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Die
Erfindung betrifft eine Einrichtung und ein Verfahren zum gleichzeitigen Übertragen
einer Mehrzahl von elektronischen Bauteilen, insbesondere Chips,
von einem in einem ersten Montagevorrichtungsabschnitt angeordneten
gemeinsamen Speicherträger,
insbesondere Wafer, auf dem die elektronischen Bauteile in einer
ersten Ebene nebeneinander angeordnet sind, auf eine Mehrzahl von
in mindestens einem zweiten Montagevorrichtungsabschnitt angeordneten,
weitere Bauteile aufweisende Substrate, insbesondere Antennen-Webs,
deren Oberflächen
in einer zur ersten Ebene parallel angeordneten zweiten Ebene liegen,
gemäß dem Obergriff
des Patentanspruches 1 und dem Obergriff des Patentanspruches 10.
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Montagevorrichtungen
weisen zur Herstellungen von mikroelektronischen Baugruppen häufig verschiedene
Abschnitte auf, die sich zum Beispiel dadurch unterscheiden, dass
in einem Abschnitt von einem Wafer Chips entnommen werden und in
einem weiteren Abschnitt die dorthintransportierten Chips auf einem
Antennen-Web abgelegt werden, d. h. die Antennen mit Chips bestückt werden.
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Häufig ist
eine derartige Bauteilentnahme, insbesondere Chipentnahme von dem
Wafer zeitlich mit der Bestückung
des Trägersubstrates
derart gekoppelt, dass diese beiden Vorgänge nur in gegenseitiger zeitlicher
Abhängigkeit
voneinander durchgeführt
werden können.
Dies hat zur Folge, dass die Bauteilentnahme von dem Wafer bzw.
Speicherträger
in dem Moment unterbrochen wird, in dem das zu bestückende Substrat
für die
Zuordnung einer weite ren Antenne weiter transportiert wird. Dies
verringert den Durchsatz der gesamten Montagevorrichtung pro Zeiteinheit.
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Zudem
sind der erste Montagevorrichtungsabschnitt, in dem die Bauteilentnahme
stattfindet, und mehrere zweite Montagevorrichtungsabschnitte, in
welchen die Bestückung
der Substrate bzw. des Antennen-Webs stattfindet, aufgrund der Vermeidung
von langen Zwischenwegen zur Reduzierung von Zeitverlusten auf engen
Raum zusammengebaut. Dies führt
dazu, dass nur eine begrenzte Anzahl an zweiten Montagevorrichtungsabschnitten,
in welchem Bestückungseinheiten
zum Bestücken
der Antennen-Webs angeordnet sind, für den gemeinsamen Speicherträger in dem
ersten Montagevorrichtungsabschnitt angeordnet werden können. Dies
begrenzt wiederum den gewünschten
Durchsatz der gesamten Montagevorrichtung.
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DE 102 03 672 A1 betrifft
eine Vorrichtung zum Handhaben von Bauelementen mit kleinen Abmessungen.
Diese Vorrichtung dient der Übertragung
von Halbleiterchips von Wafern zu Substraten mittels eines Transportbandes.
Weitere Transportbänder
werden nicht erwähnt.
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DE 100 17 741 A1 zeigt
eine Einrichtung zur Übertragung
von Halbleiterchips, bei der auf einem Förderband rahmenförmige Aufätzte zur
Aufnahme der Chips vorgesehen sind.
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JP
11-261292 A zeigt rahmenartige Träger, die mehrere Bauteile auf
einem Transportband hintereinander aufnehmen können. Mehrere Transportbänder werden
nicht gezeigt.
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Aus
WO 99/042289 ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Entfernen
von Dies von einem Wafer und zur Beförderung dieser Dies zu einer
Pickup-Position bekannt. Für
den Transport der Dies wird ein einzelnes Transportband, welches
endlos über zwei
Rollen läuft,
verwendet, auf welchem die Dies abgelegt werden. Das Transportband
weist eine relativ grobe Struktur an seiner Oberfläche auf
und ist mit einer leichthaftenden Schicht oberflächenseitig versehen, um eine
gewünschte
Ausrichtung der Dies während
des Transportes beizubehalten. Die Erfahrung hat jedoch gezeigt,
dass derartige Transportbänder
nicht für
Dies mit einer geringen Kantenlänge unterhalb
ca. 1 mm geeignet sind, da diese aufgrund der Bandstruktur eine
ungewollte Ausrichtung während
des Transportes erfahren können, sodass
ein fehlerhaftes Aufgreifen der Dies an der Pickup-Position stattfinden
kann. Dies führt
zu ungewolltem Ausschuss.
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Zudem
ist es erforderlich, ein derartiges Transportband für den eigentlichen
Pickup-Vorgang anzuhalten, sodass wiederum eine zeitliche Verzögerung und
somit eine Begrenzung des Durchsatzes der gesamten Montagevorrichtung
erhalten wird.
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Demzufolge
ist es Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung und ein Verfahren
zur gleichzeitigen Übertragung
einer Mehrzahl von elektronischen Bauteilen, insbesondere Chips,
von einem Speicherträger
zu einem Substrat/Substraten zur Verfügung zu stellen, welches/welche
einen höheren
Durchsatz einer diese Elemente enthaltenen gesamten Monta gevorrichtung
und eine weniger enge Anordnung einzelner Montagevorrichtungsabschnitte
ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird vorrichtungsseitig durch die Merkmale des Patentanspruches
1 und verfahrensseitig durch die Merkmale des Patentanspruches 10
gelöst.
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Der
Kerngedanke der Erfindung liegt darin, dass bei einer Einrichtung
zum gleichzeitigen Übertragen
einer Mehrzahl von elektronischen Bauteilen, insbesondere Chips,
von einem in einem ersten Montagevorrichtungsabschnitt angeordneten
gemeinsamen Speicherträger,
insbesondere Wafer, auf dem die elektronischen Bauteile in einer
ersten Ebene nebeneinander angeordnet sind, auf eine Mehrzahl von in
mindestens einem zweiten Montagevorrichtungsabschnitt angeordneten,
weitere Bauteile aufweisende Substrate, insbesondere Antennen-Webs,
deren Oberflächen
in einer zur ersten Ebene parallel angeordneten zweiten Ebene liegen,
mittels eines parallel zu den Ebenen verlaufenden linearen Transportbandes
mindestens zwei weitere parallel neben dem ersten Transportband
verlaufende lineare Transportbänder
angeordnet sind, welche demselben Speicherträger zugeordnet sind. Auf den
Transportbändern
ist jeweils eine auswechselbare schiffchenartige Aufnahmeeinrichtung
zur oberseitigen Aufnahme von mehreren hintereinander angeordneten
elektronischen Bauteilen in mehreren Ausnehmungen angeordnet. Durch
die Verwendung derartiger schiffchenartiger Aufnahmeeinrichtungen
mit oberseitigen Ausnehmungen wird ermöglicht, dass zum einen die
Chips in beliebiger Größe in einzelnen
Ausnehmungen, deren Oberflächengestalt
der Oberflächengestalt
der einzelnen Chips entsprechen, ausgerichtet angeordnet und während des
Transports unverändert
positioniert werden können,
und zum anderen durch den Anschluss einer Vakuumerzeugungseinrichtung
ein Vakuum innerhalb der Ausnehmungen ausgebildet werden kann, um
eine dauerhafte gewollte Positionierung der Chips innerhalb der
Ausnehmung solange beizubehalten, wie das Vakuum an den einzelnen Ausnehmungen
erzeugt wird. Hierfür
weisen die Ausnehmungen unterseitig Löcher auf, die sich als Durchgangslöcher mit
darunterliegenden Durchgangslöchern
innerhalb des Transportbandes decken und somit eine unterseitigen
Zugang für
die Zuführung
des Vakuums ermöglichen.
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Die
schiffchenartigen Aufnahmevorrichtungen sind derart ausgebildet,
dass sie in Abhängigkeit von
der Chipform und der Chipgröße unterschiedlich sind.
Beispielsweise können
innerhalb einer schiffchenartigen Aufnahmevorrichtung bis zu 132
Ausnehmungen durchgehend angeordnet werden. Die in den Ausnehmungen
angeordneten Chips werden gruppenartig hintereinander oder unter
Freilassung einer bestimmten Anzahl von Ausnehmungen in drei verschiedenen
Abschnitten angeordnet. Hierdurch wird erreicht, dass drei verschiedene
Bestückungsachsen,
die in Transportrichtung des Transportbandes gesehen hintereinander
liegen, in welchen Transferelemente zum Entnehmen der Chips aus den
Ausnehmungen und zum Ablegen der Chips auf dem Antennen-Web angeordnet
sind, gleichzeitig angefahren werden können. Somit wird die gleichzeitige
Entnahme von drei Chips aus einer Aufnahmevorrichtung durchgeführt.
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Durch
die vorteilhafte Verwendung von einer Mehrzahl an Transportbändern, vorzugsweise
drei oder vier Transportbändern,
wird ermöglicht,
dass immer mindestens eine Aufnahmevorrichtung, wovon jeweils eine
einem Transportband zugeordnet ist, im ersten Montagevorrichtungsabschnitt,
im zweiten Montagevorrichtungsabschnitt und gegebenenfalls dazwischen
vorhanden ist. Dies wird durch die unabhängig voneinander durchführbare Verschiebbarkeit der
parallel zueinander nebeneinander angeordneten Transportbänder erreicht.
Hierdurch wird erreicht, dass eine fortlaufende unterbrechungslose
Bestückung
des Antennen-Webs und gleichzeitig eine fortlaufende unterbrechungslose
Bauteilentnahme vom Speicherträger
stattfindet.
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Durch
die Verwendung einer Mehrzahl von Transportbändern wird nicht nur eine zeitliche
Entkopplung der Prozessschritte der Bauteilentnahme am Wafer und
der Bauteilbestückung
auf das Substrat/die Substrate erreicht, sondern auch eine räumliche
Trennung der Bauteilentnahmeeinrichtung und der Bestückungseinrichtung,
ohne dass hierdurch ein höherer
Zeitaufwand für
den Transport notwendig ist, sondern eher im Gegenteil ein höherer Durchsatz aufgrund
der Verwendung der schiffchenartigen Aufnahmevorrichtungen erhalten
wird.
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Durch
die räumliche
Anordnung der Bestückungseinrichtung
in dem zweiten Montagevorrichtungsabschnitt derart, dass links-
und rechtsseitig von dem ersten Montagvorrichtungsabschnitt jeweils ein
derartiger zweiter Montagevorrichtungsabschnitt angeordnet ist,
kann die gleichzeitige Bestückung
an zwei verschiedenen Orten, also links- und rechtsseitig des Wafers,
erfolgen, und zwar mit einem nahezu beliebig großen Abstand in Transportbandrichtung. Dieser
Abstand ist entscheidend für
die gebrauchte Verfahrzeit zum Verfahren der Aufnahmevorrichtung. Je
geringer der Abstand ist, desto kürzer ist die Verfahrzeit.
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Durch
die größere Entfernung
zwischen dem ersten und dem zweiten Montagevorrichtungsabschnitt
wird vorteilhaft erreicht, dass die aufgrund einer zuvor zu eng
bestandenen Anordnung de Montagevorrichtungsabschnitte lang ausgebildeten
Bestückungsachsen
verkürzt
werden können,
woraus sich eine Zeitersparnis und die Einsparung von Materialkosten
ergibt.
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In
einem erfindungsgemäßen Verfahren
zum gleichzeitigen Übertragen
einer Mehrzahl von elektronischen Bauteilen, insbesondere Chips,
werden die Chips gruppenweise auf mehreren Transportbändern, welche
demselben Speicherträger
zugeordnet sind, in den auswechselbaren schiffchenartigen Aufnahmevorrichtungen
zur oberseitigen Aufnahme von mehreren hintereinander angeordneten
Chips innerhalb mehreren Ausnehmungen in verschiedenen Richtungen
und mit unterschiedlichen oder gleichen Geschwindigkeiten transportiert.
Hierdurch kann erreicht werden, dass bei der Verwendung von beispielsweise
drei Transportbändern
immer eine Aufnahmevorrichtung im ersten Montagevorrichtungsabschnitt,
eine zweite Aufnahmevorrichtung im zweiten Montagevorrichtungsabschnitt
und eine dritte Aufnahmevorrichtung zwischen beiden Montagevorrichtungsabschnitten
sich befinden. Dies ermöglicht
ein fortlaufendes Entnehmen der Bauteile vom Speicherträger und
Bestücken
der Bauteile auf dem Substrat/den Substraten, ohne dass das Substrat
darstellende Antennen-Web
oder die Entnahmeeinrichtung zum Entnehmen der Chips von dem Wafer
gestoppt werden muss.
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Alternativ
kann bei der Verwendung von beispielsweise vier Transportbändern eine
Verteilung der Aufnahmevorrichtung derart erfolgen, dass sich eine
erste und eine zweite Aufnahmevorrichtung in dem linksseitigen und
rechtsseitigen Montagevorrichtungsabschnitt befinden, während sich
die beiden weiteren Aufnahmevorrichtungen im ersten Montagevorrichtungsabschnitt
zur Aufnahme der Chips befinden. Anschließend findet ein Wechsel der
Aufnahmevorrichtungen zwischen den ersten und zweiten Montagevorrichtungsabschnitten
statt.
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Weitere
vorteilhafte Ausführungsformen
ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Vorteile
und Zweckmäßigkeiten
sind der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung
zu entnehmen.
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Hierbei
zeigen:
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1 In
einer schematisch perspektivischen Darstellung ein Abschnitt von
vier Transportbändern für die erfindungsgemäße Einrichtung
gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung;
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2 In
einer Seitenansicht eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Einrichtung
gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung; und
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3 In
einer Draufsicht eine schematische Darstellung der in 2 dargestellten
Einrichtung.
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In 1 ist
in einer schematischen perspektivischen Darstellung ein Abschnitt
von vier Transportbändern
für eine
erfindungsgemäße Einrichtung gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung gezeigt. Die Transportbänder 2a, 2b, 2c und 2d sind
parallel zueinander nebeneinander angeordnet und können – wie am
Doppelpfeil erkennbar – entlang
ihrer Längsrichtung
verschoben werden.
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Auf
den Transportbändern 2a-2d sind
schiffchenartigen Aufnahmevorrichtungen 3-6 angedeutet, die
derart auswechselbar sind, dass sie mittels einfacher Handgriffe
schnell von dem Transportband abgenommen werden können, um
anders ausgebildete Aufnahmevorrichtungen, beispielsweise Aufnahmevorrichtungen
mit anders ausgeformten Ausnehmungen, an ihrer Oberseite aufzunehmen.
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In 2 ist
in einer Seitenansicht schematisch die erfindungsgemäße Einrichtung
gemäß einer Ausführungsform
gezeigt. Zugleich zeigt diese Darstellung in einfachster Form einen
Abschnitt einer Montagevorrichtung zur Herstellung von elektronischen
Baugruppen, wie beispielsweise Transpondern.
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Von
einem Speicherträger 1,
der einen Wafer für
Chips enthalten kann, werden Chips 1a mittels einer hier
nicht näher
dargestellten Flipchip-Entnahmevorrichtung entnommen, umgedreht
und auf schiffchenartigen Aufnahmevorrichtungen 3, 5,
welche jeweils auf einem Transportband angeordnet sind, abgelegt.
Hierfür
weisen die schiffchenartigen Vorrichtungen Ausnehmungen 7 an
ihrer Oberseite auf, welche vorteilhaft diejenige Oberflächengestalt innenseitig
aufweisen, welche komplementär
zu der außenseitigen
Oberflächengestalt
des aufzunehmenden Chips ausgestattet ist. Auf diese Weise werden
Beschädigungen
vermieden und eine optimale Ansaugung durch ein unterseitig angelegtes
Vakuum, welches an hier nicht näher
dargestellten Durchgangslöchern
angelegt wird, erreicht.
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Weitere
schiffchenartige Aufnahmevorrichtungen 4 und 6 sind
bereits in dem Bestückungsbereich
der erfindungsgemäßen Einrichtung
angeordnet. Transferelemente 10, 11, 12 auf
der einen Seite und 16, 17, 18 auf der
anderen Seite können
auf und ab bewegt werden, wie es durch die Doppelpfeile 13, 14, 15, 19, 20, 21 dargestellt
wird. Hierdurch werden die in den Ausnehmungen 7 angeordneten
Chips oberseitig entnommen und anschließend in Bildebene hinein mitverschoben,
um auf einen hier nicht näher
dargestelltem Antennen-Web abgelegt zu werden.
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In 3 wir
in einer Draufsicht die in 2 dargestellte
Einrichtung wiedergegeben. Der Darstellung ist deutlich zu entnehmen,
dass insgesamt vier verschiedene Transportbänder 2a, 2b, 2c und 2d nebeneinander
angeordnet sind, wobei jedes Transportband 2a-2d jeweils
eine der schiffchenartigen Aufnahmevorrichtungen 3, 4, 5,
und 6 aufweist. Bei der Verwendung von vier Aufnahmevorrichtungen 3-6 ist
eine Verteilung der Aufnahmevorrichtungen 3-6 bevorzugt
derart angestrebt, dass zwei Aufnahmevorrichtungen 3, 5 in
einem ersten Montagevorrichtungsabschnitt 32, in dem der
Wafer 1 angeordnet ist, sich befinden, eine weitere Aufnahmevorrichtung 4 im
zweiten Montagevorrichtungsabschnitt 31 angeordnet ist,
um eine Entnahme der Chips durch die Transferelemente 10, 11 und 12 zu
erfahren und eine letzte Aufnahmevorrichtung 6 in dem zweiten Montagevorrichtungsabschnitt 33 für eine Entnahme der
Chips durch die Transferelemente 16, 17 und 18 angeordnet
ist.
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Die
Transferelemente 10-12 und 16-18 können, nachdem
sie die Chips aus den Aufnahmevorrichtungen 4 und 6 entnommen
haben, entlang den Verschieberichtungen 25, 26 und 27 sowie 28, 29 und 30 verschoben
werden, um den Chip dann jeweils auf ein hier nicht näher dargestelltes
Antennen-Web der jeweiligen Antenne zugeordnet abzulegen.
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Jede
Aufnahmevorrichtung 3-6 ist durchgängig mit
Ausnehmungen 7 versehen, die hintereinander oder unter
Freilassung von Ausnehmungen 7 in mehrere Gruppen 22-24 von
Ausnehmungen 7 eingeteilt werden. Diese Einteilung der
Gruppen 22-24 ergibt sich aus der Anordnung der
Transferelemente 10-12 und 16-18,
die wiederum nach der Anord nung der Antennen auf dem Substrat positioniert
werden. So wird eine Zuordnung der Ausnehmungen 7 zu den Transferelementen
bzw. Bestückachsen 10, 11 und 12 sowie 16, 17 und 18 erreicht.
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Jede
Gruppe kann beispielsweise bis zu zwanzig Chips, die hintereinander
angeordnet sind, in zwanzig verschiedenen Ausnehmungen 7 aufweisen.
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Sobald
ein erster Chip aus den Gruppen 22, 23 und 24 durch
die Transferelemente 10, 11 und 12 entnommen
worden ist, findet während
des Transports der Chips entlang der Richtungen 25, 26 und 27 ein
Weitertransport des Transportbandes 2b im Falle des Betrachtens
des linksseitigen zweiten Montagvorrichtungsabschnittes 31 nach
links statt. Eine derartige schrittweise Bewegung umfasst die Fortbewegung über eine
Distanz von beispielsweise 4 mm, welche der Beabstandung der Ausnehmungen
auf den Aufnahmevorrichtungen entsprechen kann.
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Sobald
ein derartiger Vorgang zwanzigmal wiederholt wurde, wird die Aufnahmevorrichtung 4 in den
ersten Montagevorrichtungsabschnitt 32 zurückgefahren
und gleichzeitig oder danach die Aufnahmevorrichtung 3 in
den zweiten Montagevorrichtungsabschnitt 31 gefahren. Auf
diese Weise findet nahezu kein Zeitverlust bei dem gesamten Verfahrensablauf
von der Entnahme der Chips von dem Wafer bis hin zu der Bestückung auf
dem Antennen-Web statt.
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Alternativ
kann ein Verfahrensablauf des Verschiebens der schiffchenartigen
Aufnahmevorrichtung (Shuttles) derart gestaltet werden, dass die Shuttles
bestimmten zweiten Montagevorrichtungsabschnitten, die Bestückungsbereichen
entsprechen, zugeordnet sind. Beispielsweise könnte immer je ein Shuttle im
linksseitigen Bestückungsbereich,
in dem ersten Montagevorrichtungsabschnitt und im rechten Bestückungsbereich
vorhanden sein, während
ein viertes Shuttle als Puffer für
den Wechsel der Shuttles zwischen dem ersten und den zweiten Montagevorrichtungsabschnitten
dient. Dies ermöglicht
einen unabhängig
von der Transportzeit stattfindenden Herstellungsablauf von Transpondern.
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Sämtliche
in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich
beansprucht, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem
Stand der Technik neu sind.
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- 1
- Speicherträger
- 1a
- Chips
- 2a,
2b, 2c, 2d
- Transportbänder
- 3,
4, 5, 6
- schiffchenartige
Aufnahmevorrichtungen (Shuttles)
- 7
- Ausnehmungen
- 8,
9
- Transportrichtungen
- 10,
11, 12, 16, 17, 18
- Transferelemente
- 13,
14, 15, 19, 20, 21
- Verschieberichtungen
der Transferelemente
- 22,
23, 24
- Gruppen
der Ausnehmungen
- 25,
26, 27, 28, 29, 30
- weitere
Verschieberichtungen der Transferelemente
- 31,
33,
- zweite
Montagevorrichtungsabschnitte
- 32
- erster
Montagevorrichtungsabschnitt