CN106409722B - 装配机以及给载体装配无壳体芯片的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明一种给载体装配无壳体芯片的装配机。具有：机架；供应装置，提供晶片，晶片具有芯片，供应装置设置在机架上；抬升装置，设置在机架上；载体‑容纳装置，容纳待装配的载体，载体‑容纳装置设置在抬升装置上借助抬升装置相对于机架沿着z‑方向可移动；装配头，用来从晶片上提取芯片并将提取的芯片定位在该容纳的载体装配位置上。载体‑容纳装置具有:单体的支承元件，是载体‑容纳装置的至少一个上方部件，待装配的载体能够平放在单体的支承元件上；输送装置，其用来沿着输送方向将载体输送到单体支承元件的上侧。单体支承元件上侧，所述输送装置在空间上集成于单体的支承元件中。还描述了一种方法，用来借助这种装配机给载体装配无壳体芯。

Description

装配机以及给载体装配无壳体芯片的方法
技术领域
本发明通常涉及制造电子元件这一技术领域。本发明尤其涉及一种装配机，并且涉及一种在制造电子元件的范畴内操纵无壳体芯片的方法，至少一个芯片分别包装在壳体中并且具有适当的电连接触点，经包装的芯片能够借助该连接触点实现电接触。
背景技术
在制造有壳体的电子元件时，将无壳体的（半导体）芯片，所谓的“裸芯片”，装配在载体上。在所谓的“晶圆级封装”(eWLP)的范畴内，每个包装的一个或多个芯片以主动侧朝下安放在位于载体上的粘贴薄膜上。随后，许多安放的芯片借助塑料材料浇铸，其随后是壳体。整个铸造产品随后在高压下烘烤，并随后从载体或粘贴薄膜松脱。在随后的工艺步骤中接触这些芯片，必要时还电连接，并且放置用作电连接触点的焊球。结束时，将整个进一步加工的铸造产品锯成单个的元件，或者以其它方式弄碎。
直观地表达是，eWLP是用于集成电路的壳体结构形式，其中电连接触点在由芯片和铸造材料人工制成的晶片上产生。因此要执行所有所需的加工步骤，以便在人造晶片上形成壳体。相对于传统的壳体技术，在此应用了所谓的“引线键合”，这一点允许以尤其低的制造成本制造非常小且平整的壳体，其具有优良的电特性和热特性。借助该技术，能够制造例如用作球阵列分装（BGA）的元件。
另一在微电子中已知的集成方案是制造所谓的系统级分装（SiP）模块。在SiP工艺中被动的和主动的元件以及其它部件由多个（半导体）芯片制成，并且该芯片随后借助装配工艺安放在载体上，其中该载体例如能够是环氧树脂-电路板材料、粘贴薄膜或金属薄膜。随后借助已知的安装和连接技术将安放的芯片集中在壳体中，其通常称为IC-封装。单个芯片之间的所需的电连接能够例如借助键合实现，其中其它连接原理（例如在芯片的侧面边缘上的导电薄层或内层连接）也是可行的。
在eWLP工艺的范畴内或在制造SIP模块时，典型地借助与已知的表面贴装技术相比（修正）的装配机来操纵仍无壳体的芯片。这种装配机具有装配头，芯片借助它定位在各载体的预定义的装配位置上。在此，对装配的位置精度要求尤其高。目前对eWLP工艺和SIP模块的制造来说，都要求15µm/3σ或更高的定位精度或装配精度，其中σ（sigma）是装配精度的标准偏差。由于电子元件越来越微型化，所以未来会对装配精度提出更高要求。
在制造eWLP和SIP模块时，出于效率原因要将非常大量的芯片装配在相对大面积的载体上。在此载体也能够如此之大或之长，使得它们必须在时间非常的装配工艺的过程中沿着输送方向移动。必要时在载体尤其长时，还需要在相关装配机的装配区域中进行有节奏的装配。在此，将待装配的载体的依次不同的部件（必要时以一定的空间重叠）安放在装配区域中，并且在该处装配芯片。在此上下文中可容易地看出，大的或长的载体使装配精度的维持变得困难。
发明内容
本发明的目的是，说明一种装配机以及给载体装配无壳体的半导体芯片的方法，它们在应用大载体时也能够实现尤其高的装配精度。
此目的通过独立权利要求的内容得以实现。在从属权利要求中描述了本发明的有利的实施例。
按本发明的第一角度，描述了一种给载体装配无壳体芯片的装配机，其尤其可用来制造电子元件，这些电子元件分别具有至少一个位于壳体中的芯片，该壳体尤其具有硬化的铸造材料。描述的装配机包括（a）机架；（b）供应装置，其用来提供晶片，所述晶片具有许多芯片，其中供应装置设置在机架上；（c）抬升装置，其设置在机架上；（d）载体-容纳装置，其用来容纳待装配的载体，其中载体-容纳装置设置在抬升装置上并且借助抬升装置相对于机架沿着z-方向可移动；以及（e）装配头，其用来从提供的晶片上提取芯片并且将提取的芯片定位在该容纳的载体的预定义的装配位置上。 按本发明，载体-容纳装置具有：（d1）单体的支承元件，其是载体-容纳装置的至少一个上方部件，其中待装配的载体能够平放在该单体的支承元件上；(d2）输送装置，用来沿着输送方向将载体输送到单体的支承元件的上侧上。在单体的支承元件的上侧上，输送装置在空间上集成于单体的支承元件中。
所述装配机是以下面的知识为基础：通过将输送功能（通过所述的输送装置实现）集成在载体-容纳装置的单体的支承元件中，使载体-容纳装置和尤其其单体的支承元件能够垂直于输送方向具有空间尺寸（下面称为宽度），其大于输送装置的宽度。如果待装配的载体的宽度小于单体的支承元件的宽度，则在单体的支承元件的至少一个边缘区域上还提供了位置或空间，在此位置或空间中在单体的支承元件的表面上能够设置标记。在优选对称的布局中，对于所述的情况（待装配的载体比单体的支承元件更狭窄）来说，在输送装置的左边和右边，在单体的支承元件的两个垂直于输送方向相互隔开的边缘区域上，还能够在支承元件上设置容易看到的标记。这种优选由玻璃制成的标记能够以已知的方式作为参照标记来用，以便在光学上精确地确定待装配芯片的位置，或者在校正装配机时应用同样特别装配的校正模块。这种校正模块能够例如是陶瓷元件或玻璃模块，它们在形状和/或尺寸方面与待装配的芯片类似。
直观地表达是，通过输送装置的集成，不需要设置具有两个输送轨道的输送装置，这些输送轨道相对于输送方向设置在载体-容纳装置且尤其单体的支承元件的左边或右边。如果为了确保高的装配精度需要对标记进行光学测量，则这些标记现在能够在待装配的载体的左边和/或右边设置在单体的支承元件上。即相对于输送方向不需要在待装配的载体之前和/或之后应用标记。因此借助描述的装配机能够以有利的方式原则上装配无限长的载体，而不必准确地在光学上检测经装配的芯片相对于设置在单体支承元件上的标记的位置。
单体的支承元件优选这样构成，即能够平整地摆放待装配的载体。这并不意味着，载体的整个下侧都必须平整地摆放。尤其对于集成的输送装置来说，单体的支承元件的上侧的较小的局部区域优选能够不抵靠在待装配的载体的下侧上。尽管如此，通过将待装配的载体相应大面积地平放在单体的支承元件上，能够在装配多个芯片的过程中避免待装配的载体相对于单体支承元件的变形。只要确保待装配的载体足够平整地固定在单体支承元件上，则这一点是无论如何都是适用的。通过消除或至少在很大程度上减少待装配的载体的空间延迟，能够确保尤其高的装配精度。
借助描述的抬升装置，也能够为待装配的载体的不同厚度确保各装配平面的统一的高度位置，这同样有助于实现高的装配精度。在偶尔需要相对于特制校正板的平面对装配机进行校正时，这一点也适用，该校正板在上侧上具有许多设置得非常准确的标记，特制的校正模块以已知的方式装配或摆放在此校正板上。直观地表达是，这种校正板（也经常称为“映像板”）能够借助其表面准确地抬高或降低到预设的装配平面上。因此能够以尤其高的精度来执行装配机的校正，这也在随后给载体装配芯片时提高装配精度。
按实施例，装配头能够具有多个保持装置，用来暂时地分别容纳芯片。应用所谓的多体-装配头的优点是，在非常短的时间内由装配头从供应装置接纳多个芯片，然后将这些芯片共同输送至装配位置，并且能够在该处定位在载体的预先设定的装配位置上。与只具有单体-装配头的装配机相比，以这种方式明显提高了该描述的装配机的装配效率。
应指出，在此文献中概念“设置”指，装配机的第一部件能够直接或间接地设置在装配机的第二部件上。直接的“设置”能够包括可松脱的固定或不可松脱的固定，其中可松脱的固定也能够指，这两个相关的部件只有在松开至少一个永久的固定器件（例如螺钉或铆钉）之后才能相互分开。“设置”还能够指，相关的部件设置得相互相对静止或者备选地也可推移。
还应指出，在此文献中概念“电子元件”尤其指有壳体的电子元件，其具有（a）芯片、（b）包围着芯片的壳体以及（c）用于芯片的合适的电连接触点。“电子元件”可例如是用于表面安装的元件，其典型地称为表面贴装装置（SMD）元件。与此相反，在此文献中“芯片”这一概念尤其指无壳体的半导体小板（裸芯片），其以已知的方式通过分开半导体晶片而产生。
按实施例，装配机还可具有同样设置在机架上的（平面）定位系统。定位系统具有(a)第一部件，其以相对于机架静止的方式设置，（b）第二部件，其相对于第一部件沿着预先设定第一方向可移动，以及（c）第三部件，其相对于第二部件沿着预先设定第二方向可移动。装配头固定在第三部件上。第一方向与第二方向是呈角度的。“成角度”这一概念在此指这两个方向的各种不平行定向。
通过适当地控制第一直线驱动装置和第二直线驱动装置，所述第一直线驱动装置配属于第一部件和第二部件，所述第二直线驱动装置配属于第二部件和第三部件，第三部件以及固定在它上面的装配头能够在确定的二维运动区域内自由移动。在描述的装配机中，此运动区域从供应装置的一个空间区域（待装配的芯片容纳在此空间区域中）一直延伸至装配区域中，待装配的载体位于在此装配区域中并且芯片放置在此区域中。
这两个提到的方向（它们优选相互垂直）能够通过两个轴线、例如x-轴（与输送方向平行）以及y-轴（与输送方向垂直）定义。这两个轴线能够绷成描述的装配机的坐标系统。
定位系统的第一部件能够具有静止的引导轨，其沿着x-轴延伸。该活动的第二部件能够是横向竖立的承载臂，其沿着x-轴可推移地设置在第一部件上并且沿着y-轴延伸。定位系统的第三部件能够设置在横向竖立的承载臂上并且沿着轨道可移动，其沿着横向竖立的载体的纵向方向或者沿着y-轴延伸。
按本发明的实施例，输送装置具有两个输送元件，其沿着输送方向延伸并且与输送方向垂直地相互隔开，并且它们构造得使待装配的载体以其下侧平放在这两个输送元件的下侧上。
这两个输送元件之间的间距能够是固定的或可变的。这两个输送元件中的至少一个例如能够集成在单体的支承元件的不同的纵向凹口中。这意味着，能够为至少一个输送元件设置不同的凹口，其中例如能够根据待装配的载体的宽度在不同的凹口中选出特定的一个。
这两个输送元件优选设置得相对于待装配的载体的中线对称。在这种情况下，这两个输送元件之间的间距例如大于待装配的载体的宽度的约6/10，优选大于约8/10，并且优选大于约9/10。当然，这两个输送元件之间的间距必须小于待装配的载体的宽度，否则载体就不能平放在这两个输送元件上。
这些输送元件能够以已知的方式分别具有输送皮带，其在至少两个滚轮之间绷明并且由这两个滚轮中的至少一个驱动。这两个输送皮带的材料应该与待装配的载体的下侧的材料和/或表面特征相匹配，因此在输送皮带和载体之间存在着足够高的摩擦系数并因此确保了待装配的载体的可靠运输。
当然也能够应用其它输送装置，来代替具有两个输送皮带的输送装置。根据特殊的应用情况，能够应用这样的输送装置，即以振动输送的原理为基础，其具有所谓的指数引脚，和/或其在气垫上输送输送物质（在此是载体）。
按本发明的另一实施例，这两个输送元件分别具有输送皮带。此外在单体的支承元件中设置有两个输送凹槽，它们沿着输送方向延伸并且这样构造，即使输送皮带分别在每个输送凹槽中延伸。其优点是，能够以尤其简单的方式实现对于输送装置的集成来说必要的结构特征。
按本发明的另一实施例，输送装置具有两个运转状态。其中（i）在第一运转状态下所述输送装置完全集成于单体的支承元件中，因此整个输送装置都位于通过单体的支承元件的上侧确定的支承平面的下方，并且其中（ii）在第二运转状态中输送装置的至少一部分位于此支承平面之上。
直观地表达是，第二运转状态能够称为主动的运转状态，因为只有在此运转状态下待装配的载体也实际上平放在输送装置上，并且能够沿着输送方向进行输送。第一运转状态能够以相应的方式称为输送装置的被动运转状态，因为在这种情况下在输送装置和待装配的载体之间不存在交互作用。在第一运转状态下，给待装配的载体装配芯片。在第二运转状态下，使待装配的载体沿着输送方向输送至其加工位置，该加工位置优选不仅相对于单体的支承元件的宽度，也相对于单体的支承元件的长度（沿输送方向）至少几乎位于支承元件的几何中心中。
支承平面与单体的支承元件的上侧重合。因此在第一运转状态中，能够在单体的支承元件和待装配的载体之间达到尤其良好的机械耦合或平整的且可松脱的连接.如同上面已阐述的一样，由此能够阻止或至少减少待装配的载体的机械延迟，并因此提高装配机的装配精度。
应指出，还可能在单体的支承元件的上侧上设置许多间隔元件，它们优选都具有相同的高度。因此，待装配的载体不是直接位于单体的支承元件的表面上，而是只间接地（通过或借助间隔元件）位于单体的支承元件上。即使不再能准确地定义待装配的载体相对于单体的支承元件的空间位置，并且相对于可达到的装配精度来说具有一定的缺点，但只要待装配的载体的下侧在机械上是敏感的，则这种实施方式也是有利的。在这种情况下，通过适当地选择上述间隔元件的至少上侧的材料，能够可靠地阻止待装配的载体的下侧的损坏。
以不同的方式和方法能够实现从第一运转状态到第二运转状态的首次转换（抬高各自的输送元件），并且能够实现从第二运转状态到第一运转状态的第二次转换（降低各自的输送元件）。因此，用于输送皮带的至少几个滚轮（的旋转轴线）能够竖直地推移，并且例如能够平放在具有锯齿形上方边缘的调节元件。在这种情况下，相关滚轮的高度位置能够通过这种调节元件的推移来改变。相关的滚轮或相关滚轮的旋转轴线能够例如以弹性方式支承着，以便在偏转之后尤其朝上自动地再次回到其下方原始状态中。应指出，能够以各种不同的方式和方法实现输送皮带或输送装置的高度的调节，这些方式和方法对于机器制造领域的专业人员、设计者都是已知的，因此在此不再详细阐述。
按本发明的另一实施例，单体的支承元件具有气动接口，低压能够借助所述接口施加到载体的下表面上。通过借助低压实现的固定，载体能够以非常高的精度并且无内部延迟地保持在单体的支承元件的预定位置上，并因此也能够保持在装配机内部的预定位置上。
直观地表达是，待装配的载体通过气动接口吸在载体-容纳装置或单体的支承元件上。只要载体的表面（其抵靠在气动接口上）用足够的低压加载，则能够以可靠的方式阻止载体的不小心滑动。与借助已知的夹持机制来可松脱地固定载体（用于待用有壳体的电子元件装配的电路板）相比，待用无壳体芯片装配的载体的所述气动固定具有很大的优势，即它的温度稳定性明显更高。原因在于，已知的夹持机制的不同部件具有不同的几何形状并因此经历不同的热膨胀，所以在温度变化时同时也会改变夹持的方式和方法。因此在已知的夹持过程中典型的是，待用芯片装配的载体的至少一部分的位置会在装配机的内部移动。
除了已提到的温度稳定性以外，描述的气动固定与常规的夹持相比是有优势的，即在适当构造载体-容纳装置时，能够以简单的方式将载体平整地固定在载体-容纳装置的上侧或单体的支承元件上。因此能够可靠地阻止载体的局部区域朝上或远离单体支承元件的不期望的拱起。在此上下文中需注意，在进行侧面夹持（其典型地用于待装配的电路板）时，各电路板可能会出现折弯。因此虽然能够通过合适的支撑销钉阻止载体的朝下弯曲，但其实只需通过气动地固定（如此处所示的一样）待用无壳体芯片装配的载体，就能以简单的方式阻止不期望的朝下弯曲，因为载体的上侧为了装配必须能够自由使用。
直观地表达是，描述的载体-容纳装置借助其气动接口是真空-固定工具，借助它能够将待装配的载体固定在装配机内，使得载体的表面精确地位于装配机的平面的高度中，芯片能够最佳地且尤其以最高的装配精度定位在此平面中。
为了即使在波动的环境温度下也能确保载体位置准确地固定在描述的装配机内，单体的支承元件只需这样构成，即其几何形状只具有非常小的温度依赖性。这一点能够例如通过应用合适的材料（例如殷钢合金）来实现，其由约64%的铁和36%的镍构成并且以已知的方式具有非常小的热膨胀系数。
按实施例，气动接口能够具有凹槽，其能够加载由低压-生成单元产生的低压。低压-生成单元在此能够是这样的单元，即其相对于描述的装配机而言是外部单元并且能够只气动地与载体-容纳装置耦合。但低压-生成单元也能够配属于描述的装配机。尤其在后一种情况下，描述的低压-生成单元例如出于协同原因也可用来产生低压，其以已知的方式用来在装配头的所谓吸管上暂时接纳芯片。
利用凹槽将低压传递到载体表面上，其优点是，不仅仅是点状地施加该低压，而是能够沿着直线施加。在此，凹槽的形状和/或长度能够与待用芯片装配的载体的尺寸和/或机械特性相匹配。
描述的凹槽也能够具有多个凹槽部段，它们在一个分叉点或在多个分叉点上相互连接。此外，描述的凹槽的至少一个部段能够是环绕的凹槽，其优选围绕着载体-容纳装置的表面的中点或围绕着固定于载体-容纳装置上的载体的中点。因此，低压能够以基本对称的方式施加到待装配的载体的下表面上。通过这一点，使待装配的载体由于低压不是或只以可忽略的方式机械地张紧。这一点也明显有助于提高装配精度。
按本发明的另一实施例，装配机还具有调温装置，其在热量方面与单体的支承元件耦合，并且其设计得使单体的支承元件至少几乎保持在恒定的温度上。
调温装置能够主动地或被动地使单体的支承元件的温度稳定，并因此还使气动地固定在单体的支承元件上的载体的温度稳定。被动的温度稳定能够以简单的方式实现，即具有预定温度的气态或液态的热交换介质流经一个通道，该通道设置在单体的支承元件中，但至少设置在载体-容纳装置中。主动的温度稳定还额外地具有从温度传感器至调温装置的控制单元的温度-反向耦合，因此总是能够调节热交换介质的温度和/或体积流，使得单体的支承元件的至少一部分处于恒定且优选预先设定的温度上，该部分在热量方面与待装配的载体耦合。
为了精确地维持载体在装配机内部的位置，尤其对于前面描述的“晶圆级封装“(eWLP)以及系统封闭（SiP）模块制造工艺来说，稳定待装配的载体的温度是很重要的，因为与具有SMD元件的电路板装配（其通常持续时间小于1分钟）相比，在给载体装配来自晶片的芯片时在待加工的芯片数量明显更大时，装配时间明显更长。给载体装配无壳体芯片的装配时间通常在1小时和几个小时之间。其结果是，装配机和/或待装配的载体的所有时间变化（还很小）直接影响着装配精度。
调温装置按另一实施例能够如此设计，即冷却载体-容纳装置以及尤其单体的支承元件，使得它们的温度能够比载体-容纳装置的直接的环境温度低至少2 Kelvin、尤其低至少4 Kelvin、进一步地尤其低至少7 Kelvin。因此能够确保，装配机的部件的废热不会自动地提高载体的温度，该废热会在装配机的保护罩下方的空间区域中引起不期望的且不可避免的温度上升。通过适当地调节调温装置，能够使载体在装配期间的温度至少几乎等于装配机的环境温度。这一点在实践中指，载体在导入装配机中时并且在从装配机中导出时不会经历温度变化，或只经历可忽略的温度变化。这种温度上升引起的效果是，载体的空间尺寸在装配进程中可能会由于热膨胀而变化，并且相应降低装配精度。
按本发明的另一实施例，单体的支承元件具有至少两个标记，其在光学上可识别并且尤其设置在单体的支承元件的上侧上的空间区域之外，该空间区域设置得用来容纳待装配的载体。
在轴对称的布局中，这两个标记之一相对于输送方向位于接纳区域的左边，而这两记中的另一个位于用于待装配的载体的接纳区域的右边。借助至少一个这样的标记，通过适当地光学测量，能够以高的精度确定经装配的芯片相对于该标记的位置。只要准确地了解了相关标记在描述的装配机内的位置，则能够准确地查明经装配的芯片在装配机的坐标系统内的实际位置。此外，只要准确地了解了在此期间至少局部装配的载体在装配机的坐标系统内的位置，则也能够以更高的精度查明经装配的芯片在载体的坐标系统内的实际位置。如果在进行这样的位置测量时查明了实际的装配位置和预先设定装配位置之间的一定的空间偏置，则在随后的装配过程中通过适当地控制装配头的运动至少几乎平衡了这种偏置。
在安装载体-容纳装置或载体-容纳装置的相应部件（这些标记位于这些部件上）之前，能够借助非常精确的光学测量器测量可光学识别的标记的准确位置。以这种方式，能够以尤其高的精度对装配位置执行上述光学测量。
将这两个标记在空间上设置在一个区域（该区域用来在装配机运转时接纳载体）之外，其优点是，在载体装配期间也能测量这些标记(的位置）。因此在装配过程中（如上面描述的一样，其可能持续1至2小时）还能够光学地准确辨识出装配位置，并且确保持续的装配精度。
按本发明的另一实施例，单体的支承元件具有至少另外两个标记，其在光学上可识别并且尤其设置在单体的支承元件的上侧上的空间区域之外，该空间区域设置得用来容纳待装配的载体。
在轴对称的布局中，这两个另外标记之一相对于输送方向位于接纳区域的左边，而这两记中的另一个位于用于待装配的载体的接纳区域的右边。
在此实施例中，在单体的支承元件上存在着总共至少四个可光学识别的标记。为了改善装配精度，这四个标记能够用于第一测量目的（A）和/或用于第二测量目的（B），其中从中分别得出，这四个标记以空间固定的方式设置在装配机的坐标系统中，或者甚至定义了装配机的坐标系统。
（A）测量目的1：通过测量安放在载体上的芯片相对于这四个标记的装配位置，为了平衡装配位置，能够通过适当地控制装配头的运动来应用扩展的运动模式，其中借助双线性的坐标转换，不仅能够描绘出一维的变形和角度变形，而且还能够描给出梯形变形。这意味着，也借助这四个标记近似计算出定位系统（其承载着装配头）的非线性定位特性，并且能够叠加映像区，其以已知的方式用来单独地为多个可能的装配位置位置准确地控制装配头的运动。
（B）测量目的2：在这四个标记的上面或附近，能够在装配机的校正运转时由装配头安放特制的校正模块或元件，其中优选应用的元件类型是与经装配的元件的类型相一致。通过适当地进行光学的位置测量，能够非常精确地查明在这四个标记范围内的装配位置的可能的偏置。由此获得的信息能够与映像区叠加。这种映像区能够以已知的方式用来借助上述定位系统定位装配头，使得能够根据位置（即对于每个装配位置单独地）平衡定位系统的可能存在的延迟。
按本发明的另一实施例，这两个标记相互具有垂直于输送方向的空间偏置。此外，这两个另外的标记相互具有垂直于输送方向的空间偏置。此外，这两个标记相对于这两个另外的标记中的每一个都具有沿输送方向的空间偏置。
在尤其简单地实现此实施例时，这两个标记相互只具有垂直于输送方向的空间偏置（并且沿着输送方向没有偏置）。这同样适用于另外两个标记。此外在此还具有两个标记对，它们分别包括一个标记和另一个标记，其中这些标记对的标记只沿着输送方向具有空间偏置（并且垂直于输送方向没有偏置）。直观地表达是，在此实施例中所有标记定位在单体的支承元件的长方形二维格栅上。
如同上面描述的一样，只要装配机具有设置在机架上的（平面）定位系统，并且借助此定位系统不仅能够定位装配头，还能够定位照相机；然后能够通过光学测量各标记对，识别出定位系统的不同部件的可能存在的或在装配过程中产生的空间延迟。这种空间延迟尤其能够通过定位系统的单个部件的温度波动产生。
直观地表达是，在定位系统的至少单个部件延迟时，该定位系统的坐标系统会扭曲。通过光学地测量相应看作是静止的标记的位置，能够确定该延迟，并且在进一步装配载体时通过定位系统的适当操纵来平衡该延迟。因此尤其在应用用来确定该扭曲的双线性模块时，能够实现非常高且在时间上稳定的装配精度。
按本发明的另一实施例，在单体的支承元件上设置有至少一个附加标记，其沿着输送方向位于标记和另一标记之间。备选或附加地，还在单体的支承元件上设置有至少另一附加标记，其沿着输送方向位于一个标记和另一标记之间。其优点是，能够更精确地确定定位系统的坐标系统的扭曲。所述改善效果越大，则附加标记或另外的附加标记的数量就越多。
按本发明的另一实施例，(a)至少一个标记、（b）至少一个另外的标记、（c）至少一个附加标记和/或（d）至少一个另外的附加标记的至少一个记号设置在输送装置的外部。
在此上下文中”设置在外部“尤其指，相关记号沿着输送方向看设置在输送装置的左边或右边。如果如上面描述的一样输送装置借助两个相互隔开设置的输送元件实现，则则”设置在外部“尤其指，相关记号在左边输送元件的左边或者在右边输送装置的右边设置在单体的支承元件上。
描述的位于输送装置之间的空间布局的优点是，当载体的宽度小于两个垂直于输送方向相互隔开的记号之间的间距时，相关的记号在输送载体时以及在装配接纳的载体时都不会被该载体遮盖。这一点能够以有利的方式装配相应长的载体，其中这种载体甚至如此之长，以致它只能通过有节奏的输送在装配机中或由装配机装配。在这样有节奏地进行输送时，载体在沿着输送方向相互隔开的不同位置上暂时处于静止状态，因此所有待加工的芯片中的一部分能够以较高的精度安放在待装配的载体上。在装配过程中能够光学地识别相关记号（从上方通过照相机），这使得能够几乎在线地监控装配精度。以这种方式确保了在给载体装配芯片时的可靠性。
按本发明的另一实施例，装配机具有参照元件，其固定在单体的支承元件上，其中至少一个记号设置在参照元件上。
该参照元件能够是所谓的标尺，其由具有极低热膨胀的材料制成。该至少一个记号能够以非常高的位置精度设置在参照元件上，或者能够通过非常准确的测量来获知记号的位置。因此进一步改善了定位系统的扭曲的测量精度。参照元件能够例如是所谓的玻璃标尺。
按本发明的另一实施例，装配机还具有照相机，其这样定位或可这样定位，使得该至少一个记号以及装配在载体上的芯片能够共同在一个图像中由照相机拍摄。
通过提供照相机（其至少暂时在适当的位置上可供使用），以便探测不同的标记或至少一个记号以及装配在载体上的芯片，能够在装配机运转期间持续地或至少以有规律的间隔检测描述的装配机的精度。如果这种检测得出，在装配芯片时出现了不期望的、使装配精度变差的空间偏置，则能够通过上述措施来平衡该空间偏置，即尤其通过适当地控制上述定位系统的驱动器来平衡。
按实施例，该照相机能够相对于装配头设置在空间固定的位置中。这一点尤其指，照相机间接或直接地设置在装配头上。因此，能够以设备尤其简单的方式使照相机构成可在装配机内部运动的装配机。
在装配机内部可移动的照相机不仅能够识别上述标记，而且还能识别待用芯片装配的载体的结构，因此至少大致地获知了待装配的载体在装配机的坐标系统内的位置。因此，必须这样来测量载体的位置，因为待装配的载体借助输送装置放入装配机的装配区域中并且传递至单体的支承元件。那么通过测量设置或构成在载体上的光学结构的位置，能够以适当的方式来控制输送装置，因此待装配的载体能够尽可以准确地传递到装配所需的或合适的位置中。
按本发明的另一实施例，装配机还具有（a）用来提供另一晶片的另一供应装置，该晶片同样具有许多芯片；以及（b）另一装配头，其用来从提供的另外的晶片上提取芯片并且将提取的芯片定位在载体的预定义的装配位置上。其优点是，该装配机能够在一运转模式中驱动，在此运转模式中两个装配头分别交替地从各自所属的供应装置中接纳芯片，并且将其安放在待装配的载体上。
直观地表达是，在第一时间段内，芯片由（第一）装配头从（第一）供应装置提取，并且已容纳的芯片由（第二）另外的装配头安放在载体上。在随后的第一时间段内，芯片由（第二）另外的装配头从（第二）供应装置提取，并且事先由（第一）供应装置容纳的芯片由（第一）装配头安放在载体上。通过这两个装配头的这种交替运转，能够使装配效率几乎至少提高两倍。
按本发明的另一角度，描述了一种方法，用来借助装配机并且尤其借助上述类型的装配机给载体装配无壳体芯片。描述的方法具有：(a)借助供应装置提供晶片，所述晶片具有多个芯片；借助输送装置沿着输送方向将待装配的载体输送到载体-容纳装置的单体的支承元件的上侧上，因此载体至少几乎位于预定的加工位置的附近，其中输送装置在单体的支承元件的上侧上从空间上集成于单体的支承元件中；（c）将载体平放且固定在单体的支承元件的上侧上；以及（d）借助装配头给载体装配芯片，该装配头用来从提供的晶片上提取芯片并且将提取的芯片定位在该容纳的载体的预定义的装配位置上。按本发明，单体的支承元件和输送装置是载体-容纳装置的部件，其能够借助抬升装置相对于装配机的机架沿着竖直的z-方向移动，因此待装配的载体的上侧位于预定义的装配平面中。
所述方法也是以下面的知识为基础：通过将输送功能（通过所述的输送装置实现）集成在载体-容纳装置的单体的支承元件中，使载体-容纳装置和尤其其单体的支承元件能够垂直于输送方向具有空间尺寸（下面称为宽度），其大于输送装置的宽度。因此可光学探测的标记能够从输送装置的侧面（即相对于输送方向从左边和右边）设置在单体的支承元件上，它们在待装配的载体具有相应宽度（=垂直于输送方向的方向）时不会被载体遮住。在给载体装配芯片（必要时与已装配的芯片一起）时，因此这些标记能够被照相机探测到。也能够以这种方式在常规运转时监控装配机的装配精度。
按本发明，预定的加工位置是载体在装配机内部的位置，在该位置中给载体装配该芯片。
按本发明的另一实施例，载体具有板和粘贴薄膜，该粘贴薄膜设置在该板的平整的上侧上。
描述的粘贴薄膜尤其能够是双侧的粘贴薄膜，因此不仅能使粘贴薄膜粘附在承载板上，也能使安放的芯片粘附在粘贴薄膜上。尤其能够借助层压，将粘贴薄膜均匀地涂在承载板上。
粘贴薄膜优选是所谓的热-脱落层，其特征在于，粘贴薄膜的粘性在热处理时减弱甚至完全消失。因此随后的步骤中制造元件时，即在经装配的芯片与可硬化的铸造材料共同地浇铸之后，经浇铸的元件能够以简单的方式与粘贴薄膜分离。
按本发明的另一实施例，所述方法还具有(a)探测两个光学结构的位置，如果载体位于加工位置中，则这两个光学结构位于供应的载体上；（b）在探测到的位置的基础上，确定供应的载体相对于机架的精确空间位置；以及(c）在载体的确定的精确的空间位置的基础上，查明装配机的坐标系统中预定的装配位置的坐标。在此，载体上的预定的装配位置还取决于该查明的坐标。
在简单的实施例中，这两个光学结构能够简单地是两个洞口，它们设置或构成在载体的边缘、尤其是相对而置的位置上。将简单的洞口用作光学结构的优点是，这些洞口也能够用来例如借助定心销来机械地操纵载体。
应指出，待装配的载体当然也能够具有多于两个可光学识别的结构。因此能够进一步更精确地确定载体在装配机的坐标系统中的位置。
载体的这两个光学结构的作用还在于，在载体例如气动地固定在单体的支承元件上之后，将载体塑造成刚性的固体（即没有延迟），因此能够准确地定义载体相对于两个光学结构的各种可能的装配位置。
按本发明的另一实施例，所述方法还包括探测两个至少两个标记的位置，这两个标记位于单体的支承元件上。在此，载体上的预定的装配位置还取决于至少两个标记的位置。
这两个标记能够用来非常准确地测量经装配的芯片的相应位置。因此能够在装配机运转时以简单的方式监控装配机的装配精度，并且能够通过适当地控制承载着装配头的定位系统，在装配位置上平衡可能出现的空间偏置。
优选借助照相机和接在该照相机之后的数据处理单元来探测这两个标记，该数据处理单元执行图像处理和图像评估。为了改善在此描述的方法的精度，还能够考虑同样位于单体的支承元件上的其它标记。
按本发明的另一实施例，在装配载体时以预先设定的时间间隔重复地探测这至少两个标记的位置，并且在探测到的位置的基础上校正预定的装配位置的坐标。
直观地表达是，在装配机运转时周期性地对这至少两个标记进行测量。因此除了热效应的平衡以外，并且除了接近承载着装配头的定位系统的非线性表现以外，还能识别空间变化，并且必要时还能在装配时平衡该空间变化，该空间变化是在较长的时间内出现，但其原因还未知。
按本发明的另一实施例，所述方法还具有(a)测量装配在载体上的模块的位置；（b）在给载体装配无壳体芯片期间，随后重新测量模块的位置；以及（c）确定模块在所述测量和重新测量之间的相对位移。在此，载体上的预定的装配位置还取决于模块的位移。
直观地表达是，考虑经装配的模块的位置变化或位移（其随着时间的推移而调节，即与时间有关），并且从中推断出定位系统的与时间有关的扭曲，其尤其通过温度变化对定位系统的部件的上述效果引起。对于上述标记、其它标记、附加标记和/或其它附加标记的应用来说，备选地或组合地，还能够在支撑位置（其位于装配机的装配区的内部）的基础上，查明定位系统的与时间有关的扭曲。所述扭曲的确定精度随着用来确定扭曲的模块的数量的增多而增大。
按本发明的另一实施例，该模块是校正模块并且具有可光学识别的结构。
应用特制校正模块的优点是，该可光学识别的结构能够被简单且可靠地识别出来。此外，可光学识别的结构能够以非常高的空间精度设置在校正模块上。
校正模块可例如是玻璃模块，其能够以非常高的精度制成。此外，玻璃模块能够由特殊的玻璃构成，其具有非常低的热膨胀，因此对定位系统的扭曲进行的上述测量的精度能够尤其高。
按本发明的另一实施例，所述模块是经装配的无壳体芯片。为了实现光学测量，可能存在于芯片上的可光学识别的结构在此也能够用来非常准确地确定模块的位置。可光学识别的合适结构例如能够是无壳体芯片的边缘。
应指出，本发明的实施例已参照不同的发明内容进行描述。尤其描述了本发明的具有装置权利要求的几个实施例，并且描述了本发明的具有方法权利要求的其它实施例。对于专业人员来说在阅读该申请时能够立即明白，如果没有另外的详细说明，则除了这些属于这类发明内容的特征组合以外，还可能实现这些特征的任意组合，这些任意的特征组合属于其它类型的发明内容。
本发明的其它优点和特征从目前优选的实施例的以下示例性描述中得出。本文件的单个附图只是未意性的并且比例是不正确的。
附图说明
图1示出了按本发明的实施例的装配机，其具有两个晶片-供应装置和两个装配头。
图2在扩大的视图中示出了按图1的装配机的一部分。
图3 示出了按本发明的另一实施例的装配机，其中所有的标记都设置在总共两个构成为玻璃标尺的参照元件上。
图4示出了图3的装配机，其中为了实现校正功能将映像板摆放在单体的支承元件上。
图5a和5b展示出了装配机，其具有修正的支承元件532，在此支承元件中设置有气动的多体接口533。
参考标记清单
100装配机
112机架
114第一部件/静止的承载轨道
116第二部件/可移动的横向竖立的承载臂
118第三部件/可移动的承载板
120装配头
121另外的装配头
130载体-容纳装置
132单体的支承元件
140晶片-供应装置
141另外的晶片-供应装置
160输送装置
161第一输送元件/第一输送皮带
162第二输送元件/第二输送皮带
180晶片
190载体
222芯片-保持元件/吸管
233气动接口/环绕的凹槽
234标记
235其它标记
236附加标记
237其它附加标记
238调温装置
245晶片-存储器
250照相机
282芯片（经装配的）
292承载板
294粘贴薄膜
296光学上可识别的结构/洞口
T输送方向
300装配机
332单体的支承元件
334标记
335其它标记
336附加标记
337其它附加标记
361a输送皮带
361b输送皮带
366输入侧的输送侧部
367输出侧的输送侧部
370参照元件/玻璃标尺
372校正模块
475映像板
476记号
500装配机
513第一状态下的抬升装置
532单体的支承元件
533气动的多体接口/环绕的凹槽
595测量和装配面。
具体实施方式
应指出，在下面的详细描述中不同实施例的特征或部件（它们与其它实施例的相应特征或部件相同或者至少功能相同）设置有相同的参考标记或者不同的参考标记，所述不同的参考标记只是在其第一个字母上与相同的或至少功能上相同的特征或部件的参考标记不同。为了避免不必要的重复，已经借助前面描述的实施例阐述的特征或部件在后面不再详细阐述。
此外应指出，以下描述的实施例只是从本发明的可能的实施例中选出来的。尤其可能的是，单个实施例的特征以适当的方式彼此组合，因此对于专业人员来说借助此处详细描述的实施方案就能把许多不同的实施例看作是明显公开的。
此外应指出，应用了有关空间的概念例如“前”和“后”、“上”和“下”、“左”和“右”等，以便描述一个元件与另一元件或其它元件的关系，如同在这些附图中展示的一样。因此，这些有关空间的概念能够适用于与附图中所示的方位不同的方位。但应理解，为了简化描述，所有这些有关空间的概念都涉及在图面中描述的方位，但绝不是对它进行限制，因为这些描述的装置、部件等在使用时都能占据与在图面中描述的方位不同的方位。
在参照附图描述本发明的示范性实施例之前，还结合本发明的示范性实施性描述了几个想法。
图1示出了按本发明的第一实施例的装配机100。该装配机100具有机架112，两个用来分别移动装配头120和121的平面-定位系统设置在该机架上，因此它们能够在与图面平行的平面中移动。这两个平面-定位系统作为第一共同使用的部件具有相对于机架静止的承载轨道114。在承载轨道114上设置有两个横向竖立的承载臂116作为第二（非共同的）部件，其能够沿着y-方向移动。一个承载臂116在此配属于一个定位系统，一个承载臂1163配属于另一定位系统。这两个定位系统还分别具有可移动的承载板118，其设置在各自的承载臂116上并且能够沿着x-方向移动。两个装配头120或121借助固定的螺纹连接设置在这两个承载板118上。
装配机100还具有两个晶片-供应装置，即晶片-供应装置140和另一晶片-供应装置141。在其它未示出的实施例中，也能够应用其它类型的供应装置（例如皮带或库存-供应装置），来代替至少一个晶片-供应装置。借助这两个晶片-供应装置140、141中的每一个，能够将晶片180从图1未示出的晶片-存储器中带到备货区中，在应用各装配头120、121的情况下能够从该备货区上提取单个芯片。装配头120、121优选是所谓的多体-装配头，它们分别具有多个在图1中作为小圆示出的吸管。芯片可分别由吸管暂时接纳。根据此处所示的实施例，吸管能够单独地沿着z-方向移动，其垂直于图面，因此既垂直于y-方向也垂直于x-方向。备选地，也可应用其它头结构，例如收集&放置旋转头。
随后通过适当地控制相关平面-定位系统，将由各装配头120、121接纳的芯片输送至装配区域中，在此装配区域中在定义的装配位置中将这些芯片安放在待装配的载体190上。
设置有两个装配头120、121和两个供应装置140、141的装配机100能够以有利的方式在运转模式中驱动，在此运转模式中两个装配头120、121分别交替地从各自所属的供应装置140、141中接纳芯片，并且将其安放在待装配的载体190上。因此能够明显提高装配效率。在此上下文中，“装配效率”这一概念是在预先设定的时间单位内（例如1小时）可由这两个装配头120、121提取并且安放在载体190上的芯片数量。
该装配机100还具有载体-容纳装置130，其按此处所示的实施例具有单体的支承元件132以及集成在该单体的支承元件132中的输送装置160。输送装置160包含（a) 第一输送元件161，其借助第一输送皮带实现，以及（b) 第二输送元件162，其借助第二输送皮带实现。
根据此处所示的实施例，输送装置160能够呈现出两个运转状态。在第一运转状态中，输送皮带161、162完全降到单体的支承元件中，因此整个输送装置160都位于通过单体的支承元件132的上侧确定的支承平面的下方。在第二运转状态中，输送皮带161、162中的至少一部分位于此支承平面之上。
在第一运转状态下，如下面阐述的一样，待装配的载体190平整地固定在支承元件132的表面上，随后装配芯片。在第二运转状态中，载体190至少细微地与支承元件132的表面间隔开来，并且能够沿着x-方向相对于载体-容纳装置130移动或输送。通过这种输送，在装配载体之前将载体带到装配区域（在单体的支承元件132上）中，并且在至少局部装配之后将载体从此装配区域中送走。因此，x-方向是输送装置160的输送方向。
还如同下面阐述的一样，待装配的载体190在装配过程中保持或固定在装配机100的坐标系统的固定的空间位置中。在此中需注意，与给电路板装配有壳体电子元件的情况相比，给载体190装配无壳体芯片的时间明显持续更长，因为与待装配在电路板上的有壳体的电子元件数量相比，给载体190装配了明显更多的芯片。出于此原因，对待装配的载体190在单体的支承元件132上的定位和固定精度提高了非常高的要求。在此必须确保，整个载体190的位置以及载体190的单个局部区域的位置在整个装配持续时间内（例如2小时）都不会变化。这同样适用于相关平面-定位系统的移动路径。由于不可避免的热量输入（其例如是由各平面-定位系统114、116、118的马达引起的），所以必须确保尤其单体的支承元件的非常高的温度稳定性。
下面借助图2详细地阐述了单体的支承元件132的构造以及装配机100的功能。此处所示的装配机100的输送装置160这样构成，即其两个输送元件161、162相互具有小于载体190的宽度的间距。这两个输送元件161、162因此不会作用在载体190的边缘上。为了沿着输送方向T输送载体190，该载体平放在两个构成为输送皮带的输送元件161、162上。
如图2所示，晶片-供应装置140配备有晶片-存储器245，在此晶片-存储器中以未示出的方式以相互堆放的方式设置有多个晶片，这些晶片分别具有大量的无壳体芯片。借助晶片-供应装置140能够分别将晶片180从晶片-存储器245中取出，并且在相应芯片装配之后，将至少一部分清空了芯片的晶片180再次带回到晶片-存储器245中。
根据此处所示的实施例，装配机100具有调温装置238，其设置得用来将载体-容纳装置130的至少上方区域并因此将单体的支承元件132保持在至少几乎恒定的温度上。以这种方式能够避免不期望的热应力，并且确保整个载体190的高的位置精确度。
为了固定载体190，载体-容纳装置130在其表面上具有气动接口233，其按此处所示的实施例构成为环绕在单体的支承元件132的中心的凹槽。在该凹槽233中能够借助未示出的真空-生成单元产生低压，因此将载体190的平整下侧吸在单体的支承元件132上。
为了借助输送装置260使载体190大致地在单体的支承元件132上定位或定中心，在载体190的外部区域中设置有两个相对而置的光学结构296。根据此处所示的实施例，这两个光学结构都借助简单的孔口296构成。
应指出，所用的载体是常规的载体190，其以已知的方式具有优选金属的承载板292以及设置在承载板292上的双侧粘贴薄膜294。这些芯片定位在粘贴薄膜294上，这些芯片在图2中用参考标记282表示。以已知的方式，通过装配头120的适当定位，并且通过将构成为吸管的芯片-保持装置222沿着z-方向（其垂直于图面）降低，来实现芯片的装配。
载体190在单体的支承元件132上的上述定中心的基础是，对所述结构296的位置进行光学测量。根据此处所示的实施例，为此应用了照相机250，其以有利的方式设置在可移动的装配头120上并因此通过适当地控制图2未示出的平面-定位系统以适当的方式定位在待测量的结构296的上方。在测量时精确地了解到照相机250在装配机100或平面-定位系统的坐标系统内的位置，通过适当地评估由照相机250拍摄到的图像，能够确定载体190在装配机100的坐标系统中的坐标。
备选地亦或组合地，也能够应用不同的标记234、235、236、237，以便在光学上确定载体190相对于这些标记234、235、236、237的相对位置。为此只需借助照相机250，就能探测光学上可识别的结构296，并且能够探测这些标记234、235、236、237中的至少两个。
如图2所示，上面提到的每个标记即两个标记234、两个另外的标记235、两个附加标记236以及两个另外的附加标记237位于输送装置160的左边或右边。确切地说，所有这些标记234、235、236、237都位于单体的支承元件132的左边或右边边缘附近，使得它们被载体190（在输送载体190时）遮盖。
通过测量这些标记234、235、236、237中的至少几个的位置，能够在装配机100的正常运转时获知平面-定位系统的可能存在的扭曲，并且在装配芯片282时以补偿的方式加以考虑。如同已在上面详细阐述的一样，这种扭曲尤其是由平面-定位系统的至少一个部件的与热有关的延迟而引起的。
应指出，所用的标记的数量绝对不局限于图2所示的总共八个标记234、235、236、237。通常适用的是，这些标记的数量越多，则各光学测量越准确。
这些标记234、235、236、237中的至少一个也能够与已装配的芯片282一起进行测量。在对装椟内容进行已知的自动光学检测（AOI）时，能够以这种方式测量相关芯片282的准确的实际位置。那么在以后装配其它芯片，能够考虑与额定位置的可能存在的偏差，并且能够通过控制平面-定位系统来平衡。
应指出，这些标记234、235、236、237具有高度精确的内部结构，借助非常高的精度已知其在单体的支承元件132上的位置。单体的支承元件132为此优选与其标记234、235、236、237一起安装于装配机100中之前借助高精度的光学测量器进行测量。从而准确地知道标记234、235、236、237的坐标的位置数据，因此它们能够用来非常准确地测量经装配的芯片282的位置。
通过有规律地测量精确的装配位置，能够识别出现的且可能了随时间变化的相对于装配位置的偏移量，并且通过适当地控制相应的平面-定位系统来平衡。
应指出，装配有芯片282的载体190也能够随后在装配机110之外借助非常精确的光学测量器（未示出）进行测量。从由此获得的实际的装配位置中，能够以适当的方式对平面-定位系统进行控制，以便随后装配其它载体190，因此待加工的芯片随后能够以非常高的精度定位在载体190上。在装配机100的质量检测的框架内，也尤其能够在供应给客户之前执行这一点。
还应指出，载体-容纳装置并因此单体的支承元件132也能够以多个不同的形式或尺寸暂时提供。因此能够以简单的方式使装配机100与具有不同载体形式的运转情况相适应。
图3 示出了按本发明的另一实施例的装配机300。在此装配机300中，标记不是直接设置在单体的支承元件332上。而是两个构成为玻璃标尺的参照元件370，相应的标记234、235、236、237以很高的空间精度设置在该参照元件上。
如图3所示，在单体的支承元件332中设置有两个纵长的输送凹槽361a、361b，两个输送皮带161、162埋入这些输送凹槽中。如同上面已阐述的一样，在输送载体190时至少这两个输送皮带161、162的部段（载体190平放在其上面）垂直于图面具有高度位置，其在单体的支承元件332的表面上方。为了气动地固定载体190， 将这两个输送皮带161、162降低并且从载体朝下压，因此它们完全位于这两个输送凹槽361a、362b的下方。能够以各种不同的方式和方法实现这两个输送皮带362的主动下降和/或被动下压，这些方式和方法对于机器制造领域的专业人员、设计者都是已知的，因此在此不再详细阐述。
在图3中还示出了输送侧部，其按此处所示的实施例包括两个输入侧的输送侧部366和两个输出侧的输送侧部367。将待装配的载体190从输入侧的输送侧部366递送至传输系统160。至少部分装配的载体190由传输系统160递送至输出侧的输送侧部367。这意味着，传输系统160是未进一步示出的上一级传输系统的一部分，其将装配机300与用来制造电子元件以及eWLP或SIP模块的其它加机器连接起来。
如同已阐述的一样，借助装配机300能够识别出承载着装配头的平面-定位系统的延迟的变化，所述延迟例如与热有关。在给载体190装配无壳体芯片282期间，此装配例如可能持续1至2小时，平面-定位系统的延迟或扭曲可能会出现这种变化。根据此处所示的实施例，借助装配由所谓的校正模块372来监控这种延迟或这种扭曲，借助照相机222周期性地对该校正模块在平面-定位系统的坐标系统中的位置进行测量。因此能够识别出校正模块372的可能出现的位置变化（在平面-定位系统的坐标系统中），并且从中确定（平面-定位系统的坐标系统）的改变的扭曲，并且在装配其它芯片282时以平衡的方式加以考虑。
校正模块372能够尤其由热膨胀非常小的玻璃材料构成，并因此称为玻璃模块。在校正模块372上还可在位置和形状方面非常精确设置或构成光学上可清楚识别的精细结构，它们用来进行所述的光学测量，并且由于其精度能够非常准确地确定平面-定位系统的坐标系统的扭曲。
图4示出了图3的装配机，其中为了实现平面-定位系统的校正功能将所谓的映像板475摆放在单体的支承元件323上。应指出，只要映像板475不是基本上透光的映像板，则通过该映像板不能看到映像板475下方的结构。为了能够更好地识别出图3和4的配属关系，在图4中示出了至少几个原本被盖住的结构。
映像板475以已知的方式具有多个标志476，它们以空间精确的格栅设置在预定的位置上。按此处所示的实施例，照相机250既能识别标记234、235、236、237，也能识别记号476。在一些标记234、235、236、237以及一些记号476的经探测的位置的基础上，能够尤其准确地确定平面-定位系统的空间延迟。
图5a和5b展示出了装配机500，其具有单体的支承元件532，在此支承元件中设置有气动的多体接口533。按此处所示的实施例，该多体接口总共具有三个环绕的凹槽533，它们相对于单体的支承元件532的中点同心地设置或延伸。
这两个附图的上方视图分别示出了装配机的（一个部段）的俯视图。下方视图分别示出了装配机的一部分的横截视图。
图5a示出了，装配机所处的状态是能够对（未示出的）载体进行装配。图5b示出了，装配机500与映像板475一起所处的状态是能够进行装配机500的校正。为了尽可能好地对装配机500进行校正，以实现非常准确的装配， 设置有抬升装置513，借助它能够使载体-容纳装置130并因此也使单体的支承元件532相对于装配机的未示出的机架沿着竖直的z-方向移动，使得在第二状态下（校正）映像板475的上侧（见图5b）正好位于测量和装配平面95中，并且使得在第一状态下（装配）标记234、235、236、237的上侧（见图5a）正好位于测量和装配平面95中。

Claims (61)

1.一种给载体（190）装配无壳体芯片 (282)的装配机，其用来制造电子元件，这些电子元件分别具有至少一个位于壳体中的芯片（282），该壳体具有硬化的铸造材料，所述装配机（100、300, 500）具有：
机架 (112)；
供应装置（140），其用来提供晶片（180），所述晶片具有许多芯片（282），其中所述供应装置（140）设置在所述机架（112）上；
抬升装置（513），其设置在所述机架（112）上；
载体-容纳装置(130)，其用来容纳待装配的载体（190），其中
所述载体-容纳装置（130）设置在所述抬升装置（513）上，并且借助抬升装置（513）相对于所述机架（112）沿着z-方向可移动； 以及
装配头（120），其用来从提供的晶片（180）上提取芯片（282）并且将提取的芯片（282）定位在该容纳的载体 (190)的预定义的装配位置上，
其中所述载体-容纳装置（130）具有:
单体的支承元件 (132、332、532），其是载体-容纳装置（130）的至少一个上方部件，其中待装配的载体（190）能够平放在该单体的支承元件（132、332、532）上；以及
输送装置(160），其用来沿着输送方向 (T)将所述载体（190）输送到单体的支承元件（132、332、532）的上侧上；其中
在单体的支承元件（132、332、532）的上侧上，所述输送装置（160）在空间上集成于单体的支承元件（132、332、532）中；
单体的支承元件（132、332、532）具有至少两个标记（234），其在光学上可识别并且设置在单体的支承元件（132、332、532）的上侧上的空间区域之外，该空间区域设置得用来容纳待装配的载体（190）。
2.根据权利要求1所述的装配机，其中
所述输送装置（160）具有两个输送元件(161、162），它们沿着所述输送方向（T）延伸并且垂直于所述输送方向（T）相互隔开，并且它们构造得使待装配的载体（190）以其下侧平放在这两个输送元件（161、162）的下侧上。
3.根据权利要求2所述的装配机，其中
这两个输送元件分别具有输送皮带，
其中在单体的支承元件（132、332、532）中分别设置有两个输送凹槽（361a、361b），它们沿着输送方向（T)延伸并且这样构成，即输送皮带分别在输送凹槽（361a、361b）中延伸。
4.根据权利要求中1-3中任一所述的装配机，其中
所述输送装置（160）具有两个运转状态，
在第一运转状态下所述输送装置（160）完全集成于单体的支承元件（132、332、532）中，因此整个输送装置(160)都位于通过单体的支承元件(132、332、532）的上侧确定的支承平面的下方，并且
在第二运转状态中输送装置(160、161、162)的至少一部分位于此支承平面之上。
5.根据权利要求1-3中任一所述的装配机，其中
单体的支承元件（132、332、532）具有气动接口（233、533），低压能够借助所述接口施加到载体（190）的下表面上。
6.根据权利要求4所述的装配机，其中
单体的支承元件（132、332、532）具有气动接口（233、533），低压能够借助所述接口施加到载体（190）的下表面上。
7.根据权利要求1、2、3、6中任一所述的装配机，其中该装配机还具有
调温装置（238），其在热量方面与单体的支承元件（132, 332, 532）耦合并且这样构成，即单体的支承元件（132、332、532）至少保持在恒定的温度上。
8.根据权利要求4所述的装配机，其中该装配机还具有
调温装置（238），其在热量方面与单体的支承元件（132, 332, 532）耦合并且这样构成，即单体的支承元件（132、332、532）至少保持在恒定的温度上。
9.根据权利要求5所述的装配机，其中该装配机还具有
调温装置（238），其在热量方面与单体的支承元件（132, 332, 532）耦合并且这样构成，即单体的支承元件（132、332、532）至少保持在恒定的温度上。
10.根据权利要求1、2、3、6、8、9中任一所述的装配机，其中
单体的支承元件（132、332、532）具有至少两个另外的标记（235），其在光学上可识别并且设置在单体的支承元件（132、332、532）的上侧上的空间区域之外，该空间区域设置得用来容纳待装配的载体（190）。
11.根据权利要求4所述的装配机，其中
单体的支承元件（132、332、532）具有至少两个另外的标记（235），其在光学上可识别并且设置在单体的支承元件（132、332、532）的上侧上的空间区域之外，该空间区域设置得用来容纳待装配的载体（190）。
12.根据权利要求5所述的装配机，其中
单体的支承元件（132、332、532）具有至少两个另外的标记（235），其在光学上可识别并且设置在单体的支承元件（132、332、532）的上侧上的空间区域之外，该空间区域设置得用来容纳待装配的载体（190）。
13.根据权利要求7所述的装配机，其中
单体的支承元件（132、332、532）具有至少两个另外的标记（235），其在光学上可识别并且设置在单体的支承元件（132、332、532）的上侧上的空间区域之外，该空间区域设置得用来容纳待装配的载体（190）。
14.根据权利要求10所述的装配机，其中
这两个标记（234）相互具有垂直于输送方向（T）的空间偏置，
这两个另外的标记（235）相互同样具有垂直于输送方向（T）的空间偏置，
这两个标记（234）相对于这两个另外的标记（235）中的每一个都具有沿输送方向（T）的空间偏置。
15.根据权利要求11、12或13所述的装配机，其中
这两个标记（234）相互具有垂直于输送方向（T）的空间偏置，
这两个另外的标记（235）相互同样具有垂直于输送方向（T）的空间偏置，
这两个标记（234）相对于这两个另外的标记（235）中的每一个都具有沿输送方向（T）的空间偏置。
16.根据权利要求1、11、12、13、14中任一所述的装配机，其中
在单体的支承元件（132 332, 532）上设置有至少一个附加标记（236），其沿着输送方向（T）位于标记（234）和另一标记（235）之间，和/或
其中在单体的支承元件（132 332, 532）上设置有至少另一个附加标记（237），其沿着输送方向（T）位于标记（234）和另一标记（235）之间。
17.根据权利要求10所述的装配机，其中
在单体的支承元件（132 332, 532）上设置有至少一个附加标记（236），其沿着输送方向（T）位于标记（234）和另一标记（235）之间，和/或
其中在单体的支承元件（132 332, 532）上设置有至少另一个附加标记（237），其沿着输送方向（T）位于标记（234）和另一标记（235）之间。
18.根据权利要求15所述的装配机，其中
在单体的支承元件（132 332, 532）上设置有至少一个附加标记（236），其沿着输送方向（T）位于标记（234）和另一标记（235）之间，和/或
其中在单体的支承元件（132 332, 532）上设置有至少另一个附加标记（237），其沿着输送方向（T）位于标记（234）和另一标记（235）之间。
19.根据权利要求1、11、12、13、14、17、18中任一所述的装配机，其中
(a)至少一个标记（234）、（b）至少一个另外的标记（235）、（c）至少一个附加标记（236）和/或（d）至少一个另外的附加标记（237）的至少一个记号设置在输送装置（160）的外部。
20.根据权利要求10所述的装配机，其中
(a)至少一个标记（234）、（b）至少一个另外的标记（235）、（c）至少一个附加标记（236）和/或（d）至少一个另外的附加标记（237）的至少一个记号设置在输送装置（160）的外部。
21.根据权利要求15所述的装配机，其中
(a)至少一个标记（234）、（b）至少一个另外的标记（235）、（c）至少一个附加标记（236）和/或（d）至少一个另外的附加标记（237）的至少一个记号设置在输送装置（160）的外部。
22.根据权利要求16所述的装配机，其中
(a)至少一个标记（234）、（b）至少一个另外的标记（235）、（c）至少一个附加标记（236）和/或（d）至少一个另外的附加标记（237）的至少一个记号设置在输送装置（160）的外部。
23.根据权利要求1、2、3、6、8、9、11、12、13、14、17、18、20、21、22中任一所述的装配机，其中该装配机还具有
参照元件（370），其固定在单体的支承元件（132, 332, 532）上，
其中至少一个记号（334、335, 336, 337）设置在参照元件（370）上。
24.根据权利要求4所述的装配机，其中该装配机还具有
参照元件（370），其固定在单体的支承元件（132, 332, 532）上，
其中至少一个记号（334、335, 336, 337）设置在参照元件（370）上。
25.根据权利要求5所述的装配机，其中该装配机还具有
参照元件（370），其固定在单体的支承元件（132, 332, 532）上，
其中至少一个记号（334、335, 336, 337）设置在参照元件（370）上。
26.根据权利要求7所述的装配机，其中该装配机还具有
参照元件（370），其固定在单体的支承元件（132, 332, 532）上，
其中至少一个记号（334、335, 336, 337）设置在参照元件（370）上。
27.根据权利要求10所述的装配机，其中该装配机还具有
参照元件（370），其固定在单体的支承元件（132, 332, 532）上，
其中至少一个记号（334、335, 336, 337）设置在参照元件（370）上。
28.根据权利要求15所述的装配机，其中该装配机还具有
参照元件（370），其固定在单体的支承元件（132, 332, 532）上，
其中至少一个记号（334、335, 336, 337）设置在参照元件（370）上。
29.根据权利要求16所述的装配机，其中该装配机还具有
参照元件（370），其固定在单体的支承元件（132, 332, 532）上，
其中至少一个记号（334、335, 336, 337）设置在参照元件（370）上。
30.根据权利要求19所述的装配机，其中该装配机还具有
参照元件（370），其固定在单体的支承元件（132, 332, 532）上，
其中至少一个记号（334、335, 336, 337）设置在参照元件（370）上。
31.根据权利要求1、2、3、6、8、9、11、12、13、14、17、18、20、21、22、24、25、26、27、28、29、30中任一所述的装配机，其中该装配机还具有
照相机（250），其这样定位，即至少一个记号以及装配在载体（190）上的芯片（282）共同地在图像中由照相机（250）拍摄。
32.根据权利要求4所述的装配机，其中该装配机还具有
照相机（250），其这样定位，即至少一个记号以及装配在载体（190）上的芯片（282）共同地在图像中由照相机（250）拍摄。
33.根据权利要求5所述的装配机，其中该装配机还具有
照相机（250），其这样定位，即至少一个记号以及装配在载体（190）上的芯片（282）共同地在图像中由照相机（250）拍摄。
34.根据权利要求7所述的装配机，其中该装配机还具有
照相机（250），其这样定位，即至少一个记号以及装配在载体（190）上的芯片（282）共同地在图像中由照相机（250）拍摄。
35.根据权利要求10所述的装配机，其中该装配机还具有
照相机（250），其这样定位，即至少一个记号以及装配在载体（190）上的芯片（282）共同地在图像中由照相机（250）拍摄。
36.根据权利要求15所述的装配机，其中该装配机还具有
照相机（250），其这样定位，即至少一个记号以及装配在载体（190）上的芯片（282）共同地在图像中由照相机（250）拍摄。
37.根据权利要求16所述的装配机，其中该装配机还具有
照相机（250），其这样定位，即至少一个记号以及装配在载体（190）上的芯片（282）共同地在图像中由照相机（250）拍摄。
38.根据权利要求19所述的装配机，其中该装配机还具有
照相机（250），其这样定位，即至少一个记号以及装配在载体（190）上的芯片（282）共同地在图像中由照相机（250）拍摄。
39.根据权利要求23所述的装配机，其中该装配机还具有
照相机（250），其这样定位，即至少一个记号以及装配在载体（190）上的芯片（282）共同地在图像中由照相机（250）拍摄。
40.根据权利要求1、2、3、6、8、9、11、12、13、14、17、18、20、21、22、24、25、26、27、28、29、30、32、33、34、35、36、37、38、39中任一所述的装配机，其中该装配机还具有
另一供应装置（141），其用来提供另一晶片（180），所述晶片同样具有许多芯片（282）；
以及另一装配头（121），其用来从提供的另外的晶片（180）上提取芯片（282）并且将提取的芯片（282）定位在该容纳的载体 (190)的预定义的装配位置上。
41.根据权利要求4所述的装配机，其中该装配机还具有
另一供应装置（141），其用来提供另一晶片（180），所述晶片同样具有许多芯片（282）；
以及另一装配头（121），其用来从提供的另外的晶片（180）上提取芯片（282）并且将提取的芯片（282）定位在该容纳的载体 (190)的预定义的装配位置上。
42.根据权利要求5所述的装配机，其中该装配机还具有
另一供应装置（141），其用来提供另一晶片（180），所述晶片同样具有许多芯片（282）；
以及另一装配头（121），其用来从提供的另外的晶片（180）上提取芯片（282）并且将提取的芯片（282）定位在该容纳的载体 (190)的预定义的装配位置上。
43.根据权利要求7所述的装配机，其中该装配机还具有
另一供应装置（141），其用来提供另一晶片（180），所述晶片同样具有许多芯片（282）；
以及另一装配头（121），其用来从提供的另外的晶片（180）上提取芯片（282）并且将提取的芯片（282）定位在该容纳的载体 (190)的预定义的装配位置上。
44.根据权利要求10所述的装配机，其中该装配机还具有
另一供应装置（141），其用来提供另一晶片（180），所述晶片同样具有许多芯片（282）；
以及另一装配头（121），其用来从提供的另外的晶片（180）上提取芯片（282）并且将提取的芯片（282）定位在该容纳的载体 (190)的预定义的装配位置上。
45.根据权利要求15所述的装配机，其中该装配机还具有
另一供应装置（141），其用来提供另一晶片（180），所述晶片同样具有许多芯片（282）；
以及另一装配头（121），其用来从提供的另外的晶片（180）上提取芯片（282）并且将提取的芯片（282）定位在该容纳的载体 (190)的预定义的装配位置上。
46.根据权利要求16所述的装配机，其中该装配机还具有
另一供应装置（141），其用来提供另一晶片（180），所述晶片同样具有许多芯片（282）；
以及另一装配头（121），其用来从提供的另外的晶片（180）上提取芯片（282）并且将提取的芯片（282）定位在该容纳的载体 (190)的预定义的装配位置上。
47.根据权利要求19所述的装配机，其中该装配机还具有
另一供应装置（141），其用来提供另一晶片（180），所述晶片同样具有许多芯片（282）；
以及另一装配头（121），其用来从提供的另外的晶片（180）上提取芯片（282）并且将提取的芯片（282）定位在该容纳的载体 (190)的预定义的装配位置上。
48.根据权利要求23所述的装配机，其中该装配机还具有
另一供应装置（141），其用来提供另一晶片（180），所述晶片同样具有许多芯片（282）；
以及另一装配头（121），其用来从提供的另外的晶片（180）上提取芯片（282）并且将提取的芯片（282）定位在该容纳的载体 (190)的预定义的装配位置上。
49.根据权利要求31所述的装配机，其中该装配机还具有
另一供应装置（141），其用来提供另一晶片（180），所述晶片同样具有许多芯片（282）；
以及另一装配头（121），其用来从提供的另外的晶片（180）上提取芯片（282）并且将提取的芯片（282）定位在该容纳的载体 (190)的预定义的装配位置上。
50.一种借助根据上述权利要求中任一项所述的装配机来给载体（190）装配无壳体芯片（ 282）的方法，该方法包含：
借助供应装置（140）提供晶片（180），所述晶片具有许多芯片（282）；
借助输送装置（160）沿着输送方向（T)将待装配的载体（190）输送到载体-容纳装置(130)的单体的支承元件（132、332、532）的上侧上，因此载体（190）至少位于预定的加工位置的附近，其中输送装置（190）在单体的支承元件（132、332、532）的上侧上从空间上集成于单体的支承元件中；
将所述载体（190）安放且固定在单体的支承元件（132、332、532）的上侧上；并且
借助装配头 (120)给载体（190）装配芯片（282），该装配头用来从提供的晶片（180）上提取芯片（282）并且将提取的芯片（282）定位在该容纳的载体（190）的预定义的装配位置上；
单体的支承元件（132、332、532）和输送装置（160）是载体-容纳装置 (130) 的部件，其能够借助抬升装置（513）相对于装配机（100、300、500）的机架（112）沿着竖直的z-方向移动，因此待装配的载体（190）的上侧位于预定义的装配平面（595）中；
探测两个至少两个标记（234）的位置，这两个标记位于单体的支承元件（132、332、532）上，
其中载体（190）上的预定的装配位置还取决于至少两个标记（234）的位置。
51.根据权利要求50所述的方法，其中
载体（190）具有板（292）和粘贴薄膜（294），该粘贴薄膜设置在该板（292）的平整上侧上。
52.根据权利要求50或51所述的方法，其中该方法还具有
探测两个光学结构 (296)的位置，如果载体（190）位于加工位置中，则这两个光学结构位于供应的载体（190）上；
在探测到的位置的基础上，确定供应的载体（190）相对于机架（112）的精确空间位置；
在载体 (190)的确定的精确的空间位置的基础上，查明装配机（100、300、500）的坐标系统中预定的装配位置的坐标；
其中载体（190）上的预定的装配位置还取决于该查明的坐标。
53.根据权利要求50或51所述的方法，其中
在装配载体（190）时以预先设定的时间间隔重复地探测这至少两个标记（234）的位置，并且在探测到的位置的基础上校正预定的装配位置的坐标。
54.根据权利要求52所述的方法，其中
在装配载体（190）时以预先设定的时间间隔重复地探测这至少两个标记（234）的位置，并且在探测到的位置的基础上校正预定的装配位置的坐标。
55.根据权利要求50、51、54任一项所述的方法，该方法还具有
测量装配在载体（190）上的模块（282、372）的位置；
在给载体（190）装配无壳体芯片 (282)期间，随后重新测量模块（282、372）的位置；以及
确定模块（282、372）在所述测量和重新测量之间的相对位移；
其中载体（190）上的预定的装配位置还取决于模块（282, 372）的位移。
56.根据权利要求52所述的方法，该方法还具有
测量装配在载体（190）上的模块（282、372）的位置；
在给载体（190）装配无壳体芯片 (282)期间，随后重新测量模块（282、372）的位置；以及
确定模块（282、372）在所述测量和重新测量之间的相对位移；
其中载体（190）上的预定的装配位置还取决于模块（282, 372）的位移。
57.根据权利要求53所述的方法，该方法还具有
测量装配在载体（190）上的模块（282、372）的位置；
在给载体（190）装配无壳体芯片 (282)期间，随后重新测量模块（282、372）的位置；以及
确定模块（282、372）在所述测量和重新测量之间的相对位移；
其中载体（190）上的预定的装配位置还取决于模块（282, 372）的位移。
58.根据上述权利要求55所述的方法，其中
该模块是校正模块（372）并且具有可光学识别的结构。
59.根据上述权利要求56或57所述的方法，其中
该模块是校正模块（372）并且具有可光学识别的结构。
60.根据上述权利要求55所述的方法，其中
所述模块是经装配的无壳体的芯片 (282)。
61.根据上述权利要求56或57所述的方法，其中
所述模块是经装配的无壳体的芯片 (282)。
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