CN111223783B - 使用具有基体和转接元件的载体容纳装置容纳待贴装的载体 - Google Patents

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Abstract

本发明描述一种用于容纳待贴装无壳芯片（282）的载体（190）的载体容纳装置（130）。该载体容纳装置（130）包括：（a）基体（140）；（b）构造在基体（140）中的气动系统（444）；（c）转接元件（150），其具有第一侧（451）以及与第一侧（451）相对的第二侧（452），其中，第一侧（451）以能脱离的方式附接至基体（140）的表面（142），并且第二侧（452）构造成使得待贴装的载体（190）能贴附至转接元件（150）；（d）气动连接结构（454），其构造在转接元件（150）中并从第一侧（451）贯穿转接元件（150）延伸到第二侧（452）。气动系统（444）和气动连接结构（454）构造成使得负压能施加于载体（190）的表面。

Description

使用具有基体和转接元件的载体容纳装置容纳待贴装的载体
技术领域
本发明总体上涉及电子元件制造的技术领域。本发明特别是涉及一种用于容纳待贴装无壳芯片的载体的载体容纳装置。本发明还涉及具有这种载体容纳装置的系统和贴装机以及一种将无壳芯片贴装到载体的方法，特别是在电子元件制造中，这些电子元件均具有至少一个封装在封壳中的芯片以及适用的电连接触点，借助这些电连接触点可以电接触封装的芯片。
背景技术
在封装电子元件的制造过程中，应将无壳的(半导体)芯片、即所谓的“裸芯片”贴装到载体上。在所谓的“嵌入式晶片级封装”(eWLP)工艺的背景下，每个封装(Package)的一个或多个芯片以有源侧朝下的方式放置到位于载体的粘附膜上。随后将放置的多个芯片灌封大量塑料，这后来代表封壳。然后将整个灌封产品在高压下烘烤，随后从载体或粘附膜剥离。在随后的工艺步骤中，再接触芯片，必要时进行电连接，并镀覆用作电连接触点的焊球。最后，将整个进一步处理后的灌封产品锯开或以其他方式分割成单个器件。
简而言之，eWLP是一种用于集成电路的封壳构型，其中在由芯片和灌封料人造的晶片上产生电连接触点。这样就要执行在人造晶片上构成封壳的所有必要的处理步骤。这与使用所谓的“引线键合”的典型封壳技术相比，允许以极低的制造成本制造电热性能绝佳的极小型扁平封壳。利用这种技术，可以将元件制为例如球栅阵列(BGA)。
在微电子学中，公知的另一种集成手段是制造所谓的系统级封装(SiP)模块。在SIP工艺中，由多个(半导体)芯片制造无源器件和有源器件以及其他组件，然后借助贴装工艺将这些芯片放置在载体上，其中载体可以例如是印刷电路板环氧材料、粘附膜或金属箔。然后，借助公知的构建与连接技术将放置的芯片合并在封壳中，常称为IC封装。各个芯片之间所需的电连接可以例如通过键合引线来实现，其中也可能利用其他连接原理，例如芯片侧边上的导电薄层或层间连接。在eWLP工艺背景下或SIP模块生产中，通常使用与公知表面贴装技术相比的(改进型)贴装机来处理尚无封壳的芯片。这种贴装机具有贴装头，使用该贴装头将芯片放置在相应载体上的预定贴装位置。这里对贴装的定位精度要求极高。目前，eWLP工艺和SIP模块生产都要求15μm/3σ或更高的定位精度或贴装精度，其中，σ(sigma)是贴装位置的标准偏差。由于电子元件日益小型化，预计未来将对贴装精度提出更高的要求。
这种高度精确的贴装既需要参与贴装的组件具高温稳定性，又需要载体容纳装置具低热膨胀性，借助真空或负压将待贴装的载体固定在该载体容纳装置上。因此，例如参阅DE 10 2015 101759B3，载体容纳装置(i)借助调温装置而保持在最恒定的温度下并且(ii)由约64％的铁和36％的镍组成且热膨胀系数极低的殷钢合金制成。此外，例如参阅DE 102015 101759B3以及DE 10 2015112518B3，在载体容纳装置上附有标记。根据测量标记，可以确定因热膨胀引起的龙门系统畸变，贴装机的贴装头随其发生运动。在确切获知龙门畸变的情况下，通过对龙门的电动机进行适当的补偿控制，可以至少大致消除这种畸变。此外，可以修改所谓的贴装机映射数据，以使贴装位置匹配于载体的热膨胀度。因此，特别是需要将贴装精度进一步提高到10μm/3σ以上，载体使用与载体容纳装置相同的材料(具有相同的热膨胀系数)。但使用殷钢因这种材料成本很高而十分昂贵。
尽管为载体容纳装置和载体采用不同的材料来解决上述成本问题，但这就无法实现期望的10μm/3σ以上的贴装精度。
发明内容
本发明的目的是以装备简单又具成本效益的方式提高将无壳芯片贴装到载体时的精度。
根据本发明的第一方面，描述一种用于容纳待贴装无壳芯片的载体的载体容纳装置。所述载体容纳装置包括：(a)基体；(b)构造在基体中的气动系统；(c)转接元件，其具有第一侧以及与该第一侧相对的第二侧，其中，第一侧以能脱离的方式附接至基体的表面，并且第二侧构造成使得待贴装的载体能(平坦地)贴附至转接元件；(d)气动连接结构，其构造在转接元件中并且从第一侧贯穿转接元件延伸到第二侧，其中，气动系统和气动连接结构构造成能对载体的(下)表面施加负压。
所述载体容纳装置是基于以下认识：相对于常规的(单件式或单体式)载体容纳装置(不具有转接板)，所述载体容纳装置在“适用于”不同类型载体方面的功能性和/或灵活性可以通过具有基体和转接元件的载体容纳装置的(至少)两件式或两分式实施方案来简便而高效地扩展。即，可以针对不同类型的载体提供不同的转接元件，其中，全部转接元件的第一侧均构造成相同并与基体的表面兼容。转接元件的第二侧则可以构造成与多种不同类型的载体中的至少一个载体兼容，使其能够可靠地容纳一种类型的载体。
简而言之，通过可置换的转接元件，也可以使用与基体不同的材料并进而具有不同的热膨胀系数的载体。为了获得高贴装精度，仅需转接元件和载体由热膨胀系数至少大致相同的材料组成或具有这样的材料。这样就能使用比基体的材料更具成本效益的材料来制造载体。特别是可以使用热膨胀系数更高的载体材料。
例如，针对(视工艺)需要十分特殊的载体材料的某些元件制造过程，可能要求载体材料与基体材料相比(显著)不同并具有特别是更高的热膨胀系数。与常规的载体容纳装置相比，通过所述的可更换转接元件，可以扩展所述载体容纳装置在加工或制造不同的(封壳)元件(它们采用不同的制造工艺制成)方面的灵活性。
优选地，转接元件的材料使用一种材料，该材料具有与载体的材料至少大致相同的热膨胀系数。特别优选的是，转接元件和载体使用相同的材料。
在本发明中，术语“载体”原则上是指任何能够贴装的介质，该介质能够(以其底侧)放置在转接元件上。根据相应的应用情况，载体可以是(单件式)衬底，例如也是印刷电路板，芯片放置于其上。载体也可以是多件式载体。例如，载体可以具有机械上相对较硬的框架结构，这种框架结构横跨(粘性)载体膜，能够以公知方式将芯片放置在该载体膜上，以便进行进一步处理。这种进一步处理尤其可以包括制造所谓的人造晶片，这种人造晶片能够以公知方式用于制造封壳的电子元件。在本发明中，术语“基体”是指任何这样的空间实体结构：(i)其可以放置在贴装机中，和/或其可以表示贴装机的一部分；并且(ii)其具有这样的(空间)配置表面，即转接元件能够以能脱离的方式贴附至该表面。
在本发明中，术语“转接元件”是指任何这样的空间实体结构：(i)其第一侧可以(平坦地)贴附至基体的(上)表面；并且(ii)待贴装的载体可以(平坦地)贴附至其第二侧。转接元件可以采用多件式或优选单件式构造。
术语“气动系统”是指附接或构造在基体中或基体上的任何通道系统。气动系统可以在输入侧具有气动接口，该气动接口能对接有真空发生单元或抽吸泵。气动系统在输出侧具有适用的出口，使得气动系统中产生的真空也能“转移”到气动连接结构。
术语“气动连接结构”同样是指任何这样的通道系统：其将在从气动系统的输入侧接收的真空传递到贴附至转接元件的第二侧的载体的底侧。在特别简单的实施例中，气动连接结构可以借助适用的贯通孔道、例如通孔来实现。
根据本发明的实施例，基体包括具有第一热膨胀系数的第一材料，并且转接元件包括具有第二热膨胀系数的第二材料。在此情形下，第二热膨胀系数大于第一热膨胀系数。这样的优点在于，为了进行高度精确地贴装，所述载体容纳装置也能可靠地容纳或保持载体，该载体具有载体材料或由载体材料制成，该载体材料与基体的第一材料具有不同的热膨胀系数。如上所述，这样就能提高所述载体容纳装置针对不同类型的载体的灵活性。
根据本发明的另一实施例，第一材料是殷钢，特别是超殷钢。
使用材料殷钢的优点在于，载体容纳装置的温度变化仅对贴装精度产生相对较小的影响。例如，这种温度变化可能是因贴装机中内置有所述载体容纳装置的组件的余热和/或环境温度变化导致。
如上所述，殷钢材料可以是由约64％的铁和36％的镍组成的合金。所谓的超殷钢可以是由31％的Ni、5％的Co和其余的铁组成的Ni-Co-Fe合金。
根据本发明的另一实施例，转接元件包括板或由板实现，该板中构造有气动连接结构。这样的优点在于，转接元件易于制造。这特别适用于板是平面平行的板的实施方式。
根据本发明的另一实施例，基体的表面具有矩形形状。替代地或组合地，转接元件的至少第二侧具有圆形形状，该圆形形状匹配于载体的形状。
转接元件也可以(在几何上)分两件式由矩形板以及位于或布置于其上的圆盘组成。在操作中，矩形板的底侧贴附至基体。载体贴靠在圆盘的顶侧上。可以调配圆盘的厚度，以便为载体给予圆形支承面的预期高度位置。这个高度位置可以优选与特定标记的高度位置相符，该特定标记附接至矩形板的顶侧并用于下述的校准过程。
基体和/或转接元件使用相对简单的几何形状的优点在于，能够通过简便的方式并以高精度制造基体或转接元件。
根据本发明的另一实施例，所述载体容纳装置进一步包括多个紧固元件，特别是螺丝，用于使得转接元件以能脱离的方式紧固至基体。
各个紧固元件能够均匀或不均匀地分布在基体的表面上，因此有助于转接元件固定地并可能超定地对接至基体。
在使用螺丝作为紧固元件的情况下，显而易见的是，基体和转接元件皆须在空间上相互关联的位置具有适当的开口，其中至少一个开口相应设置有内螺纹。
根据本发明的另一实施例，所述载体容纳装置进一步包括布置或构造在基体与转接元件之间的三个支承元件，其中，特别是这些支承元件均实现为支座式支承元件。这样的优点在于，能够通过简便的方式(手动地)将转接元件贴附至基体并从基体移开。通过免于平面固定的对接，可以防止因温度变化(由于不同的热膨胀系数)引起特别是转接元件的应变和/或畸变。根据本发明的另一实施例，三个支承元件构造成使得转接元件静定地贴附至基体。
静定支承相对于超静定支承的优点在于，温度变化时，基体和转接元件的热膨胀增益不同，因此转接元件不会发生任何空间畸变。这样在贴装机中就能确保(无壳)芯片特别精确地定位到待贴装的载体元件，这是高贴装精度的重要前提。
静定支承可以例如实现为三个滚珠支座，它们可以采用如下构造：
(1)第一滚珠支座：转接元件的第一(下)侧存在(锥形)穿孔，例如90°的沉孔。基体的(上)表面存在第一滚珠的一部分，该第一滚珠卡入(锥形)穿孔并因此“沉入”其中。(单独地)利用这个第一滚珠支座，转接元件仍可以绕滚珠支座转动和摆动。
(2)第二滚珠支座：转接元件的第一下侧上或第一下侧中存在(V形)凹槽，该凹槽的纵轴指向第一滚珠支座。基体上第二滚珠的一部分卡入(V形)凹槽中。通过第一滚珠支座与第二滚珠支座组合，转接元件只能绕轴线摆动，该轴线定义为第一滚珠支座的(第一)支点与第二滚珠支座(第二)支点之间的最短连线。
(3)第三滚珠支座：构造在基体上的第三滚珠的一部分的顶点抵靠转接元件的第一平面侧。因此，转接元件就能静定地支承于基体上。
应当指出，在静定的支承状态下，转接元件仍然可能从三个(部分)支承滚珠抬升。避免这一点的具体方式是，例如转接元件以磁性方式或者通过居中穿过第一滚珠支座的(部分)滚珠螺接而保持在基体上。
还应指出，上述每一个滚珠支座也可以这样实现：将相应的(部分)滚珠附接或构造在转接元件上，并且对应的对配件、即(锥形)穿孔、(V形)凹槽或平面附接或构造在基体上。
根据本发明的另一实施例，转接元件包括至少两个第一标记，它们在光学上能识别并且特别是附接或构造在转接元件上设置用于容纳载体的空间区域之外。目前，优选设置四个这样的第一标记。
基于至少一个这样的第一标记，通过适当的光学测量，能够高精度地确定贴装的芯片相对于该标记的位置。与此同时，在载体的坐标系中，十分精确地了解相应芯片的贴装位置。于是，这种了解可以用于进一步处理至少部分地贴装有芯片的载体。另外，当识别出芯片在载体坐标系中的贴装位置出现非期望的偏差时，可以将该信息转发到使贴装头移动或定位的龙门系统的控制器。然后，该信息可以用于在后续贴装其他芯片时控制龙门系统，以便将来尽量避免贴装位置的偏差。
根据本发明的另一实施例，基体包括至少两个第二标记，它们在光学上能识别并且特别是附接或构造在基体上设置用于容纳转接元件的空间区域之外。
基于至少一个这样的第二标记，通过适当的光学测量，能够高精度地确定贴装的芯片相对于该标记的位置。与此同时，在基体的坐标系中，十分精确地了解相应芯片的贴装位置。如上所述，如果基体由低热膨胀系数的优质材料制成，则可以将基体的坐标系近似视为整个贴装机的坐标系。
如果精确地了解所述贴装机内相关的第二标记的位置，则可以精确地确定贴装的芯片在贴装机坐标系内的实际位置。此外，如果精确地了解待贴装的载体在这个贴装机坐标系内的位置(直接或间接地通过转接元件的位置)，则可以高精度地确定贴装的芯片在载体坐标系内的实际位置。
同样，在这种情况下，如果在这种位置测量中确定实际贴装位置与预定贴装位置之间存在一定非期望的偏差，则在后续的贴装过程中，通过适当地控制贴装头的运动至少大致补偿这种偏差。
在将基体内置到贴装机中之前，可以使用高精度的光学测量仪来测量光学上能识别的第二标记的精确位置。通过这种方式，能够以特别高的精度进行上述对贴装位置的光学测量。
两个第二标记在空间上布置于在贴装机的操作期间设置用于容纳转接元件的区域之外的优点在于，假使载体在侧面未超出转接元件，也能在载体贴装期间测量这些标记(的位置)。这样，在贴装过程中，根据待贴装芯片的数目，可能需要几个小时以光学方式精确地识别贴装位置，从而长期持续地保证高贴装精度。
根据本发明的另一方面，描述一种用于容纳待贴装无壳芯片的不同载体的系统。所述系统包括：(a)前述类型的载体容纳装置；(b)另外的转接元件，其具有另外的第一侧以及与该另外的第一侧相对的另外的第二侧，其中，另外的第一侧以能脱离的方式附接至基体的表面，并且另外的第二侧构造成使得待贴装的另外的载体能(平坦地)贴附至另外的转接元件；以及(c)另外的气动连接结构，其构造在另外的转接元件中并从另外的第一侧贯穿另外的转接元件延伸到另外的第二侧。气动系统和另外的气动连接结构构造成能对另外的载体的(下)表面施加负压。
所述系统是基于以下认识：针对基本元件可以提供不同的转接板，这些转接板分别与一种类型的载体相关联。相互关联的组件(即载体和转接板)优选由相同的材料制成，或者它们至少具有热膨胀系数相同或相似的材料。一般而言，在系统中，可以保留(任意数目的)不同转接元件，它们分别具有不同的热膨胀系数，这样就能稳妥又高精度地容纳分别具有不同热膨胀系数的多种不同类型的载体。
简而言之，使用具有(固定)内置基体的贴装机，针对每种类型的载体使用匹配的转接元件，从而可以给不同类型的载体贴装芯片。这样就不必针对每种类型的载体使用匹配的单件式载体容纳装置，否则当更换待贴装载体的类型时，这种单件式载体容纳装置必须完全替换为另一种单件式载体容纳装置。使用根据本发明的多件式载体容纳装置时，就不必如此，因为仅需转接元件保持匹配即可。与(单件式)载体容纳装置相比，转接元件显然成本更低，因此利用所述具有至少两个转接元件的系统，能够相当可观地节省成本。此外，与(单件式)载体容纳装置相比，转接元件显然可以更易于置换，因此利用所述系统，当更换待贴装载体的类型时，可以显著减少这种更换所需的时间。
根据本发明的又一方面，描述一种贴装机，用于将无壳芯片贴装到载体，特别是用于制造均具有至少一个封壳内芯片的电子元件，该封壳特别是具有完全硬化的灌封料。所述贴装机包括：(a)供给装置，用于提供具有多个芯片的晶片；(b)前述类型的载体容纳装置；以及(c)贴装头，用于从所提供的晶片中拾取芯片并将所拾取的芯片放置在载体上的预定贴装位置。
所述贴装机是基于以下认识：具有基座和转接板的两分式载体容纳装置能够具体匹配于待贴装载体的类型，可以通过简便的方式实现最佳地容纳各类型的载体。这种最佳容纳位置精确且尽可能没有机械应力，特别是涉及到不易完全避免温度波动，这是获得极高贴装精度的重要前提。
根据本发明的还一方面，描述一种用于使用贴装机、特别是前述类型的贴装机将无壳芯片贴装到载体的方法。所述方法包括：(a)借助供给装置，提供具有多个芯片的晶片；(b)借助前述类型的载体容纳装置，容纳待贴装的载体；(c)借助负压，将待贴装的载体固定至载体容纳装置，该负压经由基体中的气动系统和转接元件中的气动连接结构施加于载体的(下)表面；(d)借助贴装头，从供给装置拾取所提供的芯片；(e)将所拾取的芯片传送到贴装区域；以及(f)将所传送的芯片放置在载体上的预定贴装位置。所述方法也基于以下认识：通过使用前述载体容纳装置，其具有转接板，该转接板可以具体匹配于待装载的载体的类型，可以通过简便的方式实现针对各种载体类型的最佳容纳。鉴于在将载体贴装芯片的过程中不会出现无法完全避免的温度波动，这一点特别适用。
应当指出，上文已结合不同的发明主题说明本发明的实施方式。特别是，通过产品权利要求描述本发明的某些实施方式，而通过方法权利要求描述本发明的另一些实施方式。但本领域技术人员阅读本申请后可以清楚的是，除属于一种类型发明主题的特征组合之外，也可能存在属于不同类型发明主题的任何特征组合，除非另作明确说明。
通过下文举例说明本发明的优选实施方式，本发明的更多优点和特征将显而易见。
附图说明
图1示出根据本发明的实施例的贴装机，包括：(i)具有基体和转接元件的两件式载体容纳装置；(ii)两个晶片供给装置；以及(iii)两个贴装头。
图2示出如图1所示的贴装机的一部分的放大图。
图3示出两件式载体容纳装置的俯视图，该载体容纳装置具有气动地耦合于其上的真空发生单元和调温装置。
图4示出两件式载体容纳装置的横截面图，其中，转接元件与其气动连接结构旋接至基体与其气动系统。
图5示出两件式载体容纳装置的另一种实施方式的横截面图，其中，转接元件通过三个支承元件静定地贴靠在基体上。
图号说明：
100 贴装机
112 机架
114第一组件/静止的承载轨
116第二组件/可活动的横向承载臂
118第三组件/可活动的承载板
120 贴装头
121 另外的贴装头
130 载体容纳装置
140 基体
142 表面
148 第二标记
150 转接元件
158 第一标记
160 晶片供给装置
161 另外的晶片供给装置
180 晶片
190 载体
222芯片保持机构/抽吸管
265 晶片存储器
270 相机
282芯片(已贴装)
292 承载板
294 粘附膜
296 光学上能识别的结构
372 调温装置
375真空发生单元/抽吸泵
376 真空管路
444 气动系统
451 第一侧
452 第二侧
454 气动连接结构
456紧固元件/螺丝
530 载体容纳装置
557 支承元件。
具体实施方式
应当指出，在下文的具体描述中，不同的实施方式与另一种实施方式的对应特征或组件相同或至少功能上相同的特征或组件标有相同的附图标记或其附图标记的最后两位与对应相同或至少功能上相同的特征或组件的附图标记相同。为免赘述，下文不再具体阐述已基于前述实施方式说明的特征或组件。
图1示出根据本发明实施例的贴装机100。贴装机100包括机架112，两个表面定位系统附接至该机架112，以使各个贴装头120和121运动，以便它们可以在与附图平面平行的平面内移动。这两个表面定位系统包括相对于机架静止的承载轨114作为共用的第一组件。两个横向承载臂116附接至承载轨114作为(非共用)的第二组件，它们可以沿y方向移动。承载臂116是定位系统，并且承载臂116与另一定位系统相关联。两个定位系统进一步分别包括可活动的承载板118，该可活动的承载板118附接到相应的承载臂116并且可以沿x方向移动。贴装头120和121借助固定的螺丝连接附接至两个承载板118。
贴装机100进一步包括两个晶片供给装置，即一个晶片供给装置160和另一个晶片供给装置161。在其他未示出的实施方式中，代替至少一个晶片供给装置，也可以使用另一种类型的供给装置(例如，带式或盒式供给装置)。使用这两个晶片供给装置160、161的每一个，可以将晶片180从晶片存储器(图1中未示出)中带入贴装机100的提供区域，通过使用相应的贴装头120、121可以从中拾取各个芯片。贴装头120、121优选是所谓的多重贴装头，它们均具有多个抽吸管(图1中示为小圆圈)。抽吸管可以临时拾取各一个芯片。根据本图示出的实施例，抽吸管可以单独沿z方向移动，该z方向的取向垂直于附图平面，从而既垂直于y方向也垂直于x方向。替代地，也可使用具有其他拓扑结构的贴装头，例如所谓的“收集与放置转塔头”。
于是，通过相关表面定位系统的适当控制，将由相应的贴装头120、121拾取的芯片传送到贴装区域中，在该贴装区域中，将它们在预定的贴装位置放置到待贴装的载体190上。
设置有两个贴装头120、121和两个供给装置160、161的贴装机100可以通过有利的方式在操作模式下操作，在该操作模式下，两个贴装头120、121分别交替地容纳它们各自相关联的供给装置160、161的芯片并且将该芯片放置到待贴装的载体190上。这样就能显著提高贴装性能。就此而言，术语“贴装性能”是指两个贴装头120、121可以在预定的时间单位(例如1小时)内拾取并放置到载体190上的芯片的数目。
贴装机100进一步包括载体容纳装置130。载体容纳装置130包括(至少)两个组件或部件，即基体140和转接元件150。根据本图所示的实施例，基体140由殷钢(约64％的Fe，36％的Ni)或超殷钢(约31％的Ni，5％的Co，其余为Fe)材料制成，因此它在贴装机操作期间可能发生的温度波动下只有极低的热膨胀。基本上具有板外形的转接元件由另一种材料制成。该材料与构成待贴装的载体190的材料相同或具有至少大致相同的热膨胀系数。根据本图所示的实施例，载体190包括机械上相对较硬的框架结构，该框架结构完全由制造转接元件150的材料制成。下面将参照图2说明载体190的构型。
在贴装过程中，将载体190保持或固定在贴装机100在坐标系中的固定空间位置上。就此应当指出，与将封壳的电子元件贴装到印刷电路板相比，将无壳的芯片贴装到载体190通常会耗费更长的时间，因为载体190要贴装的芯片数目一般远多于要在印刷电路板上贴装封壳的电子元件的数目。出于这种原因，对待贴装的载体190定位并固定在载体容纳装置130上的精度提出极高的要求。为此，必须确保整个载体190的位置或载体190的各个分区的位置在例如两小时的整个贴装周期内都不改变。这同样适用于相关表面定位系统的行程。
为了获得高的贴装精度并确保更长的持续时间，在载体容纳装置上构造或附接多个标记。可以由相机采集这些标记，并且可以通过对所采集的图像进行对应的图像分析来确定这些标记的精确位置。然后，可以根据所确定的标记的精确位置校准龙门系统，或者在较长的贴装程序中反复重新校准。优选地，如图2所示，这种相机直接或间接地附接至其中一个贴装头。
根据本图所示的实施例，转接元件150上存在总共四个第一标记158，侧向位于载体190旁。在基体140的(上)表面142上，在转接元件150外面并从上方可以看出，存在总共四个第二标记148。
图2示出如图1所示的贴装机100的一部分的放大图。晶片供给装置160与晶片存储器265相关联，在该晶片存储器265中，多个晶片均布置有数个上下层叠的无壳芯片(图中未示出)。借助晶片供给装置160，可以从晶片存储器265中拾取各个晶片180，并且在贴装对应的芯片之后，再将至少部分地清空芯片的晶片180送回到晶片存储器265中。
为了借助载体容纳装置将载体190粗略地定位或定中在载体容纳装置130上或确切而言在转接元件150上，在载体190的外部区域中构造两个彼此相对的光学结构296。根据本图所示的实施例，这两个光学结构中的每一个都借助简单的孔眼来实现。
应当指出，所使用的载体190是一种常用的载体，通过公知方式，该载体优选包括金属的承载板292以及施加于该承载板292上的粘附膜294。在该粘附膜294上放置芯片，在图2中用附图标记282代表这些芯片。通过公知方式完成芯片282的贴装，这是通过适当地定位贴装头120并使构造成抽吸管的芯片保持装置222沿着垂直于(xy)平面的z方向下降。
上述载体190在转接元件150上的定中是基于对结构296的位置的光学测量。为此，根据本图示出的实施例，使用相机270，该相机270通过有利的方式附接至可活动的贴装头120，从而通过适当地控制表面定位系统(图2中未示出)，通过适当方式将该相机270放置到待测量的结构296上方。如果在该测量中精确地了解相机270在贴装机100或表面定位系统的坐标系内的位置，则可以通过对相机270采集的图像进行适当的图像分析来确定载体190在贴装机100的坐标系中的坐标。
替代地或组合地，如上所述的标记148和158也可以用于以光学方式确定载体190相对于这些标记148和158的相对位置。为此，仅需使用相机270检测光学上能识别的结构296以及标记148、158中的至少两个标记。应当指出，所使用的标记的数目绝不限于如图2所示的总共八个标记148、158。通常：标记的数目越多，相应的光学测量越精确。标记148、158中的至少一个标记也可以连同已经贴装的芯片282一起来测量。通过这种方式，如同公知的对贴装内容的自动光学检查(AOI)，可以测量相关芯片282的精确实际位置。于是，将来要贴装其他芯片时，可以考虑到与其目标位置可能存在的任何偏差，并通过表面定位系统的适当控制来补偿这种偏差。
应当指出，标记148、158具有高度精确的内部结构，可以极高精度地了解它们在基体140和转接元件150上的位置。为此，优选使用高精度的光学测量仪来测量基体140和/或转接元件150连同相关的标记148和158，之后再内置到贴装机100中。这样就能精确地了解标记148、158的坐标的位置数据，从而它们可以用于高精度地测量所贴装的芯片282的位置。
还应指出，转接元件150可以保持多种不同的规格或尺寸。这样贴装机100就能以简便的方式匹配于具有不同载体规格的操作。另外，转接元件150可以保有不同的热膨胀系数，从而贴装机100也能以简便的方式匹配于不同载体的操作，其中，不同的载体包括具有不同热膨胀系数的材料。
图3示出两件式载体容纳装置130的俯视图。载体190借助负压以能脱离的方式固定至转接元件150。在图3的俯视图中未示出构造在转接元件150和基体140中的对应气动通道。图3示意性示出真空发生单元375，其经由真空管路376气动地连接到基体140的气动系统444(图中未示出)。
另外，图3同样示出热接到基体140的调温装置372的示意图。在操作中，通过适当方式控制的调温装置372确保基体140保持在至少大致恒定的温度。如果转接元件150由导热良好的材料制成，特别是由金属制成，则转接元件150与基体140之间的热耦良好，并且转接元件150和贴于其上的载体190可以保持在至少大致恒定的温度。
图4示出(至少)两件式载体容纳装置130的横截面图。基体140中构造有气动系统444，其由多个通道组成。气动系统444在输入侧气动地连接到真空管路376(如图所示)。在真空发生单元375的运行中，气动系统444中就产生负压，该负压传递到构造在转接元件150中的气动连接结构。气动连接结构454也具有多个通道，当转接元件150正确定位在基体140上时，这些通道对应于气动系统444在基体140上表面上的出口的位置和大小。借助气动连接结构454，将施加于转接元件150的第二下侧452的负压传递到转接元件150的第一上侧451的开口。气动连接结构454在转接元件150的第一上侧451的开口被待贴装的载体190至少大致完全封闭，以使气动系统444和气动连接结构454中的负压引起载体190以真空方式固定至转接元件150的第一侧451。
应当指出，图4仅示意性或示例性示出气动系统444和/或气动连接结构454的空间配置。根据具体应用情况，可以使用完全不同的几何形状。例如，可以在转接元件150的第一上侧构造环形凹槽，该环形凹槽可以承受负压。
根据图4所示的实施例，转接元件150借助多个示意性示出的螺丝456和对应的内螺纹以可脱离的方式螺接至基体140。螺丝456确保转接元件150牢固地机械对接至基体140。当更换转接元件150时，须松开全部螺丝456，并在安置另一个转接元件之后，须再旋紧螺丝456。
图5示出(至少)两件式载体容纳装置530的另一种实施方式的横截面图。该载体容纳装置530与图4所示的载体容纳装置130的区别仅在于，使用半球形支承元件557取代螺丝456，转接元件150放置在该半球形支承元件557上。为清楚起见，图5中放大示出转接元件150的第二下侧452与基体140的上侧之间的间隙。实际上，该间隙小到只有少量外部空气才能通过这个间隙渗透到气动系统444中。真空发生单元375能够“轻松泵走”这些少量空气。
根据本图示出的实施例，支承元件557或空间凹口(未示出)构造在转接元件150的第二下侧452上，以便实现转接元件150静定地支承于基体140上。在本发明中，已经详细描述了借助三个滚珠支座实现这种静定支承的可行方案，在此不再赘述。
应当指出，术语“包括”不排除其他元素，而“一个”不排除多个。而且，结合不同实施例描述的元素可以组合。还应指出，权利要求中的附图标记不应解释为限制权利要求的范围。

Claims (13)

1.一种用于容纳待贴装无壳芯片的载体的载体容纳装置，所述载体容纳装置包括：
基体；
构造在所述基体中的气动系统；
转接元件，其具有第一侧以及与所述第一侧相对的第二侧，其中，
所述第一侧以能脱离的方式附接至所述基体的表面，并且
所述第二侧构造成使得待贴装的载体能贴附至所述转接元件；
气动连接结构，其构造在所述转接元件中并从所述第一侧贯穿所述转接元件延伸到所述第二侧，其中，
所述气动系统和所述气动连接结构构造成使得负压能施加于所述载体的表面；
其中，所述基体包括具有第一热膨胀系数的第一材料，并且所述转接元件包括具有第二热膨胀系数的第二材料，
其中，所述第二热膨胀系数大于所述第一热膨胀系数；以及
其中，所述基体包括至少两个第二标记，它们在光学上能识别并且附接或构造在所述基体上设置用于容纳所述转接元件的空间区域之外。
2.根据权利要求1所述的载体容纳装置，
其中，所述第一材料是殷钢。
3.根据权利要求1所述的载体容纳装置，所述第一材料是超殷钢。
4.根据权利要求1所述的载体容纳装置，
其中，所述转接元件是板，其中构造有所述气动连接结构。
5.根据权利要求1所述的载体容纳装置，
其中，所述基体的表面具有矩形形状，并且/或者
其中，所述转接元件的至少第二侧具有圆形形状。
6.根据权利要求1所述的载体容纳装置，进一步包括：
多个紧固元件，用于使得所述转接元件以能脱离的方式紧固至所述基体。
7.根据权利要求1所述的载体容纳装置，进一步包括：
布置或构造在所述基体与所述转接元件之间的三个支承元件。
8.根据权利要求7所述的载体容纳装置，其中，所述支承元件均实现为支座式支承元件。
9.根据权利要求7所述的载体容纳装置，
其中，所述三个支承元件构造成使得所述转接元件静定地贴附至所述基体。
10.根据权利要求1所述的载体容纳装置，
其中，所述转接元件包括至少两个第一标记，它们在光学上能识别并且附接或构造在所述转接元件上设置用于容纳所述载体的空间区域之外。
11.一种用于容纳待贴装无壳芯片的不同载体的系统，所述系统包括：
根据前述权利要求1至10中任一项所述的载体容纳装置；
另外的转接元件，其具有另外的第一侧以及与所述另外的第一侧相对的另外的第二侧，其中，所述另外的第一侧以能脱离的方式附接至所述基体的表面，并且所述另外的第二侧构造成使得待贴装的另外的载体能贴附至所述另外的转接元件；以及
另外的气动连接结构，其构造在所述另外的转接元件中并从所述另外的第一侧贯穿所述另外的转接元件延伸到所述另外的第二侧，
其中，所述气动系统和所述另外的气动连接结构构造成能对所述另外的载体的表面施加负压。
12.一种贴装机，用于将无壳芯片贴装到载体，用于制造均具有至少一个封壳内芯片的电子元件，所述封壳具有完全硬化的灌封料，所述贴装机包括：
供给装置，用于提供具有多个芯片的晶片；
根据权利要求1至10中任一项所述的载体容纳装置，用于容纳待贴装的载体；以及
贴装头，用于从所提供的晶片中拾取芯片并将所拾取的芯片放置在所述载体上的预定贴装位置。
13.一种使用贴装机将无壳芯片贴装到载体的方法，所述方法包括：
借助供给装置，提供具有多个芯片的晶片；
借助根据权利要求1至10中任一项所述的载体容纳装置，容纳待贴装的载体；
借助负压，将所述待贴装的载体固定至所述载体容纳装置上，所述负压经由所述基体中的气动系统和所述转接元件中的气动连接结构施加于所述载体的表面；
借助贴装头，从所述供给装置拾取所提供的芯片；
将所拾取的芯片传送到贴装区域；以及
将所传送的芯片放置在所述载体上的预定贴装位置。
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