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Die
vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Handhabung und der
Weiterverarbeitung von elektronischen Bauelementen nach einer sog.
Vereinzelung der Bauelemente aus einem prozessierten Halbleiter-Wafer.
Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere eine Vorrichtung
und ein Verfahren zum Ablösen von elektronischen Bauelementen
bzw. ungehäusten, aus einem Wafer vereinzelten Halbleiter-Chips
von einer Trägerfolie.
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Auf
einem Wafer werden heutzutage hunderte und bei einfachen Strukturen
wie beispielsweise Einzeltransistoren hunderttausende identische
integrierte Schaltkreise bzw. Halbleiter-Chips parallel hergestellt.
Die Fertigung erfolgt in extrem sauberer Umgebung, so genannten
Reinräumen, mit einer sehr geringen Dichte von Staubpartikeln.
Dies ist nötig, weil selbst kleinste Partikel mit einer
Größe von weniger als 0,1 μm bereits
den Ausfall eines kompletten integrierten Schaltkreises verursachen
können.
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Der
Herstellungsprozess eines Wafers umfasst chemische und physikalische
Prozessschritte und muss stetig an die neuesten Miniaturisierungsanforderungen
angepasst werden. Für jeden Prozessschritt müssen
durch Fotolithografie die Bereiche auf dem Wafer festgelegt werden,
die im nachfolgenden Prozessschritt die jeweilige chemische oder physikalische
Bearbeitung erhalten soll. Hochintegrierte Schaltungen wie Prozessoren
oder Mikrocontroller können mehr als 30 Strukturierungsdurchläufe durchlaufen.
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Zur
Verwendung auf einer Leiterplatte bzw. auf einem Bauelementeträger
muss der empfindliche Halbleiter-Chip entweder in ein Gehäuse
eingebaut oder durch eine entsprechend angepasste Handhabung als
ungehäustes Bauelement auf einen Schaltungsträger
aufgebracht werden. Dazu wird der komplette Wafer zunächst
auf die richtige Dicke geschliffen und danach durch einen mechanischen
Sägevorgang und/oder chemischen Ätzvorgang vereinzelt. Dabei
entstehen die einzelnen Halbleiter-Chips, welche auch als Dies bezeichnet
werden. Damit beim Sägen die einzelnen Dies nicht auseinanderfallen, wird
vor dem Sägen der Wafer auf eine Trägerfolie aus
Kunststoff aufgeklebt. Um eine einfache und sichere Handhabung des
vereinzelten Wafers zu gewährleisten, wird die Trägerfolie
mittels eines Rahmens aufgespannt.
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Von
der Trägerfolie können die Bauelemente von einem
Sauggreifer entnommen und einem Bestückprozess zugeführt
werden. 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.
Die bekannte Ausstoßvorrichtung weist eine spitze Ausstoßnadel
auf, welche die Trägerfolie durchdringt und ein Ablösen des
jeweiligen Bauelements mittels eines Sauggreifers unterstützt.
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Ferner
sind Ablösevorrichtungen bekannt, bei denen die Trägerfolie
durch ein spitzes Ausstoßwerkzeug nicht durchstoßen
sondern lediglich lokal so deformiert wird, dass die Klebefläche
und damit auch die Klebekraft zwischen dem Bauelement und der Trägerfolie
reduziert wird. Infolge der stark reduzierten Klebekraft kann das
Bauelement dann von einem Sauggreifer zuverlässig von der
klebrigen Trägerfolie abgehoben werden.
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Die
bekannten Ausstoß- bzw. Ablösevorrichtungen haben
den Nachteil, dass für jedes an einer Trägerfolie
anhaftendes Bauelement der Ausstoß- bzw. Ablösevorgang
wiederholt werden muss. Damit erweist sich die Ablösung
mehrere Bauelemente als ein vergleichweise langwieriger und umständlicher Vorgang.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
und ein Verfahren zum zügigen und effektiven Ablösen
von elektronischen Bauelementen von einer Trägerfolie zu
schaffen.
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Diese
Aufgabe wird gelöst durch die Gegenstände der
unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen
beschrieben.
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Mit
dem unabhängigen Patentanspruch 1 wird eine Vorrichtung
zum Ablösen von elektronischen Bauelementen von einer Trägerfolie
beschrieben, welche insbesondere zum Ablösen von aus einem
Wafer vereinzelten ungehäusten Halbleiter-Chips von einer
Träger geeignet ist. Die beschriebene Bauelement-Ablösevorrichtung
weist auf (a) eine Handhabungsvorrichtung für die Trägerfolie
und (b) ein Anlegeelement, welches eine Oberfläche mit einer
definierten Krümmung aufweist. Erfindungsgemäß ist
die Handhabungseinrichtung eingerichtet zum Anlegen der Trägerfolie
an die gekrümmte Oberfläche, so dass die Kontaktfläche
zwischen der dadurch gekrümmten Trägerfolie und
zumindest zwei elektronischen Bauelementen infolge der mechanischen
Steifigkeit der elektronischen Bauelemente reduziert wird.
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Der
beschriebenen Bauelement-Ablösevorrichtung liegt die Erkenntnis
zugrunde, dass durch eine gezielte Krümmung der Trägerfolie
in einem Bereich, der zumindest zwei benachbarten elektronischen
Bauelementen entspricht, zumindest eine partielle Vorablösung
der Bauelemente von der typischerweise Klebrigen Trägerfolie
erreicht werden kann. Somit ist der Begriff "Ablösen" im
Rahmen dieser Anmeldung auch als ein partielles Ablösen
zu verstehen. Dieses nicht vollständige Ablösen
sollte auf alle Fälle jedoch so umfangreich sein, dass
eine herkömmliche Bauelement-Haltevorrichtung wie beispielsweise
ein an einem Bestückkopf angebrachte Saugpipette in der
Lage ist, dass bereits partiell abgelöste Bauelement vollständig
von der Trägerfolie abzulösen.
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Die
beschriebene partielle Vorablösung hat den Vorteil, dass
insbesondere im Vergleich zu bekannten nadelförmigen Halbleiter-Chip
Ausstoßvorrichtungen, welche die Trägerfolie nicht
durchstechen und somit ebenfalls eine lokale Krümmung der Trägerfolie
bewirken, gleichzeitig mehrere Bauelemente partiell abgelöst
werden können. Auf diese Weise können von einem
Wafer vereinzelte Halbleiter-Chips direkt von einer Wafer-Anordnung,
welche die ggf. von einer Rahmenstruktur gehaltene Trägerfolie
und die Mehrzahl an vereinzelten an der Trägerfolie anhaftenden
Halbleiter-Chips umfasst, direkt einem Bestückprozess zugeführt
werden. Bei einem derartigen Bestückprozess werden in bekannter
Weise die elektronischen Bauelemente von einem Bestückkopf
aufgenommen und an vorgegebenen Stelle auf einem Bauelementeträger
aufgesetzt.
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Gemäß einem
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung nach Anspruch
2 weist die Bauelement-Ausstoßvorrichtung zusätzlich
ein Ausstoßwerkzeug auf, welches in einem Innenraum des
Anlegeelements angeordnet ist. Dabei ist das Ausstoßwerkzeug
senkrecht zu einem Flächenelement der gekrümmten
Oberfläche verschiebbar ist, so dass bei einem Durchdingen
der gekrümmten Oberfläche durch eine Spitze des
Ausstoßwerkzeuges ein bereits partiell abgelöstes
Bauelement vollständig von der Trägerfolie abgelöst
wird.
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Das
beschriebene Ausstoßwerkzeug, welches beispielsweise die
Form einer Nadel aufweisen kann, hat den Vorteil, dass die elektronischen
Bauelemente vollständig abgelöst werden. Dadurch
sind bei der Aufnahme des elektronischen Bauelements durch eine
Bauelement-Haltevorrichtung keine Ablösekräfte aufzubringen,
so dass die Prozesssicherheit der Bauelement-Aufnahme erheblich
erhöht werden kann.
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Es
wird darauf hingewiesen, dass eine unerwünschte Verkippung
des vollständig abzulösenden Bauelements dadurch
verhindert werden kann, dass der Ablösevorgang durch das
Ausstoßwerkzeug in synchronisierter Weise gleichzeitig
mit der Bauelementaufnahme durch eine Bauelement-Haltevorrichtung
erfolgen kann.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung nach Anspruch
3 weist die Bauelement-Ablösevorrichtung zusätzlich
auf eine Spannvorrichtung für die Trägerfolie.
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Durch
die Verwendung einer Folien-Spannvorrichtung kann die Trägerfolie
vor dem Anlegen an die gekrümmte Oberfläche in
einen definierten Spannungszustand gebracht werden. Dabei befinden
sich die elektronischen Bauelemente zunächst in einer gemeinsamen
planen Ebene, wobei abhängig von dem Spannungszustand der
Trägerfolie die anhaftenden Bauelemente mehr oder weniger
weit voneinander beabstandet sind. Ein vergleichsweise großer Abstand
zwischen benachbarten Bauelementen hat den Vorteil, dass die Sicherheit
bei der Bauelement-Aufnahme durch eine Bauelement-Haltevorrichtung
dahingehend verbessert ist, dass beim Aufnehmen eines Bauelements
die Wahrscheinlichkeit für ein versehentlichen Anstoßen
oder Anecken der Bauelement-Haltevorrichtung an einem benachbarten
Bauelement reduziert ist. Auf diese Weise kann jedes Bauelement
einzeln von der einer Bauelement-Haltevorrichtung in einfach kontrollierbarer Weise
aufgenommen werden.
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Die
Spannvorrichtung kann eine Rahmenstruktur aufweisen, welche an zumindest
zwei einander gegenüber liegenden Seiten der Trägerfolie angreift.
Dabei kann die Rahmenstruktur die Trägerfolie vollständig
umgeben. In diesem Fall kann die Rahmenstruktur quasi einstückig
ausgebildet sein. Die Rahmenstruktur kann jedoch auch zwei voneinander
getrennte Zugrahmen aufweisen, welche die Trägerfolie entlang
einer Richtung senkrecht zu der Längserstreckung der Zugrahmen
dehnen. Zum Erzeugen einer geeigneten Zugspannung können
geeignet dimensionierte Federelemente oder Stellglieder verwendet
werden, welche beispielsweise elektrisch oder pneumatisch angetrieben
werden.
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Gemäß Anspruch
4 ist das Anlegeelement ein um eine Rotationsachse symmetrischer
Rotationskörper. Die gekrümmte Oberfläche
ist dabei bevorzugt die Außenfläche des Rotationskörpers.
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In
diesem Zusammenhang wird der Begriff Rotationskörper für
eine Art von geometrischen Körpern verwendet, die durch
Rotation einer erzeugenden Kurve um eine Rotationsachse gebildet
werden. Sowohl die erzeugende Kurve als auch die Rotationsachse
liegen in einer Ebene, haben allerdings nicht zwangsläufig
einen gemeinsamen Schnittpunkt.
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Der
Rotationskörper kann beispielsweise ein Kegel sein, wobei
die gekrümmte Oberfläche die Kegelmantelfläche
darstellt. Beim Anlegen der Trägerfolie an die Kegelmantelfläche
werden somit zumindest die Bauelemente, welche sich in einer Reihe
parallel zu der Kegelachse befinden, partiell von der Trägerfolie
abgelöst. Selbstverständlich können abhängig
von dem Winkel, um den die Trägerfolie durch den Rotationskörper
gekrümmt wird, auch mehr als eine Reihe von Bauelementen
partiell von der Trägerfolie abgelöst werden.
Anders ausgedrückt bedeutet dies, dass mehrere Reihen von
Bauelementen dann gleichzeitig partiell von der Trägerfolie
abgelöst werden, wenn die Trägerfolie senkrecht
zu der Rotationsachse auf einer Länge an dem Rotationskörper anliegt,
welche Länge größer ist als die Breite
der abzulösenden Bauelemente.
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Der
Rotationskörper kann jedoch auch in einer Querschnittdarstellung
eine gewellte Kontur aufweisen. Dies bedeutet, dass die in einer
Reihe angeordneten und partiell abgelösten Bauelemente
nicht in einer Ebene liegen.
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Gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung nach Anspruch
5 ist der Rotationskörper ein Zylinder. Dies hat den Vorteil,
dass das Anlegeelement durch einen einfach geformten und somit einfach
herzustellenden Körper realisiert werden kann.
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Durch
die Verwendung eines zylindrischen Anlegeelements kann somit auf
einfache Weise zumindest eine Längsreihe von Bauelementen
gleichzeitig partiell abgelöst werden. Dabei ist die Längsreihe
parallel zu der Zylinderachse ausgerichtet.
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Bei
Verwendung eines oben beschriebenen Ausstoßwerkzeuges können
die abzulösenden Bauelemente innerhalb der Längsreihe
durch eine sukzessive Verschiebung des Ausstoßwerkzeuges
relativ zu dem Anlegeelement parallel zu der Längsreihe sequentiell
vollständig abgelöst werden. Alternativ kann auch
ein kammförmig oder klingenförmig ausgebildetes
Ausstoßwerkzeug verwendet werden, welches eine Mehrzahl
von Ausstoßnadeln aufweist und somit eine Mehrzahl von
partiell abgelösten Bauelementen gleichzeitig vollständig
ablösen kann. Auch in diesem Fall kann optional eine Verschiebung des
Ausstoßwerkzeuges erfolgen.
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Gemäß Anspruch
6 ist der Rotationskörper um die Rotationsachse drehbar
gelagert. Dies hat den Vorteil, dass die Trägerfolie senkrecht
zu der Rotationsachse ohne großen Reibungswiderstand verschoben
werden kann. Auf diese Weise können alle Bauelemente durch
eine einfache und weitgehend kräftefrei ablaufende Parallelverschiebung
der Trägerfolie in die zumindest eine Reihe der partiell
abgelösten Bauelemente transferiert werden.
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Die
Trägerfolie wird dabei unter einer gewissen Mindestspannung
quer über das als zylindrische Rolle ausgebildete Anlegeelement
gezogen. Dabei hat jeweils zumindest eine Reihe von Bauelementen einen
flächenmäßig reduzierten Kontakt zu der
Trägerfolie. Durch diese partielle Ablösung können
die ent sprechenden Bauelemente dann ohne großen Kraftaufwand
von einer als Saugpipette ausgebildeten Bauelement-Aufnahmevorrichtung
abgeholt werden.
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Es
wird darauf hingewiesen, dass auch mehrere der partiell abgelösten
Bauelemente gleichzeitig abgeholt werden können. Dies kann
durch einen sog. Matrix-Bestückkopf, bei dem eine Mehrzahl
von Bauelement-Haltevorrichtungen in Form einer eindimensionalen
oder einer zweidimensionalen Matrix angeordnet sind. Im Falle der
Bereitstellung einer einzigen Reihe an abzulösenden Bauelementen
sind die einzelnen Haltevorrichtungen des Matrix-Bestückkopfes bevorzugt
kammartig entlang einer Reihe bzw. entlang einer eindimensionalen
Matrix angeordnet.
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Gemäß einem
weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung
nach Anspruch 7 weist das Anlegeelement zumindest annähernd
die Form eines Ellipsoids oder eines Segments eines Ellipsoids auf.
Dies schafft die Möglichkeit, die Trägerfolie an
einer entlang mehrerer Richtungen gekrümmten Oberfläche
anzulegen. Damit kann gleichzeitig eine Vielzahl von Bauelementen,
die sich innerhalb eines zweidimensionalen Flächenbereichs
auf der Trägerfolie befinden, partiell abgelöst
werden. Dies bedeutet, dass durch das Anlegen der Trägerfolie
an das Ellipsoid eine partielle Ablösung von zweidimensional
angeordneten Halbleiter-Chips erfolgen kann.
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Es
wird darauf hingewiesen, dass abhängig von der Größe
der Wafer-Anordnung und der Form des Ellipsoids auch sämtliche
Halbleiter-Chips bzw. Bauelemente partiell abgelöst werden
können. Dies hat den Vorteil, dass zum Ablösen
sämtlicher auf der Trägerfolie befindlicher Bauelemente
die Trägerfolie relativ zu dem als Ellipsoid ausgebildeten
Anlegeelements nicht verschoben werden muss. Im Falle einer festen
Bauelement-Aufnahmeposition, welche auch durch die räumlich
feste Anordnung eines Ausstoßelements gegeben sein kann,
kann durch eine geeignete Drehung der Ellipsoid bzw. des Ellipsoidseg mentes
jedes Bauelement auf der Trägerfolie an die Bauelement-Aufnahmeposition
transferiert werden.
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Gemäß Anspruch
8 ist das Anlegeelement zumindest ein Teil einer Kugel. Dies hat
den Vorteil, dass das Anlegeelement durch einen einfach geformten
und somit einfach herzustellenden Körper realisiert werden
kann.
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Das
Anlegen der Trägerfolie an eine Kugeloberfläche
hat den Vorteil, dass die beschriebene Halbleiter-Chip-Ablösevorrichtung
innerhalb einer kompakten Bauform realisiert werden kann. Dies gilt insbesondere
im Vergleich zu einer Bauelement-Ablösevorrichtung, bei
der die einzelnen Halbleiter-Chips durch eine translatorische Verschiebung
einer an einer Trägerfolie anhaftenden Wafer-Anordnung
an eine bestimmte Bauelement-Abholposition transferiert werden.
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Die
Realisierung der beschriebenen Halbleiter-Chip-Ablösevorrichtung
innerhalb einer räumlich kompakten Bauform hat den Vorteil,
dass die Ablösevorrichtung nahe an einen herkömmlichen
Bestückautomaten herangeführt werden kann. Damit
können innerhalb eines vorgegebenen Platzangebots mehrere
Bestückautomaten aufgebaut werden, bei denen die zu bestückenden
Bauelemente nicht von einem herkömmlichen Bandförderer
sondern direkt von einer Wafer-Anordnung bereitgestellt werden.
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Gemäß Anspruch
9 ist das Anlegeelement um zwei unterschiedliche Drehachsen drehbar
gelagert. Bevorzugt sind die beiden Drehachsen zueinander in einem
Winkel von 90° orientiert.
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Die
Drehbarkeit um zwei verschiedene, bevorzugt senkrecht zueinander
orientierte Drehachsen kann beispielsweise durch eine verschachtelte
Kardanaufhängung realisiert werden, so wie sie beispielsweise
von einer Drehhalterung eines Globus bekannt ist. Dies bedeutet,
dass die Kugel unabhängig vonein ander um einen Polarwinkel
und um einen Azimutwinkel gedreht werden kann.
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Ein
Vorteil der beschriebenen Halbleiter-Chip-Ablösevorrichtung
mit einer zweifachen Drehmöglichkeit besteht darin, dass
eine Vielzahl von elektronischen Bauelementen innerhalb einer vergleichsweise
kurzen Zeit an eine fest vorgegebene Abholposition transferiert
werden kann. Dies liegt daran, dass zum Transport der Bauelemente
lediglich eine ggf. kombiniert Drehbewegung um die beiden Drehachsen
durchgeführt werden muss. Eine translatorische Bewegung,
welche im Vergleich zu einer Drehbewegung lediglich wesentlich langsamer durchgeführt
werden kann, ist auf vorteilhafte Weise nicht erforderlich.
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Mit
dem unabhängigen Anspruch 10 wird ein Verfahren zum Ablösen
von elektronischen Bauelementen von einer Trägerfolie beschrieben.
Das Bauelement-Ablöseverfahren eignet sich insbesondere zum
Ablösen von aus einem Wafer vereinzelten ungehäusten
Halbleiter-Chips. Das beschrieben Verfahren weist auf ein Anlegen
der Trägerfolie an eine gekrümmte Oberfläche
eines Anlegelements mittels einer Handhabungsvorrichtung, so dass
die Kontaktfläche zwischen der dadurch gekrümmten
Trägerfolie und zumindest zwei elektronischen Bauelementen infolge
der mechanischen Steifigkeit der elektronischen Bauelemente reduziert
wird.
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Auch
dem beschriebenen Bauelement-Ablöseverfahren liegt die
Erkenntnis zugrunde, dass durch eine gezielte Krümmung
der Trägerfolie in einem Bereich, der hinsichtlich seiner
Breite zumindest der Breite von zwei benachbarten elektronischen Bauelementen
entspricht, eine partielle Vorablösung der Bauelemente
von der typischerweise Klebrigen Trägerfolie erreicht werden
kann. Die beschriebene Vorablösung hat den Vorteil, dass
gleichzeitig mehrere Bauelemente partiell abgelöst werden
können.
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Weitere
Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus
der folgenden beispielhaften Beschreibung derzeit bevorzugter Ausführungsformen.
Die einzelnen Figuren der Zeichnung dieser Anmeldung sind lediglich
als schematisch und als nicht maßstabsgetreu anzusehen.
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1a zeigt
eine zwischen zwei Rahmenleisten aufgespannte Trägerfolie,
an der eine Mehrzahl von Halbleiter-Chips anhaftet,
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1b zeigt
ein partielles Ablösen eines Halbleiter-Chips durch ein
Anlegen der in 1a dargestellten Trägerfolie
an einen Zylinder,
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1c zeigt
die Entnahme eines partiell vorabgelösten Halbleiter-Chips
durch einen Saufgreifer,
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2a zeigt
ein partielles Ablösen einer flächigen Anordnung
von Halbleiter-Chips durch ein als Halbkugel ausgebildetes Anlegeelement,
und
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2b zeigt
eine Drehlagerung eines Globus um zwei zueinander senkrechte Drehachsen, welche
Drehlagerung auch für die in 2a dargestellte
Halbkugel geeignet ist.
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An
dieser Stelle bleibt anzumerken, dass sich in der Zeichnung die
Bezugszeichen von gleichen oder von einander entsprechenden Komponenten
lediglich in ihrer ersten Ziffer unterscheiden.
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1a zeigt
in einer schematischen Darstellung das Aufspannen einer elastischen
Trägerfolie 150, an der eine Mehrzahl von an einem
Wafer vereinzelten ungehäusten Halbleiter-Chips 152 anhaftet.
Das Aufspannen erfolgt mittels zweier Rahmenleisten 112,
welche an einander gegenüber liegenden Seitenrändern
an der Trägerfolie 150 angreifen. Durch eine entsprechend
hohe Zugspannung zwischen den beiden Rahmenleisten 112 kann
die Trägerfolie so gedehnt werden, dass die Beabstandung zwischen
den einzelnen Halbleiter-Chips 152 parallel zu der Zugrichtung
zunimmt.
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1b zeigt
in einer Querschnittsdarstellung eine Ablösevorrichtung 100,
bei der die Trägerfolie 150 an ein Anlegeelement 120 angelegt
wird. Das Anlegeelement ist in Form eines Zylinders 120 ausgebildet.
Der Zylinder 120 ist um eine Drehachse 125 drehbar
gelagert. Die Drehachse 125 fällt mit der Zylinderachse
zusammen.
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Die
Trägerfolie 150 wird mittels einer Handhabungsvorrichtung 110 über
die zylindrische Rolle 125 geführt. Federelemente 114,
welche an den Rahmenleisten 112 angreifen, sorgen für
eine geeignete Zugspannung der Trägerfolie 150.
Durch das unter einer Zugspannung durchgeführte Vorbeiführen
der Trägerfolie 150 und dem damit verbundenen
Umlenken der Trägerfolie 150 werden somit nacheinander mehrere
Reihen von Halbleiter-Chips 152 partiell von der Trägerfolie 150 abgelöst.
Das partielle Ablösen erfolgt dabei durch die Krümmung
der Trägerfolie 150 in einem länglichen
senkrecht zur Zeichenebene verlaufenden Bereich, in dem die Trägerfolie 150 an dem
Zylinder 150 anliegt bzw. von dem Zylinder 150 umgelenkt
wird.
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Durch
das partielle Ablösen der Halbleiter-Chips 152 von
der Trägerfolie 150 reduziert sich die effektive
Klebekraft, mit der die Halbleiter-Chips 152 an der Trägerfolie 150 anhaften.
Durch diese Reduzierung ist es nun möglich, dass die Halbleiter-Chips 152 von
einer Bauelement-Haltevorrichtung 160 aufgenommen werden.
Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel
ist die Bauelement-Haltevorrichtung ein Sauggreifer bzw. eine Saugpipette 160.
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Die
Aufnahme des Halbleiter-Chips 152 durch den Sauggreifer 160 kann
optional durch ein als Ausstoßnadel ausgebildetes Ausstoßwerkzeug 130 unterstützt
werden. Das Ausstoßwerkzeug ist senkrecht zu dem Flächenelement
der Trägerfolie 150, an welchem der abzulösende
Halbleiter-Chip anhaftet, verschiebbar. Somit wird bei einem Durchdingen
des Zylindermantels beispielsweise durch ein entsprechendes ausgebildetes
Loch in der Zylindermantelfläche, das bereits partiell
abgelöste Bauelement 152 vollständig
von der Trägerfolie 152 entfernt. Dazu ist selbstverständlich
eine in geeigneter Weise synchronisierte Bewegung zwischen dem Ausstoßwerkzeug 130 und
der Bauelement-Haltevorrichtung 160 erforderlich.
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1c zeigt
die Ablösevorrichtung 100 in einem Zustand, in
dem der Halbleiter-Chip 152 vollständig von der
Trägerfolie 150 abgelöst und an den Sauggreifer 260 übergeben
worden ist. Das Ausstoßwerkzeug 130, welches die Übergabe
des Chips 152 von der Trägerfolie 150 an
den Sauggreifer 160 unterstützt hat, befindet
sich noch in seiner Ausstoßstellung. Um ein weiteres Bauelement 152 abzulösen, muss
sich das Ausstoßwerkzeug 130 wieder in seine Ausgangsstellung
innerhalb der zylindrischen Rolle 120 zurückziehen
und senkrecht zur Zeichenebene verfahren werden. Auf diese Weise
kann dann ein weiteres nicht dargestelltes Bauelement aus der Reihe
der partiell abgelösten Bauelemente vollständig von
der Trägerfolie 150 abgelöst und an einen
entsprechend positionierten Sauggreifer 160 übergeben werden.
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2a zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Bauelement-Ablösevorrichtung 200.
Die Ablösevorrichtung 200 weist als Anlegeelement
eine Halbkugel 220 auf, über welche eine Trägerfolie 250 gespannt
ist. Auf der Trägerfolie befindet sich eine flächige
Anordnung von Halbleiter-Chips 252, welche infolge der
Krümmung der Trägerfolie 250 und ihrer eigenen
mechanischen Steifigkeit partiell von der Trägerfolie abgelöst
sind.
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Innerhalb
der Halbkugel ist ein als Ausstoßnadel ausgebildetes Ausstoßwerkzeug 230 stationär angeordnet.
Das Ausstoßwerkzeug 230 ist entlang einer z-Richtung
verschiebbar. Der Schnittpunkt zwischen der Trajektorie des Ausstoßwerkzeuges 230 und
der auf der Halbkugel 220 aufgespannten Trägerfolie 250 definiert
eine räumlich feste Abholposition 251, von der
Bauelemente 252, durch das Ausstoßwerkzeug 230 unterstützt,
von dem Sauggreifer 260 übernommen werden können.
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Durch
eine geeignete Rotation der Halbkugel 220 um zwei zueinander
senkrecht orientierte Drehachsen, eine erste Drehachse 221 und
eine zweite Drehachse 222, kann jeder der Halbleiter-Chips 252 an
die Abholposition 251 transferiert werden. Die Rotation
um die erste Drehachse 221 ist in 2a durch den
Doppelpfeil mit dem Bezugszeichen 221a gekennzeichnet,
die Rotation um die zweite Drehachse 222 ist durch den
Doppelpfeil mit dem Bezugszeichen 222a gekennzeichnet.
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Die
beschriebene durch Drehbewegungen durchgeführte Zuführung
der Bauelemente 252 zu der Abholposition 251 hat
gegenüber einer bekannten translatorischen Zuführung
von Bauelementen den Vorteil, dass die Zuführung besonders
schnell und zudem auch besonders genau erfolgen kann. Zudem kann
die gesamte Ablösevorrichtung 200 innerhalb einer
besonders kompakten Bauform realisiert werden, so dass die Ablösevorrichtung 200 problemlos
neben bekannten Bestückautomaten zum Zwecke einer Bauelement-Zuführung
direkt von einer Wafer-Anordnung aufgestellt werden kann. Aufwendige
Umbauten der Bestückautomaten können auf vorteilhafte
Weise vermieden werden.
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2b zeigt
eine Drehlagerung eines Globus 220 um zwei zueinander senkrechte
Drehachsen, eine erste Drehachse 221 und eine zweite Drehachse 222.
Diese Drehlagerung kann für die Halbkugel 220 der
Halbleiter-Chip-Ablösevorrichtung 200 verwendet
werden, so dass auf einfache Weise jeder beliebige Halbleiter-Chip 252 an
die Abholposition 251 transferiert werden kann.
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Es
wird darauf hingewiesen, dass die hier beschriebenen Ausführungsformen
lediglich eine beschränkte Auswahl an möglichen
Ausführungsvarianten der Erfindung darstellen. So ist es
möglich, die Merkmale einzelner Ausführungsformen
in geeigneter Weise miteinander zu kombinieren, so dass für den
Fachmann mit den hier expliziten Ausführungsvarianten eine
Vielzahl von verschiedenen Ausführungsformen als offensichtlich
offenbart anzusehen sind.
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- 100
- Ablösevorrichtung
- 110
- Handhabungsvorrichtung
- 112
- Rahmenleiste
- 114
- Federelement
- 120
- Anlegeelement/Zylinder/Rolle
- 125
- Drehachse
- 130
- Ausstoßwerkzeug/Ausstoßnadel
- 150
- Trägerfolie
- 152
- elektronische
Bauelemente/Halbleiter-Chips
- 160
- Bauelement-Haltevorrichtung/Sauggreifer
- 200
- Ablösevorrichtung
- 220
- Anlegeelement/Halbkugel/Globus
- 221
- erste
Drehachse
- 221a
- Drehrichtung
um erste Drehachse
- 222
- zweite
Drehachse
- 222a
- Drehrichtung
um zweite Drehachse
- 230
- Ausstoßwerkzeug/Ausstoßnadel
- 250
- Trägerfolie
- 251
- Abholposition
- 252
- elektronische
Bauelemente/Halbleiter-Chips
- 260
- Bauelement-Haltevorrichtung/Sauggreifer
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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