于正常操作傳感器的變化的傳感器(包括計量器320,340)被標記為故障傳感器?；诒粯擞洖楣收系膫鞲衅鳎x擇能夠從剩余信號合成輸出的變換矩陣，并且在1815C處變換矩陣用于將所得到的傳感器信號向量轉換為合成的輸出信號(位置測量輸出)。這樣，合成的輸出信號保持在降低的信噪比而不是傳感器故障導致輸出故障。

參見圖19，示出了根據(jù)實施方案的示出將與轉移頭組件200上的樞轉安裝件300聯(lián)接的MPA 103相對于目標襯底對準的方法的流程圖。該方法可例如在拾取或放置操作期間執(zhí)行，因為微型器件從承載襯底轉移到接收襯底。在操作1902處，根據(jù)主輸入1302，批量轉移工具100將轉移頭組件200沿著z軸朝向目標襯底移動，例如由承載襯底保持器104保持的承載襯底或由接收襯底保持器106保持的接收襯底。更具體地，MPA 103和樞轉安裝件300沿著z軸朝向目標襯底移動。MPA 103沿著z軸的移動510可通過致動批量轉移工具100或襯底保持器的各種致動器來實現(xiàn)。

最初，可能沒有施加到MPA 103或樞轉安裝件300的壓縮載荷。該初始狀態(tài)可對應于在其上微型器件陣列與靜電轉移頭陣列物理分離的行進范圍。在該行進期間，MPA 103和目標襯底可具有未對準的表面，但是可能沒有這種未對準的指示，因為樞轉安裝件300的壓力分布狀態(tài)可是均勻的，即，所有應變感測元件可輸出指示零應變的信號

在操作1904和1906處，靜電轉移頭陣列103中的靜電轉移頭可接觸微型器件，而其他靜電轉移頭可保持與相應的微型器件分離。即，可進行接觸同時MPA 103與目標襯底未對準。該位置未對準可被感測為樞轉安裝件300中的不均勻的壓力分布。例如，來自樞轉安裝件300上的一個應變感測元件320的第一應變輸出值和來自樞轉安裝件300中的另一應變感測元件320的不同的第二應變輸出值可不同。應變信號可作為反饋信號1814提供，并且通過信號調(diào)節(jié)和組合邏輯1815調(diào)節(jié)并組合成指示接觸干擾1812的合成輸出信號(例如傾翻偏轉、傾斜偏轉和壓縮信號)。

動態(tài)使能控制邏輯1816可以觀察到接觸干擾1812存在，并且根據(jù)接觸干擾1812的水平，可激活致動器外環(huán)以確定用于致動轉移頭組件200的各種致動器的驅動信號，以便調(diào)整MPA 103的取向使得跨樞轉安裝件300的壓力分布是均勻的。例如，在操作1908處，響應于傾翻信號被識別為高于閾值的接觸干擾1812，x致動器外環(huán)1820可將命令信號1830饋送到x致動器內(nèi)環(huán)1804，以便致動x致動器以圍繞遠程旋轉中心傾翻MPA 103。相似地，在操作1910處，響應于傾斜偏轉信號被識別為高于閾值的接觸干擾1812，y致動器外環(huán)1822可將命令信號饋送到y(tǒng)致動器內(nèi)環(huán)1806，以便致動y致動器708以圍繞遠程旋轉中心傾斜MPA 103。

在操作1912處，響應于基于傾翻和傾斜偏轉信號的x致動器和y致動器的致動，MPA 103可旋轉成與目標襯底對準。此外，由于遠程旋轉中心與MPA 103的接觸表面協(xié)同定位，靜電轉移頭陣列115可經(jīng)歷圍繞遠程旋轉中心的純旋轉。因此，當MPA 103與目標襯底對準時，靜電轉移頭陣列115可經(jīng)歷最小的寄生橫向運動，并且微型器件可保持未損壞。

根據(jù)合成的輸出信號(傾翻、傾斜和z壓縮信號)的轉移頭組件200的致動可繼續(xù)，直到靜電轉移頭陣列115與目標襯底上的微型器件接觸。更具體地，致動可繼續(xù)，直到主輸出1810在由主輸入1802設置的極限內(nèi)，在該點處可停止致動。如上所述，主輸出1810可是被修改以達到期望的樞轉安裝件300狀態(tài)的位置輸出。例如，轉移頭組件200的致動可繼續(xù)，直到實現(xiàn)主位置輸入和/或跨樞轉安裝件300的壓力分布是均勻的。

在靜電轉移頭陣列115和微型器件接觸之后，可將電壓施加到靜電轉移頭陣列115，以在微型器件陣列上產(chǎn)生夾持壓力。靜電電壓可施加到靜電轉移頭陣列115順應性電壓觸點316和電壓觸點120。附加的電觸點和連接器可集成在轉移頭組件200內(nèi)，并且基于來自計算機108的控制信號由電壓源供電。例如，如果在拾取過程期間由樞轉安裝件300上的每個應變感測元件同時感測到預定變形，則計算機108可實施指令靜電轉移頭陣列115被激活的控制算法。因此，靜電轉移頭陣列115的陣列可在整個陣列表面處于接觸中并在陣列上施加均勻的壓力之后將夾持壓力施加到微型器件陣列。

在利用靜電轉移頭陣列115夾持微型器件之后，可從承載襯底拾取微型器件。在拾取期間，提供給靜電轉移頭陣列115的靜電電壓可以持續(xù)，并且因此，微型器件陣列可保持在靜電轉移頭陣列115上并從承載襯底去除。

在拾取操作期間，加熱元件可將熱量朝向樞轉安裝件300和/或MPA 103引導。因此，微型器件可在拾取期間通過與MPA 103上的靜電轉移頭陣列115接觸而被加熱。例如，與樞轉安裝件300相鄰的加熱元件可被電阻性加熱以將熱量傳遞到MPA 103，并且因此通過靜電轉移頭陣列115傳遞到微型器件。熱傳遞可在從承載襯底拾取微型器件陣列之前、期間和之后發(fā)生。

盡管關于圖19描述了拾取過程，可使用類似的方法來控制微型器件到由接收襯底保持器106保持的接收襯底(諸如顯示器襯底)上的放置。例如，當微型器件被靜電轉移頭陣列115夾緊時，批量轉移工具100可在接收襯底上方移動MPA 103，并且使MPA與接收襯底的目標區(qū)域對準。MPA 103可使用上述控制序列朝向接收襯底前進并與其對準，直到由靜電轉移頭陣列115保持的微型器件陣列與目標區(qū)域均勻接觸?？赏ㄟ^感測樞轉安裝件300的應變狀態(tài)來推斷均勻接觸。隨后，可從靜電轉移頭陣列115去除電壓，以將微型器件釋放到接收襯底上并完成轉移操作。

參見圖20，示出了根據(jù)實施方案的可使用的計算機系統(tǒng)的示意圖。實施方案的部分由駐存在例如計算機108的機器可用介質(zhì)中的非暫態(tài)機器可讀且機器可執(zhí)行指令組成或由其控制。計算機108是示例性的，并且實施方案可在多種不同計算機系統(tǒng)上或之內(nèi)操作或者受其控制，包括通用網(wǎng)絡計算機系統(tǒng)、嵌入式計算機系統(tǒng)、路由器、交換機、服務器設備、客戶端設備、各種中間設備/節(jié)點、獨立計算機系統(tǒng)等等。此外，雖然控制系統(tǒng)的一些組件(例如，信號調(diào)節(jié)和組合邏輯1815和動態(tài)控制使能邏輯1816)已經(jīng)在上面單獨討論，但是計算機108可直接集成這些組件或者包括實現(xiàn)類似功能的另外的組件。

圖20的計算機108包括用于傳遞信息的地址/數(shù)據(jù)總線2002，以及耦接到總線2002用于處理信息和指令的中央處理器2004。計算機108還包括存儲特征結構，諸如計算機可用易失性存儲器數(shù)據(jù)，例如，隨機存取存儲器(RAM)2006，其耦接到總線2002用于存儲用于中央處理器2004的信息和指令，計算機可用非易失性存儲器2008，例如，只讀存儲器(ROM)，耦接到總線2002用于存儲用于中央處理器2004的靜態(tài)信息和指令，以及耦接到總線2002用于存儲信息和指令的數(shù)據(jù)存儲設備2010(例如磁盤或光盤和磁盤驅動器)。本實施方案的計算機108還包括任選的字母數(shù)字輸入設備2012，包括耦接到總線2002的字母數(shù)字和功能鍵，用于向中央處理器2004傳送信息和命令選擇。計算機108還任選地包括耦接到總線2002的任選的光標控制2014設備，用于向中央處理器2004傳送用戶輸入信息和命令選擇。本實施方案的計算機108還包括耦接到總線2002用于顯示信息的任選的顯示設備2016。

數(shù)據(jù)存儲設備2010可包括非暫態(tài)機器可讀存儲介質(zhì)2018，在其上存儲體現(xiàn)本文描述的方法或操作中的一者或多者的一個或多個指令集(例如軟件2020)。例如，軟件2020可包括當由處理器2004執(zhí)行時使得計算機108根據(jù)上述用于將MPA 103與目標襯底對準的控制方案來控制批量轉移工具100或遠程中心機器人500的指令。軟件2020還可完全地或者至少部分地駐留在易失性存儲器、非易失性存儲器2008內(nèi)，和/或在其由計算機108執(zhí)行期間完全地或者至少部分地駐留在處理器2004內(nèi)，易失性存儲器2006、非易失性存儲器2008和處理器2004還構成非暫態(tài)機器可讀存儲介質(zhì)。

在利用實施方案的各個方面時，對于本領域技術人員來說顯而易見的是，上述實施方案的組合或變化對于形成具有集成的應變感測元件的樞轉安裝件是可能的。盡管已經(jīng)以特定于結構特征和/或方法行為的語言描述了實施方案，但是應當理解，所附權利要求不一定限于所描述的特定特征或行為。所公開的特定特征和行為反而被理解為可用于說明的權利要求的實施方案。