DE102009035099B4

DE102009035099B4 - Vorrichtung und Verfahren zum Abheben von Bauteilen von einem Träger

Info

Publication number: DE102009035099B4
Application number: DE102009035099.3A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Eschenweck
Original assignee: ASM Assembly Systems GmbH and Co KG
Current assignee: ASMPT GmbH and Co KG
Priority date: 2009-07-29
Filing date: 2009-07-29
Publication date: 2017-09-28
Anticipated expiration: 2029-07-30
Also published as: DE102009035099A1

Abstract

Vorrichtung (10) zum Anheben von Bauteilen (52) von einem Träger (50), umfassend:
– eine Ausstoßeinheit (40) mit mehreren Segmenten (44) zum Anheben mindestens eines in einem Ausstoßbereich auf dem Träger (50) befindlichen Bauteils (52) relativ zu dem Träger (50),
– ein Außenelement (20) zur Kontaktierung des Trägers (50), wobei das Außenelement (20) einen oberen Randbereich (22) aufweist, der außerhalb der zum Anheben des mindestens einen Bauteils vorgesehenen Segmente (44) der Ausstoßeinheit (40) verläuft, und
– ein zumindest abschnittsweise innerhalb des Außenelements (20) befindliches Stempelelement (30),
– wobei die Ausstoßeinheit (40) relativ zum Außenelement (20) in einer Ausstoßrichtung bewegbar ist und
– das Stempelelement (30) sowohl relativ zur Ausstoßeinheit (40) als auch relativ zum Außenelement (20) in der Ausstoßrichtung bewegbar ist
dadurch gekennzeichnet,
dass die Ausstoßeinheit (40), das Stempelelement (30) und das Außenelement (20) jeweils unabhängig voneinander in der Ausstoßrichtung bewegbar sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abheben von Bauteilen von einem Träger, umfassend eine Ausstoßeinheit zum Abheben mindestens eines in einem Ausstoßbereich auf dem Träger befindlichen Bauteils von dem Träger, und ein Stempelelement, wobei das Stempelelement relativ zur Ausstoßeinheit in einer Ausstoßrichtung bewegbar ist.
Derartige Vorrichtungen sind aus dem Stand der Technik bekannt. So zeigt beispielsweise die Offenlegungsschrift DE 10 2006 065 361 A1 eine Ausstoßeinheit für Halbleiterchips, die auf einer Trägerfolie liegen. Mittels der Ausstoßeinheit können die Bauelemente angehoben werden und dabei von einem Bestückkopf eines Bestückautomaten zum Transport zu einer elektronischen Schaltung vom Träger abgenommen werden. Die offenbarte Ausstoßeinheit umfasst Nadeln mit verstellbaren Abständen, wobei die Verstellung der Ausstoßeinheit über ein zentral angebrachtes Stempelelement erfolgt.
Aus der US 2008 / 0 086 874 A1 ist eine Ausstoß-Vorrichtung zum Abheben von Bauteilen von einem Träger offenbart, bei der Ausstoßnadeln und dazwischen befindliche so genannte "prepeeling columns" jeweils unabhängig verfahren werden, und eine Trägerfolie für Bauelemente über entsprechende Luftansaugeinrichtungen in der Umgebung dieser Elemente an die Ausstoßeinheit angesaugt werden.
In der US 2007 / 0 275 544 A1 wird eine Ausstoßeinheit offenbart, die mehrere Segmente zum Anheben mindestens eines in einem Ausstoßbereich auf dem Träger befindlichen Bauteils relativ zu dem Träger aufweist. Ferner ist aus der US 2007 / 0 275 544 A1 ein Außenelement zur Kontaktierung des Trägers, wobei das Außenelement einen oberen Randbereich aufweist, der außerhalb der zum Anheben des mindestens einen Bauteils vorgesehenen Segmente der Ausstoßeinheit verläuft, bekannt. Auch ist dort ein zumindest abschnittsweise innerhalb des Außenelements befindliches Stempelelement offenbart, wobei die Ausstoßeinheit relativ zum Außenelement in einer Ausstoßrichtung bewegbar ist. Des Weiteren offenbart die US 2007 / 0 275 544 A1 ein Stempelelement, welches sowohl relativ zur Ausstoßeinheit als auch relativ zum Außenelement in der Ausstoßrichtung bewegbar ist. Daher bildet die US 2007 / 0 275 544 A1 den nächstliegenden Stand der Technik, aus welcher der Oberbegriff des Anspruchs 1 gebildet wurde.
Aus der DE 101 17 880 A1 ist ein Verfahren zum Vereinzeln von elektronischen Bauteilen aus einem Verbund bekannt. Insbesondere offenbart die DE 101 17 880 A1 , dass zum Vereinzeln von Chips beziehungsweise zu deren Ablösen von einer Klebefolie, die Klebefolie in dem Bereich des Wafers erwärmt wird. Die kann beispielsweise durch Wärmeaufbringung mittels Wärmestrahlung, wie Infrarot- oder Laserbestrahlung, erfolgen.
Es ist ein Nachteil des Standes der Technik, dass das Abheben des Bauelements abhängig von der Art und dem Zustand der Trägerfolie für die Bauelemente ist. So hängt der Vorgang des Ausstoßens des Bauelements und Abhebens von der Trägerfolie beispielsweise vom Zustand des Klebstoffes auf der Trägerfolie und beispielsweise vom Spannungszustand der Folie ab. Bei wenig gespannten und stark klebenden Folien kann beispielsweise ein Abnehmen eines Bauelements stark erschwert sein.
Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ausstoßeinheit zur Verfügung zu stellen, mit welcher das Ausstoßen und zugeordnete Abholen eines auf einem Träger angebrachten Bauelements unabhängiger von Art und Zustand des Trägers sind.
Diese Aufgabe wird gelöst von einer Vorrichtung zum Anheben von Bauteilen von einem Träger, umfassend:

– eine Ausstoßeinheit mit mehreren Segmenten zum Anheben mindestens eines in einem Ausstoßbereich auf dem Träger befindlichen Bauteils relativ zu dem Träger,
– ein Außenelement zur Kontaktierung des Trägers, wobei das Außenelement einen oberen Randbereich aufweist, der außerhalb der zum Anheben des mindestens einen Bauteils vorgesehenen Segmente der Ausstoßeinheit verläuft und
– ein zumindest abschnittsweise innerhalb des Außenelements befindliches Stempelelement,
– wobei die Ausstoßeinheit relativ zum Außenelement in einer Ausstoßrichtung bewegbar ist und
– das Stempelelement sowohl relativ zur Ausstoßeinheit als auch relativ zum Außenelement in der Ausstoßrichtung bewegbar ist, und
– wobei die Ausstoßeinheit, das Stempelelement und das Außenelement jeweils unabhängig voneinander in der Ausstoßrichtung bewegbar sind.

Mittels des Außenelements zur Kontaktierung des Trägers ist es möglich, den Träger beispielsweise lokal anzuheben, um beispielsweise die Spannung eines Trägermaterials zu erhöhen und damit die Ablöseeigenschaften für ein anzuhebendes Bauelement zu verbessern. Auf diese Weise kann ein Bauteil unabhängig vom beispielsweise lokalen Spannungszustand eines Trägers einfacher von der erfindungsgemäßen Vorrichtung angehoben und danach von einer entsprechend weiteren Einheit abgenommen werden. Beispielsweise kann dieses Abnehmen durch einen Bestückkopf eines Bestückautomaten erfolgen, der das abgenommene Bauteil dann beispielsweise zu einer entsprechenden elektronischen Schaltung bringt oder einer Weiterverarbeitung des Bauteils zuführt.
Dabei kann die Vorrichtung zum Anheben von Bauteilen zum Beispiel so angeordnet sein, dass der Träger sich zwischen dem Bauteil und der Vorrichtung befindet. Ein Abnehmen der Bauteile kann dann z.B. von einer bezüglich des Träger der Vorrichtung gegenüberliegenden Seite erfolgen. So kann z.B. das Bauteil auf einer Oberseite des Trägers befindlich sein und die Vorrichtung zum Anheben von Bauteilen unterhalb des Trägers. Die Vorrichtung zum Abnehmen der Bauteile, z.B. ein Bestückkopf, kann dann beispielsweise oberhalb von Bauelement und Träger befindlich sein.
Bauteile können dabei verschiedene elektronische, elektrische, elektromechanische, mikromechanische oder sonstige Bauteile oder Bauelemente sein.
Träger können beispielsweise Trägerfolien sein, die z. B. auch mit einem klebenden Belag versehen sein können, um eine sicherer Haftung der Bauteile auf dem Träger zu erreichen. Die Träger können auch ohne Klebeschicht ausgebildet sein, was das Abnehmen der Bauteile erleichtert. Weiterhin können Träger auch verschiedenste Arten von ebenen Platten aus Kunststoffen, Metallen oder ähnlichen Materialien sein, die ebenfalls mit einer klebenden Schicht versehen sein können oder auch keine solche aufweisen können. Eine flexible Trägerfolie kann beispielsweise so ausgestaltet sein, dass die Flexibilität des Trägermaterials zumindest ausreichend ist, dass bei einem Anheben des Bauteils durch die Ausstoßeinheit dieses sich zumindest abschnittsweise von dem Trägermaterial löst bzw. bei klebendem Trägermaterialien die Tendenz zum Lösen von dem Träger aufweist.
Die Ausstoßeinheit kann beispielsweise eine oder mehrere nadelartige Elemente zum Anheben eines oder mehrerer Bauteile umfassen. Dabei kann die Ausstoßeinheit beispielsweise derart ausgestaltet sein, dass sich ein Bauteil mit mehreren Nadelelementen anheben lässt oder dass ein Bauteil von nur einer Nadel angehoben wird. Dabei können beispielsweise Nadeln verwendet werden, die durch das Trägermaterial hindurch dringen und das Bauteil direkt berühren, um es anzuheben. Weiterhin können die Nadeln auch so ausgestaltet sein, dass sie das Trägermaterial nicht durchdringen und das zwischen Nadelelement und Bauteil befindliche Trägermaterial mit anheben.
Der Ausstoßbereich des Trägers ist dabei derjenige Bereich, innerhalb dessen Bauteile auf dem Träger von der Vorrichtung zum Anheben von Bauteilen angehoben werden können, ohne dass die Vorrichtung als ganzes in einer Ebene im Wesentlichen parallel zum Träger relativ zum Träger verschoben werden muss bzw. der Träger entsprechend relativ zur Vorrichtung verschoben werden muss.
Das Anheben des Bauteiles relativ zum Träger kann dabei derart vorgesehen sein, dass sich die Ausstoßeinheit relativ zu einem festgehaltenen Träger nach oben, bzw. in Richtung zum Bauteil, bewegt. Alternativ kann sich das Trägermaterial auch relativ zur Ausstoßeinheit absenken. Natürlich kann das Anheben des Bauteils relativ zum Träger auch in einer entsprechenden Kombination beider Vorgehensweisen bestehen.
Das Außenelement kann beispielsweise derart ausgestaltet sein, dass diejenigen Segmente des Außenelements die Ausstoßeinheit zumindest teilweise umfangen, die im Bereich der das Bauteil tatsächlich anhebenden Bereiche der Ausstoßeinheit liegen. Für Ausstoßeinheiten, die, wie vorstehend erwähnt, nadelartige Elemente zum Anheben der Bauteile aufweisen, kann das Außenelement zumindest im Bereich dieser Nadelelemente oder der oberen Bereiche der Nadelelemente außerhalb der Nadelelemente verlaufen.
Weiterhin kann das Stempelelement z.B. so ausgestaltet sein, dass zumindest Teile der Ausstoßeinheit durch das Stempelelement hindurchgeführt sind, so dass Teile der Ausstoßeinheit unterhalb des Stempelelements, und weitere Teile der Ausstoßeinheit oberhalb und/oder innerhalb des Stempelelements verlaufen. Dazu kann das Stempelelement beispielsweise entsprechende Durchführungen aufweisen.
Weiterhin kann das Stempelelement derart ausgestaltet sein, dass es zumindest in einzelnen Bereichen eine Innenwand des Außenelements in einer geschlossenen Grenzlinie berührt. Außenelement, Stempelelement und Ausstoßeinheit können auch derart ausgestaltet sein, dass zumindest bei einer bestimmten Stellung der drei Einheiten zueinander, eine im Wesentlichen geschlossene Fläche zwischen einer Innenwand der Ausstoßeinheit, einer Oberseite der Stempeleinrichtung mit entsprechend durch die Stempeleinrichtung hindurchtretenden Teilen der Ausstoßeinheit (beispielsweise von Ausstoßnadeln) gebildet wird. Diese Fläche kann z.B. so vorgesehen sein, dass sie im Wesentlichen Medien-dicht (z.B. luftdicht, wasserdicht oder öldicht) ist. Dabei bedeutet "im Wesentlichen Medien-dicht", dass durch eine derartige Anordnung zumindest kurzzeitig aber auch dauerhaft ein Unterdruck unter geeigneten Umständen erzeugbar ist.
Die Bewegungsmöglichkeiten der Ausstoßeinheit relativ zum Außenelement können beispielsweise derart ausgebildet sein, dass die Ausstoßeinheit relativ zum Außenelement nur in der Ausstoßrichtung bewegbar ist und in den anderen Richtungen fixiert ist. Auf diese Weise lässt sich senkrecht zur Ausstoßrichtung die Vorrichtung zum Abheben von Bauteilen einfacher bewegen. Dasselbe gilt für die Bewegung des Stempelelements relativ zur Ausstoßeinheit und auch relativ zum Außenelement, die ebenfalls so vorgesehen sein kann, dass die jeweilige Bewegung nur in der Ausstoßrichtung erfolgen kann. Die Vorrichtung kann aber auch derart ausgestaltet sein, dass Ausstoßeinheit, Stempelelement und Außenelement auch in anderen Richtungen gegeneinander bewegbar sind.
Zumindest in Ausstoßrichtung sind die Ausstoßeinheit, das Stempelelement und das Außenelement jeweils unabhängig voneinander bewegbar.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann der obere Randbereich des Außenelements zur Kontaktierung des Trägers in einem Kontaktbereich des Trägers ausgebildet sein. wobei dieser Kontaktbereich dann einen geschlossen außerhalb bzw. im Randbereich des Ausstoßbereiches des Trägers verlaufenden Bereich bildet. Dabei kann der obere Randbereich des Außenelements beispielsweise derart ausgestaltet sein, dass sich bei geeigneter Kontaktierung des Trägers durch den oberen Randbereich ein zumindest kurzzeitig Medien-dichter (z.B. luftdichter, wasserdichter oder öldichter) Kontakt zwischen Randbereich und Träger ergibt, der einen Innenbereich des Außenelements Medien-dicht gegenüber einem entsprechenden Außenbereich des Außenelements abschliesst. Der Kontaktbereich kann beispielsweise kreisförmig (bei einem kreisförmig verlaufenden oberen Randbereich), 4-eckig oder mehreckig oder auch eine sonstige regelmäßige oder auch unregelmäßige Form aufweisend ausgestaltet sein.
Bei einer derartigen Ausgestaltung des oberen Randbereichs des Außenelements können weiterhin das Stempelelement und die Ausstoßeinheit derart ausgestaltet sein, dass bei am Träger anliegendem Randbereich des Außenelements durch Absenken von Stempelelement und/oder Ausstoßeinheit zumindest kurzzeitig aber auch dauerhaft ein Unterdruck oder Vakuum in einem Raumbereich unterhalb des Trägers innerhalb des Außenelements und oberhalb des Stempelelements erzeugbar ist.
Auf diese Wiese kann beispielsweise ein Träger an der Vorrichtung zum Abheben von Bauteilen fixiert werden. Weiterhin ist es auf diese Weise möglich, bei flexiblen Trägern diesen im Ausstoßbereich des Trägers quasi "herunterzuziehen", um so das Abheben des Bauteils vom Träger zu erleichtern.
Die Vorrichtung kann weiterhin einen elektromagnetischen Strahler aufweisen, der zur Beleuchtung des Trägers zumindest in Teilen des Ausstoßbereichs des Trägers eingerichtet ist.
Dabei kann es sich beispielsweise um einen Infrarotstrahler oder Strahler für sichtbares Licht oder auch eine Kombination davon handeln. Weiterhin kann statt eines derartigen Strahlers auch eine Heizeinrichtung vorgesehen sein, die zumindest Teile des Trägers im Ausstoßbereich erwärmen kann.
Die genannten Vorrichtungen können beispielsweise dazu verwendet werden, das Trägermaterial zu erwärmen, um somit beispielsweise den Spannungszustand des Trägermaterials zu verändern. Insbesondere bei der Verwendung von flexiblen Trägerfolien kann beispielsweise im Laufe des Abnehmens mehrerer Bauelemente vom Träger die Spannung des Trägermaterials nachlassen, was die Abhebe-Eigenschaften für die darauf befindlichen Bauteile verschlechtert. Durch die genannten Vorrichtungen kann beispielsweise der Spannungszustand wieder erhöht werden, und so das Abnehmen neuer Bauelemente vom Träger erleichtert werden. Weiterhin kann die Folie aber auch durch die genannte Vorrichtung weicher oder flexibler gemacht werden, um einen Ablösevorgang zu erleichtern.
Die vorstehend genannte Aufgabe wird auch gelöst durch ein Verfahren zum Anheben eines Bauteils relativ zu einem Träger, insbesondere einem folienartigen Träger, mit einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Beschreibung, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:

a) Anheben des Außenelements relativ zum Träger zur Erhöhung der Spannung des Trägers in dem Ausstoßbereich,
b) Anheben der Ausstoßeinheit relativ zum Träger zum Kontaktieren und Anheben mindestens eines auszustoßenden Bauteils und
c) Abnehmen des mindestens einen auszustoßenden Bauteils vom Träger, insbesondere durch einen Bestückkopf eines Bestückautomaten.

Durch die Vorspannung oder Fixierung des Trägers in Schritt

a) wird erreicht, dass der Träger im Ausstoßbereich regelmäßig eine vorbestimmte oder erhöhte Spannung aufweist und so das Bauelement zuverlässig angehoben und abgenommen werden kann.

Das Kontaktieren des Bauelements in Schritt b) kann dabei so erfolgen, dass die Ausstoßeinheit das Bauteil unmittelbar berührt, indem die Ausstoßeinheit den Träger durchdringt. Das Kontaktieren kann aber auch so erfolgen, dass der Kontakt zwischen Ausstoßeinheit und Bauteil vermittels des Trägers erfolgt, so dass die Ausstoßeinheit nur in unmittelbaren Kontakt mit dem Träger unterhalb des Bauelements kommt.
Das Verfahren kann weiterhin so ausgestaltet sein, dass im Verlauf des Anhebens des Außenelements auch das Stempelelement angehoben wird. Dies kann beispielsweise parallel zum Anheben des Außenelements aber auch unabhängig davon erfolgen, beispielsweise auch vor oder nach der Bewegung des Außenelements.
Weiterhin kann das Außenelement derart ausgebildet sein, dass nach dem Verfahrenschritt a) das Stempelelement relativ zum Außenelement und zum Träger abgesenkt wird. Dabei kann insbesondere der obere Randbereich des Außenelements so ausgebildet sein, dass dieser in einem Kontaktbereich des Trägers einen geschlossenen außerhalb des Ausstoßbereichs des Trägers verlaufenden Bereich bildet.
Das Absenken des Stempelelements, beispielsweise zum "Ansaugen" des Trägers gemäß der vorliegenden Beschreibung, kann beispielsweise zwischen Schritt a) und b), zwischen Schritt b) und c) oder auch während des Schritts c) erfolgen. Insbesondere kann das Absenken des Stempelelements beispielsweise erfolgen, nachdem das Bauteil bereits von einem abnehmenden Element, beispielsweise einem Bestückkopf eines Bestückautomaten, kontaktiert wurde und zum Abnehmen bereit ist.
Zur Durchführung dieses Verfahrens kann die Vorrichtung zum Anheben des Bauelements vorteilhafterweise so ausgestaltet sein, dass durch das Absenken des Stempelelements bei am Träger anliegendem Außenelement ein Unterdruck zumindest zeitweise aber auch dauerhaft im Bereich unterhalb des Trägers, innerhalb des Außenelements und oberhalb einer Oberseite des Stempelelements erzeugbar ist.
Weiterhin kann das genannte Verfahren derart ausgestaltet sein, dass nach dem Abnehmen eines Bauelements der Träger durch Bestrahlung mit Infrarotlicht oder Wärmestrahlung oder sonstigem Erhitzen, erwärmt wird. Auf diese Weise lässt sich beispielsweise der Spannungszustand eines Trägers, oder auch weitere Materialeigenschaften, wieder in einen reproduzierbaren oder vorgegebenen Zustand zurückversetzen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den Unteransprüchen.
Im Folgenden wird die Erfindung beispielhaft mit Bezug auf die beiliegenden Figuren näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine Explosions-Darstellung einer dreiteiligen Ausstoßeinheit;
2a bis 2e Funktionsbeispiele der in 1 dargestellten Ausstoßeinrichtung.
1 zeigt eine Ausstoßeinrichtung 10, die ein Beispiel für eine Ausstoßeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist. Die Ausstoßeinrichtung 10 zeigt einen Außenmantel oder Außenring 20 mit einem oberen Rand 22, wobei der Außenmantel 20 ein Stempelelement 30 umschließt. Das Stempelelement 30 weist wiederum Durchführungen 32 auf, durch welche Nadeln 44 eines Ausstoßelements 40 hindurchgeführt werden. Das Ausstoßelement 40 umfasst weiterhin einen Sockel 42, an welchem die Nadeln 44 befestigt sind. Das Ausstoßelement 40 könnte auch mehrere Segmente aufweisen, um etwaige Nadelkonfigurationen gezielt auswählen zu können.
Im zusammengebauten Zustand befindet sich der Sockelbereich 42 des Ausstoßelements 40 unterhalb des Stempelelements 30, während die Nadeln 44 in die Durchführungen 32 des Stempelelements 30 hinein oder durch die Durchführungen 32 des Stempelelements 30 hindurch bis zur Oberseite des Stempelelements 30 bzw. auch darüber hinaus ragen können. Im zusammengebauten Zustand der Ausstoßeinheit 10 kann der Außenring 20 so platziert sein, dass er sich in einem unteren Bereich auf der Höhe des Sockels 42 des Ausstoßelements 40 befindet und in einem oberen Bereich in einer Höhenlage von ungefähr den Spitzen der Nadeln 44.
Der Außenring 20 kann z.B. frei beweglich sein. Er kann z.B. in bestimmten Anwendungsfällen auch tiefer liegen als das Ausstoßelement.
Weiterhin ist in 1 eine Trägerfolie 50 dargestellt, auf welcher Bauelemente 52 liegen. Der Außenring 20 der Ausstoßeinheit 10 kann beispielsweise so angehoben werden, dass er die Trägerfolie 50 im kreisartigen Bereich des oberen Randes 22 des Außenelements 20 berührt. Dabei ist der obere Rand 22 so ausgestaltet, dass zumindest bei genügendem Anpressdruck, eine genügend luftdichte Verbindung zwischen Trägerfolie 50 und oberen Rand 22 des Außenrings 20 entsteht.
Während oder nach einem Anheben oder Ausstoßen des Bauelements 52 durch die Ausstoßeinheit 10 kann das Bauelement 52 dann von oben (bzgl. der Darstellung in 1) von einer Saugpipette eines Bestückkopfs gegriffen werden und nachfolgend durch den Bestückkopf auf einem in einem Bestückautomaten gelagerten Substrat abgelegt werden.
Die 2a bis 2e zeigen nun verschiedene Einstellungen der in 1 dargestellten Ausstoßeinheit 10.
Im Rahmen der 2a bis 2e wird gelegentlich auf die nur in 1 dargestellten Bauelemente 52 und Trägerfolie 50 verwiesen. Die Bezugszeichen beziehen sich in diesem Fall auf 1, wobei im Folgenden die Lage der Bauelemente 52 und Trägerfolie 50 in den 2a bis 2e der in 1 entspricht.
So zeigt 2a eine Grundstellung der Ausstoßeinheit 10, bei welcher der obere Rand 22 des Außenrings 20, die Nadelspitzen der Nadeln 44 des Ausstoßelements sowie eine Oberseite des Stempelelements 30 im Wesentlichen bündig auf einer Höhe liegen. Die Nadelspitzen der Nadeln 44 können allerdings dem gegenüber auch weiter abgesenkt sein.
Bei einer derartigen Einstellung kann beispielsweise die nicht in 2 dargestellte Trägerfolie 50 platziert werden, um das oder die richtigen Bauelemente über den Nadeln 44 zu platzieren.
In 2b ist die angehobene Ausstoßeinheit 40 dargestellt, nachdem die Trägerfolie korrekt platziert wurde. Dabei sind die Nadeln 44 derart nach oben geschoben wurden dass sie über die Oberseite des Stempelelements 30 hinausragen. Darüber befindliche Bauelemente werden durch die angehobenen Nadeln ebenfalls angehoben und können beispielsweise durch einen Bestückkopf eines Bestückautomaten oder einer vergleichbaren Einheit abgenommen werden.
In 2c ist dargestellt, wie durch Hochfahren des Außenrings 20 die Trägerfolie 50 lokal expandiert werden kann. Durch diese Expansion können beispielsweise die Abstände der Bauelemente 52 vergrößert werden, was wiederum das Abnehmen der Bauelemente erleichtert. Falls nach einem Expandieren der Folie diese zu sehr gedehnt wurde und durchhängt, so kann neben dem Außenring zusätzlich ein Infrarotstrahler (nicht in den Figuren dargestellt) zur Beleuchtung der Folie angebracht sein, um diese Expansion zumindest teilweise rückgängig zu machen.
2d zeigt, wie nachfolgend einem Expandieren der Trägerfolie 50 gemäß 2c, ein Abheben mindestens eines Bauelements 52 durch Unterstützung der Nadeln 44 erfolgen kann. Dabei wird das Ausstoßelement 40 soweit angehoben, bis die Spitzen der Nadeln 44 ein Bauelement 52 (s. 1) auf der expandierten Folie 50 berühren. Weiterhin kann die Ausstoßeinheit dann weiter angehoben werden, um ein Bauelement von der Trägerfolie 50 abzuheben. Parallel dazu kann das Bauelement 52 jeweils mit einer entsprechenden Einheit abgenommen werden.
2e zeigt die Verwendung der Ausstoßeinheit 10 als quasi elektromechanisches Pumpsystem. Durch eine Abdichtung der Durchführungen 32 des Stempelelements 30 zu den Nadeln 44 (z.B. durch relativ genaue Passung, Dichtmittel und/oder Schmierung) des Ausstoßelements 40 und dem Außenring 20 kann durch Absenken des Stempelelements 30 oder des Stempelelements 30 zusammen mit dem Ausstoßelement 40 ein Vakuum oder Unterdruck zwischen der Folie 50 und dem abgesenkten Stempelelement 30 erzeugt werden. Damit kann beispielsweise auf eine Vakuumpumpe bzw. Saugpumpe verzichtet werden, die z.B. dazu nötig wäre, ein entsprechendes Ansaugen der Trägerfolie 50 zu erzeugen.
Mit Hilfe eines solchen Vorgangs kann beispielsweise die Trägerfolie 50 von einem bereits an einem Bestückkopf oder anderem abholenden Element fixierten Bauelement 52 abgezogen werden. Zudem kann mit einem solchen Mechanismus die Abzugsgeschwindigkeit der Folie 50 vom Bauelement 52 relativ genau eingestellt werden, da das Ausstoßelement 40 z. B. über eine geregelte Achse betrieben werden kann. Sofern die Folie 50 und das Bauelement 52 es zulassen, können hiermit erhöhte Pickraten erzielt werden, da der Aufbau des Vakuums derzeit eine der limitierenden Größen ist. Ebenso können bei diesem Verfahren die Nadeln zum synchronen oder asynchronen Picken verwendet werden, was die Pickrate nochmals erhöhen kann.
Die vorliegende Erfindung beschreibt eine dreiteilige Vorrichtung zum Anheben und/oder Ausstoßen von einem auf einem Träger befindlichen Bauteil zum Abholen durch eine entsprechende Transporteinheit, z.B. einen Bestückkopf eines Bestückautomaten. Die Teile der Vorrichtung lassen sich dabei so relativ zueinander positionieren, dass neben einem Anheben oder Ausstoßen des Bauteils vom Träger, der Träger z.B. gedehnt und/oder an die Vorrichtung angesaugt werden kann.

Claims

Vorrichtung (10) zum Anheben von Bauteilen (52) von einem Träger (50), umfassend: – eine Ausstoßeinheit (40) mit mehreren Segmenten (44) zum Anheben mindestens eines in einem Ausstoßbereich auf dem Träger (50) befindlichen Bauteils (52) relativ zu dem Träger (50), – ein Außenelement (20) zur Kontaktierung des Trägers (50), wobei das Außenelement (20) einen oberen Randbereich (22) aufweist, der außerhalb der zum Anheben des mindestens einen Bauteils vorgesehenen Segmente (44) der Ausstoßeinheit (40) verläuft, und – ein zumindest abschnittsweise innerhalb des Außenelements (20) befindliches Stempelelement (30), – wobei die Ausstoßeinheit (40) relativ zum Außenelement (20) in einer Ausstoßrichtung bewegbar ist und – das Stempelelement (30) sowohl relativ zur Ausstoßeinheit (40) als auch relativ zum Außenelement (20) in der Ausstoßrichtung bewegbar ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ausstoßeinheit (40), das Stempelelement (30) und das Außenelement (20) jeweils unabhängig voneinander in der Ausstoßrichtung bewegbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Randbereich (22) des Außenelements (20) zur Kontaktierung des Trägers (50) in einem Kontaktbereich des Trägers (50) ausgebildet ist, wobei dieser Kontaktbereich einen geschlossenen außerhalb des Ausstoßbereiches des Trägers (50) verlaufenden Bereich bildet.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung weiterhin einen elektromagnetischen Strahler, insbesondere einen Infrarotstrahler, zur Beleuchtung des Trägers (50) zumindest in Teilen des Ausstoßbereichs des Trägers (50) umfasst.
Verfahren zum Anheben eines Bauteils (52) relativ zu einem Träger (50), mit einer Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, das Verfahren umfassend die folgenden Schritte: a. Anheben des Außenelements (20) relativ zum Träger (50) zur Erhöhung der Spannung des Trägers (50) in dem Ausstoßbereich, b. Anheben der Ausstoßeinheit (40) relativ zum Träger zum Kontaktieren und Anheben mindestens eines auszustoßenden Bauteils (52), und c. Abnehmen des mindestens einen auszustoßenden Bauteils (52) vom Träger.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Verfahrenschritt a. das Stempelelement (30) angehoben wird, insbesondere, dass in Verfahrenschritt a. das Stempelelement (30) mit dem Außenelement (20) oder parallel zum Außenelement (20) angehoben wird.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Außenelement (20) gemäß Anspruch 2 ausgebildet ist und nach dem Verfahrenschritt a. das Stempelelement (30) relativ zum Außenelement (20) und zum Träger (50) abgesenkt wird, insbesondere, dass das Absenken des Stempelelements (30) zwischen Schritt a. und b., zwischen Schritt b. und c. und/oder während Schritt c. erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) gemäß Anspruch 3 ausgebildet ist und im Verlaufe des Verfahrens, insbesondere nach dem Abheben des Bauelements (52), der Ausstoßbereich des Trägers (50) zumindest bereichsweise von dem elektromagnetischen Strahler beleuchtet wird.