离，空气的击穿电压为约327伏特，则可将间隙308距离维持为高于约10 μπι以防止跨间隙308放电。在一个实施例中，跨间隙308的最小距离可介于约10 μπι与300 μπι之间或更大以防止正常操作条件下的击穿。更具体地，跨间隙308的最小距离可选择为约20 μπι。
[0043]插头304可同心定位在通孔402内，使得间隙308围绕插头304周边均匀分布。另选地，插头304可在通孔402内配置，使得插头304与底部衬底214之间的间隙308距离变化。例如，通孔402可与插头304不同地成型，或插头304可偏心定位在通孔402内，使得间隙308距离变化。然而，可控制跨间隙308的最小距离以获得所要的击穿电压并适应通过插头304递送的操作电压。
[0044]现参照图4Β，沿图2Β的线Β_Β或C_C的一部分截取的横截面侧视图图示示出了根据本发明的实施例的具有电介质填充的间隙的顺应性触件。在另选的实施例中，可通过将合适电介质物质引入到间隙308中来控制间隙308的击穿电压。例如，间隙308可填充有在剪切应力下变形的流体。例如，间隙308可填充有液体电介质406 (诸如，硅酮油)，该液体电介质不会阻碍插头304与底部衬底214之间的相对移动，但还具有比空气高的介电常数并且允许跨间隙308的距离与填充有空气的间隙308相比有所变窄，同时仍维持间隙308的所需击穿电压。间隙可通过例如使用气动流体分配器、注射器或可将受控体积的流体注入到小区域中的另一种类型的分配器将液体电介质406分配到间隙308中而填充有液体电介质406。根据插入到间隙308中的液体电介质406的粘度，可能需要保持液体电介质406。例如，在仅靠表面张力无法阻止液体电介质406从间隙308流出的情况下，可在间隙308之上或内部形成密封件408以阻止液体电介质406离开间隙308。在一个实施例中，密封件308可包括作为薄层沉积于间隙308内以与底部衬底214和插头304键合同时保持液体电介质406的柔性粘合材料诸如硅酮聚合物。密封件408可为薄型且柔性的，以便不阻碍插头304与底部衬底214之间的相对移动。
[0045]在另选的实施例中，可将非液体电介质(诸如，固体或气体电介质材料)引入到间隙308中并且密封在间隙内。例如，间隙308可至少部分地填充有包含聚合物(诸如，丙烯酸、聚酰亚胺或环氧树脂)的固体电介质。可使用喷墨工艺来将聚合物电介质引入到间隙308 中。
[0046]在图4A-4B中，柔性膜310可允许插头304与底部衬底214之间的相对移动。在一个实施例中，柔性膜310的尺寸可被设定成在将相反负载施加到插头304和底部衬底214时弯曲。顶部硅层404和间隙308的物理尺寸和材料性质可为使柔性膜310具有总体刚度和柔性的主要因素。在一个实施例中，柔性膜310的总体厚度包括定位在通孔402之上的顶部硅层404、掩埋氧化物层314和电介质层312的部分。在一个实施例中，柔性膜310的宽度可在柔性膜310的总体厚度的约10倍与50倍之间。例如，在柔性膜的宽度是柔性膜310的总体厚度的10倍的情况下，厚度为约5 μ m，而如上所述，柔性膜310的宽度可为约
50μ mD
[0047]现参照图5，其示出了根据本发明的实施例的具有顺应性触件的微拾取阵列的顶侧部分的透视图图示。在一个实施例中，电极互连件112包括电极迹线、导线或与顶侧触件307电连接的其他连接器。例如，电极互连件112可在掩埋氧化物层314和底部衬底214之上从台面结构311延伸到顶侧触件307。考虑到诸如用于支撑静电转移头部114的柔性悬臂梁210的特征，电极互连件112的路径可根据微拾取阵列104的顶侧几何形状而变化。因此，电极互连件112图案可包括各种弯曲形状、曲线等。此外，电介质层312可覆盖电极互连件112。相比之下，不同于由电介质层312覆盖，顶侧触件307可替代地延伸穿过电介质层312、电极互连件112和掩埋氧化物层314直至顶侧插头区域504。
[0048]顶侧插头区域504以隐藏线表示以示出其可由柔性膜310支撑并且在掩埋氧化物层314下方。顶侧插头区域504可对应于插头304的与掩埋氧化物层314并置的一部分。因此，顶侧触件307可在接触区域506之上接触顶侧插头区域504。接触区域506可成比例地小于顶侧插头区域504，这是因为接触区域506不可大于插头304宽度，并且因为最小化接触区域506减轻了掩埋氧化物层314与顶侧插头区域504分层的风险。在一个实施例中，接触区域506可小于顶侧插头区域504的约一半。例如，接触区域506可具有介于50 μπι与100 μ m之间的有效直径，而顶侧插头区域504可具有介于300 μ m与500 μ m之间的有效直径。然而，其他接触区域506和顶侧插头区域504尺寸可用于类似地使接触区域506与顶侧插头区域504之间的比率最小化，并且提供顶侧插头区域504与掩埋氧化物层314之间的强界面。
[0049]顶侧触件307也可转移电压。在一个实施例中，顶侧触件307在不显著损害柔性膜310的功能的情况下提供从插头304通过掩埋氧化物层314直至电极互连件112的电通路。为提供此通路，顶侧触件307可由提供插头304与电极互连件112之间的导电性的各种导电材料(诸如，金、祖0、0、11￥、11、41、其合金或多晶硅)形成。
[0050]如上文相对于沿图3的线A-A和B-B示出的结构所述的，电压互连件108可包括插头304的背侧表面上的接触垫306。接触垫306可与转移头部组件102的对应操作电压触件电耦接以从电源106或206转移电压。因此，电压可通过接触垫306递送到插头304中，并且朝向顶侧插头区域504上的顶侧触件307来递送。顶侧触件307可进一步与电极互连件112电耦接，因此电压可通过插头304和电极互连件112从电源106或206递送到电极表面202。此外，电源106或206可使用沿图3的线A-A和C-C示出的对应结构以类似方式将电压转移到双极静电转移头部114的第二电极表面204。
[0051]微拾取阵列104的操作可包括将电压施加到静电转移头部阵列114并从静电转移头部阵列114移除电压。例如，可通过插头304来将电压施加到静电转移头部114以夹持微型器件，并且可从静电转移头部114移除电压以释放微型器件。这种施加和移除可能伴有电流峰值，这是因为电荷在静电转移头部阵列114中产生或消失。然而，在静电转移头部阵列114的稳态操作期间，需要通过插头304递送最小电流或不需要通过插头304递送电流，这是因为可利用从电源106或206汲取的最小电力来维持电荷。因此，接触垫306与顶侧触件307之间的插头304上的电阻可小于约25千欧姆，而不使电极电路的RC时间常数降级到微拾取阵列104无法以下文所述的方式转移微型器件的程度。更具体地，因为微型器件的拾取和放置与电极电路的响应时间(例如，若干微秒)相比在相对长的时间段(例如，若干秒)内发生，所以可在不破坏拾取或放置微型器件的能力的情况下增大插头304上的电阻。例如，接触垫306与顶侧触件307之间的插头304上的电阻可在高于1欧姆到1，000欧姆的范围内。在一个实施例中，插头304上的电阻可在兆欧姆范围内而不损害微型器件的转移，如以下的描述中所述的。更具体地，在一个实施例中，插头304具有在约1千欧姆到100千欧姆的范围内的标称电阻值。
[0052]现参照图6A，其示出了根据本发明的实施例的具有由柔性膜支撑的顺应性触件的微拾取阵列的可移动部分的横截面侧视图图示。在将微拾取器件阵列104附接到转移头部组件102之前(S卩，当未将外部负载施加到微拾取阵列104时)，柔性膜310可具有足够弹性以跨间隙308变平且使插头304相对于轴302与底部衬底214对准。
[0053]现参照图6B，其示出了根据本发明的实施例的具有施加到由柔性膜支撑的顺应性触件的负载(其与施加到微拾取阵列的夹持区域的夹持力相反)的微拾取阵列的可移动部分的横截面侧视图图示。当例如通过施加静电夹持负载601以朝转移头部组件102的夹持触件拉动底部衬底214之上的夹持区域来将微拾取阵列104夹持到转移头部组件102时，可通过转移头部组件102的操作电压触件来将反应性负载602施加到插头304。这个反应性负载可例如由于夹持触件的表面与操作电压触件的表面之间的位置失配而被施加。更具体地，操作电压触件可比夹持触件从转移头部组件102延伸得更远。因此，操作电压触件在夹持触件触摸底部衬底214之上的夹持区域以及柔性膜310遇到致使其偏转的弯矩之前触摸接触垫306。此偏转允许在通孔402内浮动的插头304相对于底部衬底214移动。当柔性膜310偏转并且插头304移动时，底部衬底214和插头304两者分别保持与转移头部组件102的夹持触件和操作电压触件接触。更具体地，柔性膜310适应底部衬底214与插头304之间的相对移动以允许微拾取阵列104固定到转移头部组件102，同时建立插头304与电源106，206之间的电连接。
[0054]柔性膜310的偏转和因此底部衬底214相对于插头304的移动取决于微拾取阵列104的多个特性，并且可修改这些特性中的每个特性以调整由例如转移头部组件102的夹持触件的表面与操作电压触件的表面之间的各种偏移引起的底部衬底214与插头304之间的移动程度。在未详尽列出这些变量的情况下，可修改的微拾取阵列104特性中的一些微拾取阵列特性为柔性膜310的宽度和顶部硅层404的刚度(图4)。通过模型来提供仅这两个变量的影响的实例，在该模型中，柔性膜310内的顶部硅层404具有5 μπι的厚度。在第一实例中，在柔性膜310被模塑成具有50 μπι的间隙308宽度并且顶部硅层404具有233mN/μ m的刚度的情况下，当夹持负载601和反应性负载602对应于被施加到插头304的300MPa压力时，估计底部衬底214相对于插头304的移动为约0.4 μπι。另选地，当在柔性膜310具有100 μ m的间隙308宽度并且顶部硅层404具有34mN/ μ m的刚度的情况下将相同压力施加到插头304时，估计插头304相对于底部衬底214的移动为约1.1