AT414079B

AT414079B - Einrichtung zum positionieren

Info

Publication number: AT414079B
Application number: AT19132002A
Authority: AT
Original assignee: Datacon Semiconductor Equip
Priority date: 2002-12-20
Filing date: 2002-12-20
Publication date: 2006-08-15
Also published as: ATA19132002A

Description

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AT 414 079 B

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Positionieren und/oder zum Verbinden von elektronischen Schaltungen, beispielsweise Chips, und/oder deren Kontaktbahnen mit einem Träger wie beispielsweise einer Leiterplatte, Keramiksubstrat od. dgl., wobei die elektronischen Schaltungen von einer Positioniereinrichtung erfasst und auf dem Träger positioniert werden und die 5 Positioniereinrichtung mindestens einen Positionierkopf, mindestens eine am Positionierkopf angekoppelte Werkzeughalterung und mindestens ein in der Werkzeughalterung vorgesehenes Werkzeug umfasst.

Derartige Einrichtungen zum Verbinden, im nachstehenden wird der fachspezifische Begriff io Bonden verwendet, von Halbleiterchips auf ein Substrat sind beispielsweise aus der JP 11-297749 A bzw. der WO 02/49094 A1 bekannt. Diese Einrichtungen weisen einen verfahrbaren Positionierkopf mit angekoppelter Werkzeughalterung auf. Nachteilig bei diesen Einrichtungen ist aber, dass die Bondkräfte auf Grund der großen Massen schwer zu spezifizieren sind. 15

Es ist auch aus der JP 10-135250 A2 eine weitere Einrichtung zum Bonden bekannt. Bei dieser Einrichtung ist ein Positionierungssystem mit einem Bondkopf vorgesehen, das den Chip von der Versorgungsposition über die Bondstelle bringt und dort durch Absenken des Halters der Chip mit dem Substrat in Kontakt bringt. Die für den Bondvorgang notwendige Bondkraft wird 20 mittels drei in gewissem Abstand übereinander angebrachter Permanentmagnete aufgebracht, wobei die äußeren Permanentmagnete mit dem Halter verbunden sind und der mittlere in Verbindung mit dem Hubteil steht. Die Bondkraft wird durch die magnetischen Abstoßungskräfte der zwei gleichsinnig gepolten Magnete bestimmt, die entsprechend ihrer Abstandsverminderung zunimmt. Über einen Drucksensor, der über einem feststehenden Magneten angeordnet 25 ist, wird die Bondkraft gemessen und die Vertikalposition des Halters entsprechend angepasst. Nachteilig an dieser Anordnung ist, dass konstante Bondkräfte nur durch präzises Verfahren des Halters in Abhängigkeit des gemessenen Druckes erreicht werden. Bei diesem Verfahren werden sehr große Massen bewegt, was einerseits die Genauigkeit reduziert und andererseits die in der Massenproduktion von Halbleitern geforderte Geschwindigkeit des Bondvorganges 30 begrenzt.

Ferner ist aus der JP 2222155 A eine Einrichtung zum Bonden von Halbleiter-Bauteilen bekannt. Dabei soll der Anpressdruck beim Bonden über Elektromagnete realisiert werden, doch ist dies mit den aufgezeigten Einrichtungen in der Praxis durch die Bewegung der großen Mas-35 sen nur eingeschränkt durchführbar. Weiters wird die minimale Bondkraft durch eine Feder aufgebracht, die die Saugnadel relativ zum Halter vorspannt. Abhängig von der Federkonstante und dem Einfederweg des Saugtools im Halter erhält man eine Kraft, die proportional mit dem Produkt der beiden Parameter zunimmt. Mit Hilfe des Elektromagneten wird der Anker angezogen und dadurch eine zusätzliche Kraft auf die Bondposition ausgeübt. Es lassen sich daher 40 auch nur Bondkräfte durch den Elektromagneten regeln, die in einem Bereich über der ausgeübten Federkraft liegen.

Als Federn kommen üblicherweise Spiralfedern zum Einsatz. In Einrichtungen zur Realisierung sehr geringer Bondkräfte ist auch die Verwendung von Blattfedern bekannt. Nachteilig an der 45 Verwendung von mechanischen Federn zur Realisierung der Bondkraft ist, dass die Bondkraft über die Einfederbewegung nicht konstant ist und sich daher unterschiedliche Kräfte ergeben, je nachdem wie der Hubteil und die Halterung relativ zueinander stehen. Zur Erreichung konstanter Bondkräfte wird die Feder so ausgelegt, dass die Federkennlinie im verwendeten Einfederbereich möglichst flach verläuft, das heißt, die Änderung der Kraft möglichst gering ausfällt, so Zur Realisierung anderer Bondkräfte ist in der Regel der Tausch der Feder notwendig, wobei meist der gesamte Halter am Positioniersystem getauscht werden muss. Für Anwendungen, in denen ein großer Bondkraftbereich nötig ist, müssten daher, wenn überhaupt möglich, mehrere Werkzeughalter mit unterschiedlichen Federnstärken eingesetzt werden. 55 Aus der JP 11-154692 A2 und JP 10-340931 A ist bekannt, Bondkräfte durch Druckdifferenz zu 3

AT 414 079 B beiden Seiten eines Kolbens in einem Druckzylinder zu realisieren. Bei den Anwendungen mit einem Druckzylinder kann zwar durch Regelung der Druckdifferenz bei der Einfederbewegung die Bondkraft annähernd konstant gehalten werden, allerdings sind durch die große Masse des Druckzylinders Bondkräfte im Grammbereich nicht erreichbar bzw. einstellbar. 5

Wichtig bei einer derartigen Einrichtung ist das Zusammenwirken von Positionierkopf, Werkzeughalterung und Werkzeug.

So sind beispielsweise aus der JP 11-016951A und der JP 04-094552 A Verbindungen von io Werkzeug mit Werkzeughalterungen bekannt, wobei das Werkzeug an der dem Werkzeughalter zugewandten Seite als Kugelkalotte ausgebildet ist und die entsprechende Fläche des Werkzeughalters mit dieser Ausbildung korrespondiert. Zur Halterung selbst werden neben Vakuum vor allem Federn verwendet. Ein rasches Tauschen der Werkzeuge ist nicht möglich. Weiters sind diese Werkzeugaufnahmen nur für niedere Bondkräfte geeignet, da bei hohen Bondkräften 15 die Werkzeuge in der Werkzeugaufnahme verkippen. Für hohe Bondkräfte wäre eine Vakuumaufnahme mit flacher Aufnahmefläche geeignet.

Eine weitere Werkzeuganbindung über Vakuum ist aus der JP 08-097549 A bekannt. In dieser Ausführung ist die Vakuumaufnahme mit einer flachen Aufnahmefläche ausgeführt. Nachteilig 20 an dieser Ausführung ist aber, dass eine Zentrierung des Werkzeuges, parallel zum Arbeitsschritt der Werkzeugaufnahme bzw. des Werkzeugwechsels, nicht möglich ist. Eine Zentrierung des Werkzeuges hat gesondert in einem weiteren Arbeitsschritt zu erfolgen.

Gemäß dem Stand der Technik wurde zum Bonden von elektronischen Schaltungen bzw. Chips 25 auch der Weg des Thermo-Kompressions-Bonden bzw. des eutektischen Bondens eingeschlagen. Beides sind Prozesse, bei denen Temperatur und Druck für die Durchführung der Verbindung nötig sind. Dabei werden sowohl Heizplatten, auf denen das Substrat aufliegt als auch das Werkzeug zur Gänze erhitzt. Gravierendster Nachteil dieser Methode ist die extreme Temperatureinbringung in die Maschine an sich, die ein thermisches Driften verursacht. Diese Bewegun-30 gen bzw. dieses Innenleben der Einrichtung kann nur durch zusätzliche, auf komplizierten Algorithmen basierenden, Kompensationsverfahren annähernd ausgeglichen werden. Weiters ist mit derartigen Verfahren ein Durchlaufen eines Temperaturprofiles praktisch nicht möglich. Ein Thermo-Kompressions-Bonden ist beispielsweise aus der JP 2000-332061 A bekannt. 35 Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einerseits die oben aufgezeigten Nachteile vermeidet und die anderseits die aus prozesstechnischen Gründen notwendige Parametereinstellungen, wie einstellbare konstante Kraft oder gegebenenfalls auch Kraftprofile bzw. Temperaturrampen bei der Verarbeitung von Chips, rationell ermöglicht. 40

Die erfindungsgemäße Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Aufbringung der hohen Andruckkräfte im Bereich von etwa 5-50 N über den Positionierkopf und die Aufbringung der geringen Andruckkräfte im Bereich von etwa 0,5-5 N über ein Kopplungselement oder eine Druckkammer erfolgt. Mit der Erfindung ist es erstmals möglich eine Einrichtung für einen Pro-45 zess zum Verbinden von einen oder mehreren Chips auf einem Substrat, also dem so genannten Bondprozess, zu schaffen, die universell konzipiert ist und viele Einzelvorteile in sich vereinigt. Darüber hinaus ist es mit dieser Erfindung möglich, im rationellen Fertigungsprozess, beispielsweise beim Andrücken des Chip auf das Substrat, immer eine konstante Kraft, insbesondere eine Bondkraft, aufzubringen, trotz unterschiedlicher Relativbewegung der Werkzeug-50 halterung aufgrund variierender Chip- oder Substratdicken. Die Größe dieser konstanten Kraft variiert entsprechend der Charakteristik der verwendeten Verbindungstechnik und kann von einigen mN bis einigen N betragen. Ganz besonders geeignet ist diese Einrichtung für den Prozess des eutektischen Bondens und des Thermokompressions-Bondens. Beides sind Prozesse, bei denen beispielsweise die Parameter Temperatur und Druck für die Durchführung und 55 die Qualität der Verbindung eine bedeutende Rolle spielen. Gerade diese Parameter können 4

AT 414 079 B mit der erfindungsgemäßen Einrichtung optimal beherrscht werden. So ist es möglich, die für den Verbindungsprozess nötige Bondkraft geregelt zu variieren, ohne, wie es, bei Standardverfahren nötig ist, den Überfahrweg des Werkzeuges zu verändern. Unter dem Begriff Überfahrweg wird das Einfedern des Werkzeuges beim Berühren der Substratoberfläche bzw. beim 5 Ablegen des Chips auf die Bondposition bezeichnet.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist der in der x-, y- und z-Ebene bewegbare Positionierkopf auf einem Schlitten vorgesehen und eine Drehbewegung, vorzugsweise als Endlosbewegung, für das Werkzeug erfolgt über einen im Positionierkopf vorgesehenen Motor, insbe-io sondere einen Servomotor. Mit dieser Ausgestaltung der Erfindung können Bondkräfte von 5 N bis etwa 50 N beherrscht werden, wobei die Regelung über den z-Servoantrieb des Schlittens durchgeführt und ein entsprechender Überfahrweg in den Maschinendaten eingestellt wird.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist im Positionierkopf ein Decoder vorgesehen, 15 der die Winkelposition der Motorachse des Motors erfasst. Durch den Servomotor kann eine Drehbewegung des Werkzeuges und damit des Chip erfolgen, wobei in vorteilhaftenweise die Winkelposition der Motorachse über den Decoder ausgelesen wird. Eine exakte Justierung ist dadurch gewährleistet. 20 Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist im Positionierkopf ein Anschlag vorgesehen, gegen den die Motorachse bei hohen Bondkräften gepresst ist. Durch diesen Anschlag im Positionierkopf können die oben angesprochenen hohen Druckkräfte über den Schlitten aufgebracht werden. 25 Gemäß einem besonderen Merkmal der Erfindung ist die Motorachse durch das Kopplungselement unterbrochen und die dem Motor und dem Kopplungselement abgewandte Motorachse ist über eine axiale Magnetführung in z-Richtung bewegbar. Das Kopplungselement ist in Theta-Richtung verwindungssteif, also verdrehfest, und in Z-Richtung reibfrei beweglich. Die reibfreie Beweglichkeit in z-Richtung wird durch ein Luftlager zwischen den beiden Kopplungselementen 30 aufgebaut. Durch diese Ausbildung der Erfindung ist die Möglichkeit gegeben, dass die notwendigen Bondkräfte, insbesondere wenn extrem niederen Bondkräfte gefordert sind, exakt aufgebracht werden können.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung besteht die axiale Magnetführung aus einem auf der 35 Motorachse vorgesehenen Ankerteil, insbesondere einem ring- bzw. u-förmig ausgebildeten Permanentmagnet, und einer mit diesem Ankerteil, vorzugsweise berührungsfrei, korrespondierenden Stromspule. Durch diesen äußerst unkomplizierten Aufbau ist einerseits eine Endlosdrehung der Motorachse möglich, andererseits ist die Bondkraft im unteren Kraftbereich, 0,5 bis etwa 5 N, vom Werkzeugüberfahrweg unabhängig und über eine Steuerung des Spulenstromes 40 indirekt einstellbar.

Gemäß einem besonderen Merkmal der Erfindung ist die Motorachse mit mindestens einer Druckkammer, die mindestens eine flexible Wand aufweist, verbunden bzw. unterbrochen. Über diese Druckkammer erfolgt die Kraftübertragung bzw. die Bondkraftregelung. Passiv kann die 45 Bondkraft über eine Vorgabe des Überfahrweges und aktiv über eine Messung des Überdruckes in der Druckkammer kontrolliert werden.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Druckkammer eine Flachmembran oder eine an sich bekannte Rollmembran. Beide Ausführungen haben sich in praktischen Versuchen bewährt so und erlauben eine exakte Einstellung der benötigten Bondkraft. Mit einer derartigen Druckkammer werden die geringen Bondkräfte, etwa zwischen 0,5 N und 5 N, geregelt.

Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist die Druckkammer mindestens eine, gegebenenfalls zwei oder mehr aneinander gereihte, Druckdose. Diese sehr einfache Druck-55 kammer ist im Grunde nichts anderes als zwei runde Wellblechscheiben, die am Rande mitein- 5

AT 414 079 B ander verschweißt sind. Zwischen den beiden Blechen wird eine Druckluft aufgebaut. Der Überdruck in der Druckdose ist proportional zur Federkraft der Druckdose. Mit dieser Druckdose lassen sich die erwähnten geringen Bondkräfte, zwischen etwa 0,5 N und 5 N, genauestens einstellen. 5

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist in der Druckkammer die Druckluft regelbar, wobei insbesondere während des Bondprozesses die Druckluft auf konstanten Druck regelbar ist. Eine konstante Bondkraft ist für die Qualität der Verbindung von großer Bedeutung. Somit lassen sich Substratdicken- und/oder Chipdickenschwankungen durch einen großzügig gewähl-io ten Überfahrweg kompensieren, wobei für jeden zu bondenden Chip eine reproduzierbare Bondkraft gewährleistet werden kann. Weiters können durch Regelung der Druckluft während des Bondprozesses exakte Kraftprofile gesteuert werden.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die Regelung der Druckluft als geschlossener 15 Regelkreislauf ausgeführt ist und über einen oder mehrere zusätzliche Sensoren Leckströme erfassbar sind. Dadurch ist eine exakte Vorgabe der Bondkraft möglich.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die beiden durch die Druckkammer unterbrochenen Enden der Motorachse zur Kontrolle einer relativ zueinander ausgeführten Drehbewe-20 gung, vorzugsweise über eine Blattfeder, gekoppelt. Auch diese Kopplung zeichnet sich durch eine verwindungssteife Übertragung der Motordrehung aus, wobei durch die Feder kaum zusätzliche Kräfte in z-Richtung ausgeübt werden. Die Kontrolle der Drehbewegung, auch Theta-Position genannt, ist insbesondere bei einer Realisierung der Druckkammer durch eine Rolloder Flachmembran von Nöten. 25

Gemäß einer weiteren besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist die dem Motor und dem Kopplungselement bzw. der Druckkammer abgewandte Motorachse über ein axiales und/oder radiales Luftlager gelagert. Vorteilhaft dieser Art der Lagerung ist, dass die Einflüsse durch Reibungskräfte im unteren Kraftbereich möglichst ausgeschlossen werden. 30

Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung weist der Positionierkopf am freien, dem Motor und gegebenenfalls dem Kopplungselement bzw. der Druckkammer abgewandten, Ende der Motorachse eine Aufnahme für die Werkzeughalterung auf, wobei die Aufnahme und die Werkzeughalterung jeweils, mindestens partielle, Berührungsflächen aufweisen, die miteinander 35 korrespondieren und die eben und/oder gekrümmt ausgebildet sind. Die Fixierung der Werkzeughalterung in der Aufnahme erfolgt über Vakuumkräfte.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung weist die Aufnahme mindestens eine Bohrung auf, die als Saugkanal dient. Dadurch ist gewährleistet, dass die Werkzeughalterung mit einer Va-40 kuumansaugung fixiert werden kann. Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung ist die Aufnahme als Universalaufnahme ausgebildet und weist mindestens eine Berührungsfläche auf, die eine An- oder Verbindung mit der Werkzeughalterung, die ebene und/oder gekrümmte Berührungsflächen besitzt, erlaubt, wobei die Berührungsflächen vorzugsweise aus Keramik sind. Diese Konstruktion der Aufnahme hat den Vorteil, dass Werkzeughalterungen sowohl mit 45 planer als auch mit gekrümmter Kontaktfläche bzw. Berührungsfläche aufgenommen werden können. Gekrümmte Berührungsflächen ermöglichen eine einfache Zentrierung bzw. Korrektur einer Verkippung der Werkzeugachse bzw. der Werkzeughalterung zur Vertikalen. Dadurch wird eine Selbstausrichtung des Werkzeuges durchgeführt. Plane Berührungsflächen sind vor allem wichtig bei thermischen Bondprozessen, bei denen auch sehr hohe Bondkräfte zur Her-50 Stellung einer dauerhaften Verbindung zwischen Chip und Substrat eine Voraussetzung ist. Die Ausführung der Berührungsflächen aus Keramik bringt den Vorteil mit sich, dass eine hohe Maßhaltigkeit und Langlebigkeit der Kontaktflächen gewährleistet ist.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Aufnahme scheibenförmig ausgebildet und die 55 zur Werkzeughalterung gewandte Seite weist, vorzugsweise zwei erhabene, konzentrische 6

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Auflageringe auf, deren Berührungsflächen eben sind und miteinander fluchten. Dadurch wird eine einfache Zentrierung der Werkzeughalterung mit planer Berührungsfläche durch den mittleren Auflagering erreicht. 5 Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der äußere Auflagering an der dem Zentrum zugewandten Kante eine gekrümmte Berührungsfläche auf. Durch diese Ausgestaltung der Erfindung ist auch die Möglichkeit gegeben, dass Werkzeughalterungen mit einer gekrümmten Berührungsfläche angebunden werden können. io Gemäß einer entsprechenden weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Werkzeughalterung zur An- bzw. Verbindung mit der Aufnahme einen scheibenförmigen Anbindungsteil auf, der an der der Aufnahme zugewandten Seite mindestens einen Auflagering besitzt, dessen äußerer und/oder innerer Durchmesser dem inneren und/oder äußeren Durchmesser des auf der Aufnahme vorgesehen Auflagering entspricht. Wie bereits erwähnt, ist eine exakte Anbin-15 düng der Werkzeughalterung eine wichtige Voraussetzung für die Funktion der Einrichtung. Je einfacher und genauer diese Anbindung erfolgt, desto geringer sind die Totzeiten bei einem eventuellen Werkzeugwechsel.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist die Werkzeughalterung zur An- bzw. Verbindung 20 mit der Aufnahme einen scheibenförmigen Anbindungsteil auf, der an der der Aufnahme zugewandten Seite eine erhaben gekrümmte, insbesondere als Kugelkallotte ausgebildete, Oberfläche aufweist, die gegebenenfalls abgeflacht ist und zentrisch eine, vorzugsweise kreisrunde Nut besitzt. Dadurch ist eine rasche Zentrierung, vorzugsweise eine Selbstzentrierung, gewährleistet, da es ja eine unbedingte Voraussetzung ist, dass die Achse immer senkrecht zum Substrat 25 steht. Die Selbstzentrierung erfolgt, indem mit dem aufgenommenen Werkzeug eine Zwischenablage, oder die Substratoberfläche berührt, das Vakuum zur Fixierung der Werkzeughalterung gelöst wird und der Pickup-Kopf eine einfache Auf- und/oder Abwärtsbewegung in z-Richtung durchführt. Durch diese Bewegung des Pickup-Kopfes kippt die Achse der Werkzeughalterung in das Zentrum der Vakuumaufnahme und die plane Werkzeugspitze wird parallel zur Substrat-30 Oberfläche ausgerichtet. Um einen seitlichen Versatz des Werkzeuges bzw. der Werkzeugspitze zu vermeiden, wird vorzugsweise der Krümmungsradius der Berührungsflächen an die Höhe von Werkzeug und Werkzeughalterung angepasst. Der Drehpunkt liegt dann überlappend mit dem Mittelpunkt des Krümmungsradius in der Werkzeugspitze. Zur Minimierung von Reibkräften kann zusätzlich ein Luftpolster zwischen den Berührungsflächen der Vakuumaufnahme und 35 der Werkzeughalterung eingebracht werden. Nach dem Selbstzentrierungsvorgang wird das Vakuum aktiviert und die Werkzeughalterung von der Aufnahme erneut aufgenommen.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung entspricht der Krümmungsradius der Berührungsflächen der Aufnahme bzw. der Werkzeughalterung der Höhe von Werkzeughalterung und Werk-40 zeug entspricht. Wie bereits oben erwähnt, wird dadurch ein seitlicher Versatz vermieden.

Nach einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist in der Aufnahme eine Vakuumdurchführung mit einer elastischen, temperaturstabilen Vakuumlippe für das Chipvakuum vorgesehen. Dadurch ist eine Weiterführung des Kanals für das Chip- bzw. Werkzeugvakuum auch bei 45 einer unbeabsichtigten Verdrehung der Werkzeugachse in einfachster Weise gewährleistet.

Gemäß einem besonderen Merkmal der Erfindung ist in der Werkzeughalterung ein Werkzeug vorgesehen, welches vorzugsweise als Saugwerkzeug ausgeführt ist. Derartige Saugwerkzeuge haben sich in der Praxis bestens bewährt. Es sind aber natürlich auch andere Werkzeuge so jederzeit möglich.

Nach einem weiteren besonderen Merkmal der Erfindung ist im Werkzeughalter an der zum Werkzeug ausgerichteten Berührungsfläche eine Heizung vorgesehen. Wie bereits erwähnt, ist diese erfindungsgemäße Einrichtung vorzugsweise zum eutektischen Bonden bzw. zum Ther-55 mokompressions-Bonden geeignet. Um nun die bisherigen Nachteile des Standes der Technik 7

AT 414 079 B zu vermeiden, nämlich das Substrat auf Heizplatten aufzulegen oder komplett erhitzte Werkzeuge bzw. Werkzeughalter zu verwenden, wird die Heizung erfindungsgemäß im Bereich der Werkzeugspitze als kompakte Heizquelle ausgeführt. Die Vorteile einer derartigen Heizung sind darin zu sehen, dass ein geringerer Energieaufwand für die lokale Wärmeaufbringung am Chip 5 bzw. an der Bondposition und dass auch dadurch eine geringere Wärmeabgabe in den Maschi-neninnenraum gegeben ist. Ferner ist ein weiterer Vorteil im Rationalisierungseffekt zu sehen, da zeitlich gesehen optimalere Temperaturprofile gefahren werden können. Ein schnelleres Heizen und ein schnelleres Abkühlen des Werkzeuges und auch der Bondposition des Substrates werden erzielt. Dabei ist zu bedenken, dass Temperaturen bis zu 700°C in nur für wenige io Sekunden andauernden Heiz- und Kühlzyklen erreicht werden können.

Nach einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist die Heizung als Keramikwerkzeugheizung ausgeführt, wobei in den Keramikkörper Widerstandsleitungen eingesintert sind. Die Widerstandsleitungen werden also in einem Isolationskörper eingesintert. Vorteilhaft dabei ist vor 15 allem, dass Keramik einen sehr geringen Temperaturleitwert aufweist. Die Anforderungen an die im Werkzeug integrierte Heizung sind ein schnelles und gleichmäßiges Erwärmen des Chips, mit der Möglichkeit des raschen Abkühlens nach dem Bondprozess, das für die nächste Chipaufnahme von einer Folie oder einem Waffelpack unerlässlich ist. 20 Nach einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist die Heizung als Keramikwerkzeugheizung ausgeführt, insbesondere als eine LTCC (Low Temperature Co-fired Ceramics) - Heizung ausgeführt. LTCC sind Keramiken, die nach einem besonderen Dickschichtverfahren hergestellt werden. Die Keramik selbst besteht aus einzelnen Schichten auf denen Leiterbahnen zur Kontaktierung oder Heizleitungen aufgetragen werden können, bevor diese Schichten zu einem 25 homogenen Gefüge gesintert werden. Die oben aufgezeigten Bedingungen werden durch eine derartige Heizung ideal erfüllt. Darüber hinaus weist diese Heizung eine geringe thermische Masse auf, so dass ein schnelles Ansprechen auf die gewünschte Temperatur gewährleistet ist.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung besteht die Heizung aus einer Hochleis-30 tungskeramik, beispielsweise aus Siliziumnitrid oder Aluminiumnitrid. Derartige Heizungen erlauben ebenfalls diese schnellen Heizzyklen und weisen eine Temperaturbeständigkeit bis 1000°C auf.

Nach einer besonderen Weiterbildung der Erfindung ist an der der Werkzeughalterung zuge-35 wandten Seite der Keramikwerkzeugheizung im Saugkanal für das Chipvakuum ein Hohlraum bzw. Kanal vorgesehen, der einerseits zur Isolation und andererseits zur Leitung einer Kühlluft für die Heizung dient. Dieser Hohlraum garantiert einerseits eine gelingst mögliche Temperaturübertragung auf die Isolationskeramik und dient anderseits für eine Stickstoff- oder Luftkühlung der Heizkeramik während des Chipabblasvorganges. 40

Diese Kühlung kann noch mit einer zusätzlichen äußeren Kühlluft verstärkt werden, welche parallel zur Abblasluft geschaltet werden kann.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist im Bereich der Werkzeugspitze, insbesondere im 45 Keramikheizkörper, ein Temperaturfühler oder -sensor vorgesehen. Dieser Temperaturfühler dient zur genauen Temperaturbestimmung am Werkzeug. Dadurch können vorbestimmte Temperaturprofile exakt eingehalten werden.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Übertragung der elektrischen so Energie über, vorzugsweise an der Werkzeughalterung vorgesehene, Kontaktierstifte, die aus elektrisch hochleitfähigen Material oder vorzugsweise beschichtet sind. Diese Ausführung dient zur Minimierung von Übergangs- und Leitungswiderständen und sollte aus elektrisch hoch leitenden Metallen bestehen. 55 Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist über die Kontaktierstifte eine Membran gespannt, δ ΑΤ 414 079 Β die bei Anliegen des Vakuums zur Anbindung der Werkzeughalterung die Kontaktierstifte auf Kontaktflächen anpressen. Auch diese Ausführung dient in erster Linie der sicheren Energieübertragung. Weiters können durch diese Ausführung störende Reibkräften, durch die auf die Werkzeughalterung aufliegenden Kontaktstifte, beim Selbstzentrierungsablauf des Werkzeuges 5 bzw. der Werkzeughalterung eliminiert werden.

Nach einer weiteren oder auch zusätzlichen Ausgestaltung der Erfindung weist der Positionierkopf im Bereich der Werkzeughalteraufnahme einen Fangkäfig, insbesondere eine Dreipunkt-Sicherung, für die Werkzeughaltersicherung auf. Durch diese Sicherung soll ein Herabstürzen io des Werkzeuges bzw. der Werkzeughalterung, und damit verbunden, eine Beschädigung des Produktes bei einem Ausfall des Aufnahmevakuums verhindert werden.

Gemäß einer anderen oder auch zusätzlichen Ausgestaltung der Erfindung ist An- bzw. Verbindung von Aufnahme zu Werkzeughalterung mittels einer Schraubverbindung gesichert. Diese 15 Sicherung erlaubt, dass während des Bondens auch seitliche Vibrationsbewegungen zur Anregung bzw. Beschleunigung von Legierprozessen ausgeführt werden.

Gemäß einem weiteren besonderen Merkmal der Erfindung ist das Werkzeug in der Werkzeughalterung über eine Schraubhalterung oder über Klemmstifte fixiert. Dies erlaubt einen leichten 20 Austausch des Werkzeuges, welche abhängig von der zu verarbeitenden Chipgrößen zu wählen sind.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist im Positionierkopf eine Substrathöhenmessung, die vorzugsweise über einen Berührungssensor ausgeführt ist, vorgesehen. Eine derartige 25 Substrathöhenmessung ist für die Funktion der erfindungsgemäßen Einrichtung sehr von Vorteil, wenn nicht praktisch unerlässlich, da durch die Druckregelung in der Druckkammer die Höheninformationen verloren gehen.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist der Berührungssensor als optischer Sensor, 30 insbesondere als Lichtschranken, ausgeführt. Diese vorteilhafte Ausgestaltung hat sich auf diesem Fertigungsgebiet bestens bewährt.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung erfolgt das Ansprechen des Lichtschrankens dynamisch, insbesondere auf geringe Sensorsignaländerungen. 35

Diese vorteilhafte Ausgestaltung ermöglicht eine dynamische Bestimmung der Substrathöhe. Die Lichtschranke schaltet nämlich bei geringsten Intensitätsänderungen und nicht erst bei Unter- oder Überschreiten bestimmter Schwellwerte. 40 Die Erfindung wird im nachfolgenden anhand von Ausführungsbeispielen, die in den Zeichnungen dargestellt sind, näher erläutert.

Es zeigen: 45 Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Einrichtung mit einer Druckdose in einem Bonder, Fig. 2 eine schematische Darstellung einer alternativen Ausführung der Einrichtung mit einer Rollmembran,

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer alternativen Ausführung der Einrichtung mit einem Kopplungselement, so Fig. 4 die An- bzw. Verbindung von Aufnahme und Werkzeughalterung und Fig. 5 eine Heizung des Werkzeuges.

Einführend sei festgehalten, dass gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen 55 Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteil- 9

AT 414 079 B bezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich, usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. Weiters können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus dem gezeigten und beschriebenen Ausführungsbeispiel für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungsgemäße Lösungen darstellen.

Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrunde liegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden.

Gemäß der Fig. 1 besteht die Einrichtung zum Positionieren und zum Verbinden von Chips auf einem Substrat aus einem Positionierkopf 1, der einen Servomotor 2 mit einer Motorachse 3 aufweist, einer am freien Ende der Motorachse 3 angeordneten Aufnahme 4 und einer Werkzeughalterung 5, in der ein Werkzeug 6 vorgesehen ist.

Natürlich kann statt dem Substrat ein allgemeiner Träger oder eine Leiterplatte oder ein spezielles Keramiksubstrat eingesetzt werden. Ebenso können mit dieser Einrichtung statt der zitierten Chips auch Kontaktbahnen von elektronischen Schaltungen mit Leiterbahnen des Trägers verbunden werden. Mit dieser Einrichtung werden also die elektronischen Schaltungen, insbesondere die Chips, von einer Positioniereinrichtung erfasst, auf dem Träger positioniert und verbunden. Dieser Arbeitsvorgang wird als Bonden bezeichnet. Insbesondere eignet sich diese Einrichtung für das eutektische oder Thermokompressions-Bonden. Bei beiden Prozessen muß für die Durchführung der Verbindung ein hohes Augenmerk auf die Parameter Temperatur und Druck gelegt werden.

Der Positionierkopf 1 ist in der x-, y- und z-Ebene bewegbar und auf einem - nicht dargestellten - Schlitten vorgesehen. Die Drehbewegung für den Bondvorgang erfolgt über die Motorachse 3 des Servomotors 2. Diese Drehbewegung ist vorzugsweise eine Endlosbewegung und wird über einen, im Positionierkopf 1 vorgesehenen, Decoder entsprechend der Winkelposition erfasst.

Der für das Bonden notwendige Druck kann zwischen 0,5 N und 50 N betragen. Zur Druckaufbringung bzw. zur Regelung des Druckes werden im dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Wege beschritten. Die Regelung der höheren Bondkräfte, beispielsweise von 5 bis 50 N, erfolgt über den Positionierkopf 1, der in z-Richtung über den xyz-Schlitten bewegbar ist, in dem ein entsprechender Überfahrweg in den Maschinendaten eingestellt wird. Für die Aufbringung dieser hohen Bondkräfte ist im Positionierkopf 1 ein - nicht dargestellter - Anschlag vorgesehen, der vorzugsweise unterhalb des Kopplungselements bzw. der Druckkammer angebracht ist, gegen den die Motorachse 3 gepresst wird.

Der Bereich von 0,5 bis 5 N, also die kleineren Bondkräfte werden über eine Druckdose 7, die quasi die Motorachse 3 unterbricht, abgedeckt. Eine Druckdose 7, manchmal auch als Aeroi-den- oder Aneroidendose bezeichnet, besteht aus zwei an den Rändern miteinander verschweißten Wellblechscheiben. Zwischen diesen beiden Blechen wird dann die Druckluft aufgebaut. Der Überdruck in der Druckdose 7 ist proportional zur Federkraft dieser. Passiv kann also die Bondkraft über eine Vorgabe des Überfahrweges kontrolliert werden, aktiv durch eine Messung und Regelung des Überdruckes in der Druckdose 7.

Natürlich könnte die Druckdose 7 durch eine Druckkammer, die mindestens eine flexible Wand aufweist, ersetzt werden. Nicht von der Hand zu weisen ist auch der Einsatz einer Flachmembran. Ferner ist es auch möglich mehrere Druckdosen 7 aneinander zu reihen.

Mit dieser Druckdose 7 ist somit die Druckluft und damit der Druck zum Bonden regelbar. Die Regelung ist insoferne von Bedeutung, da insbesondere während des Bondprozesses der Druck an der Bondstelle konstant gehalten werden soll. Für eine optimale Druckluftregelung, 10

AT 414 079 B wird ein geschlossener Regelkreislauf realisiert, wobei Leckströme über einen zusätzlichen Sensor nahe der Druckdose erfasst werden.

Die Motorachse 3 wird durch die Druckdose 7 oder einer Druckkammer unterbrochen bzw. wird über diese verbunden. Vorzugsweise wird der der Druckkammer abgewandte freie Teil der Motorachse 3 über axiale Luftlager 8 und einem radialen Luftlager 9 gelagert. Für das radiale Luftlager 9 weist die Motorachse 3 eine mit ihr fix verbundene Scheibe 10 auf. Luftlager 8, 9 haben den Vorteil der Reibungsfreiheit.

An der Scheibe 10 ist auch ein Berührungssensor 11 für die Substrathöhenmessung vorgesehen. Insbesondere ist dieser Berührungssensor 11 als optischer Sensor ausgeführt. Diese Substrathöhenmessung ist deshalb vorzusehen, da die Höheninformationen durch die Entkopplung der oberen und unteren Motorachse durch die Druckkammer bzw. der magnetischen Führung verloren gehen. Durch die vorteilhafte Ausführung des optischen Sensors, beispielsweise als Lichtschranke, ist eine dynamische und exakte Bestimmung der Substrathöhe. Nach der Lagerung der Motorachse 3 durch die Luftlager 8, 9 weist die Motorachse 3 an ihrem freien Ende die scheibenförmige Aufnahme 4 für die Werkzeughalterung 5 auf. Die Aufnahme 4 und die Werkzeughalterung 5 weisen jeweils Berührungsflächen auf, die miteinander korrespondieren und die eben oder gekrümmt ausgebildet sind. Die Berührungsflächen sind auf besonders ausgebildeten Auflageringen 12 der Aufnahme 4 vorgesehen und sind aus Keramik. Bei einer Ausführung der Aufnahme 4 als Universalaufnahme weist diese sowohl ebene als auch gekrümmte Berührungsflächen auf den Auflageringen 12 auf.

Korrespondierend zu der Aufnahme 4 weist die Werkzeughalterung 5 zu ihrer An- bzw. Verbindung ebenfalls einen scheibenförmigen Anbindungsteil 13 auf, der an der der Aufnahme 4 zugewandten Seite ebenfalls mindestens einen Auflagering 14 besitzt.

Die Anbindung der Werkzeughalterung 5 an die Aufnahme 4 wird mittels Vakuum durchgeführt. Die Vakuumansaugung erfolgt über die Vakuumzuführung 15. In der Werkzeughalterung 5 ist schließlich das Werkzeug 6, insbesondere eine Saugnadel, vorgesehen. Die Zuführung des Vakuums für die Chipaufnahme erfolgt über eine Vakuumzuführung 16 zur Werkzeugspitze.

Gemäß der Fig. 2 ist eine alternative Ausführung der Einrichtung zum eutektischen bzw. Ther-mokompressions-Bonden aufgezeigt. Der prinzipielle Aufbau dieser Einrichtung entspricht dem Aufbau der Einrichtung in Fig. 1.

Der Positionierkopf 1 beinhaltet den Servomotor 2 mit der Motorachse 3, wobei jedoch die Motorachse 3 durch eine Rollmembran 17 bzw. einer Flachmembran zur Bondkraftregelung unterbrochen ist. Die Heranziehung einer Rollmembran 17 bedingt aber eine Unterbindung der unterbrochenen Enden der Motorachse 3 bei einer relativ zueinander ausgeführten Drehbewegung. Zur Kontrolle dieser Drehbewegung findet eine Blattfeder 18 Verwendung. Im Prinzip sind also die beiden Achsenteile der Motorachse 3 über die Blattfeder 18 miteinander gekoppelt.

Die Motorachse 3 ist dann wieder über die axialen und radialen Luftlager 8, 9 gelagert und weist an ihrem freien Ende die Aufnahme 4 für die Werkzeughalterung 5 auf.

Auch in diesem Fall wird wieder der Berührungssensor 11 für die Höhensubstratmessung vorgesehen.

In der Werkzeughalterung 5 ist das Werkzeug 6 in Form einer Saugnadel angeordnet.

Gemäß der Fig. 3 ist eine weitere alternative Ausführung der Einrichtung zum eutektischen bzw. Thermokompressions-Bonden aufgezeigt. Der prinzipielle Aufbau dieser Einrichtung entspricht dem Aufbau der Einrichtung in Fig. 1. 1 1

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Der Positionierkopf 1 beinhaltet den Servomotor 2 mit der Motorachse 3, wobei jedoch die Motorachse 3 durch ein Kopplungselement 21 zur Bondkraftregelung unterbrochen ist. Die dem Kopplungselement 21 abgewandte Motorachse 3 ist über ein axiales und ein radiales Luftlager 8, 9 gelagert und weist an ihrem freien Ende die Aufnahme 4 für die Werkzeughalterung 5 auf. In der Werkzeughalterung 5 ist das Werkzeug 6 in Form einer Saugnadel angeordnet. Auch in diesem Fall kann die Höhensubstratmessung vorgesehen werden.

In Zusammenwirken mit dem Kopplungselement 21 ist auf der Motorachse 3 eine Magnetführung in Form eines Permanentmagnetes 22 vorgesehen, der mit einer Stromspule 23 berührungsfrei korrespondiert.

Das Kopplungselement 21 ist in Theta-Richtung verwindungssteif, also verdrehfest, und in Z-Richtung reibfrei beweglich. Die reibfreie Beweglichkeit in z-Richtung wird durch ein Luftlager zwischen den beiden Kopplungselementen aufgebaut.

Die Bondkraft ist vom Werkzeugüberfahrweg unabhängig und über eine Steuerung des Spulenstromes indirekt einstellbar.

Gemäß der Fig. 4 ist der Bereich der An- bzw. Verbindung von der Aufnahme 4 und der Werkzeughalterung 5 im Detail gezeigt.

Wie bereits erwähnt, ist die Aufnahme 4 am freien Ende der Motorachse 3 angeordnet und scheibenförmig ausgebildet. Die Werkzeughalterung 5 ist an dem der Aufnahme 4 zugewandten Ende ebenfalls mit einem scheibenförmigen Anbindungsteil 13 versehen. Um nun eine optimale Anbindung zu gewährleisten, weisen die Aufnahme 4 und die Werkzeughalterung 5 jeweils mindestens partielle Berührungsflächen auf, die miteinander korrespondieren. Diese Berührungsflächen können eben oder gekrümmt sein. Vorzugsweise bestehen diese Berührungsflächen aus keramischem Material.

Da Werkzeughalterungen 5 mit planer und/oder gekrümmter Kontaktfläche im Einsatz sind und jede Ausführung besondere Vorteile aufweist, wird in der Ausführung der Anbindungsfläche der Aufnahme 4 darauf bedacht genommen. Das Ergebnis schlägt sich in einer Universalaufnahme nieder, die sowohl ebene als auch gekrümmte Berührungsflächen besitzt. Zu diesem Zweck weist die Aufnahme 4 einen Auflagering 12 auf, der eine konvex gekrümmte Berührungsfläche besitzt. Korrespondierend dazu ist die Werkzeughalterung 5 mit einer entsprechend konkaven Fläche 19 ausgestattet. Im Extremfall kann diese konkave Fläche eine oder ein Teil einer Ku-gelkallotte sein. Derartig gekrümmte Berührungsflächen haben den Vorteil der Selbstzentrierung. Für die Verwendung von ausschließlich planen Werkzeughalterungen 5 kann aber die Aufnahme 4 auch nur mit mindestens einem oder gegebenenfalls zwei miteinander fluchtende Auflagenringen 12 versehen sein, wobei die Werkzeughalterung 5 ebenfalls mindestens einen Auflagering 14 aufweist der mit dem Auflagering 12 korrespondiert. Der äußere und/oder innere Durchmesser kann dem inneren und/oder äußeren Durchmesser des korrespondierenden Auflageringes entsprechen. Die Berührungsflächen werden dann eben ausgeführt. Damit kann ebenfalls eine Zentrierung erzielt werden.

Mittig ist in der Aufnahme 4 eine Vakuumdurchführung mit einer elastischen, temperaturstabilen Vakuumlippe 20 für das Chipvakuum vorgesehen.

Die Anbindung der Werkzeughalterung 5 an die Aufnahme 4 erfolgt in erster Linie über ein Vakuum, das über die Vakuumzuführung 15 aufgebaut wird. Für diesen Zweck weist die Aufnahme 4 auch mindestens eine Bohrung auf, die als Saugkanal dient.

Zur Sicherung der Werkzeughalterung 5 bei einem etwaigen Ausfall des Vakuums wird ein

Claims

1 2 AT 414 079 B Fangkäfig 21, gegebenenfalls mit einer Dreipunkt- Sicherung 22 vorgesehen. Natürlich könnte die Sicherung auch über eine Schraubverbindung erfolgen. Die Fixierung der Werkzeughalterung 5 in der Aufnahme 4 erfolgt auch in Hinblick auf die Scru-bing-Bewegung beim Bondvorgang. Dadurch wird der Verbindungsprozess des Legierens, zum Beispiel bei Gold-Zinn-Verbindungen, angeregt bzw. beschleunigt. Gemäß der Fig. 5 wird eine Heizung im Bereich der Spitze des Werkzeuges 6 im Detail aufgezeigt. Entsprechend dem prinzipiellen Aufbau der Einrichtung ist an der Motorachse 3 die Aufnahme 4 und vorzugsweise über eine Vakuumanbindung die Werkzeughalterung 5 vorgesehen. Die Heizung wird an der zum Werkzeug 6 ausgerichteten Berührungsfläche in der Werkzeughalterung 5 vorgesehen und ist als Keramikwerkzeugheizung ausgeführt. Zur Befestigung des Werkzeuges an der Werkzeughalterung 5 kann eine Schraubverbindung 29 dienen. Im Bereich des Überganges von Werkzeughalterung 5 und Werkzeug 6 ist als Heizung ein Keramikkörper 23, in den Widerstandsleitungen eingesintert sind, vorgesehen. Zur thermischen Isolierung in Richtung des Werkzeughalters 5 ist ein Keramikblock 24 angeordnet. Weiters ist zwischen dem Keramikkörper 23, der als Heizung dient, und dem Keramikblock 24 ein Hohlraum 25 vorgesehen, der einerseits zur Isolation und anderseits zur Leitung der Kühlluft dient. Die Kühlluft wird über die Vakuumzuführung 15 zugeführt und kann über eine zusätzliche äußere Kühlluft verstärkt werden, welche parallel zur Abblasluft geschaltet werden kann. Die Zuführung der elektrischen Energie für die Heizung erfolgt über eine Energiezuführung 26, die in der Motorachse 3 verläuft. Die Übertragung der elektrischen Energie von der Aufnahme 4 zur Werkzeughalterung 5 erfolgt über Kontaktierstifte 27. Diese Kontaktierstifte 27 sind vorzugsweise an der Werkzeughalterung 5 angeordnet und sind aus einem hochwertigen Metall oder mit einem hochwertigen Metall beschichtet. Über diese Kontaktierstifte 27 ist eine Membran gespannt, die bei Anliegen des Vakuums zur Anbindung der Werkzeughalterung 5 an die Aufnahme 4 diese Kontaktierstifte 27 auf entsprechende Kontaktstellen pressen. Für eine optimale Temperaturregelung der Heizung sorgt ein Temperaturfühler 28. Dieser Temperaturfühler 28 könnte auch ein Temperatursensor sein. Dieser ist vorzugsweise in der Werkzeughalterspitze, insbesondere im Keramikkörper 23, integriert. Als Alternative zu der oben aufgezeigten Art der Heizung kann auch eine so genannte LTTC (Low Temperature Co-fired Ceramics) - Heizung eingesetzt werden. Eine weitere Alternative wäre eine Heizung aus einer Hochleistungskeramik, beispielsweise aus Siliziumnitrid oder Aluminiumnitrid. Abschließend sei darauf hingewiesen, dass in den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen einzelne Teile unproportional vergrößert bzw. schematisch dargestellt sind, um das Verständnis der erfindungsgemäßen Lösung zu verbessern. Patentansprüche: 1. Einrichtung zum Positionieren und/oder zum Verbinden von elektronischen Schaltungen, beispielsweise Chips, und/oder deren Kontaktbahnen mit einem Träger wie beispielsweise einer Leiterplatte, Keramiksubstrat od. dgl., wobei die elektronischen Schaltungen von einer Positioniereinrichtung erfasst und auf dem Träger positioniert werden und die Positioniereinrichtung mindestens einen Positionierkopf, mindestens eine am Positionierkopf angekoppelte Werkzeughalterung und mindestens ein in der Werkzeughalterung (5) vorgesehenes Werkzeug (6) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufbringung der hohen Andruckkräfte im Bereich von etwa 5-50 N über den Positionierkopf (1) und die Aufbrin- 1 3 AT 414 079 B gung der geringen Andruckkräfte im Bereich von etwa 0,5-5 N über ein Kopplungselement (21) oder eine Druckkammer erfolgt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der in der x-, y- und z-Ebene 5 bewegbare Positionierkopf (1) auf einem Schlitten vorgesehen ist und eine Drehbewegung, vorzugsweise als Endlosbewegung, für das Werkzeug (6) über einen im Positionierkopf (1) vorgesehenen Motor, insbesondere einen Servomotor (2), erfolgt.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Positionierkopf (1) ein io Decoder vorgesehen ist, der die Winkelposition der Motorachse (3) des Motors erfasst.

4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Positionierkopf (1) ein Anschlag vorgesehen ist, gegen den die Motorachse (3) bei hohen Bondkräften gepresst ist. 15

5. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorachse (3) durch das Kopplungselement (21) unterbrochen ist und die dem Motor und dem Kopplungselement (21) abgewandte Motorachse (3) über eine axiale Magnetführung in z-Richtung bewegbar ist. 20

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Magnetführung aus einem auf der Motorachse (3) vorgesehenen Ankerteil, insbesondere einem ring- bzw. u-förmig ausgeführten Permanentmagnet (22), und einer mit diesem Ankerteil, vorzugsweise berührungsfrei, korrespondierenden Stromspule (23) besteht. 25

7. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorachse (3) mit mindestens einer Druckkammer, die mindestens eine flexible Wand aufweist, verbunden bzw. unterbrochen ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckkammer eine Flachmembran oder eine an sich bekannte Rollmembran (17) ist.

9. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckkammer mindestens eine, gegebenenfalls zwei oder mehr aneinander gereihte, Druckdose (7) ist. 35

10. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in der Druckkammer die Druckluft regelbar ist, wobei insbesondere während des Bondprozesses die Druckluft auf konstanten Druck regelbar ist.

11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung der Druckluft als geschlossener Regelkreislauf ausgeführt ist und über einen oder mehrere zusätzliche Sensoren Leckströme erfassbar sind.

12. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass 45 die beiden durch die Druckkammer unterbrochenen Enden der Motorachse (3) zur Kontrol le einer relativ zueinander ausgeführten Drehbewegung, vorzugsweise über eine Blattfeder (18), gekoppelt sind.

13. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, so dass die dem Motor und dem Kopplungselement (21) bzw. der Druckkammer abgewandte Motorachse (3) über ein axiales und/oder radiales Luftlager (8, 9) gelagert ist.

14. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionierkopf (1) am freien, dem Motor und gegebenenfalls dem Kopplungsele- 55 ment (21) bzw. der Druckkammer abgewandten, Ende der Motorachse (3) eine Aufnahme 1 4 AT 414 079 B (4) für die Werkzeughalterung (5) aufweist, wobei die Aufnahme (4) und die Werkzeughalterung (5) jeweils, mindestens partielle, Berührungsflächen aufweisen, die miteinander korrespondieren und die eben und/oder gekrümmt ausgebildet sind.

15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (4) mindestens eine Bohrung aufweist, die als Saugkanal dient.

16. Einrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (4) als Universalaufnahme ausgebildet ist und mindestens eine Berührungsfläche aufweist, die eine An- oder Verbindung mit der Werkzeughalterung (5), die ebene und/oder gekrümmte Berührungsflächen besitzt, erlaubt, wobei die Berührungsflächen vorzugsweise aus Keramik sind.

17. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (4) scheibenförmig ausgebildet ist und die zur Werkzeughalterung (5) gewandte Seite, vorzugsweise zwei erhabene, konzentrische Auflageringe (12) aufweist, deren Berührungsflächen eben sind und miteinander fluchten.

18. Einrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Auflagering (12) an der dem Zentrum zugewandten Kante eine gekrümmte Berührungsfläche aufweist.

19. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeughalterung (5) zur An- bzw. Verbindung mit der Aufnahme (4) einen scheibenförmigen Anbindungsteil (13) aufweist, der an der der Aufnahme (4) zugewandten Seite mindestens einen Auflagering (14) besitzt, dessen äußerer und/oder innerer Durchmesser dem inneren und/oder äußeren Durchmesser des auf der Aufnahme (4) vorgesehen Auflagering (12) entspricht.

20. Einrichtung nach Anspruch 14 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeughalterung (5) zur An- bzw. Verbindung mit der Aufnahme (4) einen scheibenförmigen Anbindungsteil (13) aufweist, der an der der Aufnahme (4) zugewandten Seite eine erhaben gekrümmte, insbesondere als Kugelkallotte ausgebildete, Oberfläche aufweist, die gegebenenfalls abgeflacht ist und zentrisch eine, vorzugsweise kreisrunde, Nut besitzt.

21. Einrichtung nach Anspruch 14 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Krümmungsradius der Berührungsflächen der Aufnahme (4) bzw. der Werkzeughalterung (5) der Höhe von Werkzeughalterung (5) und Werkzeug (6) entspricht.

22. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 14 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass in der Aufnahme (4) eine Vakuumdurchführung mit einer elastischen, temperaturstabilen Vakuumlippe (20) für das Chipvakuum vorgesehen ist.

23. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass in der Werkzeughalterung (5) ein Werkzeug (6) vorgesehen ist, welches vorzugsweise als Saugwerkzeug ausgeführt ist.

24. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass in der Werkzeughalterung (5) an der zum Werkzeug (6) ausgerichteten Berührungsfläche eine Heizung vorgesehen ist.

25. Einrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizung als Keramikwerkzeugheizung ausgeführt ist, wobei in den Keramikkörper (23) Widerstandsleitungen eingesintert sind.

26. Einrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizung insbesondere eine LTCC (Low Temperature Co-fired Ceramics) - Heizung ist. 1 5 AT 414 079 B

27. Einrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizung aus einer Hochleistungskeramik, beispielsweise aus Siliziumnitrid oder Aluminiumnitrid, besteht.

28. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 25 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass an der der Werkzeughalterung (5) zugewandten Seite der Keramikwerkzeugheizung im Saugkanal ein Hohlraum (25) bzw. Kanal vorgesehen ist, der einerseits zur Isolation und andererseits zur Leitung einer Kühlluft für die Heizung dient.

29. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 25 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Werkzeugspitze, insbesondere im Keramikkörper (23), ein Temperaturfühler (28) oder -sensor vorgesehen ist.

30. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 24 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragung der elektrischen Energie über, vorzugsweise an der Werkzeughalterung (5) vorgesehene, Kontaktierstifte (27) erfolgt, die aus elektrisch hochleitfähigen Material oder vorzugsweise beschichtet sind.

31. Einrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass über die Kontaktierstifte (27) eine Membran gespannt ist, die bei Anliegen des Vakuums zur Anbindung der Werkzeughalterung (5) die Kontaktierstifte (27) auf Kontaktflächen anpressen.

32. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 14 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionierkopf (1) im Bereich der Werkzeughalteraufnahme (4) einen Fangkäfig (21), insbesondere eine Dreipunkt-Sicherung (22), für die Werkzeughaltersicherung aufweist.

33. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 14 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass An- bzw. Verbindung von Aufnahme (4) zu Werkzeughalterung (5) mittels einer Schraubverbindung gesichert ist.

34. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (6) in der Werkzeughalterung (5) über eine Schraubhalterung (29) oder über Klemmstifte fixiert ist.

35. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass im Positionierkopf eine Substrathöhenmessung, die vorzugsweise über einen Berührungssensor (11) ausgeführt ist, vorgesehen ist.

36. Einrichtung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass der Berührungssensor (11) als optischer Sensor, insbesondere als Lichtschranke, ausgeführt ist.

37. Einrichtung nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, dass das Ansprechen der Lichtschranke dynamisch, insbesondere auf geringe Sensorsignaländerungen, erfolgt. Hiezu 4 Blatt Zeichnungen