CN101228815A - 移动以矩阵结构有序排列的元件组的方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种将矩阵结构有序排列的电子元件放置到平面载体上的方法和设备，包括拾取相应于矩阵结构有序排列的元件并将所述元件放置到平面载体上，其中所述元件成含有副组的元件组形式被拾取，并以每个副组形式先后将元件放置到平面载体上。由此提供了一种设备，用它可对电子元件，但特别不局限于半导体产品的组的数目、距离或方位进行改变。而且，以每个副组形式放置元件的操作产生了将所述副组放置在不同载体上的自由度。

Description

移动以矩阵结构有序排列的元件组的方法及设备

技术领域

本发明涉及一种将以矩阵结构有序排列的电子元件放置到平面载体上的方法，其中所述方法包括拾取相应于矩阵结构有序排列的元件，并将所述元件放置到平面载体上。

本发明也涉及一种将以矩阵结构有序排列的电子元件放置到平面载体上的设备，其包括上面放置有以矩阵结构排列的元件的传送台、用于定位上面放置有所述元件的平面载体的定位装置、以及至少一个传输部件，该传输部件用于从传送台拾取并放置许多矩阵有序排列的元件。

背景技术

这种方法和这种设备，通常但并不局限于应用在半导体制造中。在这些半导体的制造期间，它们经历不同加工台上进行的不同处理过程。半导体必须在这些加工台之间传输。在制造场所，标准化的平面载体通常可用于该目的。加工台通常传输矩阵结构的成批电子元件，但未必数量正确、距离正确或方位正确。

上面放置有元件的平面载体通常由平板形成，其中这些板随后可被推入可置换(displaceable)盒体(cassettes)中。

平面载体也可由传送带来形成，传送带将电子元件从一个加工站运输到另一个加工站。传送带在运输过程中起到携带的功能。在放置电子元件期间，这种传送带通常是固定的，所以术语“载体”似乎是合理的。因此这种传送带被认为归入术语“平面载体”之中。

成品半导体或其他电子元件也必须包装在至少一个为自粘合的两带材之间。电子元件通常包装在这种带材内进行供应。

发明内容

本发明的目的是提供一种设备，用它可对电子元件，但特别不局限于半导体产品的元件组的数目、距离或方位进行改变。

本目的的实现在于，将所述元件以含有副组的元件组形式拾取，并且以每个副组的形式先后将元件放置到平面载体上。

同样，本目的的实现在于，至少一个传输部件用于从传送台以含有副组的组形式来拾取元件，并以每个副组的形式先后将元件放置到平面载体上。

以每个副组形式放置元件产生了将副组放置在不同载体上的自由度。

根据本发明的第一优选实施方式，用一输输设备拾取并放置元件组，所述载体由可移动传输部件形成，传输部件在放置第一副组和随后的副组之间位移。

本实施方式也涉及以下方法，即所述设备用于在放置不同副组的元件到载体之上之间来位移传输部件。

根据另一优选实施方式，每个元件的副组包括一排元件。

由于传输部件在放置不同元件组之间的运动，这些方法的结果是，即使在单个的方向上，成排的元件之间的相互距离也会变化。

因而，该方法以及用于该方法的设备，可形成具有传输部件的位移装置的替换方案，传输部件可用于在传输中改变元件之间的相互距离。这种传输部件最终的确需要复杂的技术措施，因此是昂贵的。虽然完成的速度较低，但该替换方案需要较少的技术措施。

在本发明的设备和方法中，元件之间的相互距离，正如在具有可变化元件之间距离的传输部件情况下，只能在单个传输操作中沿单个方向进行调整。

通常不仅仅必须对元件之间的距离进行调整，而且元件也必须绕水平轴或垂直轴进行旋转，或者必须对元件进行视觉检查。为了使这成为可能，另一优选实施方式提供了一种方法，即在第一传输操作中，在第一组元件被拾取后，首先被放置在定位台上，并随后在它们被放置在平面载体上之前的第二传输操作中，将放置在定位台上的产品以第二组的形式被再次拾取。而且该实施方式提供了以下方法，即所述设备包含有第一和第二传输部件，所述第一传输部件用于从传送台传输元件，并将元件放置到定位台上，且所述第二传输部件用于从定位台传输元件，并将元件放置到平面载体上。

在元件的两阶段位移中，通常也需要按每副组的形式将元件放置到不同的载体上。该效果的完成在于，在第二传输操作中，所述元件以含有副组的第二组元件的形式被拾取，并按每副组形式先后被放置在平面载体上。这同样体现在以下方法中，两个传输部件用于从传送台以包含副组的组形式来拾取元件，并按每副组形式先后将元件放置到平面载体上。

此外，用这些方法可获得其他的效果，例如成阶段的放置元件。当目的在于沿第二方向改变元件之间的相对的位置时，最好在第二传输操作中以包含副组的组的形式来拾取元件，并按每副组形式先后将元件放置到平面载体上。两个传输部件用于从传送台以包含副组的组形式来拾取元件，并按每副组形式先后将元件放置到平面载体上。

原则上在相同方向上改变元件的相对位置两次是可能的。然而，当第二传输部件的位移方向与第一传输部件的位移方向不同时，在大多数情况下是更高效的。因此优选用于该目的的设备包括以下方法，第一传输部件的位移方向不同于第二传输部件的位移方向。

上文一直认为，传输部件在传送台和定位装置之间以及定位装置和载体之间的位移方向与放置不同副组之间传输部件所位移的方向相同。虽然这决不是主要的，但在技术方面来说最好是该方向；然后传输部件仅需要在单一方向上移动。

如上所述，最好在两个传输操作使用单个的传输部件。为了节省费用，有兴趣使用以下的方法，即一个传输部件用于从传送台传输部件到定位装置并将元件从定位装置传输到载体上。

在许多情况下，元件必须在传送台上它们所放置的位置和载体上它们所放置的位置之间进行旋转。对于该目的，吸引人的是至少一个传输操作中元件被旋转。为此，优选在一个传输操作中将至少一个传输部件用于旋转元件。

为了高效地完成加工，吸引人的是在两次传输操作中所传输的元件数目是相同的。然而本发明也提供了如下选择，即第一传输操作中所传送的元件数目不同于第二传输操作中所传送的元件的数目。当放置在传送台上的元件的数目不同于待放置在载体上的元件数目时，该方法是特别适用的。第一传输操作中所传送的元件数目与第二传输操作中所传送的元件的数目差额然后保留在定位台上，并且至少一些剩余的元件在随后的再一次传输操作中也被传输。

对于从生产设备将元件传输到进一步进行加工的场所来说，无论它是否是相同的生产场所还是别处，都使用其上用粘合剂粘合元件的纸张或塑料的带材，一些情况下可包含有另一带材。这种带材通常对于电子元件的传送是已知的。与本发明相关的是，这种带材上的元件成单一直线地有序放置。为此，本发明的方法提供了可能性，即产品可逐排地进行放置，因为平面载体可用于接受单排的元件，且在放置元件副组后，在下一副组被放置在平面载体上之前，将平面载体在其纵向上进行位移。

实施本发明吸引人的是，每个传输部件都包括拾取部件，每个拾取部件都用于拾取许多的元件，且所述拾取部件为了拾取选定元件的目的是可进行控制的。

当拾取部件分成单独可控的副组时可进一步简化元件的控制，拾取部件的副组成排地有序排列。

为了在两个方向上调整元件排之间的距离，吸引人的是第一传输部件中拾取部件的排以不同于第二传输部件中拾取部件的排的方向延伸。

元件在定位台上的临时定位提供了检查放置在定位台上的元件的选择性。为此目的的一替换实施方式提供了以下方法，即产品停留在定位台的期间，对电子元件的至少一个状态进行视觉监测。该方法通过以下装置加以实施，即视觉监测装置位于定位台上方，以监测放置在定位台上的元件的状态。

监测装置的存在提供了按照标准来测试被监测元件的选择性。为此，一优选的实施方式提供了以下的方法，即视觉监测装置可连接到检查设备上以评估被监测元件是否符合检查标准。

检查过程的结果在进一步要加工元件现场是很清楚的。因而，进一步优选的实施方式提供了一种方法，其中，取决于对情况的监测结果，只有在定位台上所存在的一些产品在第二传输操作中才被传输到载体上，这些通常是合格的元件。

在实施上文所述的方法后，不合格的元件将会保留在定位台的后面。然后这些元件占据了随后操作中要放置在定位台上的元件的位置。因此最好在第二次传输操作后将保留在定位台上的元件传输到备用台上。该备用台可由用于此目的的一部分定位台形成，但也可由完全分开的台体或平台形成。当装置包括一备用台且当传输部件之一适合于将不合格的元件传送到备用台上时，这些方法也会变得更清楚。

原则上也可以在移走到备用台上的不合格元件的位置上填充来自传送台的元件；然而这需要对传输部件的复杂控制机构，同时这种元件也可能被拒绝。因此更优选的是，在将保留的元件传输到备用台以后，将等同数量的元件从备用台传送到定位台上。当然，为此目的需要在备用台上存在有足够数量的合格元件。为此，该备用台必须定时地补充这种合格的元件。这种方案同样在以下装置中加以实施，即其中传输部件之一适合于从备用台将合格的元件传输到平面载体上。

往返于备用台元件的传输可通过执行第二传输操作的相同传输部件加以实施，也就是实施从定位台到平面载体传输操作的传输部件。为此，优选相关的传输部件适用于从备用台传输合格的元件到平面载体上。

为了替换被拒绝的元件的目的，在每种情况下，被拒绝的元件和合格的元件的传输涉及了少量的元件，通常比“正常”传输操作中所传输的元件数目小许多倍。通过“正常”的传输部件来使其进行实施本身并不是问题，但是结构上优选为此目的使用具有其他拾取部件的传输装置。

此外并不排除其他的可能性；因此，例如也可以使用单独的适合于少量元件传输的传输部件。

附图说明

下文将参照附图对本发明进行阐述，其中：

图1示出了本发明第一实施方案的示意透视图；

图2示出了本发明第二实施方案的示意透视图；且

图3示出了形成本发明设备一部分的传输部件的示意透视图。

具体实施方式

图1显示了整体上用1表示的设备，其适合用于将已经过处理的电子元件2如半导体产品传送到载体3上。设备1具有传送台4，该传送台上设置有先前加工的成矩形或矩阵图案有序排列的元件2。所述设备进一步包括定位台5和其上设置有载体7的载体台6。这些载体7可由托板(trays)形成，托板上有进一步被传输的元件

所述设备具有沿纵向延伸的直线电动机8，其上安装有两个传输部件9A、9B。直线电动机8还进一步设置有导杆以引导传输部件9的水平运动并支撑传输部件。也可以使用其他直线驱动装置代替直线电动机8。

左侧的传输部件9A用于将元件2从传送台4传输到定位台5上，右侧的传输部件9B用于将元件2从定位台5传输到载体3上。另外，也可以使用单个传输部件9来实现这两个功能。

如图中所示，传送台4上自一个方向上的元件2的密度与定位台5上的密度不同。在单个方向上的元件2之间该距离的变化可通过传输部件9A将存在于传送台上整个元件组2拿起，并随后将元件2逐排放下来完成，其中，在将成排的元件2放在定位台5的期间，传输部件9A沿元件2各排间距离增加的方向位移。

随后，元件2通过第二传输部件9B加以移动。该传输部件9B拾取存在于定位台5上的整个元件组2，并将它们成排地放置在载体3上，其中，传输部件9B在每放置一排元件之间移位，以增加元件2的排间的相互距离。正如在图中所看到的，在沿第一传输操作中已增加了元件2之间距离的方向的横切方向上的位移中，元件2之间的距离也增加了。因此，在两不同方向上改变元件2之间的距离是可能的。

此处值得注意的是，第二传输部件9B于放置成排队元件2之间移动的方向与第二传输部件9B于定位台5和载体7之间的主移动方向横切的方向延伸。然而，这些方向之间的关系依赖于传送台4、定位台5和载体台6之间的相对定位，因此可以变化。

到目前所述的设备中，只发生了元件相对位置的调整。一些情况下，期望绕垂直轴或者绕水平轴旋转元件，并选择性地结合改变元件间的距离。元件绕一垂直轴旋转可容易地通过使传输部件之一进行旋转运动来实现。绕一水平轴的旋转实现起来较难，但能通过使用专门用于此目的的传输元件来实现。

图2中的情况不同于图1中的情况，其中载体3，也就是其上卸载元件2的部件，可通过例如通常用于传输电子元件2的环形带10(end less belt)来形成。最终成排放置元件2的本发明，非常适合将元件2放置在这种带10上。为此，第二传输装置用于将元件2成排放置到带10上。在通过第二传输部件9B放置第一排元件2和放置随后排元件2之间，不仅传输部件必须要位移以将随后成排的元件2传输到传送位置，而且带10必须要位移以将随后的带10所空的部分传输到传送位置。

下文与图1所示设备的差异在于，具有摄影机11形式的视觉监控设备。该摄影机11可设置在定位台5之上并监测定位台5和其上的元件2。该监控设备用于检测元件2的存在，例如来监测是否在先前的处理中有任何元件2的损失。

摄影机11的另一目的是来监测元件2的质量。当然这仅仅涉及可视觉监测的那些方面的质量。通过将摄影机11连接到图中未示出的用于检测元件2质量的装置上来检查元件2也是可能的。

为了充分利用该检查信息，必须对合格的元件2与被拒绝的元件2进行不同的处理。为此，图2中所示的设备包括有备用台(reserve position)12。备用台12可用于放置被拒绝的元件2A；合格的元件2最终被放置在载体上。由于被拒绝元件的卸载，在元件矩形结构中会出现“空隙”。为了填充这些“空隙”，优先使用备用台上存在的已合格的元件2。

因此，传输部件9A或9B之一用于将被拒绝的元件传输到备用台12上，并从备用台将合格的元件传输到定位台5上或直接传输到带10上。此处指出的是，备用台12的使用并不限于适用于加载带10的装置，而且也可与其他载体7一同使用。在上述“正常”处理之前，毕竟许多元件2已合格，以便在备用台上有足够的元件来填充元件被拒绝所产生的“空隙”。

图3显示了本发明传输部件9的下方一角度的示意图。传输部件9在其底部包括具有许多开口16的板15。这些开口以这些必须被拾取的元件2的图案有序排列。开口16周围设置的是由柔形材料(yielding material)制成的环件17。在传输部件9的内部，每个开口都连接到图中未示出的真空源上。每个开口和真空源之间设置的是图中同样未示出的可控阀，用其可对每个开口中产生的真空进行控制。这种阀和真空源通常是已知的。当将传输部件9放置在传送台3上或定位台5上方时，通过启动阀可对开口施加真空。由此可接合开口下的部件。当传输部件到达一些结合部件必须被放置的位置时，就断开阀的相关部分，从而相关开口的真空就失去并释放相关的部件。

每个阀具有单独可控的形式是可能的。尽管需要很复杂的控制装置，但由此可获得最佳的控制。然而为了简化控制，使用整组可控阀或者使用每个都连接有许多开口的阀也是可能的。这些选项的选择取决于传输部件所需要执行的功能。

上述可参照借助真空动作的接合部件。也可使用其他的，如机械的接合部件。

上述示例性实施方式涉及一个或两个传输部件9。当然使用例如三个传输部件也是可能的，其中第三个传输部件具体用于在备用台和定位台之间移动被拒绝的或被替换的元件。

然而，也可使用其他附件，这些附件可安装在正常传输部件之一上，并起到来往于备用台传输元件的作用。

Claims (33)

1.放置以矩阵结构排列的电子元件到平面载体上的方法，包括：

拾取以矩阵结构有序排列的元件；并将所述元件放置到平面载体上，其特征在于，所述元件以含有副组的元件组形式被拾取，并以每个副组形式先后将所述元件放置到平面载体上。

2.如权利要求1中所述的方法，其特征在于，所述元件组被一传输装置拾取并放置，所述载体由一可移动的传输部件形成，且所述传输部件在放置第一副组和下一副组之间进行位移。

3.如权利要求2中所述的方法，其特征在于，每个所述的副组元件都包含一排元件。

4.如权利要求2或3中所述的方法，其特征在于，在第一组元件被拾取后的第一传输操作中，它们首先被放置在定位台上，并随后在它们被放置在所述平面载体上之前的第二传输操作中，被放置在定位台上的产品以第二组元件形式被再次拾取。

5.如权利要求4中所述的方法，其特征在于，所述第二组元件包括副组元件，并在第二传输操作中以每个副组的形式所述元件先后被放置到平面载体上。

6.如权利要求5中所述的方法，其特征在于，所述第二组元件被第二传输部件拾取并放置，且所述第二传输部件在放置连续的副组之间进行位移。

7.如权利要求6中所述的方法，其特征在于，在放置第二组元件的副组之间的第二传输部件的位移方向与放置第一组元件的副组之间的第一传输部件的位移方向不同。

8.如前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述元件在至少一个传输操作中被旋转。

9.如前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，第一传输操作中所传输的元件数目与第二传输操作中所传输的元件数目不同。

10.如权利要求9中所述的方法，其特征在于，第一传输操作中所传输的元件数目与第二传输操作中所传输的元件数目差额保留在定位台上，并且至少一些剩余的元件在随后的再一次传输操作中也被传输。

11.如前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述平面载体适用于接受单排的元件，且在放置元件副组后，在下一副组被放置在平面载体上之前，将平面载体在其纵向上进行位移。

12.如权利要求4-11任一项所述的方法，其特征在于，在产品停留在定位台的期间，对电子元件的至少一个状态进行视觉监测。

13.如权利要求12中所述的方法，其特征在于，取决于对情况的监测结果，只将定位台上所存在的一些产品在第二传输操作中传输到载体上。

14.如权利要求13中所述的方法，其特征在于，将第二传输操作后保留在定位台上的元件传输到备用台上。

15.如权利要求13中所述的方法，其特征在于，在将保留的元件传送到备用台以后，将等同数量的元件从备用台传送到定位台上。

16.如权利要求14或15中所述的方法，其特征在于，往返于备用台传输元件的操作可通过与执行第二传输操作相同的传输部件加以实施。

17.用于将以矩阵结构排列的电子元件放置到平面载体上的设备，包括：

-上面放置有以矩阵结构排列的元件的传送台；

-上面放置有元件的用于定位平面载体的定位装置；

-至少一个用于从传送台拾取并放置许多以矩阵有序排列的元件的传输部件，其特征在于，所述至少一个传输部件用于从传送台以含有副组的组形式来拾取元件，并以每个副组形式先后将元件放置到平面载体上

18.如权利要求17中所述的设备，其特征在于，所述设备适用于在载体上放置不同副组的元件之间移动传输部件。

19.如权利要求17或18中所述的设备，其特征在于，所述设备包含有第一和第二传输部件，所述第一传输部件用于从传送台传输元件并将元件放置到定位台上，且所述第二传输部件用于从定位台传输元件并将元件放置到平面载体上。

20.如权利要求19中所述的设备，其特征在于，两传输部件用于从传送台以包含副组的组形式来拾取元件并按每副组形式先后将元件放置到平面载体上。

21.如权利要求20中所述的设备，其特征在于，所述设备用于在载体上放置不同副组元件之间来移动两个传输部件。

22.如权利要求20或21中所述的设备，其特征在于，在放置第一组元件的副组之间的第一传输部件的位移方向与放置第二组元件的副组之间的第二传输部件的位移方向不同。

23.如权利要求17或18中所述的设备，其特征在于，一个传输部件用于从传送台传输元件到定位装置，并将所述元件从定位装置传输到载体上。

24.如权利要求17-23任一项中所述的设备，其特征在于，在一个传输操作中至少一个传输部件用于旋转所述元件。

25.如权利要求17-24任一项中所述的设备，其特征在于，每个传输部件都包括拾取部件，每个拾取部件都用于拾取许多元件，且所述拾取部件为了拾取选定元件的目的是可进行控制的。

26.如权利要求25中所述的设备，其特征在于，所述拾取部件可分成单独可控的副组。

27.如权利要求26中所述的设备，其特征在于，所述拾取部件组成排地有序排列。

28.如权利要求27中所述的设备，其特征在于，第一传输部件中的拾取部件排以不同于第二传输部件中的拾取部件排的方向延伸。

29.如权利要求28中所述的设备，其特征在于，在定位台上方存在有视觉监测装置，以监测放置在定位台上的元件的状态。

30.如权利要求29中所述的设备，其特征在于，所述视觉监测装置可连接到检查设备上，以评估被监测元件是否符合检查合格标准。

31.如权利要求29或30中所述的设备，其特征在于，所述设备包括一备用台，且传输部件之一适合于将被拒绝的元件传输到备用台上。

32.如权利要求31中所述的设备，其特征在于，传输部件之一适合于从备用台将合格的元件传输到平面载体上。

33.如权利要求32中所述的设备，其特征在于，所述一个传输元件具有另外的拾取部件，以往返于备用台进行传输。

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