DE102005036821A1

DE102005036821A1 - Verfahren zum Transferieren und Vorrichtung zum Handhaben von elektronischen Bauelementen

Info

Publication number: DE102005036821A1
Application number: DE102005036821A
Authority: DE
Inventors: Günter SCHIEBEL
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: ASMPT GmbH and Co KG
Priority date: 2005-08-04
Filing date: 2005-08-04
Publication date: 2007-03-15
Also published as: WO2007014880A1; JP2009503880A; CN101283635A; EP1911337A1

Abstract

Die Erfindung schafft ein Verfahren zum Transferieren von elektronischen Bauelementen (210), insbesondere von Flip-Chip bzw. Bare-Dies, von einer klebrigen Trägerfolie (204) auf einen Transportkopf (250). Das Verfahren umfasst (a) einen Transfer der Trägerfolie (204) zu einer Vakuumaufnahmevorrichtung (220), welche eine ebene und mit Öffnungen versehene Ansaugfläche (223) aufweist, wobei eine mit den Bauelementen (210) versehene Seite der Trägerfolie (204) der Ansaugfläche zugewandt ist, (b) ein Anlegen eines Unterdrucks an die Vakuumaufnahmevorrichtung (220), so dass die Bauelemente (210) von der Ansaugfläche angesaugt werden, (c) ein Reduzieren von Klebrigkeit der Trägerfolie (204), so dass die von der Trägerfolie (204) auf die Bauelemente (210) vermittelte Klebekraft kleiner ist als die von der Vakuumaufnahmevorrichtung (220) auf die Bauelemente (210) vermittelte Ansaugkraft, (d) ein Entfernen der Trägerfolie (204) von der Vakuumaufnahmevorrichtung (220), wobei die Bauelemente (210) auf der Vakuumaufnahmevorrichtung (220) verbleiben, und (e) ein Aufnehmen der Bauelemente (210) durch einen Transportkopf (250), welcher zumindest eine Bauelement-Haltevorrichtung (252) aufweist. Die Erfindung schafft ferner eine Vorrichtung zum Handhaben von elektronischen Bauelementen (210), insbesondere zur Verwendung als Vakuumaufnahmevorrichtung (220) bei der Durchführung des genannten Verfahrens.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Transferieren von elektronischen Bauelementen von einer klebrigen Trägerfolie, an welcher üblicherweise sämtliche Bauelemente eines gesamten Wafers fixiert sind, auf einen Transportkopf, mit dem die transferierten Bauelemente auf ein elektronisches Schaltungssubstrat bestückt werden können. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Handhaben von elektronischen Bauelementen, insbesondere zur Verwendung als Vakuumaufnahmevorrichtung bei der Durchführung des oben genannten Verfahrens.

Aufgrund der zunehmenden Miniaturisierung von elektronischen Bauelementen wird es bereits in naher Zukunft nicht mehr wirtschaftlich sein, elektronische Bauelemente, welche auf ein elektronisches Schaltungssubstrat bestückt werden sollen, zum Zwecke einer sicheren Bauelement-Zuführung für einen Bestückprozess umzupacken. Ein derartiges Umpacken in spezielle Bauelement-Zuführgurte wird häufig angewendet, um die Bauelemente einzeln dem Bestückprozess zuzuführen. Von modernen SMT-Bestücksystemen wird vielmehr schon bald verlangt werden, dass sie die zu bestückenden Bauelemente unmittelbar von einem Wafer einzeln entnehmen und auf entsprechende Stellen eines elektronischen Schaltungssubstrats aufsetzen.

Um die Handhabung von elektronischen Bauelementen, welche als so genannte Flip-Chips unmittelbar aus einer Wafer-Anordnung entnommen werden sollen, zu vereinfachen, wird der gesamte Wafer vor einer Bauelement-Vereinzelung auf einer klebrigen Trägerfolie aufgebracht. Die Vereinzelung erfolgt beispielsweise durch einen hochpräzisen mechanischen Säge- oder durch einen chemischen Ätzvorgang.

Von der Trägerfolie werden die Bauelemente von einem Sauggreifer entnommen und einem Bestückprozess zugeführt. Um einen Ablösevorgang der Bauelemente von der klebrigen Trägerfolie zu erleichtern, ist aus der EP 565781 A1 eine Ausstoßvorrichtung zum Abtrennen eines Chips von einem klebrigen Träger bekannt, welche Ausstoßvorrichtung eine spitze Ausstoßnadel aufweist, die die Trägerfolie durchdringt und ein Ablösen des jeweiligen Bauelements mittels eines Sauggreifers unterstützt. Aufgrund der lokalen Wölbung der Trägerfolie wird dabei die Klebefläche und damit auch die Klebekraft zwischen dem Bauelement und der Trägerfolie reduziert, so dass das Bauelement von einem Sauggreifer zuverlässig von der klebrigen Trägerfolie abgehoben werden kann. Das durch eine Ausstoßnadel unterstützte Ablösen eines Bauelements hat jedoch den Nachteil, dass eine Beschädigung des Bauelements nicht ausgeschlossen werden kann. Da zudem zukünftige Bauelemente lediglich eine sehr geringe Dicke in der Größenordnung von 100 μm aufweisen werden, ist außerdem infolge der Wölbung der klebrigen Trägerfolie ein Brechen des jeweiligen Bauelements möglich.

Ein weiteres Problem bei der unmittelbaren Entnahme von Bauelementen von einer Wafer-Anordnung besteht darin, dass die elektrischen Anschlüsse der Bauelemente üblicherweise auf der Oberseite einer Wafer-Anordnung ausgebildet sind. Aus diesem Grund müssen häufig die jeweiligen Bauelemente vor dem Aufsetzen noch um 180° gedreht werden, damit die auf den Bauelementen ausgebildeten Anschlussflächen nach unten ausgerichtet sind und somit die vorgegebenen Anschlussflächen eines elektronischen Schaltungssubstrats kontaktiert werden können. Da für ein direktes Bestücken von elektronischen Bauelementen aus einer Wafer-Anordnung heraus ein Wenden der Bauelemente erforderlich ist, werden die betreffenden Bauelemente als Flip-Chips bezeichnet.

Aus der DE 10203601 A1 ist eine Handhabungsvorrichtung für Flip-Chips bekannt, bei der ein Entnahmekopf und ein Wende kopf jeweils drehbar gelagert sind und der Entnahmekopf zum Entnehmen von Flip-Chips aus einer Wafer-Anordnung verwendet wird. Die entnommenen Bauelemente werden dann an den Wendekopf übergeben, wobei bei dem Übergabevorgang jeweils eine Haltevorrichtung von jedem der beiden Köpfe an einander gegenüberliegenden Seiten des Flip-Chips angreifen, so dass die elektrischen Anschlüsse des Bauelements, welche sich zunächst an der der Haltevorrichtung des Entnahmekopfs zugewandten Seite befinden, relativ zu einer Haltevorrichtung des Wendekopfs auf der der Haltevorrichtung abgewendeten Seite befinden. Bei einem Aufsetzvorgang auf ein elektronisches Schaltungssubstrat durch den Wendekopf kann das betreffende Bauelement mit auf dem Schaltungssubstrat vorgesehenen Anschlussflächen kontaktiert werden.

Aus der EP 1159861 B1 ist eine Vorrichtung zum Bestücken eines elektronischen Schaltungssubstrats mit Flip-Chips bekannt, welche einen Bestückkopf mit sternförmig abstehenden, um eine Drehachse drehbar gelagerten Bauelement-Haltevorrichtungen aufweist. Der Bestückkopf ermöglicht nach dem Collect & Place Prinzip eine sequentielle Aufnahme einer Mehrzahl von Bauelementen, welche gemeinsam in den Bestückbereich transportiert und durch eine sukzessive Drehung des sternförmigen Bestückkopfes auf vorgegebenen Bestückpositionen eines elektronischen Schaltungssubstrats aufgesetzt werden können. Um ein Wenden der aufgenommenen Bauelemente zu ermöglichen, ist an dem Bestückkopf eine stationäre Übergabeeinrichtung vorgesehen, welche zwei schwenkbare Sauggreifer aufweist. Dabei kann ein von einer Haltevorrichtung des Bestückkopfs aufgenommenes Bauelement von einer ersten Schwenkvorrichtung entnommen und an eine zweite Schwenkvorrichtung übergeben werden, welche das Bauelement an eine benachbarte Haltevorrichtung des Bestückkopfes in einer um 180° geänderten Orientierung transferiert. Die Wendevorrichtung hat jedoch ebenso wie die oben genannte Handhabungsvorrichtung für Flip-Chips den Nachteil, dass eine aufwendige Mechanik erforderlich ist, so dass der gesamte Bestückprozess signifikant verlangsamt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Transferieren von elektronischen Bauelementen von einer klebrigen Trägerfolie auf einen Transportkopf anzugeben, welches ein schonendes Ablösen der Bauelemente von der Trägerfolie ermöglicht. Der Erfindung liegt zudem die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Handhaben von elektronischen Bauelementen zu schaffen, welche mittels eines vergleichbar einfachen mechanischen Aufbaus realisiert werden kann und welche zudem eine hohe Bestückgeschwindigkeit ermöglichen.

Die verfahrensbezogene Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Transferieren von elektronischen Bauelementen von einer klebrigen Trägerfolie auf einen Transportkopf mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1. Gemäß der Erfindung erfolgt zunächst ein Transfer der mit den Bauelementen versehenen Trägerfolie zu einer Vakuumaufnahmevorrichtung, welche eine ebene und mit porenartigen Öffnungen versehene Ansaugfläche aufweist. Dabei ist die mit den Bauelementen versehene Seite der Trägerfolie der Ansaugfläche zugewandt. Durch ein Anlegen eines Unterdrucks an die Vakuumaufnahmevorrichtung werden die Bauelemente von der Ansaugfläche angesaugt. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst ferner ein starkes Reduzieren der Klebrigkeit der Trägerfolie, so dass die von der Trägerfolie auf die Bauelemente vermittelte Klebekraft kleiner ist als die von der Vakuumaufnahmevorrichtung auf die Bauelemente vermittelte Ansaugkraft. Nachfolgend erfolgt ein Entfernen der Trägerfolie von der Vakuumaufnahmevorrichtung, wobei die Bauelemente auf der Vakuumaufnahmevorrichtung verbleiben und ein Aufnehmen der Bauelemente durch einen Transportkopf, welcher zumindest eine Bauelemente-Haltevorrichtung aufweist.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass durch eine gezielte Reduzierung der Klebrigkeit der Trägerfolie in Verbindung mit einem kollektiven pneumatischen Ansaugen von elektronischen Bauelementen ein im Vergleich zu herkömmlicher Chip-Ablösetechnik besonders schonendes Ablösen von Bauelementen möglich ist, da gemäß der Erfindung keinerlei punktuelle Kräfte von einer oder von mehreren Ausstoßnadeln auf die zu transferierenden Bauelemente einwirken. Diese schonende Handhabung ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn extrem kleine und/oder insbesondere dünne Bauelemente verarbeitet werden, welche beispielsweise eine Kantenlänge im Bereich von 0,5 mm und Dicken in der Größenordnung von 100 μm aufweisen. Infolge der besonderes schonenden Behandlung der Bauelemente eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren in besonderem Maße für so genannte Nackt-Chips, welche unmittelbar von einer Wafer-Anordnung einem Bestückprozess zugeführt werden. Nackt-Chips weisen nämlich kein Gehäuse auf, welches das jeweilige Bauelement vor mechanischen Beschädigungen schützt.

Die Erfindung hat zudem den Vorteil, dass die Bauelemente bei dem Transfer von der Trägerfolie auf die Vakuumaufnahmevorrichtung automatisch gewendet werden, so dass elektrische Anschlüsse der Bauelemente, welche sich zunächst auf der von der Trägerfolie abgewandten Bauelementseite befinden, nach der Übergabe an die Vakuumaufnahmevorrichtung mit der mit Anschlüssen versehenen Seite in Richtung zu der Vakuumaufnahmevorrichtung orientiert sind. Somit können die Bauelemente von einer Haltevorrichtung eines Bestückkopfes entnommen werden, wobei die Anschlüsse der Bauelemente in der für einen herkömmlichen Bestückprozess üblichen Orientierung, d.h. an der dem der Haltevorrichtung abgewandten Seite orientiert sind.

Da gemäß der Erfindung der Transferprozess automatisch ein Flippen der Bauelemente bewirkt, können gleichzeitig mittels eines einzigen Transferschrittes sämtliche Bauelemente eines gesamten Wafers an die Vakuumaufnahmevorrichtung übergeben werden. Da die Erfindung zudem lediglich einen vergleichsweise einfachen mechanischen Aufbau erfordert, kann das kollek tive Transferieren bzw. das kollektive Flippen der Bauelemente auch innerhalb eines herkömmlichen Bestückautomaten realisiert werden. Dies vereinfacht in besonderem Maße die weitere Verarbeitung von Flip-Chips, so dass bei einer Erhöhung der Zuverlässigkeit des Bauelement-Transfers vom Wafer an die Haltevorrichtung eines Bestückkopfes sowohl die Prozesssicherheit als auch die Prozessgeschwindigkeit erheblich verbessert wird.

Nach dem kollektiven Transfer einer Vielzahl von elektronischen Bauelementen an die Vakuumaufnahmevorrichtung kann der Bestückprozess durch ein sequentielles Abholen der Bauelemente durch jeweils eine Haltevorrichtung eines Bestückkopfes fortgesetzt werden. Die abgeholten Bauelemente werden üblicherweise jeweils an durch entsprechende Bauelement-Anschlussflächen vorgegebenen Einbauplätzen auf einem elektronischen Schaltungssubstrat platziert.

Gemäß Anspruch 2 wird vor dem Entfernen der Trägerfolie von der Vakuumaufnahmevorrichtung die von der Vakuumaufnahmevorrichtung vermittelte Ansaugkraft reduziert. Dies hat den Vorteil, dass eine Bauelement-Entnahme durch eine üblicherweise als so genannter Sauggreifer ausgebildete Haltevorrichtung auf einfache Weise erfolgen kann. Nach einem erfolgten Ablösen der Bauelemente von der Trägerfolie ist nämlich lediglich nur noch eine sehr geringe Saugkraft erforderlich, um die abgelösten Bauelemente an der Vakuumaufnahmevorrichtung in der jeweiligen Position zu halten. Eine Reduzierung der Ansaugkraft erfolgt in bekannter Weise durch eine pneumatische Regelung, welche in vorteilhafter Weise auch dafür eingesetzt werden kann, beim Ablösen der Bauelemente von der Trägerfolie jeweils gerade die Ansaugkraft bereitzustellen, welche zum einen für ein zuverlässiges Ablösen der Bauelemente von der Trägerfolie erforderlich ist und welche zum anderen lediglich so stark ist, dass die Bauelemente trotzdem in einer schonenden Art und Weise transferiert werden. So kann beispielsweise die Ansaugkraft beim Bauelement-Transfer reduziert werden, wenn eine Trägerfolie verwendet wird, die beispielsweise infolge einer Alterung von Haus aus lediglich eine reduzierte Klebekraft auf die gehaltenen Bauelemente ausübt.

Gemäß Anspruch 3 wird die Klebrigkeit durch das Einwirken von elektromagnetischer Strahlung, beispielsweise von ultraviolettem, sichtbarem oder infrarotem Licht oder mittels einer Wärmestrahlung reduziert. Sowohl eine Bestrahlung mit ultraviolettem Licht, bei dem einzelne chemische Bindungen innerhalb des Klebstoffmaterials aufgebrochen werden, als auch bei der Bestrahlung mit sichtbarem oder infrarotem Licht bzw. infraroter Wärmestrahlung kann die Klebrigkeit bei einer entsprechenden Wahl des Klebstoffs nahezu vollständig aufgehoben werden. Somit reicht bereits eine sehr geringe Ansaugkraft zu einem zuverlässigen und gleichzeitig schonendem Bauelementetransfer auf die Vakuumaufnahmevorrichtung.

Gemäß Anspruch 4 erfolgt das Aufnehmen der Bauelemente derart, dass die Bauelement-Haltevorrichtung erst dann unmittelbar mit dem jeweils aufzunehmenden Bauelement in Kontakt kommt, wenn dieses Bauelement bereits zumindest teilweise von der Vakuumaufnahmevorrichtung abgelöst ist. So ist es beispielsweise ausreichend, wenn eine als Haltevorrichtung dienende Saugpipette des Transportkopfes beispielsweise 10 μm oberhalb der Bauelement-Oberfläche zum Stillstand gebracht wird. Voraussetzung für einen derartigen quasi kontaktlosen Transfer eines einzelnen Bauelements über einen Luftspalt auf die Saugpipette ist lediglich, dass die auf die Bauelement-Oberseite durch die Saugpipette vermittelte Saugkraft größer ist als die pneumatische Festhaltekraft an der Bauelement-Unterseite, welche durch die Vakuumaufnahmevorrichtung vermittelt wird. Selbstverständlich kann der Unterdruck an beiden Bauelement-Seiten über eine geeignete Maschinensteuerung des Bestück- bzw. Transfersystems auf die prozessspezifisch optimalen Werte eingestellt bzw. geregelt werden. Das quasi kontaktlose Aufnehmen eines Bauelements, bei dem das Bauelement üblicherweise zuerst mit einer Seitenkante von der Vakuumaufnahmevorrichtung abhebt und bei dem erst nach einem mechanischen Kontakt dieser Kante auch die gegenüberliegende Bauelementkante die Vakuumaufnahmevorrichtung verlässt, hat den Vorteil, dass beim Abholen der Bauelemente die Haltevorrichtung nicht unmittelbar auf das Bauelement aufsetzt und somit kein harter mechanischer Stoß auf das gegebenenfalls sehr empfindliche Bauelement ausgeübt wird.

Gemäß Anspruch 5 wird die räumliche Lage der von der Vakuumaufnahmevorrichtung aufgenommenen Bauelemente mittels einer Kamera erfasst. Die Kamera, welche beispielsweise eine Zeilenkamera ist, die senkrecht zu ihrer Längserstreckung in einer vorbestimmten Höhe oberhalb der gehaltenen Bauelemente verfahren wird, kann durch einen einmaligen Inspektionsvorgang die Positionen und die Winkelorientierungen sämtlicher Bauelemente ermitteln. Da die Bauelemente von der Vakuumaufnahmevorrichtung zuverlässig gehalten werden, ist eine präzise Bauelement-Aufnahme durch eine oder durch mehrere Haltevorrichtungen eines Bestückkopfes möglich, ohne dass die räumliche Lage der aufgenommenen Bauelemente in regelmäßigen Abständen vermessen werden muss.

Gemäß Anspruch 6 wird zumindest ein Teil der Bauelemente von der Vakuumaufnahmevorrichtung auf eine weitere Vakuumaufnahmevorrichtung transferiert. Die weitere Vakuumaufnahmevorrichtung weist in analoger Weise eine ebene mit Öffnungen versehene weitere Ansaugfläche auf. Beim Transfer der Bauelemente auf die weitere Vakuumaufnahmevorrichtung wird diese relativ zu der Vakuumaufnahmevorrichtung derart positioniert, dass die Ansaugfläche und die weitere Ansaugfläche einander gegenüberliegend parallel zueinander ausgerichtet sind. Die Übergabe zwischen beiden Vakuumaufnahmeelementen erfolgt in der Weise, dass die Ansaugkraft des Vakuumelements erniedrigt und gleichzeitig die Ansaugkraft des weiteren Vakuumaufnahmeelementes erhöht wird. Somit kann auf ebenso schonende Weise ein Transfer der Bauelemente zwischen beiden Vakuumaufnahmevorrichtungen erfolgen.

Ein weiterer wichtiger Aspekt bei dieser Ausführungsform besteht darin, dass die Bauelemente erneut gewendet werden, so dass dieses Verfahren insbesondere dann vorteilhaft ist, wenn elektronische Bauelemente einem Bestückprozess zugeführt werden sollen, bei dem die mit elektrischen Anschlüssen versehene Seite der bestückten Bauelemente einem entsprechenden Bauelementeträger abgewandt sein soll. Dies ist z. b. dann erforderlich, wenn eine Kontaktierung beispielsweise durch Drahtbonden (sog. Wire Bonding) erfolgt. Somit kann auf einfache Weise durch die Verwendung einer weiteren Vakuumaufnahmevorrichtung auch ein Zuführen von Bauelementen zu einem Bestückprozess ohne ein Flippen bzw. durch ein zweifaches Flippen um insgesamt 360° zugeführt werden, so dass hinsichtlich der schonenden Handhabung und der Geschwindigkeit der Zuführung die gleichen Vorteile erzielt werden, die durch den kollektiven pneumatischen Transfer einer gesamten Wafer-Anordnung möglich sind.

Es wird darauf hingewiesen, dass durch die weitere Vakuumaufnahmevorrichtung auch eine Zwischenspeicherung von Bauelementen möglich ist. So können von einer gesamten Wafer-Anordnung diejenigen Bauelemente, welche in einem ersten Bestückprogramm noch nicht verwendet wurden, so lange auf der weiteren Vakuum-Aufnahmevorrichtung gespeichert werden können, bis sie bei einem weiteren Bestückprogramm wieder verwendet werden können.

Gemäß Anspruch 7 wird zumindest ein Teil der Bauelemente von der Vakuumaufnahmevorrichtung auf eine weitere klebrige Trägerfolie transferiert. Beim Transfer wird die weitere klebrige Trägerfolie relativ zu der Vakuumaufnahmevorrichtung derart positioniert, dass die Ansaugfläche und die weitere klebrige Trägerfläche einander gegenüberliegend parallel zueinander ausgerichtet sind. Die weitere klebrige Trägerfo lie kann somit ebenso wie die oben genannte weitere Aufnahmevorrichtung sowohl zum erneuten Flippen der Bauelemente als auch zum Zwischenspeichern der Bauelemente verwendet werden.

Gemäß Anspruch 8 wird wechselweise zumindest eine erste Vakuumaufnahmevorrichtung und eine zweite Vakuumaufnahmevorrichtung verwendet. Während des Aufnehmens der Bauelemente von der ersten Vakuumaufnahmevorrichtung durch den Transportkopf können bereits weitere Bauelemente von einer anderen Trägerfolie auf die zweite Vakuumaufnahmevorrichtung transferiert werden. Dies hat den Vorteil, dass ein Wechsel der einem Bestückprozess zuzuführenden Bauelemente innerhalb einer sehr kurzen Zeit durchgeführt werden kann, da der Transfer auf die zweite Vakuumaufnahmevorrichtung bereits dann erfolgen kann, bevor das letzte Bauelement von der ersten Vakuumaufnahmevorrichtung abgeholt wurde. Der Austausch der beiden Vakuumaufnahmevorrichtungen, mit dem ein unterschiedlicher oder ein gleicher Bauelementetyp dem Bestückprozess zugeführt werden kann, ist dann lediglich ein einfacher Positioniervorgang, welcher schnell durchgeführt werden kann. Auf diese Weise kann die durch den Transfer der Bauelemente von der Trägerfolie auf eine Vakuumaufnahmevorrichtung erforderliche Nebenzeit nahezu vollständig eliminiert werden.

Die der Erfindung zugrunde liegende vorrichtungsbezogene Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zum Handhaben von elektronischen Bauelementen mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 9. Gemäß der Erfindung umfasst eine Vakuumaufnahmevorrichtung eine Vakuumerzeugungseinheit und ein Ansaugelement, welches mit der Vakuumerzeugungseinheit pneumatisch gekoppelt ist und welches eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen und eine ebene Ansaugfläche aufweist, wobei bei einer Vakuumerzeugung gleichzeitig eine Vielzahl von elektronischen Bauelementen an der ebenen Ansaugfläche gehalten werden kann.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass durch eine pneumatische Fixierung der Bauelemente an dem Ansaugelement eine insbesondere für so genannte Nackt-Chips schonende und effektive Handhabung möglich ist. Die Ansaugkraft wird bevorzugt durch ein Pneumatikventil in Verbindung mit einem Druckwandler gesteuert, welche zwischen der Vakuumerzeugungseinheit und dem Ansaugelement geschaltet sind. Bei Verwendung eines zusätzlichen Drucksensors kann die Ansaugkraft auch durch eine entsprechende Rückkopplungsschleife geregelt werden, so dass sowohl eine hohe Prozesssicherheit als auch ein schonender Umgang mit den Bauelementen gewährleistet werden kann.

Gemäß Anspruch 10 ist das Ansaugelement aus einem gesinterten Material hergestellt, welches bevorzugt in Form einer Sinterplatte ausgebildet ist. In Abhängigkeit von der Dichtigkeit des Sintermaterials sind eine Vielzahl von mehr oder weniger großen Durchgangskanälen mit unterschiedlichem Porenabstand vorhanden, so dass ein von der Vakuumerzeugungseinheit generierter Unterdruck nahezu gleichmäßig auf die gehaltenen Bauelementen übertragen wird. Die Verwendung einer Sinterplatte hat den Vorteil, dass das Ansaugelement auf einfache Weise durch eine Wahl der Dicke der Sinterplatte bzw. durch den Porenabstand und der Porengröße der Sinterplatte optimal auf die Größe der jeweiligen Bauelemente angepasst werden kann. Eine besonders zuverlässige und gleichzeitig schonende Fixierung der Bauelemente an dem Ansaugelement wird erreicht, wenn zumindest fünf Ansaugöffnungen pro Bauelement vorhanden sind.

Gemäß Anspruch 11 ist zusätzlich eine verschiebbare Abdeckblende zum partiellen Abdecken des Ansaugelements vorgesehen. Damit ist es möglich, dass diejenigen Bereiche der Ansaugfläche, in denen keine Bauelemente mehr vorhanden sind, abgedeckt werden, so dass die durch diese freien Bereiche gezogene Fehlluft reduziert werden kann. Da die Betriebskosten eines Bestückautomaten nicht unerheblich durch den für eine Vakuumerzeugungseinheit erforderlichen Strombedarf bestimmt sind, können auf diese Weise die Betriebskosten erheblich reduziert werden.

Gemäß Anspruch 12 ist das Ansaugelement in verschiedene Teilbereiche aufgeteilt, welche individuell mit einem Unterdruck beaufschlagbar sind. Dies kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass jedem Teilbereich ein eigenes pneumatisches Ventil zugeordnet ist. Somit kann auf vorteilhafte Weise eine Reduzierung der Fehlluft ohne eine bewegliche Abdeckblende erreicht werden, so dass zur Reduzierung von Fehlluft keine größeren mechanischen Komponenten erforderlich sind. In diesem Zusammenhang ist es selbstverständlich, dass die einzelnen Teilbereiche pneumatisch voneinander getrennt sind, so dass durch die Ansteuerung der pneumatischen Ventile jeder Teilbereich unabhängig mit Unterdruck beaufschlagt werden kann.

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden beispielhaften Beschreibung derzeit bevorzugter Ausführungsformen. In der Zeichnung zeigen in schematischen Darstellungen:

1 eine auf einer klebrigen Trägerfolie befindliche Wafer-Anordnung bestehend aus einer Vielzahl von Bauelementen,

2a bis 2g einen kollektiven Bauelementetransfer von einer klebrigen Trägerfolie auf eine Vakuumaufnahmevorrichtung, wobei die Bauelemente um 180° gewendet werden,

3a bis 3f einen kollektiven Bauelementetransfer von einer klebrigen Trägerfolie auf eine zweite Vakuumaufnahmevorrichtung, wobei die Bauelemente insgesamt um 360° gewendet werden,

4a und 4b ein partielles Abdecken eines Ansaugelements zu Reduzierung von Fehlluft,

5a bis 5d ein Transferieren eines Teils einer Wafer-Anordnung auf eine klebrige Trägerfolie zum Zwecke der Zwischenspeicherung der Bauelemente, und

6a und 6b ein quasi kontaktloses Abholen der Bauelemente von einer Vakuumaufnahmevorrichtung durch einen mit mehreren Haltevorrichtungen versehenen Bestückkopf.

An dieser Stelle bleibt anzumerken, dass sich in der Zeichnung die Bezugszeichen von gleichen oder voneinander entsprechenden Komponenten lediglich in ihrer ersten Ziffer und/oder durch einen angehängten Buchstaben unterscheiden.

1 zeigt eine Waferaufnahme 100, welche eine ringförmige Halterung 102 aufweist, an der eine Trägerfolie 104 befestigt ist. An der Trägerfolie 104 ist eine gesamte, aus einer Vielzahl von elektronischen Bauelementen 110 bestehende Wafer-Anordnung mittels einer Klebekraft fixiert. Die elektronischen Bauelemente 110, welche kein Gehäuse aufweisen, sind in Form eines Rasters auf der klebrigen Trägerfolie 104 angeordnet. Die Beladung der Waferaufnahme 100 mit den Bauelementen 110 erfolgt derart, dass zunächst der gesamte Wafer, welcher in Form einer kreisrunden Scheibe vorliegt, auf die Trägerfolie 104 aufgeklebt wird. Die Vereinzelung des Wafers zu einer Vielzahl von elektronischen Bauelementen 110 erfolgt dadurch, dass der Wafer mit einem präzisen Sägewerkzeug entlang senkrecht zueinander verlaufenden Schnittlinien oder durch einen präzisen Ätzvorgang getrennt wird. Die Anschlusskontakte der einzelnen Bauelemente 110 befinden sich üblicherweise auf der von der Trägerfolie 104 abgewandten Seite der Bauelemente 110.
Die 2a bis 2g zeigen einen kollektiven Transfer der elektronischen Bauelemente, die nun mit dem Bezugszeichen 210 gekennzeichnet sind, von einer Waferaufnahme 200 auf eine Vakuumaufnahme 220. Wie aus 2a ersichtlich, wird die Waferaufnahme 200, welche eine Halterung 202 sowie eine klebrige Trägerfolie 204 umfasst, auf der eine Vielzahl von elektronischen Bauelementen 210 fixiert sind, auf die Vakuumaufnahme 220 gelegt. Die Vakuumaufnahme weist ein Gehäuse 221, ein pneumatisches Regelventil 222 sowie ein Ansaugelement 223 auf. Das Ansaugelement 223 ist gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel eine aus einem gesinterten Material hergestellte Platte, welche eine Vielzahl von kleinen Durchgangskanälen aufweist, so dass beim Anlegen eines Unterdrucks mittels einer Vakuumerzeugungseinrichtung 225 an der Oberseite des Ansaugelementes 223 ebenfalls ein über die gesamte obere Fläche des Ansaugelements 223 verteilter Unterdruck erzeugt wird.
Wie aus 2b ersichtlich, wird die Waferaufnahme 200 derart auf die Vakuumaufnahme 220 gelegt, dass die Bauelemente 210 auf der Oberseite des Ansaugelements 223 platziert sind. Um ein effizientes Ansaugen der Bauelemente 210 zu ermöglichen, sind die äußeren Abmessungen der Vakuumaufnahme 220 und des Ansaugelements 223 an die geometrische Form der Wafer-Anordnung angepasst. Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel wird eine runde Wafer-Anordnung verwendet, so dass das Ansaugelement 223 die Form einer zylindrischen Platte aufweist.
Um die elektronischen Bauelemente von der klebrigen Trägerfolie 210 zu lösen, wird in einem in 2c dargestellten Verfahrensschritt eine Heizvorrichtung 230 an das Vakuumansaugelement 220 herangeführt. Die Heizvorrichtung 230 umfasst ein Gehäuse 231 sowie bevorzugt eine Mehrzahl von Heizstrahlern 234.
Die Heizvorrichtung 230 wird, wie in 2d dargestellt, bevorzugt unmittelbar oberhalb der Trägerfolie 204 positioniert. Dadurch wird die Trägerfolie 204 erwärmt, so dass die Klebrigkeit der Trägerfolie 204 erheblich reduziert wird. Die Heizvorrichtung 230 verbleibt in dieser Position abhängig von dem verwendeten Folienmaterial, von dem verwendeten Klebstoff und von der eingestellten Heizleistung so lange (beispielsweise 20 s), bis die elektronischen Bauelemente 210 nicht mehr von der klebrigen Trägerfolie 204, sondern von der Vakuumaufnahme 220 gehalten werden. Dann wird, wie aus 2e ersichtlich, sowohl die Heizvorrichtung 230 als auch die von den elektronischen Bauelementen 210 befreite Waferaufnahme 200 von der Vakuumaufnahme 220 entfernt.
Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die elektronischen Bauelemente 210 elektrische Anschlusskontakte auf, die auf der Unterseite der elektronischen Bauelemente, d.h. auf der der Trägerfolie 204 abgewandten und dem Ansaugelement 223 zugewandten Seite ausgebildet sind. Das aus einem gesinterten Material hergestellte Ansaugelement 223 ist derart dimensioniert, dass jedes Bauelement 210 von einer Mehrzahl, bevorzugt von zumindest fünf mikroskopischen Ansaugkanäle gehalten wird. Auf diese Weise ist sowohl eine zuverlässige Fixierung der Bauelemente als auch ein die elektrischen Anschlüsse schonendes Fixieren gewährleistet.
Um die genaue Position der einzelnen elektronischen Bauelemente 210 auf der Waferaufnahme 220 zu bestimmen, wird eine Kamera 240, welche bevorzugt einen nicht dargestellten Zeilensensor aufweist, über die nun auf die Vakuumaufnahme 220 transferierte Wafer-Anordnung verfahren. Auf diese Weise können sowohl die Positionen als auch die Winkellagen der einzelnen Bauelemente 210 vermessen werden.
Nach dem Entfernen der von den elektronischen Bauelementen 210 entleerten Waferaufnahme 200 wird der durch die Vakuumaufnahme 220 vermittelte Unterdruck auf einen bestimmten Mindestwert reduziert. Dieser Mindestwert ist so gewählt, dass die einzelnen Bauelemente 210 während des Betriebs eines Bestücksystems, in welchem die gesamte Bauelement-Handhabungsvorrichtung integriert sein kann, aufgrund von Erschütterungen und Luftbewegungen nicht verrutschen.
Nach oder während der Lagevermessung der Bauelemente 210 mittels der Kamera 240 werden die gewonnenen Lagekoordinaten abgespeichert und bei einer sequentiellen Abholung der einzelnen Bauelemente durch einen Bestückkopf 250 berücksichtigt. Der Bestückkopf 250 weist ein Gehäuse 251 und eine Mehrzahl von als Sauggreifer ausgebildete Haltevorrichtungen 252 auf. Nach der Aufnahme von einzelnen Bauelementen durch den Bestückkopf 250 können die elektronischen Bauelemente 210 in bekannter Weise auf ein elektronisches Schaltungssubstrat aufgesetzt werden.
Die oben beschriebene Reduzierung der Ansaugkraft nach dem Entfernen der von den elektronischen Bauelementen 210 entleerten Waferaufnahme 200 hat zudem den Vorteil, dass das Abholen der einzelnen Bauelemente durch die als Sauggreifer ausgebildeten Haltevorrichtung 225 erleichtert wird. Es muss lediglich sichergestellt werden, dass die durch die Sauggreifer vermittelte Saugkraft größer ist als die von der Vakuumaufnahme 220 vermittelte Haltekraft.
Es wird darauf hingewiesen, dass die Bauelemente 210, welche auf der von der Trägerfolie 204 abgewandten Seite elektrische Anschlussstrukturen aufweisen, durch den hier dargestellten kollektiven Transfer auf die Vakuumaufnahme 220 effektiv gewendet werden. Dies ist so zu verstehen, dass die Bauelemente 210 derart von der Vakuumaufnahme 230 gehalten werden, dass sich die Anschlussstrukturen auf der dem Ansaugelement 223 zugewandten Seite der Bauelemente 210 befinden. Dieses Wenden ist auch erforderlich, um die elektronischen Bauelemente 210 in bekannter Weise mittels eines herkömmlichen Bestücksystems durch einen Bestückkopf 250 auf vorgegebene Anschlussflächen eines elektronischen Schaltungssubstrates zu platzieren.
Der kollektive Transfer der Bauelemente hat den Vorteil, dass innerhalb weniger Prozessschritte sämtliche elektronischen Bauelemente 210 einer gesamten Wafer-Anordnung in eine für eine weitere Bestückung geeignete Position bereitgestellt werden, bei der die Anschlussstrukturen der Bauelemente 210 an der von den Haltevorrichtungen 252 des Bestückkopfes 250 abgewendeten Seite ausgebildet sind. Bei einer Wafer-Anordnung mit einem Durchmesser von 200 mm und typischen Bauelement-Kantenlängen von 0,5 mm × 0,5 mm können somit innerhalb weniger Sekunden bis zu 120000 Bauelemente in eine für eine nachfolgende Bestückung geeignete Position gebracht werden. Der kollektive Transfer der Bauelemente hat somit den Vorteil, dass als so genannte Flip-Chips ausgebildete Bauelemente ohne großen Zeitverlust einem Bestückprozess zugeführt werde können.
Im Vergleich zu der herkömmlichen auf Ausstoßnadeln basierenden Ablösetechnik ist die hier beschriebene kollektive Handhabung von als Flip-Chips ausgebildeten elektronischen Bauelementen insbesondere dann von Vorteil, wenn sehr kleine und sehr dünne Bauelemente mit einer großen Geschwindigkeit auf einen Bauelementeträger bestückt werden. Derartige Anforderungen werden insbesondere von so genannten RFID-Schaltungen (Radio Frequency Identification-Schaltungen) gestellt, welche zur Identifizierung von einzelnen Objekten verwendet werden. Dabei werden auf flexible Klebeetiketten, welche mit einer Antenne ausgestattet sind, möglichst kleine und dünne Flip-Chips mit den beiden relevanten elektrischen Kontakten auf die zugehörigen Antennenpole kontaktiert. Eine weitere interessante Anwendung für das beschriebene kollektive Transferverfahren besteht in dem kosteneffektiven Einsetzen von ungehäusten Bauelementen in Anschlussstrukturen (Lead Frames) von unterschiedlichen Verpackungen, wie beispielsweise Ball-Grid-Arrays (BGA), Chip Scale Packages (CSP), Quad Flad Packages (QFP) oder Small Outline Packages (SOP).
Die 3a bis 3f zeigen einen zweistufigen Transfer von elektronischen Bauelementen von einer Waferaufnahme, die nunmehr mit dem Bezugszeichen 300 gekennzeichnet ist, auf eine erste Vakuumaufnahme 320a und von dort auf eine zweite Vakuumaufnahme 320b. Die Waferaufnahme 300 weist ebenso wie die Waferaufnahme 200 eine Halterung 302 sowie eine Trägerfolie 304 auf.
Der zweistufige Bauelement-Transfer beginnt mit den gleichen Verfahrensschritten, die in den 2a bis 2e dargstellt sind. Danach befinden sich, wie in 3a dargestellt, die Bauelemente 310 auf der ersten Vakuumaufnahme 320a, welche ein Gehäuse 321a, ein Regelventil 322a sowie eine als Sinterplatte ausgebildetes Ansaugelement 320a aufweist.
Wie aus 3b ersichtlich, wird nach dem Transfer der elektronischen Bauelemente 310 auf die erste Vakuumaufnahme 320 die erste Vakuumaufnahme 320a um 180° gewendet, so dass die Bauelemente 310 an der nun nach unten gerichteten Oberfläche des Ansaugelements 323a durch einen Unterdruck gehalten werden.
Wie aus 3c ersichtlich, wird nun eine zweite Vakuumaufnahme 320b, welche ebenfalls ein Gehäuse 321b, ein Regelventil 322b sowie ein als Sinterplatte ausgebildetes Ansaugelement 323b aufweist, an die erste Vakuumaufnahme 320a herangeführt. Dabei werden die Bauelemente 310 zwischen den beiden Ansaugelementen 323a und 323b gehalten. Nun wird die von der ersten Vakuumaufnahme 320a erzeugte Ansaugkraft reduziert und gleichzeitig die von der zweiten Vakuumaufnahme 320b vermittelte Ansaugkraft entsprechend erhöht.
Wie aus 3d ersichtlich, wird dann die erste Vakuumaufnahme 320a entfernt, so dass sämtliche Bauelemente 310 nunmehr allein von der zweiten Vakuumaufnahme 320b gehalten werden.
Wie aus 3e ersichtlich, wird nachfolgend zur genauen Lagevermessung der einzelnen Bauelemente 310 eine Kamera 340 verwendet, welche aus einem vorbestimmten Abstand oberhalb der Bauelemente 310 die gesamte Wafer-Anordnung vermisst.
Das Abholen der Bauelemente 310, welches in 3f dargestellt ist, erfolgt in bekannter Weise durch einen Bestückkopf 350, welcher ein Gehäuse 351 und eine Mehrzahl von als Sauggreifer ausgebildeten Haltevorrichtungen 352 aufweist.
Durch das zweistufige Transferieren der Bauelemente 310 zunächst auf die erste Vakuumaufnahme 320a und dann auf die zweite Vakuumaufnahme 320b werden die Bauelemente 310 effektiv zweimal gewendet, so dass sich die Anschlussstrukturen der Bauelemente bei dem in 3f dargestellten Abholvorgang auf der den Haltevorrichtungen 352 zugewandten Seite der Bauelemente 310 befinden. Somit kann der kollektive Bauelementetransfer von der Waferaufnahme 300 auf die zweite Vakuumaufnahme 320b auch für ungehäuste Chips verwendet werden, welche derart auf einen Schaltungsträger aufgesetzt werden, dass die auf den Chips befindlichen Anschlussstrukturen auf der von dem Schaltungsträger abgewandten Seite ausgebildet sind. Die elektrische Verbindung zwischen Chip und Bauelementeträger erfolgt dann üblicherweise mittels sog. Drahtbonden (Wire-Bonding). Um die Chips in der erforderlichen Orientierung auf den Schaltungsträger aufsetzen zu können, muss nach dem erstmaligen Wenden der Chips bei der Übergabe auf die erste Vakuumaufnahme 320a eine weitere Übergabe auf die zweite Vakuumaufnahme 320b erfolgen, um die Bauelemente insgesamt zweimal um jeweils 180° zu drehen.
Es wird darauf hingewiesen, dass das Abholen der Bauelemente durch einen Bestückkopf von der Vakuumaufnahme gegenüber einem durch Ausstoßnadeln unterstützten Abholen von Bauelementen unmittelbar von einer klebrigen Trägerfolie einen weiteren wichtigen Vorteil hat. Bei einem unmittelbaren Abholen von einer üblicherweise elastischen Trägerfolie wird sich die Trägerfolie mit zunehmender Entnahme von Bauelementen verziehen, so dass sich die erforderlichen Abholpositionen verändern. Dies bedeutet, dass für einen zuverlässigen Abholvorgang ein mehrfaches Vermessen der Positionen der abzuholenden Bauelemente erforderlich ist. Bei einer Abholung von einer Vakuumaufnahme mit einen unelastischen Ansaugelement bleiben die Positionen der abzuholenden Bauelemente während des sukzessiven Abholens sämtlicher Bauelemente genau erhalten.
Die 4a und 4b zeigen eine Ausführungsform der Erfindung, bei der zur Reduzierung von Fehlluft eine verschiebbar gelagerte Abdeckblende 460 vorgesehen ist. Diese kann vor ein Ansaugelement 423 einer nicht dargestellten Vakuumaufnahme geschoben werden, sobald ein Teil der Bauelemente 410 entnommen worden ist. Auf diese Weise können die durch die nun entfernten Bauelemente 410 freigelegten porenartige Saugkanäle abgedeckt werden. Dies hat den Vorteil, dass der Fehlluftverbrauch durch offene Saugkanäle deutlich reduziert werden kann. Die Abdeckblende 460 kann somit sukzessive nachgeführt werden, wenn jeweils eine Reihe von Bauelementen 410 von einem nicht dargestellten Bestückkopf entnommen worden ist. Auf diese Weise werden die Betriebskosten und insbesondere der Stromverbrauch für die Vakuumerzeugung deutlich reduziert.
Die 5a bis 5d zeigen einen Transfer einer Teilmenge von Bauelementen 510 einer Wafer-Anordnung von einer Vakuumaufnahme 520 auf eine Waferaufnahme 500, welche eine Halterung 502 und eine klebrige Trägerfolie 504 aufweist. 5a zeigt die Vakuumaufnahme 520 in einer Draufsicht, wobei von der ursprünglichen, entsprechend den 2a bis 2f transferierten Wafer-Anordnung bereits eine Vielzahl von elektronischen Bauelementen entnommen worden ist, so dass nur noch eine Restmenge an Bauelementen 510 vorhanden ist.
Im folgenden wird beschrieben, wie diese verbliebene Restmenge an Bauelementen 510 auf die Waferaufnahme 500 übertragen werden kann, so dass die Vakuumaufnahme 520 mit anderen Bauelementen belegt werden kann, ohne dass der verbliebene Rest an Bauelementen 510 verworfen werden muss. Wie aus den 5b und 5c ersichtlich, wird die Waferaufnahme 500 auf die Oberseite der Vakuumaufnahme 520 gelegt, so dass die von dem Ansaugelement 523 gehaltenen Bauelemente 510 mit der klebrigen Unterseite der Trägerfolie 504 in Kontakt kommen. Sobald die Bauelemente 510 an der Trägerfolie 504 anhaften, wird der durch eine nicht dargestellte Vakuumerzeugungseinheit generierte Unterdruck durch das Regelventil 522 reduziert, so dass bei einem nachfolgenden Entfernen der Waferaufnahme 500, welche in 5d dargestellt list, die elektronischen Bauelemente 510 nicht mehr an der Vakuumaufnahme 520, sondern an der Waferaufnahme 500 anhaften. Auf diese Weise können die noch nicht verbrauchten Bauelemente 510 auf der Waferaufnahme 500 gespeichert werden, so dass sie ggf. für später durchzuführende Bestückvorgänge weiter verwendet werden können.
Es wird darauf hingewiesen, dass zur Speicherung der Bauelemente 510 anstelle der Waferaufnahme 500 ebenso eine zweite Vakuumaufnahme verwendet werden kann, wobei der Transfer von der Vakuumaufnahme 520 auf die zweite Vakuumaufnahme entsprechend den in den 3b, 3c, 3d und 3e dargestellten Verfahrensschritten erfolgt.
Die 6a und 6b zeigen einen besonders schonenden Aufnahmevorgang von Bauelementen 610 durch einen Bestückkopf 650. Die Bauelemente 610 werden zunächst von einer Vakuumaufnahme 620 gehalten, welche in analoger Weise wie die zuvor beschriebenen Vakuumaufnahmen ein Gehäuse 621, ein Regelventil 622 sowie ein Ansaugelement 623 aufweist. Der Bestückkopf 650 weist entsprechend den zuvor beschriebenen Bestückköpfen ein Gehäuse 651 und eine Mehrzahl von Haltevorrichtungen 652 auf, die als Sauggreifer ausgebildet sind.
Wie aus 6a ersichtlich, wird die jeweilige Haltevorrichtung 652, mit der ein Bauelement 610 aufgenommen werden soll, in Richtung auf das aufzunehmende Bauelement 610 abgesenkt. Dabei wird die untere Stirnfläche der Haltevorrichtung 652 in einem vorgegebenen Abstand, beispielsweise 10 μm, oberhalb der Oberfläche des aufzunehmenden Bauelements angehalten. Durch ein Anlegen eines Unterdrucks an die betreffende Haltevorrichtung 652 kann somit erreicht werden, dass das Bauelement 610 von dem Ansaugelement 623 auf die Haltevorrichtung 652 transferiert wird. Dies setzt voraus, dass die von der Haltevorrichtung 652 vermittelte Ansaugkraft trotz des zunächst vorhandenen Luftspaltes größer ist als die von dem Ansaugelement 623 vermittelte Ansaugkraft.
6b zeigt den Bestückkopf 650, wobei sämtliche als Sauggreifer ausgebildete Haltevorrichtungen 652 jeweils ein Bauelement 610 aufgenommen haben.
Es wird darauf hingewiesen, dass dieser quasi kontaktlose Transfer des Bauelements 610 von der Vakuumaufnahme 620 auf die Haltevorrichtung 652 eine besonders schonende Handhabung der Bauelemente 610 ermöglicht, da die Haltevorrichtungen 652 nicht bis an die Oberfläche der aufzunehmenden Bauelemente abgesenkt werden müssen. Auf diese Weise kann ein harter Stoß der Haltevorrichtung 652 gegen die häufig sehr empfindlichen Bauelemente 610 zuverlässig ausgeschlossen werden. Ein vollständig kontaktloser Transfer von Bauelementen wird dann erreicht, wenn das betreffende Bauelement ohne eine Verkippung von dem Ansaugelement 623 auf die Haltevorrichtung 652 transferiert wird. In der Regel wird jedoch eine quasi kontaktlose Bauelementaufnahme realisiert, bei der sich zunächst eine Seite des betreffenden Bauelements 610 von dem Ansaugelement 623 löst und mit der Unterseite der Haltevorrichtung 652 in Kontakt kommt. Erst dann wird sich auch die andere Seite des Bauelements 610 von dem Ansaugelement 623 entfernen, so dass das betreffende Bauelement 610 ohne eine Verkippung von der Haltevorrichtung 652 gehalten werden kann. Die nachfolgende Bestückung der aufgenommenen Bauelemente 610 erfolgt in bekannter Weise durch ein sequentielles Absetzen der aufgenommenen Bauelemente 610 an betreffenden Bauelement-Einbaupositionen eines elektronischen Schaltungsträgers. Beim Absetzen der Bauelemente 610 wird jeweils in bekannter Weise die durch die betreffende Haltevorrichtung vermittelte Ansaugkraft durch ein Abschalten des entsprechenden Unterdrucks reduziert.

100: Waferaufnahme
102: Halterung
104: Trägerfolie
110: Bauelement
200: Waferaufnahme
202: Halterung
204: Trägerfolie
210: Bauelement
220: Vakuumaufnahme
221: Gehäuse
222: Regelventil
223: Ansaugelement/Sinterplatte
225: Vakuumerzeugungseinheit
230: Heizvorrichtung
231: Gehäuse
234: Heizstrahler
240: Kamera
250: Bestückkopf
251: Gehäuse
252: Haltevorrichtung/Sauggreifer
302: Halterung
304: Trägerfolie
310: Bauelement
320a: erste Vakuumaufnahme
321a: Gehäuse
322a: Regelventil
323a: Ansaugelement/Sinterplatte
320b: zweite Vakuumaufnahme
321b: Gehäuse
322b: Regelventil
323b: Ansaugelement/Sinterplatte
330: Heizvorrichtung
331: Gehäuse
334: Heizstrahler
340: Kamera
350: Bestückkopf
351: Gehäuse
352: Haltevorrichtung/Sauggreifer
420: Vakuumaufnahme
410: Bauelement
460: Abdeckblende
500: Waferaufnahme
502: Halterung
504: Trägerfolie
510: Bauelement
520: Vakuumaufnahme
520: erste Vakuumaufnahme
521: Gehäuse
522: Regelventil
523: Ansaugelement/Sinterplatte
610: Bauelement
620: Vakuumaufnahme
621: Gehäuse
622: Regelventil
623: Ansaugelement/Sinterplatte
650: Bestückkopf
651: Gehäuse
652: Haltevorrichtung/Sauggreifer

Claims

Verfahren zum Transferieren von elektronischen Bauelementen (210) von einer klebrigen Trägerfolie (204) auf einen Transportkopf (250), aufweisend folgende Schritte: • Transfer der mit den Bauelementen (210) versehenen Trägerfolie (204) zu einer Vakuumaufnahmevorrichtung (220), welche eine ebene und mit Öffnungen versehene Ansaugfläche (223) aufweist, wobei eine mit den Bauelementen (210) versehene Seite der Trägerfolie (204) der Ansaugfläche (223) zugewandt ist, • Anlegen eines Unterdrucks an die Vakuumaufnahmevorrichtung (220), so dass die Bauelemente (210) von der Ansaugfläche (223) angesaugt werden, • Reduzieren der Klebrigkeit der Trägerfolie (204), so dass die von der Trägerfolie (204) auf die Bauelemente (210) vermittelte Klebekraft kleiner ist als die von der Vakuumaufnahmevorrichtung (220) auf die Bauelemente (210) vermittelte Ansaugkraft, • Entfernen der Trägerfolie (204) von der Vakuumaufnahmevorrichtung (220), wobei die Bauelemente (210) auf der Vakuumaufnahmevorrichtung (220) verbleiben, und • Aufnehmen der Bauelemente (210) durch einen Transportkopf (250), welcher zumindest eine Bauelement-Haltevorrichtung (252) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem vor dem Entfernen der Trägerfolie (204) von der Vakuumaufnahmevorrichtung (220) die von der Vakuumaufnahmevorrichtung (220) vermittelte Ansaugkraft reduziert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, bei dem das Reduzieren der Klebrigkeit durch das Einwirken von elektromagnetischer Strahlung auf die Trägerfolie (204) erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das Aufnehmen der Bauelemente (610) derart erfolgt, dass die Bauelement-Haltevorrichtung (652) erst dann unmittelbar mit dem jeweils aufzunehmenden Bauelement (610) in Kontakt kommt, wenn dieses Bauelement (610) bereits zumindest teilweise von der Vakuumaufnahmevorrichtung (620) abgelöst ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem vor dem Aufnehmen der Bauelemente (210) durch den Transportkopf (250) die räumliche Lage der von der Vakuumaufnahmevorrichtung (220) aufgenommenen Bauelemente (210) mittels einer Kamera (240) erfasst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem zumindest ein Teil der Bauelemente (310) von der Vakuumaufnahmevorrichtung (320a) auf eine weitere Vakuumaufnahmevorrichtung (320b) transferiert wird, • welche eine ebene und mit Öffnungen versehene weitere Ansaugfläche (323b) aufweist und • welche beim Transfer relativ zu der Vakuumaufnahmevorrichtung (320a) derart positioniert wird, dass die Ansaugfläche (323a) und die weitere Ansaugfläche (323b) einander gegenüberliegend parallel zueinander ausgerichtet sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem zumindest ein Teil der Bauelemente (510) von der Vakuumaufnahmevorrichtung (520) auf ein weitere klebrige Trägerfolie (504) transferiert wird, • welche beim Transfer relativ zu der Vakuumaufnahmevorrichtung (520) derart positioniert wird, dass die Ansaugfläche (523) und die weitere klebrige Trägerfolie (504) einander gegenüberliegend parallel zueinander ausgerichtet sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem wechselweise zumindest eine erste Vakuumaufnahmevorrichtung und eine zweite Vakuumaufnahmevorrichtung verwendet werden, wobei während des Aufnehmens der Bauelemente von der ersten Vakuumaufnahmevorrichtung durch den Transportkopf weitere Bauele mente von einer anderen Trägerfolie auf die zweite Vakuumaufnahmevorrichtung transferiert werden.
Vorrichtung zum Handhaben von elektronischen Bauelementen, insbesondere zur Verwendung als Vakuumaufnahmevorrichtung bei der Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, mit • einer Vakuumerzeugungseinheit (225) und • einem Ansaugelement (223), welches mit der Vakuumerzeigungseinheit (225) pneumatisch gekoppelt ist und welches eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen und eine ebene Ansaugfläche aufweist, wobei bei einer Vakuumerzeugung eine Vielzahl von elektronischen Bauelementen (210) an der ebenen Ansaugfläche gehalten werden können.
Vorrichtung nach Anspruch 9, bei der das Ansaugelement (223) aus einem gesinterten Material hergestellt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 10, zusätzlich mit einer verschiebbaren Abdeckblende (460) zum partiellen Abdecken des Ansaugelements.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, bei der das Ansaugelement in verschiedene Teilbereiche aufgeteilt ist, welche individuell mit einem Unterdruck beaufschlagbar sind.