DE10121578A1 - Verfahren und Bestückungssystem zum Bestücken eines Substrats mit elektronischen Bauteilen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Bestückungssystem (4) zum Bestücken eines Substrats (1) mit einem elektronischen Bauteil (2). Dazu weist das Bestückungssystem (4) eine Substrathalteeinrichtung (5) zur Aufnahme des Substrats (1), eine oberhalb der Substrathalteeinrichtung (5) Waferhalteeinrichtung (6) zur Aufnahme eines Waferhalterahmens (10) und eine oberhalb der Waferhalteeinrichtung (6) angeordnete Vakuumpinzetten-Halteeinrichtung (7) auf. Dazu kann der Waferhalterahmen (10) einen kompletten in elektronische Bauteile geteilten Halbleiterwafer (3) aufnehmen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Bestückungssy­ stem zum Bestücken eines Substrats mit elektronischen Bautei­ len gemäß der Gattung der unabhängigen Ansprüche.

Die Weiterverarbeitung von elektronischen Bauteilen, die ei­ nen Halbleiterchip aus einem Halbleiterwafer aufweisen, ist relativ komplex, selbst wenn der Halbleiterwafer bereits die Außenkontakte der elektronischen Bauteile auf seiner aktiven Oberseite aufweist. Zunächst wird der Halbleiterwafer auf ei­ nem entsprechenden Träger in elektronische Bauteile geteilt. Anschließend werden die elektronischen Bauteile des geteilten Halbleiterwafers von dem Träger abgenommen und in einem Ver­ packungs- bzw. Transportgurt lagegetreu eingebracht. Dieser Transportgurt wird einem Bestückungsautomaten zugeführt. Die einzelnen elektronischen Bauteile werden nacheinander dem Transportgurt entnommen, um in dem Bestückungsautomaten ein Substrat mit einem elektronischen Bauteil zu bestücken.

Das mehrfache Umsetzen des elektronischen Bauteils eines in elektronische Bauteile geteilten Halbleiterwafers hat den Nachteil, daß eine Entnahmeeinrichtung zur lagegetreuen Über­ führung des elektronischen Bauteils eines in elektronische Bauteile geteilten Halbleiterwafers in einen Transportgurt eingesetzt wird und nach dem Transport wiederum eine Entnah­ meeinrichtung vorgesehen wird, die das elektronische Bauteil dem Bestückungsautomaten zuführt. Die eingesetzten Einrich­ tungen zur Entnahme und zum Transport sind zur Einhaltung der lagetreuen Einbringung in den Bestückungsautomat hochpräzise und entsprechend teure Automaten. Darüber hinaus ist der Fer­ tigungsablauf relativ komplex, weil das elektronischen Bau­ teil eines in elektronische Bauteile getrennten Halbleiterwa­ fers mehrere Bearbeitungsschritte durchläuft, ehe die Bestüc­ kung auf dem Substrat lagegetreu stattfinden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Fertigung zu vereinfachen und ein Verfahren und ein Bestückungssystem zum Bestücken ei­ nes Substrats mit elektronischen Bauteilen anzugeben, das schneller und effektiver ein Umsetzen eines elektronischen Bauteils von einem in elektronische Bauteile geteilten Halb­ leiterwafer auf ein Substrat ermöglicht.

Gelöst wird diese Aufgabe mit dem Gegenstand der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Das Verfahren zum Bestücken eines Substrats mit elektroni­ schen Bauteilen weist erfindungsgemäß folgende Verfahrens­ schritte auf:

• - Bereitstellen eines Waferhalterahmens mit einer in dem Waferrahmen aufgespannten perforierten Folie,
• - Bereitstellen eines Substrats mit vorbestimmten Positio­ nen für das Aufbringen eines elektronischen Bauteils,
• - Zuführen des Waferhalterahmens in eine positionierende Waferhalteeinrichtung und des Substrats in eine positio­ nierende Substrathalteeinrichtung,
• - horizontales Ausrichten in X- und Y-Richtung der Wafer­ halteeinrichtung und der Substrathalteeinrichtung zuein­ ander in eine vorgegebene Position zum Positionieren ei­ nes elektronischen Bauteils der elektronischen Bauteile des Halbleiterwafers auf dem Substrat,
• - Verfahren einer Vakuumpinzette mittels Vakuumpinzetten- Halteeinrichtung unter Überwachung durch eine Bauteilpo­ sitions-Erkennungseinrichtung aus einer Ruheposition vertikal in Z-Richtung durch eine Durchgangsöffnung in der perforierten Folie unter Mitnahme eines elektroni­ schen Bauteils auf einer Vorposition und Verbringen des elektronischen Bauteils in eine Montageposition auf dem Substrat unter Drehen um die Z-Achse und feinjustieren der Vakuumpinzette in X- und Y-Richtung.

Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß die Zwischenschritte zum lagegetreuen Bestücken eines Transportgurtes mit elektro­ nischen Bauteilen und das lagegetreue Entnehmen der Bauteile aus dem Transportgurt und Zuführen der einzelnen Bauteile zu einem Bestückungsautomaten entfallen. Vielmehr wird in vor­ teilhafter Weise der Träger, auf dem der elektronische Bau­ teile aufweisende Halbleiterwafer in elektronische Bauteile geteilt würde, unmittelbar als Waferhalterahmen verwendet, um einerseits noch erforderliche Funktionstests auf dem Waferni­ veau an den geteilten elektronischen Bauteilen durchzuführen, und andererseits den gesamten Waferhalterahmen, auf dem nach dem Teilen des Halbleiterwafers in elektronische Bauteile die einzelnen Bauteile gegetreu angeordnet sind, unmittelbar ei­ nem Bestückungssystem zuzuführen.

Das elektronische Bauteil wird bei diesem Verfahren nur ein­ mal umgesetzt, nämlich von der den Wafer tragenden Folie des Waferhalterahmens zu der Montageposition auf dem Substrat. Gleichzeitig kann der Waferhalterahmen sowohl in einer Trenneinrichtung für den Wafer zum Trennen des Halbleiterwa­ fers in einzelne elektronische Bauteile verwendet werden, als auch zum Einsatz in dem Bestückungssystem, das mit einer po­ sitionierenden Waferhalteeinrichtung ausgestattet ist, in die unmittelbar der Waferhalterahmen auch nach einem Transport einsetzbar ist.

Die perforierte Folie weist in einzelne Zeilen und Spalten angeordnete Durchgangsöffnungen auf, wobei die perforierte Folie derart auf den Halbleiterwafer aufgelegt wird, daß un­ ter jeder Durchgangsöffnung der Folie ein elektronisches Bau­ teil eines in elektronische Bauteile getrennten Halbleiterwa­ fers angeordnet ist. Diese Anordnung kann bereits vor dem Trennen des Halbleiterwafers in einzelne elektronische Bau­ teile auf einer entsprechend perforierten Folie vorgenommen werden. Das hat den Vorteil, daß sich die Lage und die Aus­ richtung des elektronischen Bauteils von dem Trennen des Halbleiterwafers in elektronische Bauteile bis zum Bestücken eines Substrats mit einem elektronischen Bauteil nicht än­ dert.

Zum horizontalen Ausrichten des Waferhalterahmens in der po­ sitionierenden Waferhalteeinrichtung und des Substrats auf der positionierenden Substrathalteeinrichtung können die bei­ den in einem bevorzugten Durchführungsbeispiel des Verfahrens horizontal in X-Richtung und in Y-Richtung so lange überein­ ander verschoben werden, bis ein funktionsfähiges elektroni­ sches Bauteil des Halbleiterwafers über der Montageposition auf dem Substrat positioniert ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens kann die Vakuumpinzette in ihrer Vakuumpinzetten-Halteeinrichtung oberhalb des Waferhalterahmens in einer Ruheposition angeord­ net sein und nach dem Ausrichten von Waferhalteeinrichtung und Substrathalteeinrichtung in vertikaler Z-Richtung in eine Vorposition verfahren werden, bei der die Vakuumpinzette der Vakuumpinzetten-Halteeinrichtung ein elektronisches Bauteil aufnimmt und im weiteren Verlauf des Bestückungsverfahrens dieses elektronische Bauteil in eine Montageposition auf dem Substrat bringt. In dieser Montageposition kann die Vakuum­ pinzetten-Halteeinrichtung die Vakuumpinzette in X- und in Y- Richtung fein justieren und Drehfehler des elektronischen Bauteils gegenüber der Position auf dem Substrat durch drehen um die Z-Achse ausgleichen. Durch die Kombination aus Drehbe­ wegung um die Z-Achse und Verschiebebewegung in den Richtun­ gen X und Y kann im Bereich der Durchgangsöffnung der Folie die Vakuumpinzette eine Feinjustierung vornehmen und das elektronische Bauteil exakt auf der vorbestimmten Position auf dem Substrat positionieren.

In einem weiteren Durchführungsbeispiel des Verfahrens wird das Substrat erwärmt, um Außenkontakte des elektronischen Bauteils mit Kontaktanschlussflächen des Substrats nach exak­ ter Positionierung zu verbinden. Ein derartiges Verbinden kann in einem Aushärten eines auf den Kontaktanschlussflächen vorbereiteten elektrisch leitenden Klebers erfolgen oder durch Löten der Außenkontakte des elektronischen Bauteils auf den Kontaktanschlussflächen des Substrats.

Ein weiteres Durchführungsbeispiel des Verfahrens sieht vor, daß noch vor dem Trennen des Halbleiterwafers in elektroni­ sche Bauteile der noch nicht getrennte Halbleiterwafer auf eine mit Klebstoff beschichtete Seite der perforierten Folie aufgebracht wird. Dazu werden die in Zeilen und Spalten ange­ ordneten elektronischen Bauteile des Halbleiterwafers mit den in Zeilen und Spalten angeordneten Durchgangsöffnungen der perforierten Folie ausgerichtet. Diese Ausrichtung wird so vorgenommen, daß ein einzelnes elektronisches Bauteil auf ei­ ner Durchgangsöffnung der Folie angeordnet ist. Die Fläche der Durchgangsöffnung der Folie ist dabei kleiner als die Fläche des elektronischen Bauteils, so daß nach dem Trennen des Halbleiterwafers in elektronische Bauteile keines der elektronischen Bauteile durch eine der Durchgangsöffnungen fallen kann.

Bei dem Aufbringen des nicht getrennten Halbleiterwafers auf die perforierte Folie kann diese Folie bereits in dem Wafer­ halterahmen eingespannt sein, so daß der Waferhalterahmen gleichzeitig als Waferhalter für eine Trenneinrichtung einge­ setzt werden kann.

In einem weiteren Durchführungsbeispiel des Verfahrens wird erst nach dem Trennen des Halbleiterwafers in elektronische Bauteile die Folie mit den elektronischen Bauteilen in den Waferrahmen eingespannt. Bei dieser Ausführungsform der Er­ findung unterscheiden sich die Waferhalterahmen in ihrer Grö­ ße und ihrer Form für das Trennverfahren von den Waferhal­ terahmen für das Bestückungsverfahren.

Ein weiteren Durchführungsbeispiel des Verfahrens sieht vor, daß vor dem Zuführen des Waferrahmens in die Waferhalteein­ richtung des Bestückungssystems ein Funktionstest jedes elek­ tronischen Bauteils durchgeführt wird. Bei diesem Funktion­ stest können nicht funktionierende elektronische Bauteile markiert werden, die ihrerseits von der Bauteilpositions- Erkennungseinrichtung der Vakuumpinzetten-Halteeinrichtung als markiert erkannt werden, so daß diese elektronischen Bau­ teile nicht von der Vakuumpinzette aufgenommen und in eine Montageposition überführt werden. Die markierten Bauteile können aber auch vor dem Zuführen des Waferhalterahmens in die Waferhalteeinrichtung von der perforierten Folie entfernt werden, so daß nur die elektronischen Bauteile mit dem Waferhalterahmen dem Bestückungssystem zugeführt werden, die als funktionsfähig erkannt wurden.

In einem weiteren Durchführungsbeispiel des Verfahrens wird jedes elektronische Bauteil mit Markierungen versehen, die der Positionierung in dem Bestückungssystem dienen und von der Bauteilpositions-Erkennungseinrichtung der Vakuumpinzet­ ten-Halteeinrichtung bei einem Bestückungsvorgang erfaßt wer­ den, um jedes Bauteil korrekt zu positionieren.

Da die elektronischen Bauteile mit ihrer aktiven Seite und ihren Außenkontakten bei dem Bestückungsvorgang zu der Sub­ stratoberseite ausgerichtet sind, sieht ein weiteres Durch­ führungsbeispiel des Verfahrens vor, daß diese Positionsmar­ kierungen auf der Rückseite des elektronischen Bauteils ange­ ordnet sind.

Ein weiteres Durchführungsbeispiel der Erfindung sieht vor, daß die Positionsmarkierung auf der aktiven Seite des elek­ tronischen Bauteils angeordnet sind und die Bauteilpositions- Erkennungseinrichtung über Infrarotdetektoren verfügt, die durch den Halbleiterwafer hindurch Markierungen auf der Ober­ seite der elektronischen Bauteils detektieren können.

Bei dem Bestückungsvorgang ist vorgesehen, daß die Kontaktan­ schlussflächen einer zu bestückenden Keramikplatte oder Lei­ terplatte freigelegt sind, so daß eine unmittelbare Kontak­ tierung mit den Außenkontakten des elektronischen Bauteils möglich wird. Als Leiterplatte oder Keramikplatte können auch mehrlagige Leiterplatten bzw. Keramikplatten eingesetzt wer­ den, die über mehrere Ebenen von Leiterbahnen und dazwischen angeordneten Durchkontakten verfügen.

Zur Durchführung des Verfahrens ist erfindungsgemäß ein Be­ stückungssystem vorgesehen. Dieses Bestückungssystem zum Be­ stücken eines Substrats mit mindestens einem elektronischen Bauteil eines in elektronische Bauteile geteilten Halbleiter­ wafers weist eine Substrathalteeinrichtung zur Aufnahme des Substrats auf. Oberhalb der Substrathalteeinrichtung ist eine Waferhalteeinrichtung zur Aufnahme eines Waferhalterahmens angeordnet und oberhalb der Waferhalteeinrichtung ist eine Vakuumpinzetten-Halteeinrichtung mit einer Vakuumpinzette vorgesehen.

Sowohl die Substrathalteeinrichtung also auch die Waferhalte­ einrichtung sind horizontal in X-Richtung und Y-Richtung in Bezug auf einander positionierbar. Damit kann ein vorbestimm­ tes elektronisches Bauteil unmittelbar über einer vorbestimm­ ten Montageposition des Substrats angeordnet werden. Die Va­ kuumpinzetten-Halteeinrichtung mit ihrer Vakuumpinzette ist bezüglich der Substrathalteeinrichtung in X-Richtung und Y- Richtung feinjustierbar sowie um die Z-Achse drehbar und feinjustierbar. Darüber hinaus ist die Vakuumpinzetten- Halteeinrichtung in der Lage die Vakuumpinzette im Bereich des Waferhalterahmens vertikal in Z-Richtung in eine Ruhepo­ sition, in eine Vorposition und in eine Montageposition zu bringen.

Dieses Bestückungssystem hat den Vorteil, daß es unmittelbar von einem in elektronische Bauteile geteilten Halbleiterwafer einzelne vorbestimmte elektronische Bauteile auf ein Substrat zum Bestücken in eine Montagepositon verbringen kann. Damit entfällt das aufwendige Aufnehmen eines elektronischen Bau­ teils aus einem Transportgurt und sein Überführen an eine ge­ eignete Position eines Substrats, so daß von vorneherein eine vorbestimmte Lage des elektronischen Bauteils beibehalten wird und insgesamt der Fertigungsablauf wesentlich verkürzt werden kann, da der Entnahmeschritt aus einem Transportgurt und das nacheinander Zuführen einzelner elektronischer Bau­ teile in ein Bestückungssystem entfallen. Damit ist zusätz­ lich eine wesentliche Kostenreduktion in einer Fertigungsli­ nie verbunden und gleichzeitig können Transportprobleme, die bisher mit den Transportgurten in Bezug auf lagegetreue Be­ stückung, lagegetreuen Transport und lagegetreue Entnahme verbunden waren, überwunden werden.

In einer Ausführungsform des Bestückungssystems hält der Wa­ ferhalterahmen eine Folie mit Durchgangsöffnungen, wobei meh­ rere Bauelemente des in elektronische Bauteile getrennten Halbleiterwafers an der Folie unter jeweils einer der Durch­ gangsöffnungen angeordnet sind. Ein derartiger Waferhalterah­ men hat den Vorteil, daß auf der Folie der gesamte Halblei­ terwafer mit seinen gekrümmten Abfallsektionen, wie sie nach dem Trennen in getrennte elektronische Bauteile vorliegen an­ geordnet sein kann, um einen Vereinzelungsschritt für die elektronischen Bauteile vorzunehmen. Weiterhin hat der Wafer­ halterahmen den Vorteil, daß er bereits mit der perforierten Folie für eine Trenneinrichtung eingesetzt werden kann und ein Umspannen der Folie zwischen unterschiedlichen Haltesy­ stemen entfällt. Weiterhin kann der Waferhalterahmen als Hal­ terahmen bei einem Funktionszwischentest dienen, bei dem noch vor dem Bestücken von Substraten die elektronischen Bauteile des Halbleiterwafers, die nicht den Spezifikationen entspre­ chen, markiert werden können. Die markierten elektronischen Bauteile können vor dem Einbringen des Waferhalterahmens in das erfindungsgemäße Bestückungssystem entfernt werden oder nach der Durchführung der Bestückung auf dem Waferhalterahmen zurückbleiben.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht deshalb vor, daß der Waferhalterahmen dem Durchmesser eines Halbleiterwa­ fers angepaßt ist, was den Vorteil hat, daß die gekrümmten Abfallabschnitte eines Wafers nicht vorher in einem getrenn­ ten Verfahren zu entfernen sind. Darüber hinaus kann die An­ ordnung der Durchgangsöffnungen in der Folie des Waferhal­ terahmens der Anordnung der elektronischen Bauteile des Halb­ leiterwafers entsprechen, so daß mindestens jeweils eine Durchgangsöffnung einem elektronischen Bauteil zugeordnet ist.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Vaku­ umpinzette der Vakuumpinzetten-Halteeinrichtung in ihrer Ru­ heposition über einer Durchgangsöffnung der perforierten Fo­ lie angeordnet. Dazu kann der Waferhalterahmen in der Wafer­ halteeinrichtung des Bestückungssystem in X- und in Y- Richtung solange verfahren werden, bis ein funktionsfähiges elektronisches Bauteil mit der darüber angeordneten Durch­ gangsöffnung in der perforierten Folie des Waferrahmens unter der Vakuumpinzette angeordnet ist. Die Vakuumpinzette ist in der Lage, in ihrer Vorposition durch Verschieben aus der Ru­ heposition in Z-Richtung ein unter der Durchgangsöffnung an­ geordnetes elektronisches Bauteil des in elektronische Bau­ teile geteilten Halbleiterwafers mittels Einschalten des Va­ kuums aufzunehmen. Das somit von der Vakuumpinzette gehaltene elektronische Bauteil kann durch weiteres Verfahren der Vaku­ umpinzette in Z-Richtung in eine auf dem Substrat vorbestimm­ te Montageposition gebracht werden. Da die Vakuumpinzetten- Halteeinrichtung in der Lage ist, die Vakuumpinzette in X- und in Y-Richtung fein zu justieren und um die Z-Achse zu drehen, kann das elektronische Bauteil mittels der Vakuumpin­ zette und der Vakuumpinzetten-Halteeinrichtung in der Monta­ geposition fein justiert werden.

Zur Überprüfung, ob ein funktionierendes Bauteil in der kor­ rekten Position im Aufnahmebereich der Vakuumpinzette ange­ ordnet ist, weist die Vakuumpinzetten-Halteeinrichtung eine Bauteilpositions-Erkennungseinrichtung auf. Diese Bauteilpo­ sitions-Erkennungseinrichtung erfaßt alle als nicht funkti­ onstüchtig markierten Bauteile eines in elektronische Bautei­ le getrennten Halbleiterwafers und übermittelte diese Er­ kenntnis an eine Auswerteschaltung, so daß keine nicht funk­ tionierenden elektronischen Bauteile auf den< Substrat mon­ tiert werden.

Dazu verfügt die Bauteilpositions-Erkennungseinrichtung in einer Ausführungsform der Erfindung über einen Lichtinpuls­ sender und einen Lichtimpulsempfänger, die mit der Auswerte­ schaltung für eine Positionsbestimmung in X-Richtung und in Y-Richtung zusammenwirken und auch einen Drehfehler in 9- Richtung um die Z-Achse erkennen können.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das Be­ stückungssystem eine programmierbare Steuerung auf, welche die Waferhalteeinrichtung veranlaßt, eines der elektronischen Bauteile in den Erfassungsbereich der Bauteilpositions- Erkennungseinrichtung zu bringen und die Substrathalteein­ richtung veranlaßt, das Substrat in die vorbestimmte Position für die Montage auf dem Substrat zu bringen. Dazu wirkt die programmierbare Steuerung mit einem X-Y-Tisch zusammen, der Bestandteil der Substrathalteeinrichtung ist und der das Sub­ strat während des Bestückungsvorgangs trägt. Außerdem wirkt die programmierbare Steuerung mit der Waferhalteeinrichtung zusammen, um ein geeignetes elektronisches Bauteil an dem Wa­ ferhalterahmen in eine zum Bestücken vorgesehene Position zu bringen.

Das Zuführen und Abführen von Substrat und Waferhalterahmen kann in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung über entsprechende Zufuhr- und Abfuhreinrichtungen erfolgen, die Bestandteil des Bestückungssystem sind und damit einen auto­ matischen Fertigungsablauf beim Bestückungsvorgang ermögli­ chen. Die Zufuhr- und Abfuhreinrichtung für das Substrat weist dazu Führungsschienen auf, in denen das Substrat in das Bestückungssystem geführt wird und nach dem Bestücken auf den Führungsschienen aus dem Bestückungssystem herausgeführt wird.

Für das Bestückungssystem wird ein Waferhalterahmen verwen­ det, der eine Folie mit Durchgangsöffnungen aufweist, wobei mehrere Bauteile des in elektronische Bauteile getrennten Halbleiterwafers auf der Folie so angeordnet sind, daß die Bauteile jeweils unter einer der Durchgangsöffnungen der Fo­ lie angeordnet sind. Dieser Waferrahmen muß nicht alle elek­ tronischen Bauteile eines Halbleiterwafers tragen, sondern kann auch nur die elektronischen Bauteile aufweisen, die als funktionstüchtig erkannt wurden. Die Positionen der defekten elektronischen Bauteile bleiben dann auf der perforierten Fo­ lie unbesetzt.

Bei einer anderen Ausführungsform des Waferhalterahmens ist der gesamte in elektronische Bauteile aufgeteilte Halbleiter­ wafer einschließlich seiner gekrümmten Randabschnitte auf der perforierten Folie angebracht, wobei nicht funktionsfähige elektronische Bauteile für eine Bauteilpositions- Erkennungseinrichtung erkennbar markiert sind.

Der Waferhalterahmen weist in dem Fall der Aufnahme eines kompletten Halbleiterwafers ein an den Durchmesser des Halbleiterwafers angepaßten inneren Durchmesser auf und die An­ ordnung der Durchgangsöffnungen in der perforierten Folie des Waferhalterahmens entsprechen der Anordnung der elektroni­ schen Bauteile des Halbleiterwafers. Somit ist gewährleistet, daß vollkommen lagetreu die elektronischen Bauteile in Zeilen und Spalten angeordnet im Waferhalterahmen zur Bestückung zur Verfügung stehen.

Eine weitere Ausführungsform des Waferhalterahmens sieht vor, daß der Durchmesser der Durchgangsöffnungen, in der perforier­ ten Folie dem Durchmesser der Vakuumpinzette so angepaßt ist, daß mit der Vakuumpinzette durch die Durchführung hindurch eine horizontale Feinjustierung in X-Richtung und in Y- Richtung und eine Drehbewegung ~ um die Z-Achse des elektro­ nischen Bauteils in Bezug auf die vorbestimmte Position auf dem Substrat in der Montageposition der Vakuumpinzette durch­ führbar ist. Diese Anpassung des Waferhalterahmen mit seinen Durchgangsöffnungen hat den Vorteil, daß eine Feinjustage des elektronischen Bauteils in Bezug auf die vorbestimmte Positi­ on auf dem Substrat in der Montageposition der Vakuumpinzette ohne Probleme durchführbar ist und somit ein exaktes Positio­ nieren des elektronischen Bauteils und seiner Außenkontakte zu entsprechenden Kontaktanschlussflächen auf dem Substrat möglich wird.

Um das einzelne elektronische Bauteil in dem Waferhalterahmen zu halten, ist der Durchmesser der Durchgangsöffnungen klei­ ner als die Flächendiagonale eines einzelnen elektronischen Bauteils. Damit wird gewährleistet, daß mindestens an den vier Ecken eines elektronischen Bauteils dieses an der perfo­ rierten Folie gehalten wird und nicht von der perforierten Folie vorzeitig abfällt. Um von vorneherein ein Abfallen ei­ nes elektronischen Bauteils von der perforierten Folie zu verhindern, weist der Waferhalterahmen eine einseitig kleben­ de Folie auf, wobei die einseitige Klebstoffschicht der Folie das elektronische Bauteil in Position hält, bis die Vakuum­ pinzette das elektronische Bauteil aufgenommen hat.

Eine Folie mit Durchgangsöffnungen zum Einsatz in einem Wa­ ferhalterahmen weist eine Anordnung von Durchgangsöffnungen in Zeilen und Spalten auf, welche in gleicher Weise wie elek­ tronische Bauteile eines in elektronische Bauteile geteilten Halbleiterwafers angeordnet sind. Derartige Folien können für den Einsatz in dem erfindungsgemäßen Bestückungssystem in großen Mengen vorbereitet werden, wobei für jede Schrittweite von elektronischen Bauteilen auf einem Halbleiterwafer ent­ sprechende Folien mit entsprechenden Schrittweiten der Durch­ gangsöffnungen vorzusehen sind.

Der Waferhalterahmen kann zweiteilig aus voneinander trennba­ ren Ringen ausgeführt sein, so daß die perforierte Folie zwi­ schen den Ringen eingelegt werden und gespannt werden kann. Die für das Halten der elektronischen Bauteile vorgesehenen Durchgangsöffnungen weisen für diesen Zweck einen Durchmesser auf, der kleiner als die Diagonale der elektronischen Bautei­ le ist. Somit sind nicht nur die Schrittweite der Durch­ gangsöffnungen an die Anordnung der elektronischen Bauteile auf einem Halbleiterwafer anzupassen, sondern auch die Durch­ messer der jeweiligen Durchgangsöffnungen entsprechend zu di­ mensionieren. Darüber hinaus weist die Folie Durchgangsöff­ nungen auf, die mit ihrem Durchmesser der Vakuumpinzette in der Weise angepaßt sind, daß Feinjustagebewegungen der Vaku­ umpinzette innerhalb der Durchgangsöffnungen ausführbar sind. Das bedeutet, daß die Durchgangsöffnungen unter Beachtung der Größe der elektronischen Bauteile so groß wie möglich zu gestalten sind, um der Vakuumpinzette Verschiebungen in X- und Y-Richtung und Drehbewegungen um die Z-Achse zu ermöglichen.

Zusammenfassend kann festgestellt werden, daß im Bereich der WSA-Entwicklung (Wafer Scale Assembling) ein wesentliches Ziel dieser Entwicklung ist, neben einem Wafer Level Testing, also einem Testen fertiggehäuster Chips auf Waferebene, ein Verfahren und ein System zur direkten Bestückung eines Sub­ strats wie beispielsweise einer Leiterplatte oder einer Kera­ mikplatte vorzusehen. Dieses wesentliche Ziel wird mit dem nun vorliegenden Gegenstand der Erfindung verwirklicht. Dabei wird der Chip direkt vom Wafer, der selbst auf einem geeigne­ ten Trägermaterial wie einer Folie sitzt und bereits gesägt, d. h. in einzelne elektronische Bauteile geteilt ist, ohne ei­ nen Diesorter (Chipsortierer) zwischenzuschalten, auf das Substrat verbracht.

In der SMT-Fertigung (Surface Mount Technology) wurde bisher der einzelne Chip oder das einzelne elektronische Bauteil vor dem Placen (bzw. Bestücken) geflippt (um 180° umgedreht), oder über eine Zwischenstation einem Bestückungskopf bei­ spielsweise in Form einer Vakuumpinzette zugeführt. Dieses erfordert zusätzliche Zwischenträgermittel und Zwischenposi­ tionen, bevor ein derartiges elektronisches Bauteil auf einer vorbestimmten Position eines Substrats montiert werden kann. Das erfindungsgemäße Verfahren sieht nun vor, daß das bereits getestete elektronische Bauteil direkt auf einem Substrat plaziert wird, indem ein auf eine Folie aufgespannter Wafer "kopfüber", also mit den Außenkontakten nach unten, so über dem Substrat positioniert wird, daß sich das gewünschte elek­ tronische Bauteil über dem Einbauplatz bzw. der Montageposi­ tion auf dem Substrat befindet. In diesem Augenblick fährt eine Saugpinzette bzw. Vakuumpinzette auf die Rückseite des elektronischen Bauteils, löst dieses von der Folie und hält es weiterhin fixiert mittels des Vakuums.

Diese Vakuumpinzette befindet sich an einer Vorrichtung, wel­ che die Ausrichtung und Position des elektronischen Bauteils erfassen kann. Diese Erfassung kann beispielsweise durch die Chips hindurch mittels Infrarotkamera und entsprechenden Mar­ kierungen (bzw. Fiducals auf der Bauteilvorderseite) oder durch Markierungen, die sich auf der Rückseite des elektroni­ schen Bauteils befinden, realisiert werden. Zur Korrektur des Drehwinkels kann die Vakuumpinzette gedreht werden. Die X-Y- Korrektur kann beispielsweise durch Verfahren des Substrats erfolgen. Nach erfolgter Positionskorrektur kann das elektro­ nische Bauteil auf dem Substrat abgesetzt werden.

Als Trägermaterial, auf dem sich der Wafer befindet, kann z. B. eine vorperforierte Folie eingesetzt werden. Dadurch wird verhindert, daß die Folie sich beim Lösen des Chips und beim Verfahren der Vakuumpinzette nach unten zu stark ver­ formt und somit elektronische Bauteile verrutschen. Anderer­ seits kann die Vakuumpinzette mühelos durch die vorgeformten Durchgangsöffnungen nach unten fahren, um die elektronischen Bauteile von der Folie zu lösen, ohne dabei die Folie selbst zu zerstören und damit die Stabilität des Waferhalterahmens zu gefährden. Dazu verfügt die Vakuumpinzette über einen lan­ gen schmalen Hals, so daß dieser durch die Durchgangsöffnun­ gen der Folie hindurchpaßt, ohne das Folienträgermaterial zu verformen. Das besondere an diesem Verfahren liegt darin, daß kein weiterer Zwischenschritt zwischen Aufnahme eines elek­ tronischen Bauteils und Plazieren der Komponenten nötig ist. Ferner wird sowohl ein Grobpositionieren des Wafers über dem Einbauplatz bzw. der Montageposition auf dem Substrat, als auch eine Feinpositionierung bzw. Feinjustage möglich. Darüber hinaus ermöglicht die erfindungsgemäße Folie, das beim Sägen eines Halbleiterwafers eingesetzte Trägermaterial voll­ ständig zu ersetzen.

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsformen mit Bezug auf die beigefügten Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Prinzipskizze eines Bestückungssystems einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 zeigt eine Prinzipskizze eines Bestückungssystem einer Ausführungsform der Erfindung mit einer Vaku­ umpinzette in Montageposition,

Fig. 3 zeigt eine schematische Draufsicht auf ein Bestük­ kungssystem einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 1 zeigt eine Prinzipskizze eines Bestückungssystems 4 einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In Fig. 1 kennzeichnet die Bezugsnummer 1 ein Substrat. Die Bezugsnum­ mer 2 kennzeichnet ein elektronisches Bauteil eines in elek­ tronische Bauteile 2 eingeteilten Halbleiterwafers 3. Die Be­ zugsnummer 5 kennzeichnet eine Substrathalteeinrichtung 5 zur Aufnahme des Substrats 1. Die Bezugsnummer 6 kennzeichnet ei­ ne oberhalb der Substrathalteeinrichtung 5 angeordnete Wafer­ halteeinrichtung 6 zur Aufnahme eines Waferhalterahmens 10. Die Bezugsnummer 7 kennzeichnet eine Vakuumpinzetten- Halteeinrichtung, die oberhalb der Waferhalteeinrichtung 6 angeordnet ist. Die Bezugsnummer 16 kennzeichnet eine Bau­ teilpositions-Erkennungseinrichtung, die in dieser Ausfüh­ rungsform einen Lichtimpulssender 17 und einen Lichtimpul­ sempfänger 18 aufweist, die mit einer Auswerteschaltung 19 zusammenwirken. Diese Auswerteschaltung 19 übermittelt das Bauteilpositionsergebnis an eine programmierbare Steuerung 20, die sowohl mit der Substrathalteeinrichtung 5 als auch mit der Waferhalteeinrichtung 6 sowie mit der Vakuumpinzet­ ten-Halteeinrichtung 7 zusammenwirkt und den Gesamtablauf des Bestückungsvorganges steuert.

Das Substrat 1 ist in dieser Ausführungsform der Erfindung auf einem horizontalen X- und Y-Tisch angeordnet, der die Substrathalteeinrichtung in X-Richtung und Y-Richtung posi­ tioniert. Der X-Y-Tisch wird von Schrittmotoren angetrieben, die in groben Schrittweiten von 1 mm und feien Schrittweiten in einen Raster von 2 µm arbeiten. Somit ist eine Vorjustage oder Voreinstellung des Substrats 1 in Bezug auf die Vakuum­ pinzetten-Halteeinrichtung 7 einstellbar.

Auf der Oberfläche 22 des Substrats 1 sind Kontaktanschluss­ flächen angeordnet, die in ihrer Struktur der Struktur der Außenkontakte der elektronischen Bauteile 2 angepaßt sind. Die elektronischen Bauteile entsprechen in ihrer Flächenaus­ dehnung einem Halbleiterchip und weisen auf der aktiven Ober­ seite des Halbleiterchips eine Umverdrahtungsfolie auf, die entsprechende Außenkontakte trägt. Diese Außenkontakte zeigen in dieser Ausführungsform der Erfindung in Richtung auf die Oberseite 22 des Substrats 1. Dazu ist der in elektronische Bauteile 2 geteilte Halbleiterwafer 3 an einer perforierten Folie 14 hängend in einem Waferhalterahmen 10 angeordnet. Dieser Waferhalterahmen 10 ist mittels einer Waferhalteein­ richtung 6 in X-Richtung und Y-Richtung positionierbar, so daß ein funktionstüchtiges elektronisches Bauteil in Bezug auf die vorbestimmte Position der Kontaktanschlussflächen auf der Oberseite 22 des Substrats 1 eingestellt werden kann.

Sobald in dem Bestückungssystem der Waferhalterahmen 10 und das Substrat 1 in X-Richtung und in Y-Richtung grob positioniert sind, kann die Bauteilpositions-Erkennungseinrichtung 16 überprüfen, ob das elektronische Bauteil als nicht funkti­ onsfähig markiert ist. Ferner kann die Bauteilpositions- Erkennungseinrichtung die Vakuumpinzetten-Halteeinrichtung eine Feinjustage in X-Richtung, in Y-Richtung, und durch Dre­ hen um einen Winkel ϕ um die Z-Achse der Vakuumpinzette die Vakuumpinzette nach entsprechenden Markierungen auf dem elek­ tronischen Bauteil feinjustieren, bevor die Vakuumpinzette aus der Ruheposition 11, die mit gestrichelten Linien in Fig. 1 dargestellt ist, in die Vorposition 12 verfahren wird. In der Vorposition kann unter Einführen der Vakuumpinzette 8 in die Durchgangsöffnung 15 der perforierten Folie 14 ein elektronisches Bauteil 2 aufnehmen und von der perforierten Folie 14 lösen.

Durch weiteres vertikales Verfahren der Vakuumpinzetten- Halteeinrichtung 7 in Z-Richtung kann das elektronische Bau­ teil bis auf die Oberfläche 22 des Substrats 1 abgesenkt wer­ den. Das Substrat 1 selbst kann eine Leiterplatte 23 oder ei­ ne Keramikplatte 24 sein. Außerdem kann sowohl die Leiter­ platte 23 als auch die Keramikplatte 24 in einer mehrlagigen Ausführung vorliegen, wobei sich die Mehrlagigkeit auf das Vorhandensein von mehreren Leiterbahnebenen des Substrats be­ zieht.

Die Ansteuerung der unterschiedlichen Positionen der elektro­ nischen Bauteile zum Verschieben des Waferhalterahmens 10 wird durch die programmierbare Steuerung 20 veranlaßt. Diese programmierbare Steuerung 20 wirkt dazu auf entsprechende Schrittmotoren, die ein schrittweises horizontales Verfahren der Waferhalteeinrichtung 6 in X-Richtung und in Y-Richtung durchführen. In dieser Ausführungsform weisen diese Schritt­ motoren eines grobe Schrittfolge von 1 mm Schrittweite auf und in einer Feineinstellungsphase eine Schrittfolge von 2 µm. Die programmierbare Steuerung 20 steuert auch die Ver­ schiebung der Vakuumpinzetten-Halteeinrichtung 7 zur Feinju­ stierung in X-Richtung und Y-Richtung unter Berücksichtigung der Bauteilpositionssignale, die von der Bauteilpositions- Erkennungseinrichtung über die Auswerteschaltung 19 zur Ver­ fügung gestellt werden. Außerdem steuert die programmierbare Steuerung die Feineinstellung der Drehrichtung der Vakuumpin­ zetten-Halteeinrichtung 7 um den Winkel ϕ.

Die strichpunktierten Linien durch den Halbleiterwafer 3 kennzeichnen die Lage der Trennspuren 28 für die geteilten elektronischen Bauteile 2. Die mit Doppelpunkt punktierte Li­ nie 29 kennzeichnet den Bereich der Waferhalteeinrichtung 6, die gestrichelte Linie kennzeichnet den Bereich der Substrat­ halteeinrichtung 5, die ihrerseits auf einer Ablage 31 ange­ ordnet ist.

Fig. 2 zeigt eine Prinzipskizze eines Bestückungssystems 4 einer Ausführungsform der Erfindung mit einer Vakuumpinzette 8 in Montageposition 13. Komponenten mit gleichen Funktionen wie in Fig. 1 werden mit gleichen Bezugszeichen gekennzeich­ net und nicht extra erläutert.

Die Anzahl der elektronischen Bauteile in der Ausführungsform nach Fig. 2 ist hier nur prinzipiell auf vier für den Wafer 3 in einer Richtung beschränkt. Der Wafer 3 kann beliebig viele in Zeilen und Spalten angeordnete elektronische Bautei­ le aufweisen. Diese Anzahl an elektronischen Bauteilen 2 kann bei einem Halbleiterwafer von 300 mm Durchmesser zwischen 100 und 2000 liegen. Gemäß der Zahl der elektronischen Bauteile sind entsprechende Durchgangsöffnungen 15 in der den Halblei­ terwafer 3 tragenden perforierten Folie 14 vorgesehen. Auch diese Durchgangsöffnungen sind in Zeilen und Spalten angeord­ net, so daß jedes elektronische Bauteil unter einer derarti­ gen Durchgangsöffnung 15 angeordnet ist.

Die Randabschnitte 27 des Halbleiterwafers 3 tragen keine vollständigen elektronischen Bauteile 2 und sind folglich Ab­ fall. Diese Randabschnitte 27 können noch vor dem Einbringen des Waferhalterahmens in das Bestückungssystem von der Folie 14 abgelöst werden. Oder sie können bis zum Bestücken sämtli­ cher funktionsfähiger elektronischer Bauteile des in elektro­ nische Bauteile getrennten Halbleiterwafers 3 auf entspre­ chende Substrate auf der Folie verbleiben. Gleiches gilt für nicht funktionsfähige elektronische Bauteile, die bei einem Funktionszwischentest entsprechend markiert wurden. Die Funk­ tionsfähigkeit bzw. Nichtfunktionsfähigkeit oder die Markie­ rung wird von der Bauteilpositions-Erkennungseinrichtung 16 über eine nicht gezeigte Auswerteschaltung einer nicht ge­ zeigten programmierbaren Steuerung signalisiert, so daß keine nichtfunktionsfähigen elektronischen Bauteile in die Montage­ position 13 durch die Vakuumpinzetten-Halteeinrichtung 7 ver­ bracht werden.

In der Montageposition 13 kann das elektronische Bauteil mit Hilfe der Vakuumpinzetten-Halteeinrichtung 7 in X-Richtung und in Y-Richtung feinjustiert werden und um die Z-Achse 9 gedreht und feinjustiert werden. Mit dieser Feinjustage kön­ nen die Außenkontakte des elektronischen Bauteils 2 in exakte Zuordnung zu entsprechenden Kontaktanschlussflächen auf dem Substrat 1 verbracht werden. Eine nicht gezeigte Heizvorrich­ tung kann entweder das elektronische Bauteil 2 oder das Sub­ strat 1 erwärmen, um ein Aushärten eines Leitklebers zu be­ wirken oder um die Außenkontakte des elektronischen Bauteils auf den Kontaktanschlussflächen der Oberseite 22 des Sub­ strats 1 weich zu löten.

Die Durchgangsöffnung 15 weist einen ausreichenden Durchmes­ ser auf, damit die Vakuumpinzette in der Durchgangsöffnung 15 in X- und Y-Richtung feinjustierbar ist. Ferner ist die Flä­ che der Durchgangsöffnung 15 kleiner als die Fläche des elek­ tronischen Bauteils. Die strichpunktierten Linien in Fig. 1 und Fig. 2 zeigen die Lage der Trennspuren 28 im Halbleiter­ wafer 3 für die geteilten elektronischen Bauteile.

Fig. 3 zeigt eine schematische Draufsicht auf ein Bestüc­ kungssystem einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Komponenten mit gleichen Funktionen wie in den vorhergehenden Figuren werden mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und nicht extra erläutert.

Diese schematische Draufsicht ist stark vereinfacht durch Weglassen der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Vakuumpinzet­ ten-Halteeinrichtung. Diese weitere Ausführungsform der Er­ findung zeigt eine Zufuhreinrichtung 21 und eine Abfuhrein­ richtung 25 für das Substrat 1, das hier auf Führungsschienen 32 und 33 der Substrathalteeinrichtung 5 zugeführt wird und auf Führungsschienen 34 und 35 der Abfuhreinrichtung 25 aus dem Bestückungssystem 4 herausgeführt wird. Die Substrathal­ teeinrichtung 5 kann in Pfeilrichtung Y" und in X" positio­ niert werden, um das Substrat in eine vorbestimmte Position zum Bestücken zu bringen. Oberhalb der Substrathalteeinrich­ tung 5 ist eine Waferhalteeinrichtung mit einem Waferhal­ terahmen 10 angeordnet, wobei der Waferhalterahmen 10 den in elektronische Bauteile geteilten Wafer 3 auf einer perforier­ ten Folie 14 trägt. Der Waferhalterahmen 10 ist mittels der Waferhalteeinrichtung in Pfeilrichtung Y' und X' verschiebbar, um ein funktionstüchtiges elektronisches Bauteil auf die Position auf dem Substrat 1 auszurichten.

Mit den in de Fig. 1-3 gezeigten Ausführungsformen eines Bestückungssystems wird ein Verfahren zum Bestücken eines Substrats mit elektronischen Bauteilen mit folgenden Verfah­ rensschritten durchgeführt.

Zunächst wird ein Waferhalterahmen 10 mit in dem Waferhal­ terahmen aufgespannter perforierter Folie 14, bereitgestellt. Diese Folie 14 weist in Zeilen und Spalten angeordnete Durch­ gangsöffnungen 15 auf. Die Anordnung der Durchgangsöff­ nungen 15, die Schrittweite der Durchgangsöffnungen 15 und die Fläche der Durchgangsöffnungen 15 ist dabei den in Zeilen und Spalten angeordneten elektronischen Bauteilen 2 eines in elektronische Bauteile 2 getrennten Halbleiterwafer angepaßt. Dieser Halbleiterwafer 3 wird noch vor dem Trennen des Halb­ leiterwafers 3 in elektronische Bauteile 2 auf die perforier­ te Folie 15 als Trägermaterial aufgebracht und in einer Trennvorrichtung in entsprechende elektronische Bauteile ge­ trennt.

Ein derart vorbereiteter Waferhalterahmen 10 wird für das Be­ stücken in einem entsprechenden Bestückungssystem 4 bereitge­ stellt. Weiterhin wird ein Substrat 1 mit vorbestimmten Posi­ tionen für das Aufbringen eines elektronischen Bauteils 2 be­ reitgestellt. Der Waferhalterahmen 10 wird zum Bestücken in eine positionierende Waferhalteeinrichtung 6 und das Sub­ strat 1 in eine positionierende Substrathalteeinrichtung 5 eingebracht. Anschließend wird der Waferhalterahmen 10 und das Substrat 1 zueinander derart horizontal in X- und Y-Richtung positioniert, daß ein funktionsfähiges elektronisches Bauteil 2 in einer vorgegebenen Position über dem Sub­ strat 1 angeordnet ist.

Nach der Ausrichtung von Substrat 1 und elektronischen Bau­ teil 2 bzw. Halbleiterwafer 3 fährt eine Vakuumpinzette 8 in Z-Richtung vertikal durch die über dem elektronischen Bauteil befindliche Durchgangsöffnung 15 der Folie 14 hindurch und nimmt das entsprechende elektronische Bauteil 2 mit aus einer Vorposition und verbringt das elektronische Bauteil 2 in eine Montageposition auf dem Substrat 1. In dieser Montageposition wird das elektronische Bauteil 2 mittels der Vakuumpinzetten- Halteeinrichtung 7 in X- und in Y-Richtung feinjustiert sowie um die Z-Achse gedreht und dabei in einem Winkel ϕ feinju­ stiert.

Das Befestigen des elektronischen Bauteils 2 auf dem Sub­ strat 1 in der vorbestimmten Montageposition kann auf unter­ schiedliche Weise erfolgen. Beispielsweise kann das Sub­ strat 1 erwärmt werden, um einen Leitkleber, der auf Kontakt­ anschlussflächen des Substrats 1 in der vorgegebenen Position angeordnet ist, durch Erwärmen auszuhärten, oder es kann das elektronische Bauteil 2 soweit erhitzt werden, beispielsweise durch Laserstrahlen, daß die Außenkontakte des elektronischen Bauteils 2 auf den Kontaktanschlussflächen des Substrats 1 weichgelötet werden. Der gesamte Bestückungsvorgang wird durch ein programmierbares Steuergerät 20 gesteuert und über­ wacht und von einer an der Vakuumpinzetten-Halteeinrichtung 7 angeordneten Bauteilpositions-Erkennungseinrichtung 16 unter­ stützt.

Bezugszeichenliste

1

Substrat

2

elektronisches Bauteil

3

Halbleiterwafer

4

Bestückungssystem

5

Substrathalteeinrichtung

6

Waferhalteeinrichtung

7

Vakuumpinzetten-Halteeinrichtung

8

Vakuumpinzette

9

Z-Achse

10

Waferhalterahmen

11

Ruheposition

12

Vorposition

13

Montageposition

14

Folie, perforiert

15

Durchgangsöffnung

16

Bauteilpositions-Erkennungseinrichtung

17

Lichtimpulssensor

18

Lichtimpulsempfänger

19

Auswerteschaltung

20

programmierbare Steuerung

21

Zuführeinrichtung

22

Oberseite des Substrats

23

Leiterplatte

24

Keramikplatte

25

Abführeinrichtung

27

Randabschnitte

28

Trennspuren

29

Doppelpunktlinie

30

ggestrichelte Linie

31

Ablage

32-35

Führungsschienen

Claims (27)

1. Bestückungssystem zum Bestücken eines Substrats (1) mit mindestens einem elektronischen Bauteil (2) eines in elektronische Bauteile (2) geteilten Halbleiterwafers (3), wobei das Bestückungssystem (4) eine Substrathalte­ einrichtung (5) zur Aufnahme des Substrats (1), eine oberhalb der Substrathalteeinrichtung (5) angeordnete Waferhalteeinrichtung (6) zur Aufnahme eines Waferhal­ terahmens (10) und eine oberhalb der Waferhalteeinrich­ tung (6) angeordnete Vakuumpinzettenhalteeinrichtung (7) aufweist, und wobei die Substrathalteeinrichtung (5) und Waferhalte­ einrichtung (6) horizontal in X-Richtung und Y-Richtung in Bezug auf einander positionierbar sind, und wobei die Vakuumpinzettenhalteeinrichtung (7) eine Vaku­ umpinzette (8) aufweist, die bezüglich der Substrathal­ teeinrichtung (5) in X-Richtung und Y-Richtung feinju­ stierbar sowie um die Z-Achse (9) drehbar und feinju­ stierbar ist und die so ausgebildet ist, daß die Vakuum­ pinzette (8) im Bereich des Waferhalterahmens (10) ver­ tikal in Z-Richtung in eine Ruheposition (11), in eine Vorposition (12) und in eine Montageposition (13) bring­ bar ist.

2. Bestückungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Waferhalterahmen (10) eine Folie (14) mit Durch­ gangsöffnungen (15) hält, wobei mehrere Bauteile (2) des in elektronische Bauteile (2) getrennten Halbleiterwa­ fers (3) an der Folie (14) so angeordnet sind, daß die Bauteile (2) jeweils unter einer der Durchgangsöffnungen (15) der Folie (14) angeordnet sind.

3. Bestückungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Waferhalterahmen (10) dem Durchmesser eines Halblei­ terwafers (3) angepaßt ist und die Anordnung der Durch­ gangsöffnungen (15) in der Folie (14) des Waferhalterah­ mens (10) der Anordnung der elektronischen Bauteile (2) des Halbleiterwafers (3) entsprechen.

4. Bestückungssystem nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vakuumpinzette (8) der Vakuumpinzettenhalteeinrich­ tung (7) in der Ruheposition (11) über einer Durch­ gangsöffnung (15) angeordnet ist und in der Vorposition (12) in Z-Richtung ein unter der Durchgangsöffnung (15) angeordnetes elektronisches Bauteil (2) des in elektro­ nische Bauteile (2) geteilten Halbleiterwafers (3) auf­ nehmen kann und dass die Vakuumpinzette (8) mit dem auf­ genommenen elektronischen Bauteil (2) in der Montagepo­ sition (13) der Vakuumpinzette (8) für eine vorbestimmte Position über dem Substrat (1) feinjustierbar und posi­ tionierbar ist.

5. Bestückungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, dass die Vakuumpinzettenhalteeinrichtung (7) eine Bauteilpo­ sitions-Erkennungseinrichtung (16) aufweist.

6. Bestückungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Bauteilpositions-Erkennungseinrichtung (16) als nicht funktionstüchtig markierte Bauteile (2) eines in Bauteile (2) getrennten Halbleiterwafers (3) erfassbar sind.

7. Bestückungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteilpositions-Erkennungseinrichtung (16) einen Lichtimpulssender (17) und -empfänger (18) und eine Aus­ werteschaltung (19) für eine Positionsbestimmung in X- Richtung und Y-Richtung aufweist.

8. Bestückungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, dass das Bestückungssystem (4) eine programmierbare Steuerung (20) aufweist, welche die Waferhalteeinrichtung (6) ver­ anlaßt eines der elektronischen Bauteile (2) in den Er­ fassungsbereich der Bauteilpositions-Erkennungsein­ richtung (16) zu bringen und die Substrathalteeinrich­ tung (5) veranlaßt das Substrat (1) in die vorbestimmte Position für die Montage eines elektronischen Bauteils (2) auf der Oberseite (22) des Substrats (1) zu bringen.

9. Bestückungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, dass das Bestückungssystem (4) eine Zufuhreinrichtung (21) und Abfuhreinrichtung (24) zum Zuführen bzw. zum Abfüh­ ren von Substraten (1) zu bzw. von der Substrathalteein­ richtung (5) aufweist.

10. Bestückungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, dass das Bestückungssystem (4) eine Zufuhreinrichtung und Ab­ fuhreinrichtung zum Zuführen bzw. zum Abführen von Wa­ ferhalterahmen (10) zu bzw. von der Waferhalteeinrich­ tung (5) aufweist.

11. Waferhalterahmen zur Verwendung in einem Bestückungssy­ stem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Waferhalterahmen (10) eine Folie (14) mit Durch­ gangsöffnungen (15) aufweist, wobei mehrere Bauteile (2) des in elektronische Bauteile (2) getrennten Halbleiter­ wafers (3) auf der Folie (14) so angeordnet sind, daß die Bauteile (2) jeweils unter einer der Durchgangsöff­ nungen (15) der Folie (14) angeordnet sind.

12. Waferhalterahmen nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Waferhalterahmen (10) einen an den Durchmesser eines Halbleiterwafers (3) angepaßten Innendurchmesser auf­ weist und die Anordnung der Durchgangsöffnungen (15) in der Folie (14) des Waferhalterahmens (10) der Anordnung der elektronischen Bauteile (2) des Halbleiterwafers (3) entsprechen.

13. Waferhalterahmen nach Anspruch 11 oder Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Durchgangsöffnungen (15) dem Durch­ messer der Vakuumpinzette (8) so angepaßt ist, daß mit der Vakuumpinzette (8) durch die Durchgangsöffnung (15) hindurch eine Feinjustierung in X-Richtung und in Y- Richtung und eine Drehbewegung um die Z-Achse (9) des elektronischen Bauteils (2) in Bezug auf die vorbestimm­ te Position auf dem Substrat (1) in der Montageposition der Vakuumpinzette (8) durchführbar ist.

14. Waferhalterahmen nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Durchgangsöffnungen (15) kleiner als die Flächendiagonale des elektronischen Bauteils (2) ist.

15. Waferhalterahmen nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Folie (14) in dem Waferhalterahmen (10) eine einseitig klebende Folie (14) ist.

16. Folie mit Durchgangsöffnungen zum Einsatz in einem Wa­ ferhalterahmen gemäß den Ansprüchen 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (14) eine Anordnung von Durchgangsöffnungen (15) aufweist, die Spalten und Zeilen umfaßt, welche in gleicher Weise wie elektronische Bauteile (2) eines in elektronische Bauteile (2) geteilten Halbleiterwafers (3) angeordnet sind.

17. Folie nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangsöffnungen (15) der Folie (14) einen klei­ neren Durchmesser aufweisen als die Diagonale der elek­ tronischen Bauteile (2).

18. Folie nach Anspruch 16 oder Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangsöffnungen (15) in der Folie (14) dem Durchmesser der Vakuumpinzette (8) in der Weise angepaßt sind, daß Feinjustagebewegungen der Vakuumpinzette (8) in X- und Y-Richtung innerhalb der Durchgangsöffnungen (15) ausführbar sind.

19. Verfahren zum Bestücken eines Substrats (1) mit elektro­ nischen Bauteilen (2) mittels eines Bestückungssystems (4), wobei das Verfahren folgende Verfahrensschritte aufweist:

• - Bereitstellen eines Waferhalterahmens (10) mit in dem Waferhalterahmen (10) aufgespannter perforier­ ter Folie (14) mit in einzelnen Zeilen und Spalten angeordneten Durchgangsöffnungen (15) und mit unter den Durchgangsöffnungen (15) der Folie (14) ange­ ordneten elektronischen Bauteilen (2) eines in elektronische Bauteile (2) getrennten Halbleiterwa­ fers (3),
• - Bereitstellen eines Substrats (1) mit vorbestimmten Positionen für das Aufbringen eines elektronischen Bauteils (2),
• - Zuführen des Waferhalterahmens (10) in eine posi­ tionierende Waferhalteeinrichtung (6) und des Sub­ strats (1) in eine positionierende Substrathalte­ einrichtung (5) und horizontales Ausrichten dersel­ ben in X- und Y-Richtung zueinander in einer vorge­ gebenen Position zum Positionieren eines elektroni­ schen Bauteils (2) der elektronischen Bauteile (2) des Halbleiterwafers (3) auf dem Substrat,
• - Verfahren einer Vakuumpinzette (8) mittels einer Vakuumpinzetten-Halteeinrichtung (7) unter Überwa­ chung durch eine Bauteilpositions-Erkennungseinrichtung (16) aus einer Ruheposition (11) vertikal in Z-Richtung durch eine Durchgangsöffnung (15) der Folie (14) hindurch unter Mitnahme des elektroni­ schen Bauteils (2), aus einer Vorposition (12) und Verbringen des elektronischen Bauteils (2) in eine Montageposition (13) auf dem Substrat (1) unter Drehen um die Z-Achse und feinjustieren der Vakuum­ pinzette in X- und Y-Richtung.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (1) erwärmt wird, um Außenkontakte des elektronischen Bauteils (2) mit Kontaktanschlußflächen des Substrats (1) nach exakter Positionierung zu verbin­ den.

21. Verfahren nach Anspruch 19 oder Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass vor einem Trennen des Halbleiterwafers (3) in elektroni­ sche Bauteile (2) der noch nicht getrennte Halbleiterwa­ fer (3) auf die perforierte Folie (14) unter Ausrichtung von Zeilen und Spalten der elektronischen Bauteile (2) des Halbleiterwafers (3) mit Zeilen und Spalten der Durchgangsöffnungen (15) der perforierten Folie (14) auf eine mit Klebstoff beschichtete Seite der Folie (14) aufgebracht wird.

22. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die nach dem Trennen des Halbleiterwafers (3) in elek­ tronische Bauteile (2) die Folie mit den elektronischen Bauteilen (2) in den Waferhalterahmen (10) eingespannt wird.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Zuführen des Waferhalterahmen (10) in die Wafer­ haltevorrichtung (6) des Bestückungssystems (4) ein Funktionstest jedes elektronischen Bauteils (2) durchge­ führt und nicht funktionierende elektronische Bauteile (2) markiert werden.

24. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass jedes elektronische Bauteil (2) mit Markierungen verse­ hen wird, die der Positionierung in dem Bestückungssy­ stem (4) dienen und von der Bauteilpositions-Erkennungs­ einrichtung (16) bei einem Bestückungsvorgang erfaßt werden, um jedes Bauteil korrekt zu positionieren.

25. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 24, ,dadurch gekennzeichnet, dass als Substrat (1) eine auf ihrer Oberseite (22) mit frei­ liegenden Kontaktanschlußflächen bestückte Keramikplatte (24) eingesetzt wird.

26. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 24 ist, dadurch gekennzeichnet, dass als Substrat (1) eine auf ihrer Oberseite (22) mit frei­ liegenden Kontaktanschlußflächen bestückte Leiterplatte (23) eingesetzt wird.

27. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 26 ist, dadurch gekennzeichnet, dass als Substrat (1) eine auf ihrer Oberseite (22) mit frei­ liegenden Kontaktanschlußflächen bestückte mehrlagige Leiterplatte (23) oder mehrlagige Keramikplatte (24) eingesetzt wird.