CN107863314B - Fcob芯片在芯片-传递装置的暂时存储 - Google Patents

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Abstract

本发明一种将芯片从晶片传递到自动装配机的装配头上的方法，其中芯片相对于在晶片中的原始位置在第一提取位置上翻转一次，或者在第二提取位置上翻转两次并提供给装配头。所述方法具有：借助可旋转的取出工具从晶片上取出芯片；扭转取出工具，使芯片位于递交位置上；将芯片从取出工具传递到可旋转的存储工具。如果被称为FCOB芯片的芯片翻转一次且传递到装配头，则所述方法还包括：将FCOB芯片从存储工具回传到取出工具上；重新扭转取出工具，使得FCOB芯片位于第一提取位置；在第一提取位置上由装配头接纳重新旋转的FCOB芯片。此外还描述了一种执行所述方法的芯片‑传递装置以及一种具有这种芯片‑传递装置的装配系统。

Description

FCOB芯片在芯片-传递装置的暂时存储
技术领域
本发明涉及给元件载体装配电子元件这一技术领域，具体说来，是给元件载体装配构成为芯片的无壳体的电子元件，该电子元件被直接从制好的晶片中取出并且供应给装配工艺。本发明尤其涉及一种将芯片从晶片传递到自动装配机的装配头上的方法，以及一种执行所述方法的芯片-传递装置以及一种具有自动装配机和这种芯片-传递装置的装配系统。
背景技术
为了以有效的方式实现电子组件的高的集成度，已知的是，将构成为芯片的电子元件直接从晶片上取出，并且借助自动装配机的装配头安放在待装配的元件载体上。在此就其在晶片中的原始方位而言，该芯片能够以未倒装芯片COB的方式（Chip on board）或以（以180°）倒装芯片FCOB的方式（flip-chip on board）定位在元件载体上。
从文献EP 1 470 747 B1已知一种芯片取出系统，从晶片上取出的芯片能够借助该系统可选地在第一递交位置以FCOB方位传递到装配头上，或者在第二递交位置以COB方位传递到装配头上。该芯片取出系统具有（a）可旋转的取出工具，用来将芯片从晶片上取出并且使该取出的芯片围绕其纵向轴线或横向轴线翻转180°。以及(b）可旋转的翻转工具，用来使取出的芯片围绕其纵向轴线或横向轴线再次翻转180°，该翻转工具在共同的递交位置中与取出工具共同作用。第一提取位置配属于取出工具，第二提取位置配属于翻转工具。在所谓的喷射器的帮助下将芯片取出，该喷射器使晶片的散开的芯片从粘糊糊的承载膜上松开，并且传递到取出工具的抽吸夹具上。
给元件载体装配COB元件或COB芯片和/或FCOB元件或FCOB芯片的速度主要由以下两个工艺的周期时间决定：
周期时间1：将芯片从晶片传递到相关的提取位置上。借助喷射器工具将芯片松开或挖出，以及随后借助取出工具以及必要时借助翻转工具进行的操作都属于这一周期时间。
周期时间2：借助自动装配机的装配头来装配COB或FCOB芯片。在此，装配头在接纳了多个芯片之后移到自动装配机的装配区域中。接纳的芯片在此随后安放在元件载体上。随后，（释放了芯片的）装配头再次移回第一提取位置或移回第二提取位置，然后能够在此重新接纳COB或FCOB芯片。
在COB或FCOB芯片的装配工艺中，总的周期时间主要通过上述周期时间1决定，具体说来是通过芯片借助喷射器工具松脱这一周期时间来决定。上述周期时间2典型地明显更短。
由于周期时间1和2不同，所以装配系统的单个元件的利用率并不均匀，该装配系统具有带装配头的自动装配机和上述类型的芯片取出系统。这种不均匀的利用率降低了有效的装配效率，也就是说，降低了在预先设定时间段内能够装配的COB或FCOB芯片的数量。
本发明的目的是，在给元件载体装配COB或FCOB芯片时提高装配效率。
发明内容
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。
按本发明的第一方面，描述了一种将芯片从晶片传递到自动装配机的装配头上的方法，其中芯片能够相对于其在晶片中的原始位置（i）在第一提取位置上翻转一次，或者（ii）在第二提取位置上翻转两次并且提供给装配头。描述的方法包括：（a）借助可旋转的取出工具从晶片上取出芯片；（b）扭转取出工具，使得取出的芯片位于递交位置上；以及（c）将芯片从取出工具传递到可旋转的存储工具上。如果芯片（下面称为FCOB芯片）应该翻转一次且传递到装配头上，则本发明还包括：（d）将FCOB芯片从存储工具送回到取出工具上，（e）重新扭转取出工具，使得FCOB芯片位于第一提取位置上；以及（f）在第一提取位置上由装配头接纳重新借助取出工具旋转的FCOB芯片。
所述方法是以下面的知识为基础：不仅COB芯片能够通过存储工具（在EP 1 470747 B1 中称为翻转工具）存储。而是FCOB芯片也能够以有利的方式存储在存储工具上或借助存储工具存储，以便提供给第一提取位置，只要将该FCOB芯片再次回送到取出工具上。即对于FCOB芯片来说，没有应用到存储和翻转工具的原始功能，其具有重新翻转COB芯片的功能。
根据存储位置的数量，能够暂时由存储工具接纳或多或少的FCOB芯片，这些存储位置能够分别借助常规的元件-止动装置来实现。在此可明显看出的是，随着暂时存储的FCOB芯片的数量的增多，FCOB芯片存储的时间段也会变长。通过翻转存储工具的旋转方向，能够缩短至少一个FCOB芯片的存储时间，但不是缩短所有暂时存储的FCOB芯片的存储时间。
应指出，只有当实际上应该暂时存储FCOB芯片时，才需应用上述方法。如果不需要这种暂时存储，则当然也能够在不使用存储工具的情况下在第一提取位置上提供FCOB芯片。
直观地表达是，借助上述方法能够至少局部地平衡上述周期时间1和2之间的差异，因此能够至少几乎持续地并且在时间上同时实现下述工艺：（1）将芯片从晶片传递到相关的提取位置上；以及（2）将在各提取位置上提供的芯片装配到待装配的元件载体上。以这种方式能够明显提高装配系统的装配效率，该装配系统具有（1）上面描述的以及由EP 1470 747 B1已知的芯片取出系统（在此称为芯片传递系统）和（ii）自动装配机。尤其在元件载体既与FCOB芯片也与COB芯片混装的情况下，这两类芯片能够实现这种平衡。
直观地表达是，能够至少部分地平衡该相对较长的上述周期时间1，该周期时间是通过借助喷射器-工具将芯片松开或挖出这一过程确定的。即能够避免装配头在第一提取位置上的长的等待时间，因为增加了在第一提取位置上在下述时间段内能够提供的FCOB芯片的数量，在此时间段中装配头已作为接纳FCOB芯片的准备。因此，也能够为FCOB芯片实现基本上持续的装配工艺。从而相应地提高了装配效率。
应指出，由于芯片松开或挖出所需的周期时间较长或较多，使得通过存储工具通过所述方法实现的FCOB芯片和COB芯片的接纳无法加速。但是，存储工具是在一定的时间段中接纳芯片，在该时间段中装配头负责将从第一提取位置和/或第二提取位置接纳的芯片定位在各自的元件载体上。
按本发明的实施例，如果芯片（下面称为COB芯片）应该翻转两次且传递到装配头上，则所述方法还包括：（g）扭转存储工具，使得COB芯片位于第二提取位置上；以及（h）在第一提取位置上由装配头接纳由存储工具旋转的COB芯片。
直观地表达是，所述的存储工具现在不仅具有暂时存储FCOB芯片的功能。而且该存储装置还用来使COB芯片在通过取出工具一次翻转之后重新翻转，并因此（在第二提取位置中）带到所需的方位中。以这种方式能够有效地给元件载体装配COB芯片，但也能够有效地给元件载体混装COB芯片和FCOB芯片。
应指出，根据芯片-存储位置的数量，也能够在存储工具上或存储工具处暂时存储COB芯片。因此不仅能够提高FCOB芯片的装配持续性，也提高了COB芯片的装配持续性。
还应指出，取出工具和/或存储工具能够以不同的旋转方向运动，即沿顺时针方向或逆时针方向运动。根据特定的应用情况，这两个工具的旋转方向能够是相同或不同的。此外，在运转时必要时还能够改变或交换取出工具和/或存储工具的旋转方向。
按本发明的另一实施例，借助取出工具取出多个芯片并且将其中的至少几个芯片传递到存储工具上，此时装配头将事先接纳的芯片（a）从第一提取位置和/或第二提取位置定位到元件载体上，和/或（b）从装配区域移回到第一提取位置和/或第二提取位置。其优点是，执行所述方法的芯片-传递装置在装配头不能接纳元件的时间空档中也是激活的。在此时间空档中，存储的FCOB芯片和/或COB芯片为了实现暂时的存储目的传递到存储工具上。然后，将随后待装配的FCOB芯片传递到取出工具上，相反待装配的COB芯片连续地且直接从存储工具传递到第二提取位置上。
按本发明的另一方面，描述了一种将芯片从晶片传递到自动装配机的装配头上的芯片-传递装置。该芯片-传递装置具有可旋转的取出工具，其（a）用来从晶片上取出散开的芯片；（b）用来翻转该取出的芯片，使之作为FCOB芯片提供给第一提取位置，以及（ c）用来将该取出的芯片传递到可旋转的存储工具上，使之作为COB芯片提供给第二提取位置。该芯片-传递装置还具有可旋转的存储工具，（a）用来从取出工具上接收芯片；（b）用来重新翻转该接收的芯片，使之作为COB芯片提供给第二提取位置，以及（ c）将通过存储工具暂时存储的芯片回送到取出工具上，使之也作为另外的FCOB芯片最终翻转一次并且提供给第二提取位置。此外，描述的芯片-传递装置还具有处理器，用来控制取出工具和存储工具的运转，从而能够执行上述方法。
所述芯片-传递装置是以下面的知识为基础：为了实现较高的装配效率，在上述方法中为传递芯片给出的相对较长的芯片取出时间段至少部分通过以下方式来平衡，即借助存储工具不仅能够暂时存储COB芯片，也能够暂时存储FCOB芯片。如果装配头能够在给定的时间点在第一提取位置上接纳FCOB芯片，则该暂时存储的FCOB芯片能够非常快速地传递到第一提取位置上。因此能够以简单且可靠的方式明显地降低尤其在第一提取位置上提供芯片时的困难。
应指出，同一个装配头既能用于在第一提取位置上提供的FCOB芯片，也能用于在第二提取位置上提供的COB芯片。如果电子组件应该借助元件载体的所谓混装制成，则这一点是尤其有利的。在这种混装情况下，FCOB芯片和COB芯片均定位在元件载体上。但备选地，在不同提取位置上提供的芯片也能够由至少两个不同的装配头接纳。
按本发明的实施例，取出工具具有多个径向突出的第一抽吸夹具，用来分别暂时接纳芯片，其中第一抽吸夹具尤其是主动的芯片-止动装置，其能够相对于取出工具的第一旋转轴线沿径向方向移动。此外，存储工具具有多个径向突出的第二抽吸夹具，用来分别暂时接纳另一芯片，其中第二抽吸夹具尤其是被动的芯片-止动装置，其静止地设置在存储工具的机架上。
将被动的芯片-止动装置用于存储工具，其效果是，能够尤其简单地实现存储工具。除了用来产生受控的旋转运动的执行器以外，并且除了负压-生成装置（其优选能够给第二抽吸夹具的选出的抽吸通道加载负压），存储工具不必拥有其它主动部件。
直观地表达是，存储工具能够借助简单的抽吸夹具-轮子实现，其中第二抽吸夹具相对于机架丝毫没有运动自由。通过这一点，能够在例如没有引导器、弹簧等运动部件的情况下，设置第二抽吸夹具。. 与主动的（可活动的）部件相比，被动的部件当然没那么容易出故障。因此，该（被动的）存储轮能够可靠地满足其功能，并且能够省略用来控制芯片的传感技术（例如传感器）。存储工具能够以这种方式以价格低廉的方式实现，并且构成为尤其牢固的工具。
第一抽吸夹具在第一角度位置和第二角度位置中可径向位移，这些抽吸夹具在第一角度位置中分别从晶片接纳芯片，第二角度位置配属于（共同的）递交位置。下面根据尤其优选的实施例，第一角度位置也称为6点位置，第二角度位置也称为9点位置。在第三角度位置（下面也称为12点位置）中不需要这种径向位移，因为提取FCOB芯片的装配头通常具有带Z-驱动装置的z-轴。这意味着，装配头的芯片-止动装置、尤其构成为抽吸夹具的芯片-止动装置能够沿第一旋转轴线（来回）移动。直观地表达是，在第一提取位置中装配头的可移动的z-轴负责以轻柔的方式接纳FCOB芯片。
位于6点位置中的抽吸夹具的径向位移以相应的方式，负责以机械上轻柔的方式从晶片上取下芯片。此外，位于9点位置中的抽吸夹具的径向位移的作用是，能够使芯片在取出工具和存储工具之间（沿两个方向）以机械上轻柔的方式传递芯片。
应指出，上面提到的以及必要时下面还会提到的角度位置（其参照钟表的表盘）并不强制地必须与表盘上的相关时间一致。根据本发明的尤其优选的实施例，这些“明间表述”只是示例性的角度位置。
按本发明的另一实施例，第一抽吸夹具分别具有第一气动的耦合元件，第一吸管能够耦合到此耦合元件上。备选的或组合的是，第二抽吸夹具分别具有第二气动的耦合元件，第二吸管能够耦合到此耦合元件上。其优点是，这些吸管在需要时能够以简单的方式更换，这些吸管在实践中是受到强烈磨损的元件。
第一抽吸夹具的上述径向位移尤其能够通过第一气动耦合元件的径向位移实现，该耦合元件也称为顶尖座套筒。第一吸管则静止地或者说无运动自由度地设置在可位移的第一气动耦合元件上。如上所述，因为第二抽吸夹具相对于存储工具的机架没有运动自由度，所以第二气动的耦合元件能够通过简单地静止地设置在存储工具的机架上的耦合结构实现。
按本发明的另一实施例，第一抽吸夹具和/或第二抽吸夹具能够围绕着其纵向轴线旋转。其优点是，为了后继正确地将芯片定位在元件载体上，在芯片暂时留在取出工具或存储工具上时，就已经能够有针对性地调节由各抽吸夹具接纳的芯片的角度位置。因此如果芯片被装配头接纳，能够避免芯片角度位置的扭转。但还可行的是，通过改变芯片的角度位置在所述的芯片-传递装置上就已经能够大致调节芯片的角度位置，因此随后在装配头上只需对该角度位置进行微调。
抽吸夹具的扭转能够以已知的方式通过以下方式实现，即取出工具和/或翻转工具的每个抽吸夹具均配备有自己的旋转驱动装置。为了在较少的费用在结构上实现取出工具和/或翻转工具，还能够为相关工具的所有抽吸夹具只设置一个共同的旋转驱动装置，其只在相关工具的角度位置上与抽吸夹具啮合。为了得出并且有针对性地改变接纳的芯片的角度位置，能够以已知的方式应用后接有图像评估装置的照相机，其以光学方式探测正好位于照相机的拍摄区域中的芯片。
根据上述理念，存储工具据此构成为结构上尤其简单的工具，在许多实施例中规定，只有取出工具配备有至少一个用于第一抽吸夹具的旋转驱动装置。为了能够借助所述的芯片-传递装置改变待传达的芯片的角度位置，此解决方案并不是限制FCOB芯片。即，COB芯片在其从晶片传递至第二提取位置时暂时由取出工具保持，只要该取出工具配备有合适的旋转驱动装置，就也能够改变COB芯片的角度位置。
按本发明的另一实施例，第一抽吸夹具能够相对于可旋转的取出工具的机架沿径向方向位移，.备选的或组合的是，第一抽吸夹具能够相对于可旋转的存储工具的机架沿径向方向位移。其优点是，能够以机械上轻柔的方式操纵该芯片，并且尤其能够以机械上轻柔的方式在这两个工具之间传递芯片。
在此上下文中“沿径向方向可移动”是指，相关的抽吸夹具能够垂直于从属于它的工具的旋转轴线位移。
如同上面已结合结构简单的存储工具描述的一样，在多个目前视为尤其优选的实施例中规定，只有取出工具的第一抽吸夹具可径向位移。如果这两个参与传递的抽吸夹具能够径向位移，则当芯片在这两个工具之间传递时，这一点也够了。在第一提取位置上接纳FCOB芯片时以及在第二提取位置上接纳COB芯片时，相关抽吸夹具的这种径向位移是不必要的，因为装配头通常具有所谓的Z-驱动装置，装配头的芯片-止动装置能够借助该Z-驱动装置以可控的方式移至（或移离）芯片-止动装置的相关工具。
按本发明的另一实施例，取出工具具有第一共同的径向驱动器，用于径向地推移第一抽吸夹具。备选的或组合的是，存储工具具有第二共同的径向驱动器，用于径向地推移第二抽吸夹具。其优点是，能够以机械上简单且结构上有效的方式实现相关抽吸夹具的径向位移。
为了实现抽吸夹具的径向运动，共同的径向驱动器能够设置在相对于各工具的旋转轴线来说固定的角度位置上。这意味着，只有正好位于从属于相关径向驱动器的角度位置中的抽吸夹具才能够沿径向方向移动。这一点尤其能够通过适当构成的且可移动的拨杆和啮合元件实现，只有当相关的抽吸夹具在其围绕着各工具的旋转轴线旋转时位于从属于各径向驱动器的角度位置中时，该拨杆和啮合元件才在机械上啮合。
在此上下文中，根据上面已提到的理念，在结构上尤其简单地构造存储工具，只有取出工具设置共同的径向驱动器。
尤其取出工具优选具有两个第一径向驱动器。第一共同的径向驱动器在此从属于取出工具的角度位置，在该角度位置中将芯片从晶片上取出。尤其在与上述喷射器-工具结合的情况下，通过这一点能够可靠地从晶片上取出芯片。在这种实施例中，第二共同的径向驱动器从属于取出工具的这种角度位置，即在此角度位置中将芯片传递到存储工具上。优选在所谓的6点位置上将芯片从晶片上取出，和/或在取出工具的所谓9点位置上使芯片在取出工具和存储工具之间传递。此外还优选的是，该取出工具的9点位置相当于存储工具的3点位置。
按本发明的另一实施例，第一抽吸夹具和/或第二抽吸夹具至少沿径向方向弹性地支承着。通过这一点能够以有利的方式在所有传递过程中轻柔地操纵该芯片。在此这些传递过程尤其是：（i）从晶片上取出芯片；（ii）在翻转工具和存储工具之间传递芯片；（iii）通过装配头接纳FCOB芯片；和/或（iv）通过一个或多个装配头接纳COB芯片。
尤其通过被动的弹簧元件能够实现弹性支承，其使相关的抽吸夹具沿径向驱动器的方向弹性地支承在其工具上。
按本发明的另一实施例，取出工具具有第一抽吸夹具，该第一抽吸夹具的数量可被4整除。备选的或组合的是，存储工具具有第二抽吸夹具，该第二抽吸夹具的数量可被4整除。
通过这一点，能够以有利的方式使抽吸夹具对称地设置在各自的工具上，并因此在结构上简单地实现取出工具或存储工具。
按本发明的另一实施例，第二抽吸夹具的第二数目大于第一抽吸夹具的第一数目，尤其大两个因子，还尤其大四个因子。其优点是，一方面能够在结构上相对简单且因此在经济上相对有利实现该取出工具。另一方面使存储工具具有较高的存储能力，该存储工具能够借助更简单的结构实现（不需要径向驱动器和/或旋转驱动装置）。
按本发明的另一实施例，（a）第二数目和（b）第一数目之间的比例是整数，其中该整数尤其是2、3、4、5或6。. 其优点是，取出工具的运动能够以简单的方式与存储工具的运动同步，其中在这两个工具的角度位置的多个组合中，均能够在这两个工具之间传递芯片。
按本发明的另一实施例，第一抽吸夹具如此分布在取出工具的外圆周上，使得能够在(a)从晶片上取出芯片的同时，（b）将芯片从取出工具传递到存储工具上和/或在第一递交位置上提供FCOB芯片。备选的或组合的是，第二抽吸夹具如此分布在存储工具的外圆周上，使得能够（a)在在取出工具和存储工具之间传递芯片的同时，(b)在第二递交位置上提供COB芯片。此实施例能够以有利的方式实现整个芯片-传递装置的同步运转。这有助于提高芯片-传递效率，其中芯片-传递效率是指FCOB芯片和/或COB芯片的数量，这些芯片在预先设定的时间段内能够传递至第一或第二提取位置。
按本发明的另一角度，描述了一种装配系统，用来从晶片中取出芯片并且给元件载体装配该取出的芯片。描述的装配系统具有（a）上面所述类型的芯片-传递装置；以及(b)具有装配头的自动装配机，用来提取在第一提取位置上提供的FCOB芯片，和/或用来提取在第二提取位置上提供的COB芯片。
所述装配系统是以下面的知识为基础：上面的芯片-传递装置能够在功能上这样与自动装配机耦合，使得在没有其它芯片操纵步骤的情况下能够将无壳体的元件或芯片装配到元件载体、尤其是电路板上。
按本发明的实施例，第一抽吸夹具的数量和第二抽吸夹具的数量的总和小于或等于装配头的芯片-止动装置的数量。其优点是，自动装配机的运转和芯片-传递装置的运转能够以简单的方式同步。因此能够在整体操纵时避免不期望的额外操作时间，并相应地提高装配效率。
按本发明的实施例，芯片-传递装置静止地设置在自动装配机的机架上。其优点是，在装配多个芯片时，无需整个芯片-传递装置都相对于晶片或相对于自动装配机移动。只有晶片必须相对于自动装配机也相对于芯片-传递装置移动，以便借助芯片-传递装置取出不同的芯片（它们当然也位于晶片的不同位置上），并随后借助装配头安放在元件载体上。
晶片的运动能够借助常见的x-y-定位系统来实现，其中该x-y-定位系统的静止部位设置得与自动装配机的机架固定。x-y-定位系统的可活动部件随着承载着晶片。
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。
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技术想法。
按本发明，由EP 1 470 747 B1已知的芯片取出系统的翻转工具用来暂时存储FCOB芯片。通过以下方式能够在元件载体上实现FCOB芯片和/或COB芯片的至少几乎持续的装配工艺，即通过将芯片定位在元件载体，在当前装配周期中将下一次装配周期所需的芯片同时从晶片上取出。这些取出的芯片被暂时存储在翻转工具中，直到被装配头提取，此翻转工具在此文献中称为存储工具。位于存储工具上的芯片存储位置的数量如此之多，以致能够暂时存储至少大部分下一次装配周期所需的FCOB芯片和/或COB芯片。其余所需的芯片能够从晶片上取出并且提供给提取位置，此时装配头在另一提取位置提取暂时存储的芯片。
芯片存储位置能够尤其通过抽吸夹具实现，其与另一抽吸夹具一起沿着圆周方向径向突出地设置在存储工具上。适当的真空或负压-生产装置是必要的，以便借助抽吸夹具提供各自所需的、用来保持芯片的吸力。适当的负压生成方式由现有技术充分公知，所以在此文献中不再进一步描述。这同样适用于抛射器或喷射器-工具，芯片借助它从晶片的粘糊糊的承载膜上松脱。
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示意性的并且比例是不正确的。
附图说明
图1 在示意图中示出了装配系统，其具有根据本发明的实施例的芯片-传递装置。
图2a和2b示出了在两个不同运行状态中的芯片-传递装置，（a）提供COB芯片并且（b）提供FCOB芯片。
图3a和3b在透视和剖开视图中示出了抽吸夹具，其尤其能够用于芯片-传递装置的取出工具。
参考标识清单
100装配系统
110自动装配机
112机架
114数据处理单元
120龙门系统
122a第一引导元件/龙门根基
122b另外的第一引导元件/龙门根基
124a滑块
124b滑块
125支承元件
132第二引导元件/可移动的横向载体
134第二滑块
136装配头
138芯片-止动元件/元件-止动装置
140芯片-传递装置
144数据处理单元
150取出工具
160第一抽吸夹具
170存储工具
180第二抽吸夹具
190元件载体/电路板
192芯片/（无壳体的）元件
195晶片
y第一方向
x第二方向
246递交位置
251第一旋转轴线
256第一提取位置
260a径向位移
260b径向位移
271第二旋转轴线
276第二提取位置
292aFCOB芯片
292bCOB芯片
361气动的耦合元件
362中空轴/顶尖座套筒
362a真空接口
362b中空轴的抗扭
363外部的壳体部件
364径向轴承
364a引导器
364b滑块
364c传感器环
365螺旋弹簧（被动）
367拨杆元件
367a球轴承
367b外环
369吸管。
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，所述参考标记在最后两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相同。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。
图1 在示意图中示出了装配系统100，其具有芯片-传递装置140和自动装配机110。自动装配机110在基本的结构特征方面相当于常规的自动装配机。因此未详细阐述自动装配机110的基本功能以及未示出的各种部件。
自动装配机110具有机架112，其在图1中示意性地通过实线示出。该机架112提供了一种框架结构，自动装配机100的单个部件直接或间接地设置在此框架结构上。
在机架112上设置有龙门系统120，其以已知的方式包括两个引导元件，它们是龙门根基。按此处所示的实施例，龙门根基由第一引导元件122a以及另一第一引导元件122b构成。这两个第一引导元件122a和122b分别具有纵长的承载轨道，其沿着第一方向延伸。在图1中示出了此第一方向，作为y-方向。
龙门系统120还具有两个滑块124a和124b。滑块124a可推移地设置在引导元件122a上，因此它能够借助未示出的驱动器沿y-方向移动或定位。滑块124b以相应的方式可推移地设置在引导元件122b上。同样未示出的驱动器的作用是，使两个滑块124a和124b以相同的方式或同步地沿着y-方向移动。支承元件125的作用是，使两个滑块124a和124b可靠地沿着准确定义的轨迹沿着y-方向移动。
在这两个滑块124a和124b之间延伸着第二引导元件132，其构成为可移动的横向载体并且沿着第二方向具有纵向延伸。第二方向在图1以及在下面也称为x-方向。第二滑块134设置在横向载体132上并且进行引导，该第二滑块能够借助同样未示出的驱动器沿x-方向移动或定位。第二滑块134是机械的平台，装配头136固定在此平台上。根据此处所示的实施例，装配头136是所谓的多体-装配头，其具有多个构成为吸管的芯片-止动装置138，其以已知的方式分别用来暂时接纳电子元件。
为了装配元件载体190，装配头136以已知的方式通过龙门系统120的适当控制首先移到未示出的元件-提取区中，在此提取区中无壳体的电子元件或芯片192由芯片-传递装置140提供。这些提供的芯片192在该处由装配头136提取并且重新通过龙门系统120的适当控制传递到装配区域中，芯片192在此装配区域中安放在元件载体190上。
数据处理单元144负责协调地控制用于这两个滑块124a、124b、装配头136以及自动装配机110的其它专业人员已知的部件的驱动器。这种部件例如是传递系统，其用来在装配之前将元件载体190带到自动装配机110中，并且在其至少局部装配之后再次将它从自动装配机110中去除。根据此处所示的实施例，数据处理单元114与数据处理单元144耦合，后者如此控制芯片-传递装置140，使得其运转与自动装配机110的运转同步。为了使视图清晰，在图1中未示出这两个数据处理单元114和144之间的通信耦合。当然这两个数据处理单元114和144也能够借助唯一的共同数据处理单元来实现。这一点尤其能够通过以下方式实现，在自动装配机110的数据处理单元114中执行数据处理单元144的功能。
芯片-传递装置140具有可旋转的取出工具150以及可旋转的存储工具170，它们在图1未示出的共同递交位置中共同作用，以便传递芯片192。这两个工具150和170的旋转轴线平行于图1左上方标出的y-方向。借助第一抽吸夹具160，使取出工具150能够暂时从晶片195上接纳芯片192，该抽吸夹具沿着取出工具150的外圆周分布并且径向地从取出工具150的机架上朝外伸出。以相应的方式借助第二抽吸夹具180，使存储工具170能够暂时接纳由取出工具150提供的芯片192，该抽吸夹具沿着存储工具170的外圆周分布并且径向地从存储工具170的机架朝外伸出。
根据此处所示的实施例，芯片-传递装置140位置固定地设置在自动装配机110上。这意味着，在从晶片195上取出不同的芯片192时，该晶片必须借助合适的且未示出的xy-表面定位系统来移动，以使取出工具150能够进入不同的位置或触及晶片195的不同芯片192。
图2a和2b示出了在两个不同运行状态中的芯片-传递装置140。在图2a所示的第一运转状态中，将COB芯片292b提供给自动装配机110的只局部示出的装配头136，以实现提取和随后的装配目的。在图2b所示的第二运转状态中，给装配头136提供FCOB芯片。在第一提取位置256（见图2b）提供FCOB芯片292a，在第二提取位置276（见图2a）提供COB芯片292b。
根据此处所示的实施例，取出工具150具有四个第一抽吸夹具160。如这两个附图2a和2b所示，存储工具170总共具有16个抽吸夹具180。取出工具150能够围绕着第一旋转轴线251旋转，存储工具在运转时围绕着第二旋转轴线271旋转。
为了传递芯片192（也就是说，FCOB芯片292a和/或COB芯片292b），取出工具150和存储工具170在共同的递交位置246中共同作用。根据此处所示的实施例，该共同的递交位置246对于可旋转的取出工具150来说相当于所谓的“9点位置”，对于可旋转的存储工具170来说相当于“3点位置”。在取出工具150的“6点位置”上将芯片从晶片195上取出。第一提取位置256位于取出工具150的“12点位置”上，第二提取位置276位于存储工具170的“12点位置”上。
为了可靠地操纵芯片192、292a、292b，将芯片192从晶片195上取出的那个第一抽吸夹具160必须能够沿着径向方向（相对于第一旋转轴线251）位移。在图2a和2b中借助双箭头260a展示了在取出芯片192时的径向位移。此外还必要的是，第一抽吸夹具160和第二抽吸夹具180中的至少一个能够沿径向方向位移，这两个抽吸夹具参与了芯片192在取出工具150和存储工具170之间的传递。这种径向位移优选在递交位置246的范围内通过相关第一抽吸夹具160的径向位移实现。这样一来，存储工具170能够相对于第二抽吸夹具180作为基本上被动的工具实现，并因此能够以结构简单且经济有利的方式实现。在图2a和2b中借助双箭头260b展示了在传递芯片192时的径向位移。
典型的是，第一抽吸夹具160无需在第一提取位置256上径向位移，第二抽吸夹具180无需在第二提取位置276上径向位移，因为装配头136的芯片-止动装置138通常能够沿着z-方向移动，并且在提取芯片292a或芯片292b时能够轻柔地驶向各提取位置256、276。
尤其第一抽吸夹具160的上述径向位移能够通过单独的径向驱动器（每个第一抽吸夹具160均配备有径向驱动器）或通过共同的径向驱动器实现。在共同的径向驱动器中只在各自的工作位置中，也就是说，在“6点位置”中为了提取芯片192并且在“9点位置”中为了传递芯片192，在固定从属于该工作位置的径向驱动器和正好位于相应工作位置中的第一抽吸夹具160之间实现了机械啮合。
下面参照图1、2a和2b阐述了装配系统100及其芯片-传递装置140的另外几个局部可选的结构和特征：
这两个提取位置256和276位于自动装配机110的附近，使得它们能够由装配头136触及到。芯片-传递装置140也能够至少局部地集成在自动装配机110中，因此这两个提取位置256和276在自动装配机的内部位于这样的高度上，即该高度使得无需在结构上改变自动装配机110就能够通过装配头136提取FCOB芯片292a和/或COB芯片292b。
这两个提取位置256和276优选位于相同的工作高度上。此外，这两个提取位置256和276能够由同一个装配头136触及到。在适当构成装配头136的情况下，不仅能够连续地也能够同时提取FCOB芯片292a和/或COB芯片292b。因此，借助装配系统100能够以有利的方式实现（FCOB芯片292a和COB芯片292b）的混装。
此外，借助常规的自动装配机的特定的改装费用，该芯片-传递系统140也能够代替装配头136固定在第二滑块134上。在这种情况下芯片-传递装置140不仅满足了取出和翻转芯片192的功能，而且还额外地满足了将芯片192定位或装配到元件载体190上的功能。
下面阐述了在此文献中描述的方法的另外几个部分可选的有关方法的角度和特征，该方法是用来将芯片从晶片传递到装配头上。
在将芯片192装配到元件载体190上时，通过取出工具150能够在很大程度上持续地将芯片192从晶片195上取出。在此，在装配系统100运转期间，从晶片195上取出芯片192的频率能够根据工艺改变或调节。(a）如果正好没有合适的空闲的第二抽吸夹具180可供使用，和/或（b）如果芯片-取出的频率和FCOB芯片292a和/或COB芯片292b到装配头136上的传递频率之间必须同步，则尤其能够在将FCOB芯片292a传递到装配头136上时调节芯片从晶片195上的取出频率。
取出的芯片192从取出工具150传递到存储工具170上，以实现暂时存储目的。因此，第二抽吸夹具180至少部分被FCOB芯片292a和/或COB芯片292b占据。
额外地或附加地，翻转工具150的至少几个第一抽吸夹具160也能够用来暂时存储FCOB芯片292a和/或COB芯片292b。在装配周期结束之后，暂时存储的芯片由装配头136提取。为此，装配头136移到各自的提取位置256或276上。该可旋转的取出工具150或可旋转的存储工具170通过围绕着各旋转轴线251或271的适当旋转将待提取的芯片292a或292b定位在各自的提取位置256或276中。这些过程重复如此之长，直到装配头136接纳了所需数量的芯片192。
在通过装配头136提取芯片192的同时，能够几乎连续地通过取出工具150将芯片192从晶片195上取出，并随后
（a）从取出工具150或存储工具170将芯片传递到装配头136上，以实现即刻的装配；或者
（b）由存储工具170和/或取出工具150暂时存储芯片，用于下一个装配周期。
传递COB芯片292b:
将位于存储工具170上的COB芯片292b直接传递到装配头136上。首先将位于取出工具150上的COB芯片292b传递到存储工具170上，并且该处传递到装配头136上。
传递FCOB芯片292a:
将位于取出工具150上的FCOB芯片292a直接传递到装配头136上。首先将位于暂时存储在存储工具170中的FCOB芯片292a送回到取出工具150上，并且该处传递到装配头136上。
通过以下方式从晶片195上取出芯片192，即通过取出工具150的旋转将第一自由抽吸夹具160带到取出位置、尤其“6点位置”中。然后该空闲的第一抽吸夹具160径向驶出，并且从晶片195上取出芯片192，并且现在被占用的抽吸夹具160再次径向朝内驶到其原始位置中。
由于芯片192通过取出工具150的适当旋转被带到递交位置246中，所以将芯片192从取出工具150传递到存储工具170上。同时该存储工具170如此旋转，使得空闲的第二抽吸夹具180位于递交位置246上。通过激活从属于相关第一抽吸夹具160的径向驱动器并且使第一抽吸夹具160径向驶出，来实现所述传递。随后，所述迄今还空闲的第二抽吸夹具180接纳了芯片192。
由于芯片192通过存储工具170的适当旋转被带到递交位置246中，所以将芯片192从存储工具170传递到取出工具150上。同时该取出工具150如此旋转，使得空闲的或未占用的抽吸夹具160位于递交位置246上。随后传递芯片192，在此激活上述径向驱动器，使得它径向驶出，该径向驱动器从属于位于递交位置246中的第一抽吸夹具160。随后，所述迄今还空闲的第一抽吸夹具160接纳了芯片192。
图3a和3b在透视和剖开视图中示出了抽吸夹具，其尤其能够作为第一抽吸夹具160用于芯片-传递装置140的取出工具150。
抽吸夹具160具有滑块364b，其能够在引导器364a中沿着相关工具（尤其是存储工具150）的径向方向移动。引导器364a以及滑块364b构成了径向轴承，其中引导器364a静止地设置在存储工具150的机架上。
构成为中空轴362的顶尖座套筒位于外部壳体部件363上，该顶尖座套筒在其上侧具有真空接口362a.顶尖座套筒362可推移地且抗扭地支承在引导套筒362b中，因此顶尖座套筒362不会不小心地围绕其纵向轴线旋转。螺旋弹簧365（其是被动的弹簧元件）的作用是，使抽吸夹具160在原始位置或零位时位于下方位置中。
气动的耦合元件361设置在顶尖座套筒362的下侧上，吸管369以已知的方式套在或戴在此耦合元件上。为了展示吸管369的功能（即用来保持元件或芯片192），在图3a和3b中示出了该芯片192。
在与引导器364a固定的情况下，在未示出的机架上设置有传感器环364c。其任务是探测吸管369的向内弹出或向外弹出。
根据此处所示的实施例，就径向活动性而言，抽吸夹具160是取出工具150的被动部件。这意味着，抽吸夹具160未配备有自己的径向驱动器。为此，抽吸夹具160具有拨杆元件367，其在取出工具150旋转时移到未示出的连杆引导器的固定或不可旋转的凹槽中。该凹槽在角度位置中（在上述实施例中是“6点位置”和“9点位置”中）通过径向可位移的（且未示出的）啮合元件中断，该啮合元件能够由从属于各角度位置的静止的直线驱动装置径向推移。当抽吸夹具160旋转到相关角度位置中时，拨杆元件367与啮合元件啮合，因此在取出工具150的此角度位置中，抽吸夹具160能够与拨杆元件的运动一起径向运动。为了降低拨杆元件367和连杆引导器之间的摩擦，按此处所示的实施例，该拨杆元件367具有外环367b，其能够借助球轴承367a自由旋转。
应注意，概念“具有”并不排除其它元件，并且"一个“并不排除多个。结合不同实施例描述的元件也能够相互组合。还应注意，在权利要求中的参考标记并不用来限制权利要求的保护范围。

Claims (14)

1.一种将芯片（192）从晶片（195）传递到自动装配机（110）的装配头（136）上的芯片-传递装置（140），其特征在于：该芯片-传递装置（140）具有
可旋转的取出工具（150），其
（a）用来从晶片（195）上取出散开的芯片（192）；
（b）用来翻转该取出的芯片（192），使之作为FCOB芯片（292a)提供给第一提取位置（256），以及
（c）用来将该取出的芯片（192）传递到可旋转的存储工具（170）上，使之作为COB芯片（292b)提供给第二提取位置（276）；
可旋转的存储工具（170），其
（a）用来由取出工具（150）上取出散开的芯片（192）；
（b）用来重新翻转该取出的芯片（192），使之作为COB芯片（292b）提供给第二提取位置（276），以及
（c）将通过存储工具（170）暂时存储的芯片（292a）回送到取出工具 (150)上，使之也作为另外的FCOB芯片（292a）最终翻转一次并且提供给第二提取位置（276）；以及
处理器（144），其用来控制取出工具（150）和存储工具，
取出工具（150）具有多个径向突出的、用来分别暂时接纳芯片(192、292a、292b)的第一抽吸夹具（160），其中第一抽吸夹具（160）是主动的芯片-止动装置，其能够相对于取出工具（150）的第一旋转轴线（251）沿径向方向移动；以及
存储工具（170）具有多个径向突出的、用来分别暂时接纳另一芯片(192、292a、292b)的第二抽吸夹具（180），其中第二抽吸夹具（180）是被动的芯片-止动装置，其静止地设置在存储工具（170）的机架上，
其中存储工具包括一个共同的径向驱动器，用于在所述存储工具的设定角度位置径向地推移第二抽吸夹具。
2.根据权利要求1所述的芯片-传递装置（140），其特征在于：
第一抽吸夹具（160）分别具有第一气动的耦合元件（361），第一吸管（369）能够耦合到此耦合元件上；和/或
第二抽吸夹具（180）分别具有第二气动的耦合元件，第二吸管能够耦合到此耦合元件上。
3.根据权利要求1或2 所述的芯片-传递装置（140），其特征在于：
第一抽吸夹具(160) 和/或第二抽吸夹具（180）能够围绕着其纵向轴线旋转。
4. 根据权利要求1所述的芯片-传递装置（140），其特征在于：
第一抽吸夹具（160）能够相对于可旋转的取出工具（150）的机架沿径向方向位移，和/或
第二抽吸夹具（180）能够相对于可旋转的存储工具（170）的机架沿径向方向位移。
5. 根据权利要求4所述的芯片-传递装置（140），其特征在于：
取出工具（150）具有第一共同的径向驱动器，用于径向地推移第一抽吸夹具（160）；和/或
其中存储工具（170）具有第二共同的径向驱动器，用于径向地推移第二抽吸夹具（180）。
6.根据权利要求1所述的芯片-传递装置（140），其特征在于：
第一抽吸夹具(160) 和/或第二抽吸夹具（180）至少沿径向方向弹性地支承着。
7.根据权利要求1所述的芯片-传递装置（140），其特征在于：
取出工具（150）具有第一抽吸夹具（160），该第一抽吸夹具的数量可被4整除，
存储工具（170）具有第二抽吸夹具（180），该第二抽吸夹具的数量可被4整除。
8.根据权利要求1所述的芯片-传递装置（140），其特征在于：
第二抽吸夹具（180）的数量多于第一抽吸夹具 (160)。
9.根据权利要求8所述的芯片-传递装置（140），其特征在于：第二抽吸夹具（180）的数量是第一抽吸夹具（160）的两倍或四倍。
10.根据权利要求8所述的芯片-传递装置（140），其特征在于：第二抽吸夹具（180）的数量是第一抽吸夹具（160）的整数倍。
11.根据权利要求1所述的芯片-传递装置（140），其特征在于：
第一抽吸夹具（160）如此分布在取出工具（150）的外圆周上，使得能够在(i)从晶片（195）上取出芯片（192）的同时，（ii）将芯片从取出工具（150）传递到存储工具上(170) 和/或在第一提取位置（256）上提供FCOB芯片（292a），和/或第二抽吸夹具（180）如此分布在存储工具（170）的外圆周上，使得能够(i)在取出工具（150）和存储工具（170）之间传递芯片（292a、292b）的同时，(ii)在第二提取位置（276）上提供COB芯片（292b）。
12.一种装配系统（100），其用来从晶片（195）中取出芯片（192）并且给元件载体（190）装配取出的芯片（292a、292b），其特征在于：该装配系统（100）具有：
根据权利要求1至11中任一项所述的芯片-传递装置（140）；以及
带装配头的自动装配机(110)，用来提取在第一提取位置（256）上提供的FCOB芯片(292a)，和/或用来提取在第二提取位置（276）上提供的COB芯片 (292b)。
13.根据权利要求12所述的装配系统（100），其特征在于：
第一抽吸夹具（160）的数量和第二抽吸夹具（180）的数量的总和小于或等于装配头(136)的芯片-止动装置（138）的数量。
14. 根据权利要求12所述的装配系统（100），其特征在于：芯片-传递装置(140) 静止地设置在自动装配机（110）的机架上。
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