CN1217819A - 微芯片准确定位设备 - Google Patents

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G·波格纳
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Abstract

本发明涉及芯片(1)准确定位(固定)在载体(2)上的设备。其中用具有摄影机(5)和瞄准微芯片(1)的成像光学系统的光学位置监控设备(3)对微芯片的准确校准进行监控。根据本发明热辐射束引入到位置监控设备(3),并且通过同一成像光学系统(4)瞄准到微芯片(1)上,按照这种方式热能准确地引入到正确的位置上。

Description

微芯片准确定位设备
本发明涉及把微芯片准确固定到载体的设备，该设备具有作为辐射加热构成的加热设备，用于输入热辐射以及用于通过加热把微芯片固定在载体上，并且具有安排同一成像光学系统的光学监控设备。
微芯片概念应深入说明。例如它可以是半导体二极管或微透镜，在也称之为亚支座的载体上受到高精度装配。
本文一开始所述方式的已知方法的特征为：微芯片用吸嘴或镊子提起，并且借助于微操作机送到所希望的位置，该位置的准确调整借助一般配置有视准仪和成像光学系统的摄影机(照像机)的图象识别系统实现，并作出轴向有关装配位置的判断。随后使微芯片下降到载体上。通过加热使微芯片和载体彼此焊接或粘接。这时，作为加热可考虑用电阻加热、气体加热或辐射加热。这时产生的问题在于，必须在极其狭窄的空间内为加热源和轴向位置监控用的许多附属元件在空间上彼此毗邻并列地在一装置内安装。除此之外，并非总是光学上成功把热能送到正确位置上。
基于本发明的任务在于：建立本文一开始所述类型的设备，它结构紧凑，用之能把芯片极准确定位和固定在载体上。
本发明的任务通过把光学监控设备制成为微芯片准确定位(调整)到载体上的光学位置监控设备。
本发明的主要优点在于：微芯片焊接或粘接用的热能可以直接引入到微芯片本身。为此采用用于依靠光学监控设备观测微芯片和控制调准位置的同一成像光学系统。以这种方式建立同时校准和固定的同轴光学功率耦合。
在本发明的一优选实施例中，光学位置监控安排在成像光学系统的光轴上。热辐射束和为光学位置监控设备可识别的幅射束侧向引入，并借助光学元件反射入成像光学系统的光轴上。为此应用镜或辐射束分裂器。在本发明的优选方案中控制和调整辐射功率的监控系统安排在辐射束分裂器的后面。为此例如可应用光电二极管。这时辐射束分裂器是如此设计的，大于90％的辐射功率控制在成像光学系统方向，仅有较少的剩余部分进入光学二极管。
光学位置监控设备具有一摄影机、镜筒体和成像光学系统，其中摄影机优先安置在成像光学系统的光轴上。在摄影机前有益地安置一滤光镜，尤其是截止滤光镜，它只通过可见光或红外光，而不能通过热辐射的波长。通过这种措施有效地防止摄影机受到加热设备的热辐射束照射。
优选用激光器产生热辐射束，因为用激光器可达到极高的能量密度。在这儿NdYag激光器或光纤束高功率半导体激光系统尤其合适。必要时也可以用氙蒸汽灯。
如果为了把热辐射引入设备用光波导管，则有优点。当光借助纤维或光纤维束入射到镜筒内，则镜筒结构可以做得极小。
在本发明的另一方案中安置热辐射调整聚焦点和平行度的光学系统，因此热辐射束的焦点位置和监控光束能够协调一致。此外该光学系统首先用于使热辐射束平行。
本发明依靠附图的唯一图作进一步说明。该图上图示了本发明的设备结构。在图的下部区域描绘了安放在载体2上的微芯片1。光学位置监控设备主要由摄影机5，镜筒6和成像光学系统4构成。成像光学系统4具有一光轴，摄影机5对中安置在该轴上。用于图形识别的照明设备产生可见光或红外光，这些光侧向入射到镜筒6内。经辐射束分裂器8，这些光折射到微芯片1方向的光轴15上。该光轴15轴向经过镜筒6的中央。在当前的情况以激光器形成的加热设备9产生热辐射束，该束经光纤12侧向入射到镜筒6内。在光纤12的一端上光学系统14用于使热辐射束的平行，以致热辐射束平行落入到辐射束分裂器7上，并且因此其中超过90％折射入成像光学系统4和微芯片1的方向。通过光平行化光学系统14实现热辐射束也入射到成像光学系统的光轴上，并且热辐射束的焦点位置是可以调整的，与用于图形识别的光的焦点位置能够协调一致。辐射束分裂器7可以通过少量热辐射束，以致少于辐射功率10％的这部分落到监控系统11上，该监控系统具有一光电二极管作为主要部件。应用该监控系统能够测量束能，并按要求进行调整。在照明设备和加热设备、摄影机的侧向连接之间提供一截止滤光镜13，它只通过照明设备的光而在加热设备的波长范围不予通过。此外摄影机5具有一连接线，以此引入数据处理的摄取的图形。
应用这种设备用于校准和固定微芯片的极有益的方法是可能的。首先，微芯片尤其是透镜的位置偏差用摄影机调整。微芯片用微操作机送到该位置，在那儿放下。借助光脉冲，微芯片通过图形识别系统的光学系统固定。以此保证芯片准确定位以及恰好在必须加热的位置上进行有效地加热。

Claims (10)

1．微芯片(1)固定在载体(2)上的设备，该设备具有作为辐射加热构成的加热设备，输入热辐射束用于通过加热把微芯片(1)固定在载体(2)上，其中热辐射束通过成像光学系统(4)输入到微芯片(1)上，并且与光学监控设备安排同一成像光学系统(4)，其特征为：光学监控设备作为用于微芯片(1)在载体(2)上准确定位的光学位置监控设备(3)构成。
2．根据权利要求1所述的设备，其特征为：光学位置监控设备(3)安排在成像光学系统(4)的光轴(15)上。
3．根据权利要求1或2所述的设备，其特征为：含有一镜，用它把热辐射束反射入成像光学系统(4)的光轴(15)上。
4．根据上述权利要求之一所述的设备，其特征为：有第二只镜，用它把对于光学位置监控设备(3)可识别的辐射束反射入成像光学系统(4)的光轴(15)上。
5．根据权利要求3或4所述的设备，其特征为：镜各作为辐射束分裂器(7,8)构成，用于控制和调节辐射功率的监控系统(11)置于各辐射束分裂器(7,8)之后。
6．根据前述权利要求项之一所述的设备，其特征为：光学监控设备具有一摄影机(5)，它安置在成像光学系统(4)的光轴(15)上。
7．根据权利要求6所述的设备，其特征为：在摄影机(5)前安排一滤光镜(13)，它不能通过热辐射束。
8．根据前述权利要求之一所述的设备，其特征为：提供一激光器或其它辐射源用于产生热辐射束。
9．根据前述权利要求之一所述的设备，其特征为：提供一光波导管用于引入热辐射束。
10．根据前述权利要求之一所述的设备，其特征为：提供一光学系统(14)用于使热辐射束平行和聚焦调节。
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