DE102015016763B3

DE102015016763B3 - Vorrichtung und Verfahren zum Positionieren und Übertragen auf einem Substrat bereitgestellter elektronischer Bauteile

Info

Publication number: DE102015016763B3
Application number: DE102015016763.4A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Schiller
Original assignee: Muehlbauer GmbH and Co KG
Current assignee: Muehlbauer GmbH and Co KG
Priority date: 2015-12-23
Filing date: 2015-12-23
Publication date: 2017-03-30
Anticipated expiration: 2035-12-24
Also published as: WO2017108390A1

Abstract

Eine Vorrichtung zum Positionieren und Übertragen auf einem Substrat bereitgestellter elektronischer Bauteile umfasst einen Träger zum Positionieren des an dem Träger anliegenden Substrats. Der Träger ist mit einer Durchgangsöffnung versehen, die eine sich in einer Z-Richtung erstreckende Längsachse aufweist, die mit einer optischen Achse einer Bilddatenerfassungseinrichtung zusammenfällt. Die Bilddatenerfassungseinrichtung ist dazu eingerichtet, Bilddaten zur Positionsbestimmung der elektronischen Bauteile durch die Durchgangsöffnung hindurch zu erfassen und für eine Steuereinheit zur Verfügung zu stellen. Eine Abgabeeinrichtung ist dafür vorgesehen, durch die Durchgangsöffnung hindurch auf das Substrat in einer Wirkrichtung einzuwirken. Die Steuereinheit ist dazu eingerichtet, das zu übertragende elektronische Bauteil relativ zu der Durchgangsöffnung in Abhängigkeit der erfassten Bilddaten zu positionieren. Weiterhin ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, die Abgabeeinrichtung zwischen einer ersten End-Position, in der die Abgabeeinrichtung außerhalb der optischen Achse liegt, und einer zweiten End-Position, in der die Wirkrichtung der Abgabeeinrichtung annähernd mit der optischen Achse zusammenfällt, kontrolliert zu bewegen.

Description

Hintergrund
Es werden eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Positionieren und Übertragen auf einem Substrat bereitgestellter elektronischer Bauteile beschrieben.
Beim Übertragen von elektronischen Bauteilen, insbesondere beim Übertragen vereinzelter elektronischer Bauteile besteht allgemein das Problem, dass diese einer kontinuierlichen Miniaturisierung unterworfen sind, sodass die Anforderungen hinsichtlich der Genauigkeit beim Übertragen der elektronischen Bauteile, beispielsweise von einem Trägersubstrat auf ein Aufnahmesubstrat, kontinuierlich steigen.
Stand der Technik
Aus dem Stand der Technik sind optische Inspektionssysteme zur Vermessung von elektronischen Bauelementen, z. B. aus der Druckschrift DE 10 2006 027 663 A1 , Konzepte zum Erfassen der Position eines Substrats, z. B. aus der Druckschrift JP 2009-16 455 A , und Systeme zum Übertragen elektronischer Bauteile von einem ersten zu einem zweiten Substrat, z. B. aus der Druckschrift DE 197 34 317 A1 , bekannt.
So beschreibt die Druckschrift JP H05-29 439 A eine Vorrichtung zum Positionieren und Übertragen auf einem Substrat bereitgestellter elektronischer Bauteile. Das die elektronischen Bauteile bereitstellende Substrat liegt auf einer Auflage der Vorrichtung auf und ist relativ zu dieser positionierbar. Die Auflage ist mit einer Durchgangsöffnung versehen, durch welche ein Schieber mit dem Substrat interagiert und dadurch die elektronischen Bauteile von dem Substrat löst. Um eine genaue Positionierung der elektronischen Bauteile relativ zu dem Schieber zu ermöglichen, ist eine Bilddatenerfassungseinrichtung zur Positionsbestimmung eines zu übertragenden elektronischen Bauteils bereitgestellt. Die Bilddatenerfassungseinrichtung ist dafür vorgesehen, Bilddaten der zu übertragenden elektronischen Bauteile durch die Durchgangsöffnung hindurch zu erfassen. Hierzu ist die Bilddatenerfassungseinrichtung koaxial zu dem Schieber angeordnet, welcher in einer optischen Achse der Bilddatenerfassungseinrichtung liegt.
Aus dem Stand der Technik sind weiterhin Vorrichtungen bekannt, wie z. B. aus der Druckschrift DE 10 2011 104 225 A1 , bei denen eine Bilddatenerfassungseinrichtung seitlich versetzt zu der Durchgangsöffnung und dem Schieber positioniert ist. Eine optische Achse der Bilddatenerfassungseinrichtung ist schräg zu der Auflage und dadurch mit einem Winkelversatz zu einer Wirkrichtung des Schiebers angeordnet. Dadurch kann verhindert werden, dass ein mittels der Bilddatenerfassungseinrichtung zu erfassender Bereich auf dem Substrat zumindest teilweise durch den Schieber verdeckt wird.
Die Druckschrift DE 10 2011 017 218 A1 zeigt eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Positionieren und Übertragen von auf einem Substrat bereitgestellten elektronischen Bauteilen, umfassend eine Bilddatenerfassungseinrichtung, wobei diese eine optische Achse aufweist, die relativ zur Wirkrichtung einer Abgabeeinrichtung geneigt ist.
Die Druckschrift JP 3 228 959 B2 zeigt eine Vorrichtung zum Übertragen von auf einem Substrat bereitgestellten elektronischen Bauteilen, umfassend eine Bilddatenerfassungseinrichtung, welche eine optische Achse aufweist, die gleich der Wirkrichtung einer Abgabeeinrichtung ist. Jedoch ist es mit der gezeigten Vorrichtung nicht möglich Bilddaten zu erfassen, ohne dass zumindest jeweils ein Teil der elektronischen Bauteile durch die Abgabeeinrichtung verdeckt ist.
Zu lösendes Problem
Die Aufgabe besteht nun darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, die den Anforderungen an die Genauigkeit beim Positionieren und Übertragen auf einem Substrat bereitgestellter elektronischer Bauteile gerecht werden.
Hier vorgestellte Lösung
Zur Lösung dieser Aufgabe werden eine Vorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 14 vorgeschlagen.
Die Vorrichtung zum Positionieren und Übertragen auf einem Substrat bereitgestellter elektronischer Bauteile umfasst einen Träger zum Positionieren des in der Vorrichtung aufzunehmenden Substrats. Der Träger ist dazu eingerichtet, dass das Substrat mit einer ersten Seite an dem Träger anliegt, wobei die erste Seite des aufzunehmenden Substrats entgegengesetzt zu einer zumindest ein elektronisches Bauteil tragenden zweiten Seite des aufzunehmenden Substrats angeordnet ist. Der Träger ist mit einer Durchgangsöffnung versehen, die eine sich in einer Z-Richtung erstreckende Längsachse aufweist. Eine Bilddatenerfassungseinrichtung, die eine mit der Längsachse der Durchgangsöffnung zusammenfallende optische Achse aufweist, ist dazu eingerichtet, Bilddaten zur Positionsbestimmung des zumindest einen elektronischen Bauteils durch die Durchgangsöffnung hindurch zu erfassen und für eine Steuereinheit zur Verfügung zu stellen. Eine Abgabeeinrichtung zum Übertragen der elektronischen Bauteile von dem Substrat ist dazu eingerichtet, durch die Durchgangsöffnung hindurch auf das Substrat in einer Wirkrichtung einzuwirken. Die Steuereinheit ist dazu eingerichtet, mittels wenigstens eines ersten Aktors den Träger und das Substrat relativ zueinander in einer X- und Y-Richtung kontrolliert zu bewegen, um das zumindest eine auf der ersten Seite des Substrats aufgenommene elektronische Bauteil relativ zu der Durchgangsöffnung in Abhängigkeit der durch die Bilddatenerfassungseinrichtung erfassten Bilddaten zu positionieren. Weiterhin ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, mittels wenigstens eines zweiten Aktors die Abgabeeinrichtung zwischen einer ersten End-Position, in der die Abgabeeinrichtung außerhalb der optischen Achse der Bilddatenerfassungseinrichtung liegt, und einer zweiten End-Position der Abgabeeinrichtung, in der die Wirkrichtung der Abgabeeinrichtung annähernd mit der optischen Achse der Bilddatenerfassungseinrichtung zusammenfällt, kontrolliert zu bewegen.
Im Sinne der vorliegenden Offenbarung entsprechen die X-, Y- und Z-Richtungen Vektoren, die nicht koplanar, d. h. linear unabhängig und vorzugsweise jeweils senkrecht zueinander angeordnet sind.
Die hier beschriebene Vorrichtung zum Positionieren und Übertragen auf einem Substrat bereitgestellter elektronischer Bauteile ermöglicht ein Erfassen der zur Positionsbestimmung der elektronischen Bauteile bestimmten Bilddaten in der Z-Richtung, d. h. senkrecht zu dem Träger, ohne dass ein mittels der Bilddatenerfassungseinrichtung zu erfassender Bereich zumindest teilweise, z. B. durch die Abgabeeinrichtung oder durch Seitenwände der Durchgangsöffnung, verdeckt wird. Dadurch kann eine genaue Positionsbestimmung der zu übertragenden elektronischen Bauteile erfolgen, insbesondere bei kleinen Bauteilen.
Gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen, bei denen die optische Achse der Bilddatenerfassungseinrichtung schräg zu dem Träger angeordnet ist, ermöglicht die hier beschriebene Lösung, dass die in dem Träger ausgebildete Durchgangsöffnung einen geringeren Durchmesser aufweisen kann, ohne dabei den mittels der Bilddatenerfassungseinrichtung zu erfassenden Bereich zu verdecken. Dies hat den vorteilhaften Effekt, dass, insbesondere beim Übertragen der elektronischen Bauteile, eine Verformung bzw. Überdehnung des Substrats im Bereich der Durchgangsöffnung verringert werden kann. Dadurch kann die Genauigkeit der Vorrichtung beim Positionieren und Übertragen der elektronischen Bauteile erhöht werden. Weiterhin vorteilhaft ist, dass die zu übertragenden elektronischen Bauteile mit einem geringeren Abstand zueinander auf dem Substrat angeordnet werden können. Eine solche Anordnung kann insbesondere dann von Vorteil sein, wenn die zu übertragenden Bauteile von dem Substrat auf ein weiteres Substrat übertragen werden (Wafer-to-Wafer-Verfahren). Weiterhin kann ein Wegkippen oder vorzeitiges Ablösen von Bauteilen, die an das zu übertragende Bauteil angrenzen, verhindert werden, das beispielsweise zu einem unerwünschten Kontakt mit einer die elektronischen Bauteile aufnehmenden Komponente führen kann.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das Erfassen der Bilddaten zur Positionsbestimmung des zu übertragenden elektronischen Bauteils in einem beliebigen Abstand in der Z-Richtung zwischen dem Träger und der Bilddatenerfassungseinrichtung erfolgen kann. Dies ermöglicht, dass die zur Positionsbestimmung bestimmten Bilddaten in unterschiedlichen Positionen des Trägers erfasst werden können.
Ausgestaltungen und Eigenschaften
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Vorrichtung zum Positionieren und Übertragen auf einem Substrat bereitgestellter elektronischer Bauteile. Unter einem elektronischen Bauteil werden insbesondere (elektronische) Halbleiterbauteile verstanden, die auch als „chip” oder „die” bezeichnet werden. Ein derartiges Bauteil hat in der Regel eine prismatische Gestalt mit mehreren Mantelflächen sowie zwei (untere und obere) Kontaktflächen in Form eines Polygons, insbesondere eines Rechtsecks. Die elektronischen Bauteile sind vorzugsweise mit einer ersten Kontaktfläche auf der zweiten Seite des Substrats angeordnet. Um die elektronischen Bauteile auf dem Substrat zu fixieren, kann zwischen der ersten Kontaktfläche der elektronischen Bauteile und der zweiten Seite des Substrats eine lösbare Klebstoffverbindung vorgesehen sein. Hierzu kann das Substrat auf der zweiten Seite eine Klebstoffschicht aufweisen. Die elektronischen Bauteile sind vorzugsweise vereinzelt auf dem Substrat angeordnet. Dabei können die elektronischen Bauteile vor dem Vereinzeln auf dem Substrat angeordnet worden sein.
Das Substrat kann in Form eines Wafers, insbesondere als Waferfolie oder Waferscheibe, bereitgestellt sein. Das Substrat weist vorzugsweise ein transparentes Material auf. Transparent im Sinne der vorliegenden Offenbarung bedeutet, dass das Substrat für einen Wellenlängenbereich elektromagnetischer Strahlung durchlässig ist. Dieser Wellenlängenbereich kann beispielsweise im Ultraviolett(UV)-Bereich, im Bereich der für den Menschen sichtbaren Strahlung und/oder im Infrarot(IR)-Bereich liegen.
Das transparente Material des Substrats kann dafür vorgesehen sein, ein Erfassen von Bilddaten zur Positionsbestimmung des zumindest einen elektronischen Bauteils mittels der Bilddatenerfassungseinrichtung durch das Substrat hindurch zu ermöglichen. Entsprechend kann die Bilddatenerfassungseinrichtung dazu eingerichtet sein, die Bilddaten zur Positionsbestimmung des zumindest einen auf dem Substrat aufgenommenen elektronischen Bauteils durch das Substrat hindurch zu erfassen.
Alternativ können auf der ersten Seite des Substrats Markierungen vorgesehen sein, die Rückschlüsse auf die Position der auf der zweiten Seite des Substrats angeordneten elektronischen Bauteile zulassen. Derartige Markierungen können beispielsweise in Form von Sägestraßen ausgebildet sein, die beim Vereinzeln der auf dem Substrat angeordneten elektronischen Bauteile entstehen können.
Die Vorrichtung kann ferner eine Aufnahme für das Substrat umfassen, die dazu eingerichtet ist, das Substrat derart aufzunehmen, dass dieses an dem Träger mit der ersten Seite anliegt. Das Substrat kann in der Aufnahme in der X- und Y-Richtung bewegbar und/oder um eine sich in der Z-Richtung erstreckende Achse drehbar gelagert sein.
An einer dem Substrat zugewandten Seite kann der Träger eine Auflagefläche für das Substrat aufweisen. Die Auflagefläche ist vorzugsweise ebenflächig ausgebildet. Alternativ kann die Auflagefläche gewölbt ausgebildet sein. Der Träger ist vorzugsweise ein plattenförmiger Träger, der im Wesentlichen senkrecht zu der Z-Richtung und der Längsachse der Durchgangsöffnung angeordnet ist.
Unter einer Längsachse der Durchgangsöffnung wird im Sinne der vorliegenden Offenbarung jedwede Achse, entlang derer sich die Durchgangsöffnung erstreckt und die innerhalb der Durchgangsöffnung angeordnet ist, und vorzugsweise eine Mittellängsachse der Durchgangsöffnung verstanden.
Die Durchgangsöffnung ist vorzugsweise mit einer zylindrischen oder prismatischen Gestalt ausgebildet, wobei die Durchgangsöffnung Seitenwände aufweist, die parallel zueinander angeordnet sind. Alternativ kann die Durchgangsöffnung die Form eines Kegel- oder Pyramidenabschnitts oder eine andere Gestalt aufweisen.
Um das an dem Träger anliegende Substrat relativ zu dem Träger zu fixieren, kann der Träger mit Unterdruck beaufschlagbar und auf der dem Substrat zugewandten Seite des Trägers unterdruckdurchlässig sein. Hierzu kann der Träger Unterdruckkanäle aufweisen, die sich innerhalb des Trägers erstrecken können. Die Unterdruckkanäle können mit einer Unterdruckquelle verbunden sein. In einer Variante kann der Träger eine mit Unterdruck beaufschlagbare Kammer aufweisen, die mit einem ersten Ende der jeweiligen Unterdruckkanäle verbunden sein kann. Weiterhin kann ein zweites Ende der jeweiligen Unterdruckkanäle mit einer an der Auflagefläche des Trägers ausgebildeten Öffnung verbunden sein. Die Auflagefläche des Trägers kann dabei mit einer oder mehreren Öffnungen versehen sein. Die Auslegungsparameter der Öffnungen, wie z. B. Anzahl, Form, Dimensionierung, Anordnung, etc., können in Abhängigkeit des an dem Träger anliegenden Substrats und den darauf anzuordnenden elektronischen Bauteilen erfolgen. Das Bereitstellen von Unterdruckkanälen in Kombination mit einem kleineren Durchmesser der Durchgangsöffnung, der durch die hier vorgeschlagene Lösung ermöglicht wird, hat den vorteilhaften Effekt, dass die Unterdruckkanäle beim Übertragen der elektronischen Bauteile näher an dem zu übertragenden elektronischen Bauteil angeordnet sein können. So kann ein Überdehnen des Substrats im Bereich der Durchgangsöffnung verringert und dadurch die Genauigkeit der Vorrichtung verbessert werden.
In einer Variante der Vorrichtung kann der Träger dazu eingerichtet sein, in der X- und Y-Richtung relativ zu dem Substrat bewegt zu werden, in der Z-Richtung relativ zu der Abgabeeinrichtung bewegt zu werden und/oder um eine sich in der Z-Richtung erstreckende Achse relativ zu dem Substrat gedreht zu werden.
In einer Weiterentwicklung kann der Träger ein transparentes Material aufweisen. Das transparente Material des Trägers kann dafür vorgesehen sein, ein Erfassen von Bilddaten zur Positionsbestimmung des zumindest einen elektronischen Bauteils mittels der Bilddatenerfassungseinrichtung durch den Träger hindurch zu ermöglichen.
In einer anderen Ausführungsform der Vorrichtung ist die Bilddatenerfassungseinrichtung derart angeordnet, dass deren optische Achse mit der Mittellängsachse der Durchgangsöffnung zusammenfällt. Die Bilddatenerfassungseinrichtung und der Träger können hierbei relativ zueinander in der X- und Y-Richtung fixiert sein. Zusätzlich können diese relativ zueinander in der Z-Richtung bewegbar sein. Alternativ können die Bilddatenerfassungseinrichtung und der Träger relativ zueinander in der Z-Richtung fixiert sein.
Die Vorrichtung umfasst weiterhin die Abgabeeinrichtung zum Übertragen der elektronischen Bauteile. Die Abgabeeinrichtung kann dazu eingerichtet sein, die zu übertragenden elektronischen Bauteile einzeln von dem Substrat zu lösen und auf ein Aufnahmesubtrat anzuordnen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Abgabeeinrichtung an einer dem Substrat abgewandten Seite des Trägers angeordnet, wobei das Aufnahmesubstrat gegenüberliegend zu der die elektronischen Bauteile tragenden zweiten Seite des Substrats angeordnet sein kann. Das Aufnahmesubstrat kann beispielsweise ein Antennenweb sein. Alternativ kann das Aufnahmesubstrat in Form eines Wafers oder eines mit elektronischen Bauteilen zumindest teilweise bestückten Wafers bereitgestellt sein. Auf einer die elektronischen Bauteile aufnehmenden Seite kann das Aufnahmesubstrat eine weitere Klebstoffschicht aufweisen, um die elektronischen Bauteile auf dem Aufnahmesubstrat zu fixieren. In einer Weiterentwicklung kann die Vorrichtung eine weitere Aufnahme für das Aufnahmesubstrat aufweisen, in der das Aufnahmesubstrat in der X-, Y- und/oder Z-Richtung bewegbar gelagert sein kann.
Die Abgabeeinrichtung ist dazu eingerichtet, mittels des zweiten Aktors zwischen der ersten End-Position und der zweiten End-Position bewegt zu werden. Hierzu kann die Abgabeeinrichtung relativ zu dem Träger schwenkbar gelagert sein. In einer Variante kann die Abgabeeinrichtung schwenkbar um eine Schwenkachse gelagert sein, die die optische Achse der Bilddatenerfassungseinrichtung, insbesondere im Bereich der Bilddatenerfassungseinrichtung und/oder zwischen der Bilddatenerfassungseinrichtung und dem Träger, schneidet. Vorzugsweise weist die Schwenkachse einen geringeren Abstand zu der Bilddatenerfassungseinrichtung auf als zu dem Träger.
Alternativ oder zusätzlich kann die Schwenkachse senkrecht zu der optischen Achse der Bilddatenerfassungseinrichtung oder in einem anderen Winkel zwischen 0° und 90° versetzt zu dieser angeordnet sein. Dabei kann die Schwenkachse in demselben Winkel versetzt zu der Wirkrichtung der Abgabeeinrichtung wie zu der optischen Achse der Bilddatenerfassungseinrichtung angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Abgabeeinrichtung relativ zu dem Träger translatorisch verschiebbar gelagert sein, insbesondere in der X- und/oder Y-Richtung.
In einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung kann die Abgabeeinrichtung einen Stößel, beispielsweise in Form einer Nadel (die ejector) oder eines Schiebers, umfassen, der dazu eingerichtet ist, auf die elektronischen Bauteile durch die Durchgangsöffnung und das Substrat hindurch mechanisch einzuwirken. In einer Variante der Vorrichtung kann der Stößel dazu eingerichtet sein, in der zweiten End-Position der Abgabeeinrichtung relativ zu dem Träger in der Z-Richtung bewegt zu werden, um auf die zu übertragenden elektronischen Bauteile einzuwirken.
In einer alternativen Ausführungsform kann die Abgabeeinrichtung dazu vorgesehen sein, berührungslos auf das Substrat durch die Durchgangsöffnung hindurch einzuwirken, um die zu übertragenden Bauteile von dem Substrat zu lösen. Hierzu kann die Abgabeeinrichtung eine erste Strahlenquelle, wie z. B. einen Laser, einen Laserpulsgeber, etc., umfassen, die dazu eingerichtet ist, die Klebstoffverbindung zwischen den elektronischen Bauteilen und dem Substrat zu lösen. In einer Variante kann die erste Strahlenquelle dazu vorgesehen sein, elektromagnetische Strahlung abzugeben, die die Klebstoffverbindung zwischen den zu übertragenden elektronischen Bauteilen und dem Substrat löst. Dies kann beispielsweise durch ein gezieltes Schmelzen eines für die Klebstoffverbindung zwischen den zu übertragenden elektronischen Bauteilen und dem Substrat verwendeten Haftklebers erfolgen. So kann die erste Strahlenquelle zum Beispiel UV-Strahlung oder IR-Strahlung gezielt in einer Region im Bereich der Durchgangsöffnung abgeben, um die Klebstoffverbindung zu lösen.
In einer Variante kann die Abgabeeinrichtung in der zweiten End-Position dazu vorgesehen sein, den Stößel oder die erste Strahlenquelle relativ zu der Durchgangsöffnung in der X- und Y-Richtung in eine Ausrichtungsposition zu bewegen. Dadurch kann die Wirkrichtung der Abgabeeinrichtung relativ zu der Durchgangsöffnung gezielt angeordnet werden.
In einer Weiterentwicklung der Vorrichtung können/kann die Durchgangsöffnung des Trägers und/oder der Stößel der Abgabeeinrichtung in ihrer Form an die zu übertragenden elektronischen Bauteile angepasst sein. Insbesondere können/kann dabei die Form einer Querschnittsfläche der Durchgangsöffnung und/oder eine Kontaktfläche des Stößels in ihrer Form an die der zweiten Seite des Substrats zugewandte erste Kontaktfläche der zu übertragenden elektronischen Bauteile angepasst sein.
Die Steuereinheit der Vorrichtung ist dazu eingerichtet, mittels des ersten Aktors den Träger und das Substrat relativ zueinander in der X- und Y-Richtung zu bewegen. Hierzu ist die Steuereinheit vorzugweise dazu eingerichtet, aus den durch die Bilddatenerfassungseinrichtung erfassten Bilddaten Positionsdaten des zumindest einen elektronischen Bauteils und/oder Korrekturwerte für die Position des Trägers und/oder des Substrats zu ermitteln und auf deren Grundlage Steuerbefehle zu erzeugen. Die Steuerbefehle können dabei ein Positionieren des zumindest einen auf dem Substrat aufgenommenen elektronischen Bauteils relativ zu der Durchgangsöffnung des Trägers mittels des ersten Aktors bewirken.
Je nach Ausgestaltung der Vorrichtung kann dabei das Positionieren der zu übertragenden elektronischen Bauteile relativ zu der Durchgangsöffnung des Trägers durch ein Bewegen des Trägers und/oder des Substrats in der X- und Y-Richtung erfolgen. Entsprechend bezeichnet der Begriff „Positionieren” insbesondere eine Relativbewegung zwischen dem Träger und dem Substrat.
In einer Weiterentwicklung kann die Vorrichtung eine weitere Bilddatenerfassungseinrichtung aufweisen, die dazu eingerichtet ist, Bilddaten zur Positionsbestimmung des Aufnahmesubstrats, insbesondere einer Aufnahmeposition auf dem Aufnahmesubstrat für die zu übertragenden elektronischen Bauteile, zu erfassen und der Steuereinheit zur Verfügung zu stellen. Die weitere Bilddatenerfassungseinrichtung kann hierzu an einer dem Träger abgewandten Seite des Aufnahmesubstrats angeordnet sein. Die Steuereinheit kann entsprechend dazu eingerichtet sein, in Abhängigkeit der erfassten Bilddaten der weiteren Bilddatenerfassungseinrichtung Positionsdaten des Aufnahmesubstrats, insbesondere der Aufnahmeposition und/oder Korrekturwerte für die Position des Trägers, des Substrats, der Abgabeeinrichtung und/oder des Aufnahmesubstrats zu ermitteln und auf deren Grundlage Steuerbefehle erzeugen. Die Steuerbefehle können dabei dazu vorgesehen sein, ein Ausrichten der Abgabeeinrichtung, des Trägers und des zumindest einen auf dem Substrat aufgenommenen elektronischen Bauteils relativ zu dem Aufnahmesubstrats in der X- und Y-Richtung zu bewirken.
Je nach Ausgestaltung der Vorrichtung kann das Ausrichten der Abgabeeinrichtung, des Trägers, des zumindest einen auf dem Substrat aufgenommenen elektronischen Bauteils und des Aufnahmesubstrat durch ein Bewegen der Abgabeeinrichtung, des Trägers, des Substrats und/oder des Aufnahmesubstrats in der X- und Y-Richtung erfolgen. Entsprechend bezeichnet der Begriff „Ausrichten” insbesondere eine Relativbewegung zwischen der Abgabeeinrichtung, dem Träger, dem Substrat und dem Aufnahmesubstrat in der X- und Y-Richtung, sodass die Wirkrichtung der Abgabeeinrichtung, das zu übertragende elektronische Bauteil und die Aufnahmeposition des Aufnahmesubstrat in einer Längsachse der Durchgangsöffnung angeordnet sind.
Die derart erzeugten Steuerbefehle können dabei bewirken, dass die Abgabeeinrichtung, der Träger, das Substrat und/oder das Aufnahmesubstrat in eine jeweilige Ausrichtungsposition bewegt werden/wird. Im Sinne der vorliegenden Offenbarung wird unter der Ausrichtungsposition einer Komponente eine Position verstanden, in der die Komponente in der X- und Y-Richtung für die Übergabe des elektronischen Bauteils ausgerichtet ist.
In einer Weiterentwicklung kann die Steuereinheit dazu eingerichtet sein, mittels eines dritten Aktors den Träger und das Substrat relativ zueinander um eine sich in der Z-Richtung erstreckende Achse, insbesondere die Längsachse der Durchgangsöffnung zu drehen. Hierzu kann die Steuereinheit dazu eingerichtet sein, in Abhängigkeit der durch die Bilddatenerfassungseinrichtung erfassten Bilddaten Steuerbefehle zu erzeugen, die ein Drehen des Substrats und/oder des Trägers relativ zueinander um die Längsachse der Durchgangsöffnung bewirken, um ein Positionieren des auf dem Substrat aufzunehmenden elektronischen Bauteils relativ zu der Durchgangsöffnung zu ermöglichen.
In einer Variante kann die Steuereinheit ferner dazu eingerichtet sein, mittels eines vierten Aktors den Träger und/oder die Abgabeeinrichtung relativ zueinander in der Z-Richtung zu bewegen. Je nach Ausgestaltung der Vorrichtung können/kann der Träger und/oder die Abgabeeinrichtung in der Z-Richtung bewegt werden. Die Steuereinheit kann insbesondere dazu eingerichtet sein, den Träger und/oder den Stößel der Abgabeeinrichtung in der Z-Richtung in eine Übergabeposition, in welcher das zu übertragende elektronische Bauteil von dem Substrat gelöst wird, und/oder in eine Ablöseposition, wodurch ein Ablösen des zu übertragenden elektronischen Bauteils erfolgt, zu bewegen.
In einer Weiterentwicklung kann die Steuereinheit dazu eingerichtet sein, mittels des zweiten Aktors ein mit der Abgabeeinrichtung interagierendes Führungselement in der Z-Richtung kontrolliert zu bewegen und dadurch sequentiell die Abgabeeinrichtung zwischen der ersten und zweiten End-Position der Abgabeeinrichtung und den Stößel relativ zu dem Träger in der Z-Richtung kontrolliert zu bewegen. In anderen Worten kann ein Bewegen des Führungselements zunächst ein Bewegen der Abgabeeinrichtung zwischen der ersten End-Position und der zweiten End-Position bewirken und daraufhin ein Bewegen des Stößels in der Z-Richtung.
Die Vorrichtung kann ferner ein Heizelement umfassen, das dazu eingerichtet ist, Wärme, insbesondere im Bereich der Durchgangsöffnung des Trägers, an das Substrat und/oder das zumindest eine elektronische Bauteil abzugeben, um das zumindest eine elektronische Bauteil von dem Substrat zumindest teilweise zu lösen. Das Heizelement ist vorzugsweise in Form einer zweiten Strahlenquelle bereitgestellt und dazu eingerichtet, elektromagnetische Strahlung abzugeben, die dazu geeignet ist, das zumindest eine elektronische Bauteil von dem Substrat zumindest teilweise zu lösen. Die zweite Strahlenquelle kann dabei insbesondere dazu geeignet sein, elektromagnetische Strahlung abzugeben, die die Klebstoffverbindung zwischen den zu übertragenden elektronischen Bauteilen und dem Substrat zumindest teilweise löst. So kann die zweite Strahlenquelle zum Beispiel UV-Strahlung oder IR-Strahlung gezielt in einer Region im Bereich der Durchgangsöffnung abgeben.
In einer Weiterentwicklung kann das Aufnahmesubstrat, insbesondere mit einer dem Substrat abgewandten Seite, auf einem Aufnahmeträger angeordnet sein. Der Aufnahmeträger ist mit einer weiteren Durchgangsöffnung versehen, die eine weitere Mittellängsachse aufweisen kann, welche mit der Mittellängsachse der Durchgangsöffnung des Trägers zusammenfällt. Der Aufnahmeträger kann ferner mit Unterdruck beaufschlagbar sein, um das Aufnahmesubstrat relativ zu dem Aufnahmeträger zu fixieren. Hierzu kann der Aufnahmeträger auf einer dem Aufnahmesubstrat zugewandten Seite Unterdruckkanäle aufweisen.
Ferner kann die Vorrichtung eine Aufnahmeeinrichtung mit einem Aufnahmestempel aufweisen, der dafür vorgesehen ist, durch die weitere Durchgangsöffnung des Aufnahmeträgers hindurch auf das Aufnahmesubstrat in einer weiteren Wirkrichtung einzuwirken. Die weitere Wirkrichtung des Aufnahmestempels kann dabei entgegengesetzt zu der Wirkrichtung der Abgabeeinrichtung sein.
Die Steuereinheit kann weiterhin dazu eingerichtet sein, mittels wenigstens eines fünften Aktors die Aufnahmeeinrichtung zwischen einer ersten End-Position, in der die Aufnahmeeinrichtung außerhalb einer optischen Achse der weiteren Bilddatenerfassungseinrichtung liegt, und einer zweiten End-Position der Aufnahmeeinrichtung, in der die weitere Wirkrichtung der Aufnahmeeinrichtung mit der optischen Achse der weiteren Bilddatenerfassungseinrichtung zusammenfällt, kontrolliert zu bewegen. Der Aufnahmestempel ist bevorzugt dazu eingerichtet, das Aufnahmesubstrat entlang der Z-Achse in Richtung des Substrats zu bewegen und dadurch das Aufnahmesubstrat in Kontakt mit einer zweiten Kontaktfläche des zu übertragenden elektronischen Bauteils zu bringen. Entsprechend kann die Steuereinheit ferner dazu eingerichtet sein, mittels wenigstens eines sechsten Aktors den Aufnahmestempel relativ zu dem Aufnahmeträger in der Z-Richtung kontrolliert zu bewegen.
Um ein zuverlässiges Übertragen der elektronischen Bauteile von dem Substrat auf das Aufnahmesubstrat sicherzustellen, kann die Vorrichtung derart bereitgestellt sein, dass eine Haftkraft zwischen dem Substrat und der ersten Kontaktfläche des zu übertragenden elektronischen Bauteils geringer ist als eine weitere Haftkraft zwischen dem Aufnahmesubstrat und der zweiten Kontaktfläche des zu übertragenden elektronischen Bauteils. Hierzu kann die Kotaktfläche des Stößels, mittels derer der Stößel auf das Substrat einwirkt, kleiner sein als eine Kontaktfläche des Aufnahmestempels, mittels derer der Aufnahmestempel auf das Aufnahmesubstrat einwirkt. Mit anderen Worten kann dadurch eine Berührungsfläche zwischen dem Substrat und dem zu übertragenden elektronischen Bauteils kleiner sein als eine weitere Berührungsfläche zwischen dem Aufnahmesubstrat und dem zu übertragenden elektronischen Bauteil.
Hier wird ferner ein Verfahren zum Positionieren und Übertragen auf einem Substrat bereitgestellter elektronischer Bauteile beschrieben. Das Verfahren umfasst einen Schritt des Bereitstellens des Substrats mit einer ersten Seite, die auf einem Träger anliegt, und einer der ersten Seite entgegengesetzten zweiten Seite, die zumindest ein elektronisches Bauteil trägt, wobei der Träger mit einer Durchgangsöffnung versehen ist, die eine sich in einer Z-Richtung erstreckende Längsachse aufweist. Weiterhin erfolgt ein Bewegen einer Abgabeeinrichtung, die zum Übertragen der elektronischen Bauteile von dem Substrat eingerichtet ist, in eine erste End-Position, in der die Abgabeeinrichtung außerhalb einer optischen Achse einer Bilddatenerfassungseinrichtung liegt, wobei die optische Achse der Bilddatenerfassungseinrichtung mit der Längsachse der Durchgangsöffnung zusammenfällt, und wobei die Abgabeeinrichtung dazu eingerichtet ist, durch die Durchgangsöffnung hindurch auf das Substrat in einer Wirkrichtung einzuwirken. Ferner umfasst das Verfahren einen Schritt des Erfassens von Bilddaten zur Positionsbestimmung des zumindest einen auf dem Substrat aufgenommenen elektronischen Bauteils, wobei die Bilddaten mittels der Bilddatenerfassungseinrichtung durch die Durchgangsöffnung hindurch erfasst werden. Weiterhin erfolgt ein Bewegen des Substrats und/oder des Trägers relativ zueinander in einer X- und Y-Richtung, sodass das zumindest eine auf der zweiten Seite des Substrats aufgenommene elektronische Bauteil relativ zu der Durchgangsöffnung in Abhängigkeit der durch die Bilddatenerfassungseinrichtung erfassten Bilddaten positioniert wird. Weiterhin umfasst das Verfahren ein Bewegen der Abgabeeinrichtung in eine zweite End-Position, in der die Wirkrichtung der Abgabeeinrichtung annähernd mit der optischen Achse der Bilddatenerfassungseinrichtung zusammenfällt.
In einer Weiterentwicklung kann das Verfahren ferner folgende Schritte aufweisen:

– Bereitstellen eines Aufnahmesubstrats;
– Erfassen von Bilddaten zur Positionsbestimmung des Aufnahmesubstrats, insbesondere einer Aufnahmeposition auf dem Aufnahmesubstrat für ein zu übertragendes elektronisches Bauteil;
– Bewegen des Trägers, des Substrats, der Abgabeeinrichtung und/oder des Aufnahmesubstrats in der X- und Y-Richtung relativ zueinander in eine Ausrichtungsposition in Abhängigkeit der durch die Bilddatenerfassungseinrichtung erfassten Bilddaten;
– Bewegen des Trägers und/oder eines Stößels der Abgabeeinrichtung relativ zueinander in der Z-Richtung in eine Übergabeposition;
– Unterdruckbeaufschlagen des Trägers, sodass das an dem Träger anliegende Substrat relativ zu dem Träger fixiert wird; und/oder
– Bewegen des Trägers und/oder des Stößels relativ zueinander in der Z-Richtung in eine Ablöseposition, sodass der Stößel durch die Durchgangsöffnung hindurch geführt wird und dadurch das eine elektronische Bauteil von dem Substrat gelöst und auf das Aufnahmesubstrat übertragen wird.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten werden für einen Fachmann aus der nachfolgenden Beschreibung aus nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispielen und den zugehörigen Zeichnungen deutlich. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den hier offenbarten Gegenstand, auch unabhängig von ihrer Gruppierung in den Ansprüchen oder deren Rückbezügen.
1a zeigt eine schematische Seitenansicht einer ersten Ausführungsform einer Vorrichtung zum Positionieren und Übertragen auf einem Substrat bereitgestellter elektronischer Bauteile.
1b zeigt eine gegenüber der in 1a gezeigten Darstellung um 90° gedrehte schematische Seitenansicht der ersten Ausführungsform der Vorrichtung zum Positionieren und Übertragen auf einem Substrat bereitgestellter elektronischer Bauteile.
2a zeigt eine schematische Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform einer Vorrichtung zum Positionieren und Übertragen auf einem Substrat bereitgestellter elektronischer Bauteile.
2b zeigt eine weitere schematische Seitenansicht der zweiten Ausführungsform der Vorrichtung zum Positionieren und Übertragen auf einem Substrat bereitgestellter elektronischer Bauteile.
3 zeigt eine schematische Seitenansicht einer dritten Ausführungsform einer Vorrichtung zum Positionieren und Übertragen auf einem Substrat bereitgestellter elektronischer Bauteile.
4 zeigt eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Positionieren und Übertragen auf einem Substrat bereitgestellter elektronischer Bauteile.
Detaillierte Beschreibung von Ausführungsvarianten
1a und 1b zeigen zwei zueinander um 90° gedrehte schematische Seitenansichten einer ersten Ausführungsform einer Vorrichtung 10 zum Positionieren und Übertragen auf einem Substrat 12 bereitgestellter elektronischer Bauteile 14. Das Substrat 12 umfasst eine erste Seite 16 und eine dazu entgegengesetzte, die elektronischen Bauteile 14 tragende zweite Seite 18. Die erste Seite 16 liegt an einem Träger 20 an. Auf der zweiten Seite 18 des Substrats 12 sind mehrere vereinzelte elektronische Bauteile 14 angeordnet. Zwischen der zweiten Seite 18 des Substrats 12 und den mehreren elektronischen Bauteilen 14 ist eine Klebstoffschicht angeordnet, die die mehreren elektronischen Bauteile 14 auf dem Substrat 12 fixiert. Das Substrat 12 wird in einer ersten Aufnahme 22 gehalten, die einen ersten Linearantrieb LA1 und einen ersten Drehantrieb DA1 umfasst.
Die Vorrichtung 10 weist eine Steuereinheit ECU auf, die dazu eingerichtet ist, das Substrat 12 mittels des ersten Linearantriebs LA1 entlang einer X- und Y-Achse kontrolliert zu bewegen und mittels des ersten Drehantriebs DA1 um eine sich in einer Z-Richtung erstreckende Achse kontrolliert zu drehen.
Der Träger 20 ist ein plattenförmiger Träger, der senkrecht zu einer Z-Achse angeordnet ist. In einem annähernd mittigen Bereich ist der der Träger 20 mit einer sich in einer Dickenrichtung des Trägers 20 erstreckenden Durchgangsöffnung 24 versehen, die eine sich in der Z-Richtung erstreckende Mittellängsachse M aufweist. Der Träger 20 ist mit Unterdruck beaufschlagbar und auf einer dem Substrat 12 zugewandten Seite unterdruckdurchlässig, um das Substrat 12 relativ zu dem Träger 20 zu fixieren.
Ein Gehäuse 26 der Vorrichtung 10 ist mit dem Träger 20 und einer Bilddatenerfassungseinrichtung 28 starr verbunden. Die Bilddatenerfassungseinrichtung 28 weist eine optische Achse O auf, die mit der Mittellängsachse M der Durchgangsöffnung 24 zusammenfällt. Die Bilddatenerfassungseinrichtung 28 ist dazu eingerichtet, Bilddaten BD zur Positionsbestimmung eines zu übertragenden elektronischen Bauteils 14 durch die Durchgangsöffnung 24 hindurch zu erfassen und für die Steuereinheit ECU zur Verfügung zu stellen.
Das Substrat 12 und/oder der Träger 20 können weiterhin ein transparentes Material aufweisen, das es der Bilddatenerfassungseinrichtung 28 ermöglicht, Bilddaten BD zur Positionsbestimmung des zu übertragenden elektronischen Bauteils 14 durch das Substrat 12 und/oder den Träger 20 hindurch zu erfassen.
Die Vorrichtung 10 umfasst weiterhin eine Abgabeeinrichtung 30 zum Übertragen der elektronischen Bauteile 14, die in einem Bereich zwischen der Bilddatenerfassungseinrichtung 28 und dem Träger 20 angeordnet ist. Die Abgabeeinrichtung 30 umfasst einen Stößel 34, der dafür vorgesehen ist, durch die Durchgangsöffnung 24 hindurch in einer Wirkrichtung W auf das Substrat 12 mechanisch einzuwirken, um das zu übertragende elektronische Bauteil 14 von dem Substrat 12 zu lösen und dadurch auf ein Aufnahmesubstrat 32 zu übertragen. Hierzu umfasst die Abgabeeinrichtung 30 weiterhin einen zweiten Linearantrieb LA2, wobei die Steuereinheit ECU dazu eingerichtet ist, mittels des zweiten Linearantriebs LA2 den Stößel 34 relativ zu dem Träger 20 entlang der Z-Achse kontrolliert zu bewegen. In einer Variante kann die Steuereinheit ECU dazu eingerichtet sein, mittels des zweiten Linearantriebs LA2 den Stößel 34 relativ zu der Durchgangsöffnung 24 des Trägers 20 entlang der X- und Y-Achse kontrolliert zu bewegen, um den Stößel 34 relativ zu dem Träger 20 auszurichten.
Das Aufnahmesubstrat 32 wird in einer zweiten Aufnahme 33 gehalten und ist gegenüberliegend zu der zweiten Seite 18 des Substrats 12 angeordnet. Die zweite Aufnahme 33 kann dazu eingerichtet sein, das Aufnahmesubstrat 32 relativ zu dem Substrat 12 und dem Träger 20 zu bewegen. Auf einer dem Substrat 12 zugewandten Seite des Aufnahmesubstrats 32 ist eine weitere Klebstoffschicht angeordnet, um die zu übertragenden elektronischen Bauteile 14 auf dem Aufnahmesubstrat 32 mittels einer Klebstoffverbindung zu fixieren. Die Vorrichtung 10 ist derart bereitgestellt, dass eine Haftkraft zwischen dem Substrat 12 und dem zu übertragenden elektronischen Bauteil 14 kleiner ist als eine weitere Haftkraft zwischen dem Aufnahmesubstrat 32 und dem zu übertragenden elektronischen Bauteil 14. So kann das Übertragen der elektronischen Bauteile 14 von dem Substrat 12 auf das Aufnahmesubstrat 32 sichergestellt werden. Beispielsweise kann hierzu vorgesehen sein, dass die auf dem Substrat 12 angeordnete Klebstoffschicht eine geringere Klebekraft aufweist als die auf dem Aufnahmesubstrat 32 angeordnete weitere Klebstoffschicht.
Die Abgabeeinrichtung 30 ist über einen zweiten Drehantrieb DA2 relativ zu dem Träger 20 in dem Gehäuse 26 schwenkbar um eine Schwenkachse S gelagert. Die Schwenkachse S erstreckt sich in der X-Richtung und ist senkrecht zu der optischen Achse O der Bilddatenerfassungseinrichtung 28 angeordnet. Ferner schneidet die Schwenkachse S die optische Achse O in einem Bereich zwischen der Bilddatenerfassungseinrichtung 28 und dem Träger 20.
Die Steuereinheit ECU ist dazu eingerichtet, mittels des zweiten Drehantriebs DA2 die Abgabeeinrichtung 30 zwischen einer ersten End-Position – wie in 1b mit gestrichelten Linien angedeutet, in der die Abgabeeinrichtung 30 außerhalb der optischen Achse O der Bilddatenerfassungseinrichtung 28 liegt, und einer zweiten End-Position – wie in 1a und 1b gezeigt, in der die Wirkrichtung W der Abgabeeinrichtung 30 annähernd mit der optischen Achse O der Bilddatenerfassungseinrichtung 28 zusammenfällt, kontrolliert zu bewegen. In der in 1a und 1b gezeigten Ausführungsform erfolgt das Bewegen der Abgabeeinrichtung 30 zwischen der ersten und zweiten End-Position durch ein Schwenken der Abgabeeinrichtung 30 mittels des zweiten Drehantriebs DA2 um die Schwenkachse S, hier um etwa 45°.
An dem Gehäuse 26 angeordnet umfasst die Vorrichtung 10 ferner einen dritten Linearantrieb LA3. Die Steuereinheit ECU ist dabei dazu eingerichtet, mittels des dritten Linearantriebs LA3 das Gehäuse 26 mit dem Träger 20, der Bilddatenerfassungseinrichtung 28 und der Abgabeeinrichtung 30 relativ zu dem Substrat 12 entlang der X-, Y- und Z-Achse kontrolliert zu bewegen.
Die Steuereinheit ECU ist ferner dazu eingerichtet, aus den durch die Bilddatenerfassungseinrichtung 28 erfassten Bilddaten BD Positionsdaten des zumindest einen zu übertragenden elektronischen Bauteils 14 und Korrekturwerte für die Position des Substrats 12 und des Trägers 20 zu ermitteln sowie auf der Grundlage der derart ermittelte Positionsdaten und Korrekturwerte Steuerbefehle für den ersten, zweiten und dritten Linearantrieb LA1, LA2, LA3 sowie für den ersten und zweiten Drehantrieb DA1, DA2 zu erzeugen. Die Steuerbefehle bewirken dabei ein Bewegen des Substrats 12 und/oder des Trägers 20 entlang der X- und Y-Achse, um das zu übertragende elektronische Bauteil 14 relativ zu der Durchgangsöffnung 24 des Trägers 20 zu positionieren. Weiterhin können die Steuerbefehle ein Bewegen des Substrats 12 und des Trägers 20 relativ zu dem Aufnahmesubstrat 32 bewirken, um das zu übertragende elektronische Bauteil 14, die Wirkrichtung W des Stößels 34 und die Mittellängsachse M der Durchgangsöffnung 24 relativ zu dem Aufnahmesubstrat 32 in der X- und Y-Achse auszurichten.
Die Vorrichtung 10 umfasst weiterhin eine Strahlenquelle 35, die dazu eingerichtet ist, elektromagnetische Strahlung im Bereich der Durchgangsöffnung 24 abzugeben, die dazu geeignet ist, die zwischen den elektronischen Bauteilen 14 und dem Substrat 12 bereitgestellte Klebstoffverbindung zumindest teilweise zu lösen. In einer Ausführungsform kann die Strahlenquelle 35 an einer dem Substrat 12 abgewandten Seite des Trägers 20 angeordnet sein. Das Substrat 12 und/oder der Träger 20 können hierzu für die von der Strahlenquelle 35 emittierte elektromagnetische Strahlung durchlässig sein.
Bei den im Folgenden beschriebenen weiteren Ausführungsformen werden für gleichartige bzw. gleich wirkende Komponenten die gleichen Bezugszeichen wie bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform verwendet. Die Komponenten, die in den weiteren Ausführungsformen nicht erneut beschrieben sind, stimmen in ihren Merkmalen mit den Komponenten der vorangehend beschriebenen Ausführungsform überein.
2a und 2b zeigen eine zweite Ausführungsform einer Vorrichtung 10 zum Positionieren und Übertragen auf einem Substrat 12 bereitgestellter elektronischer Bauteile 14. Gegenüber der in 1a und 1b gezeigten Ausführungsform ist die Abgabeeinrichtung 30 relativ zu dem Träger 20 translatorisch entlang der Y-Achse bewegbar gelagert. Entsprechend weist die Vorrichtung 10 anstelle des zweiten Drehantriebs DA2 einen vierten Linearantrieb LA4 auf, der dazu eingerichtet ist, ein sich in der X-Richtung erstreckendes Führungselement 36 entlang der Z-Achse zu bewegen. Bei der in 2a und 2b gezeigten Darstellungen sind das Gehäuse 26 der Vorrichtung 10 und der vierte Linearantrieb LA4 aus Übersichtgründen nicht gezeigt.
Die Abgabeeinrichtung 30 ist mit einer Führungsschiene 38 versehen, die in Form einer Öffnung mit einem ersten Abschnitt 40 und einem daran angrenzenden zweiten Abschnitt 42 ausgebildet ist, wobei das Führungselement 36 und die Führungsschiene 38 gemeinsam im Eingriff stehen und das Führungselement 36 relativ zu der Führungsschiene 38 bewegbar ist. Die Führungsschiene 38 umfasst zwei gegenüberliegende Seitenwände 44, 46, die parallel zueinander ausgebildet sind und sich entlang des ersten und des zweiten Abschnitts 40, 42 erstrecken.
In dem ersten Abschnitt 40 der Führungsschiene 38 sind die Seitenwände 44, 46 zu der Z-Richtung um einen bestimmten Winkel versetzt angeordnet, hier etwa um 25°. Der Winkel kann alternativ einen anderen Wert, beispielsweise einen Wert von 5° bis 45°, annehmen. Die Vorrichtung 10 ist derart eingerichtet, dass ein Bewegen des Führungselements 36 entlang der Z-Achse und entlang des ersten Abschnitts 40 der Führungsschiene 38, ein Bewegen der Abgabeeinrichtung 30 entlang der Y-Achse bewirkt, wie in 2a gezeigt. Durch Bewegen des Führungselements 36 entlang der Z-Achse in Richtung des Trägers 20, wie in 2a durch einen Pfeil A angedeutet, wird die Abgabeeinrichtung 30 entlang Y-Achse in Richtung der optischen Achse O der Bilddatenerfassungseinrichtung 28 bewegt, wie in 2a durch einen Pfeil B angedeutet.
Das Bewegen des Führungselements 36 entlang des ersten Abschnitts 40 bewirkt dabei, dass die Abgabeeinrichtung 30 zwischen der ersten End-Position, in der die Abgabeeinrichtung 30 außerhalb der optischen Achse O der Bilddatenerfassungseinrichtung 28 liegt, und der zweiten End-Position, in der die Wirkrichtung W des Stößels 34 annähernd mit der optischen Achse O der Bilddatenerfassungseinrichtung 28 zusammenfällt, bewegt wird.
In dem zweiten Abschnitt 42 der Führungsschiene 38 sind die Seitenwände 44, 46 jeweils parallel zu der Z-Richtung angeordnet. Dadurch bewirkt ein Bewegen des Führungselements 36 entlang der Z-Achse und entlang des zweiten Abschnitts 42 kein weiteres Bewegen der Abgabeeinrichtung 30 entlang der Y-Achse.
Die Abgabeeinrichtung 30 umfasst weiterhin eine Stößelhalterung 48, welche in der Abgabeeinrichtung 30 translatorisch entlang der Z-Achse verschiebbar gelagert ist. Die Stößelhalterung 48 weist einen in dem zweiten Abschnitt 42 der Führungsschiene 38 geführtes Element 50 auf, das dazu eingerichtet ist, in dem zweiten Abschnitt 42 mit dem Führungselement 36 zu interagieren. Das geführte Element 50 ist derart bereitgestellt, dass ein Bewegen des Führungselements 36 entlang der Z-Achse und entlang des zweiten Abschnitts 42 der Führungsschiene 38, wie in 2b durch den Pfeil A gezeigt, ein Bewegen der Stößelhalterung 48 mit dem Stößel 34 in dieselbe Richtung bewirkt, wie in 2b durch einen Pfeil C angedeutet.
Die Steuereinheit ECU ist dazu eingerichtet, mittels des vierten Linearantriebs LA4 sowohl die Abgabeeinrichtung 30 zwischen der ersten und zweiten End-Position kontrolliert zu bewegen, als auch den Stößel 34 relativ zu dem Träger 20 entlang der Z-Achse zu bewegen, sodass dieser durch die Durchgangsöffnung 24 des Trägers 20 hindurch auf das zu übertragende elektronische Bauteil 14 einwirkt. Diese Anordnung hat den vorteilhaften Effekt, dass ein Bewegen der Abgabeeinrichtung 30 zwischen der ersten und zweiten End-Position sowie ein Bewegen des Stößels 34 relativ zu dem Träger 20 entlang der Z-Achse mittels eines einzigen Aktors erfolgen kann.
In der in 2a und 2b gezeigten Ausführungsform, ist der Stößel 34 in Form einer Nadel bereitgestellt, welche im Vergleich zu der in 1a und 1b gezeigten Ausführungsform einen kleineren Durchmesser aufweist. Entsprechend weist die Durchgangsöffnung 24 des Trägers 20 ebenfalls einen kleineren Durchmesser auf, der insbesondere kleiner ist als ein Durchmesser einer Kontaktfläche des zu übertragenden elektronischen Bauteils 14.
3 zeigt eine dritte Ausführungsform einer Vorrichtung 10 zum Positionieren und Übertragen auf einem Substrat 12 bereitgestellter elektronischer Bauteile 14. Gegenüber der in 1a und 1b gezeigten Ausführungsform umfasst die Vorrichtung 10 ferner einen Aufnahmeträger 52, auf dem das Aufnahmesubstrat 32 mit einer dem Substrat 12 abgewandten Seite anliegt. Auf dem Aufnahmesubstrat 32 sind bereits übertragene elektronische Bauteile 14' angeordnet.
Der Aufnahmeträger 52 ist mit einer weiteren Durchgangsöffnung 54 versehen, welche sich in Dickenrichtung des Trägers 52, d. h. in Richtung der Z-Achse erstreckt. Die weitere Durchgangsöffnung 54 des Aufnahmeträgers 52 weist eine weitere Mittellängsachse M' auf, die mit der Mittellängsachse M der Durchgangsöffnung 24 des Trägers 20 zusammenfällt, wobei ein Durchmesser der weiteren Durchgangsöffnung 54 größer ist als der Durchmesser der Durchgangsöffnung 24 des Trägers 20. Der Aufnahmeträger 32 ist mit Unterdruck beaufschlagbar und auf einer dem Aufnahmesubstrat 32 zugewandten Seite unterdruckdurchlässig, um das Aufnahmesubstrat 32 relativ zu dem Aufnahmeträger 52 zu fixieren.
Die Vorrichtung 10 weist ferner eine Aufnahmeeinrichtung 56 mit einem Aufnahmestempel 58 auf. Der Aufnahmestempel 58 ist dafür vorgesehen, durch die Durchgangsöffnung 54 des Aufnahmeträgers 52 in einer weiteren Wirkrichtung W' auf das Aufnahmesubstrat 32 mechanisch einzuwirken, um das Aufnahmesubstrat 32 entlang der Z-Achse in Richtung des Substrats 12 zu bewegen und dadurch das zu übertragende elektronische Bauteil 14 in Kontakt mit dem Aufnahmesubstrat 32 zu bringen. Die weitere Wirkrichtung W' des Aufnahmestempels 58 weist dabei in die entgegengesetzte Richtung der Wirkrichtung W des Stößels 34. Die Aufnahmeeinrichtung 56 umfasst einen fünften Linearantrieb LA5, wobei die Steuereinheit ECU dazu eingerichtet ist, mittels des fünften Linearantriebs LA5 den Aufnahmestempel 58 relativ zu dem Aufnahmeträger 52 entlang der Z-Achse kontrolliert zu bewegen. Ferner ist die Aufnahmeeinrichtung 56 über einen dritten Drehantrieb DA3 relativ zu dem Aufnahmeträger 52 schwenkbar um eine weitere Schwenkachse S' gelagert, die sich in der X-Richtung erstreckt und quer zu der weiteren Mittellängsachse M' der Durchgangsöffnung 54 des Aufnahmeträgers 52 angeordnet ist.
An einer dem Aufnahmesubstrat 32 abgewandten Seite des Aufnahmesubstrats 32 ist eine weitere Bilddatenerfassungseinrichtung 60 angeordnet, die eine optische Achse O' aufweist, die mit der weiteren Mittellängsachse M' der weiteren Durchgangsöffnung 54 des Aufnahmeträgers 52 zusammenfällt. Die weitere Bilddatenerfassungseinrichtung 60 ist dazu eingerichtet, Bilddaten BD' zur Positionsbestimmung des Aufnahmesubstrats 32 durch die weitere Durchgangsöffnung 54 des Aufnahmeträgers 52 hindurch zu erfassen und für die Steuereinheit ECU zur Verfügung zu stellen.
Die Steuereinheit ECU ist dazu eingerichtet, mittels des dritten Drehantriebs DA3 die Aufnahmeeinrichtung 56 zwischen einer ersten End-Position, in der die Aufnahmeeinrichtung 56 außerhalb der optischen Achse O' der weiteren Bilddatenerfassungseinrichtung 60 liegt, und einer zweiten End-Position der Aufnahmeeinrichtung, in der die weitere Wirkrichtung W' der Aufnahmeeinrichtung 56 annähernd mit der optischen Achse O' der weiteren Bilddatenerfassungseinrichtung 60 zusammenfällt, kontrolliert zu bewegen
In 3 ist ein Betriebszustand der Vorrichtung 10 veranschaulicht, in dem das zu übertragende Bauteil 14 von dem Substrat 12 auf das Aufnahmesubstrat 32 übertragen wird. Das zu übertragende Bauteil 14 steht mit dem Substrat 12 mit einer ersten Kontaktfläche und mit dem Aufnahmesubstrat 32 mit einer zweiten Kontaktfläche in Kontakt. Die Kontaktfläche des Stößels 34 ist hierbei kleiner ausgebildet als die erste Kontaktfläche der zu übertragenden elektronischen Bauteile 14. Demgegenüber entspricht eine Kontaktfläche des Aufnahmestempels 58 im Wesentlichen der zweiten Kontaktfläche des zu übertragenden elektronischen Bauteils 14. Wie in 3 veranschaulicht, ist eine Berührungsfläche zwischen der ersten Kontaktfläche des elektronischen Bauteils 14 und dem Substrat 12 somit kleiner als eine Berührungsfläche zwischen der zweiten Kontaktfläche des elektronischen Bauteils 14 und dem Aufnahmesubstrat 32. So kann sichergestellt werden, dass die Haftkraft zwischen dem Substrat 12 und dem zu übertragenden elektronischen Bauteil 14 geringer ist als die weitere Haftkraft zwischen dem Aufnahmesubstrat 32 und dem zu übertragenden elektronischen Bauteil 14, um die elektronischen Bauteile 14 zuverlässig zu übertragen.
Diese Ausführungsform der Vorrichtung 10 weist weiterhin den vorteilhaften Effekt auf, dass der Aufnahmestempel 52 dem Stößel 34 entgegen kommt, sodass ein Verformen oder Überdehnen des Substrats 12 beim Übertragen der elektronischen Bauteile 14 auf das Aufnahmesubstrat 32 verringert werden kann. Weiterhin kann ein vorzeitiges Ablösen oder Wegkippen der zu übertragenden elektronischen Bauteile 14 verhindert werden.
4 zeigt ein Flussdiagramm einer beispielhaften Ausführungsform eines Verfahrens zum Positionieren und Übertragen auf einem Substrat 12 bereitgestellter elektronischer Bauteile 14.
In einem ersten Verfahrensschritt S10 wird das Substrat 12 bereitgestellt. Das Substrat 12 hat eine erste Seite 16, die auf einem Träger 20 anliegt, und eine entgegengesetzte, die elektronischen Bauteile 14 tragende zweite Seite 18. Der Träger 20 ist mit einer Durchgangsöffnung 24 versehen, die eine sich in eine Z-Richtung erstreckende Längsachse M aufweist.
In einem parallelen Schritt S12 erfolgt ein Bereitstellen eines Aufnahmesubstrats 32, das dafür vorgesehen ist, das zu übertragende elektronische Bauteil 14 an einer Aufnahmeposition aufzunehmen. Das Aufnahmesubstrat 32 wird dabei gegenüberliegend zu der zweiten Seite 18 des Substrats 12 angeordnet.
In einem darauffolgenden Schritt S20 erfolgt ein Bewegen einer Abgabeeinrichtung 30, die zum Übertragen der elektronischen Bauteile 14 von dem Substrat 12 auf das Aufnahmesubstrat 32 eingerichtet ist. Die Abgabeeinrichtung 30 umfasst einen Stößel 34, der dazu eingerichtet ist, durch die Durchgangsöffnung 24 hindurch auf das Substrat 12 in einer Wirkrichtung W einzuwirken. In dem Schritt S20 wird die Abgabeeinrichtung 34 in eine erste End-Position bewegt, in der die Abgabeeinrichtung 30 außerhalb einer optischen Achse O einer Bilddatenerfassungseinrichtung 28 liegt, wobei die optische Achse O der Bilddatenerfassungseinrichtung 28 mit der Längsachse M der Durchgangsöffnung 24 zusammenfällt.
In einem weiteren Schritt S30 werden Bilddaten BD zur Positionsbestimmung zumindest eines zu übertragenden elektronischen Bauteils 14 auf dem Substrat 12 erfasst. Dieser Schritt erfolgt mittels der Bilddatenerfassungseinrichtung 28, welche die Bilddaten BD durch die Durchgangsöffnung 24 des Trägers 20 hindurch erfasst.
In einem parallelen Verfahrensschritt S32 werden weiterhin Bilddaten BD' zur Positionsbestimmung der Aufnahmeposition auf dem Aufnahmesubstrat 32 erfasst. Dies erfolgt mittels einer weiteren Bilddatenerfassungseinrichtung 60, welche an einer dem Substrat 12 abgewandten Seite des Aufnahmesubstrats 32 angeordnet sein kann.
In einem Schritt S40 erfolgt ein Positionieren und Ausrichten des Substrats 12 mit dem zu übertragenden elektronischen Bauteil 14, des Stößels 34, des Trägers 20 und des Aufnahmesubstrats 32 in einer X- und Y-Richtung relativ zueinander in Abhängigkeit der durch die Bilddatenerfassungseinrichtung 28 und die weitere Bilddatenerfassungseinrichtung 60 erfassten Bilddaten BD, BD'. Hierzu werden das Substrat 12, der Stößel 34 und der Träger 20 in der X- und Y-Richtung jeweils in eine Ausrichtungsposition bewegt, sodass das elektronische Bauteil 14, der Stößel 34 und die Aufnahmeposition auf dem Aufnahmesubstrat 32 in der Längsachse M der Durchgangsöffnung 24 angeordnet werden.
Darauffolgend wird die Abgabeeinrichtung 30 in eine zweite End-Position bewegt (Schritt S50), in der die Wirkrichtung W der Abgabeeinrichtung 30 annähernd mit der optischen Achse O der Bilddatenerfassungseinrichtung 28 zusammenfällt. In einer Variante des Verfahrens kann der Schritt S50 auch vor dem Schritt S40 oder parallel zu diesem erfolgen.
Der Träger 20 mit dem daran anliegenden Substrat 12 wird in einem Schritt S60 in der Z-Richtung bewegt, wodurch der Träger 20 in Richtung des Aufnahmesubstrats 32 in eine Übergabeposition bewegt wird. Hierbei wird ein Spalt zwischen dem Substrat 12 und dem Aufnahmesubstrat 32 zum Übertragen der elektronischen Bauteile 14 verringert. Um beim Übertragen des elektronischen Bauteils 14 das Substrat 12 in Position zu halten, erfolgt in einem Schritt S70 eine Unterdruckbeaufschlagung des Trägers 20, sodass das Substrat 12 relativ zu dem Träger 20 fixiert wird.
In einem weiteren Schritt S80 wird der Stößel 34 in der Z-Richtung durch die Durchgangsöffnung 24 in eine Übergabeposition des Stößels 34 bewegt, in der der Stößel 34 abschnittsweise in der Durchgangsöffnung 24 angeordnet ist und an der ersten Seite 16 des Substrats 12 anliegt. Das zu übertragende elektronische Bauteil 14 wird in diesem Verfahrensschritt mit dem Stößel 34 zusammen bewegt, sodass das elektronische Bauteil 14 mit dem Aufnahmesubstrat 32 in Kontakt tritt.
Schließlich erfolgt in einem Schritt S90 ein Ablösen des zu übertragenden elektronischen Bauteils 14, indem der Träger 20 entlang der Z-Achse in Richtung der Abgabeeinrichtung 30 in eine Ablöseposition bewegt wird, sodass der Stößel 34 durch die Durchgangsöffnung 24 hindurch geführt wird und dadurch das zumindest eine elektronische Bauteil 14 von dem Substrat 12 gelöst und auf das Aufnahmesubstrat 32 übertragen wird.
In einer Variante des Verfahrens kann das Unterdruckbeaufschlagen des Trägers 20 gemäß Schritt S70 beispielsweise nach dem Schritt S80 oder vor dem Schritt S50 oder S60 erfolgen.

Claims

Vorrichtung (10) zum Positionieren und übertragen auf einem Substrat (12) bereitgestellter elektronischer Bauteile (14), mit: – einem Träger (20) zum Positionieren des in der Vorrichtung (10) aufzunehmenden Substrats (12), wobei der Träger (20) – dazu eingerichtet ist, dass das aufzunehmende Substrat (12) mit einer ersten Seite (16) an dem Träger (20) anliegt, die entgegengesetzt zu einer zumindest ein elektronisches Bauteil (14) tragenden zweiten Seite (18) des aufzunehmenden Substrats (12) angeordnet ist, und – mit einer Durchgangsöffnung (24) versehen ist, die eine sich in einer Z-Richtung erstreckende Längsachse (M) aufweist; – einer Bilddatenerfassungseinrichtung (28), die eine mit der Längsachse (M) der Durchgangsöffnung (24) zusammenfallende optische Achse (O) aufweist und dazu eingerichtet ist, Bilddaten (BD) zur Positionsbestimmung des zumindest einen elektronischen Bauteils (14) durch die Durchgangsöffnung (24) hindurch zu erfassen und für eine Steuereinheit (ECU) zur Verfügung zu stellen; und – einer Abgabeeinrichtung (30) zum übertragen der elektronischen Bauteile (14) von dem Substrat (12), die dazu eingerichtet ist, durch die Durchgangsöffnung (24) hindurch auf das aufzunehmende Substrat (12) in einer Wirkrichtung (W) einzuwirken, wobei – die Steuereinheit (ECU) dazu eingerichtet ist, mittels wenigstens – eines ersten Aktors (LA1, LA3) den Träger (20) und das Substrat (12) relativ zueinander in einer X- und Y-Richtung kontrolliert zu bewegen, sodass zumindest das eine auf der ersten Seite (16) des Substrats (12) aufgenommene elektronische Bauteil (14) relativ zu der Durchgangsöffnung (24) in Abhängigkeit der durch die Bilddatenerfassungseinrichtung (28) erfassten Bilddaten (BD) zu positionieren ist, und – eines zweiten Aktors (DA2; LA4) die Abgabeeinrichtung (30) zwischen einer ersten End-Position zum Erfassen der Bilddaten (BD) durch die Bilddatenerfassungseinrichtung (28), in der die Abgabeeinrichtung (30) außerhalb der optischen Achse (O) der Bilddatenerfassungseinrichtung (28) liegt, und einer zweiten End-Position der Abgabeeinrichtung (30) zum Übertragen der elektronischen Bauteile (14), in der die Wirkrichtung (W) der Abgabeeinrichtung (30) mit der optischen Achse (O) der Bilddatenerfassungseinrichtung (28) zusammenfällt, kontrolliert zu bewegen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Substrat (12) und/oder der Träger (20) ein transparentes Material aufweisen/aufweist, und wobei die Bilddatenfassungseinrichtung (28) die Bilddaten (BD) zur Positionsbestimmung des zumindest einen auf dem Substrat (12) aufgenommene elektronischen Bauteils (14) durch das Substrat (12) und/oder den Träger (20) hindurch erfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, bei der der Träger (20) mit Unterdruck beaufschlagbar und auf einer dem Substrat (12) zugewandten Seite unterdruckdurchlässig ist, sodass das Substrat (12) relativ zu dem Träger (20) zu fixieren ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die optische Achse (O) der Bilddatenerfassungseinrichtung (28) mit einer Mittellängsachse (M) der Durchgangsöffnung (24) zusammenfällt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Abgabeeinrichtung (30) relativ zu dem Träger (20) zu verschwenken und/oder translatorisch zu verschieben ist, sodass die Abgabeeinrichtung (30) zwischen der ersten und zweiten End-Position zu bewegen ist, die Abgabeeinrichtung (30) einen Stößel (34) oder eine erste Strahlenquelle zum Einwirken auf das Substrat (12) aufweist, und/oder die Durchgangsöffnung (24) des Trägers (20) und/oder der Stößel (34) der Abgabeeinrichtung (30) an die Form des zumindest einen elektronischen Bauteils (14) angepasst sind/ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der die Abgabeeinrichtung (30) relativ zu dem Träger (20) um eine Schwenkachse (S) zu verschwenken ist und die Schwenkachse (S) die optische Achse (O) der Bilddatenerfassungseinrichtung (28), insbesondere im Bereich der Bilddatenerfassungseinrichtung (28) und/oder zwischen der Bilddatenerfassungseinrichtung (28) und dem Träger (20), schneidet und/oder senkrecht zu der optischen Achse (O) der Bilddatenerfassungseinrichtung (28) angeordnet ist, und/oder die Abgabeeinrichtung (30) relativ zu dem Träger translatorisch in der X- und/oder Y-Richtung verschieblich gelagert ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der die Steuereinheit (ECU) ferner dazu eingerichtet ist, aus den durch die Bilddatenerfassungseinrichtung (28) erfassten Bilddaten (BD) Positionsdaten des zumindest einen elektronischen Bauteils (14) und/oder Korrekturwerte für die Position des Substrats (12), des Trägers (20) und/oder der Abgabeeinrichtung (30) zu ermitteln, sowie auf der Grundlage der Positionsdaten und/oder der Korrekturwerte Steuerbefehle, insbesondere für den ersten und den zweiten Aktor (LA1, LA3, DA2; LA1, LA3, LA4), zu erzeugen.
Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der die durch die Steuereinheit (ECU) erzeugten Steuerbefehle: – ein Bewegen des Substrats (12) und/oder des Trägers (20) in der X- und Y-Richtung bewirken, sodass zumindest das eine auf dem Substrat aufgenommene elektronische Bauteil (14) relativ zu der Durchgangsöffnung (24) zu positionieren ist; und/oder – ein Bewegen des Substrats (12), des Trägers (20) und/oder Abgabeeinrichtung (30) in der X- und Y-Richtung relativ zueinander bewirken, sodass zumindest das eine auf dem Substrat (12) aufgenommene elektronische Bauteil (14), die Durchgangsöffnung (24) des Trägers (20) und die Wirkrichtung (W) der Abgabeeinrichtung (30) relativ zueinander in der X- und Y-Richtung auszurichten ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der die Steuereinheit (ECU) ferner dazu eingerichtet ist, mittels – des ersten oder des zweiten Aktors (LA1, LA3, DA2; LA1, LA3, LA4) die Abgabeeinrichtung (30), den Träger (20) und/oder das Substrat (12) relativ zueinander in der X- und Y-Richtung kontrolliert zu bewegen, – eines dritten Aktors (DA1) den Träger (20) und das Substrat (12) relativ zueinander um eine sich in der Z-Richtung erstreckende Achse zu drehen, und/oder – eines vierten Aktors (LA2, LA3) den Träger (20) und die Abgabeeinrichtung (30) relativ zueinander in der Z-Richtung zu bewegen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei der die Steuereinheit (ECU) dazu eingerichtet ist, mittels des zweiten Aktors (LA4) ein Führungselement (36) in der Z-Richtung kontrolliert zu bewegen und dadurch sequentiell die Abgabeeinrichtung (30) zwischen der ersten und zweiten End-Position der Abgabeeinrichtung (30), und den Stößel (34) relativ zu dem Träger (20) in der Z-Richtung kontrolliert zu bewegen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, die ferner ein Heizelement (35) umfasst, das dazu eingerichtet ist, Wärme in das Substrat (12) im Bereich der Durchgangsöffnung (24) einzutragen, sodass zumindest das eine elektronische Bauteil (14) von dem Substrat (12) zumindest teilweise zu lösen ist, wobei das Heizelement (35) in Form einer zweiten Strahlenquelle (35) bereitgestellt und dazu eingerichtet ist, elektromagnetische Strahlung abzugeben, die dazu geeignet ist, das zumindest eine elektronische Bauteil (14) von dem Substrat (12) zumindest teilweise zu lösen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, ferner umfassend eine Aufnahmeeinrichtung (56) mit einem Aufnahmestempel (58) zum Aufnehmen der zu übertragenden elektronischen Bauteile (14) auf einem in der Vorrichtung (10) aufzunehmenden Aufnahmesubstrat (32), wobei der Aufnahmestempel (58) dazu eingerichtet ist, durch eine weitere Durchgangsöffnung (54) eines das Aufnahmesubstrat (32) tragenden Aufnahmeträgers (52) hindurch auf das Aufnahmesubstrat (32) in einer weiteren Wirkrichtung (W') einzuwirken, und die Steuereinheit (ECU) dazu eingerichtet ist, mittels wenigstens – eines fünften Aktors (DA3) die Aufnahmeeinrichtung (56) zwischen einer ersten End-Position, in der die Aufnahmeeinrichtung (56) außerhalb einer optischen Achse (O') einer weiteren Bilddatenerfassungseinrichtung (60) liegt, und einer zweiten End-Position der Aufnahmeeinrichtung (56), in der die weitere Wirkrichtung (W') der Aufnahmeeinrichtung (56) mit der optischen Achse (O') der weiteren Bilddatenerfassungseinrichtung (60) zusammenfällt, kontrolliert zu bewegen, und – eines sechsten Aktors (LA5) den Aufnahmestempel (58) relativ zu dem Aufnahmeträger (52) in der Z-Richtung kontrolliert zu bewegen.
Vorrichtung nach Anspruch 12, bei der eine Kontaktfläche des Stößels (34), mittels derer der Stößel (34) auf das Substrat (12) einwirkt, kleiner ist als eine Kontaktfläche des Aufnahmestempels (58), mittels derer der Aufnahmestempel (58) auf das Aufnahmesubstrat (32) einwirkt, und/oder dass eine Haftkraft zwischen dem Substrat und der ersten Kontaktfläche des zu übertragenden elektronischen Bauteils geringer ist als eine weitere Haftkraft zwischen dem Aufnahmesubstrat und der zweiten Kontaktfläche des zu übertragenden elektronischen Bauteils.
Verfahren zum Positionieren und Übertragen auf einem Substrat (12) bereitgestellter elektronischer Bauteile (14), das die Schritte umfasst: – Bereitstellen des Substrats (12) mit einer ersten Seite (16), die auf einem Träger (20) anliegt, und einer der ersten Seite (16) entgegengesetzten zweiten Seite (18), die zumindest ein elektronisches Bauteil (14) trägt, wobei der Träger (20) mit einer Durchgangsöffnung (24) versehen ist, die eine sich in einer Z-Richtung erstreckende Längsachse (M) aufweist; – Bewegen einer Abgabeeinrichtung (30), die zum Übertragen der elektronischen Bauteile (14) von dem Substrat (12) eingerichtet ist, in eine erste End-Position, in der die Abgabeeinrichtung (30) außerhalb einer optischen Achse (O) einer Bilddatenerfassungseinrichtung (28) liegt, wobei die optische Achse (O) der Bilddatenerfassungseinrichtung (28) mit der Längsachse (M) der Durchgangsöffnung (24) zusammenfällt, und wobei die Abgabeeinrichtung (30) dazu eingerichtet ist, durch die Durchgangsöffnung (24) hindurch auf das Substrat (12) in einer Wirkrichtung (W) einzuwirken; – Erfassen von Bilddaten (BD) zur Positionsbestimmung des zumindest einen auf dem Substrat (12) aufgenommenen elektronischen Bauteils (14), wobei die Bilddaten (BD) mittels der Bilddatenerfassungseinrichtung (28) durch die Durchgangsöffnung (24) hindurch erfasst werden; – Bewegen des Substrats (12) und/oder des Trägers (20) relativ zueinander in einer X- und Y-Richtung, sodass das zumindest eine auf der zweiten Seite (18) des Substrats (12) aufgenommene elektronische Bauteil (14) relativ zu der Durchgangsöffnung (24) in Abhängigkeit der durch die Bilddatenerfassungseinrichtung (28) erfassten Bilddaten (BD) positioniert wird; und – Bewegen der Abgabeeinrichtung (30) in eine zweite End-Position, in der die Wirkrichtung (W) der Abgabeeinrichtung (30) mit der optischen Achse (O) der Bilddatenerfassungseinrichtung (28) zusammenfällt.
Verfahren nach Anspruch 14, ferner umfassend die Schritte: – Bereitstellen eines Aufnahmesubstrats (32); – Erfassen von Bilddaten (BD) zur Positionsbestimmung des Aufnahmesubstrats (32), insbesondere einer Aufnahmeposition auf dem Aufnahmesubstrat (32) für ein zu übertragendes elektronisches Bauteil (14); – Bewegen des Trägers (20), des Substrats (12), der Abgabeeinrichtung (30) und/oder des Aufnahmesubstrats (32) in der X- und Y-Richtung relativ zueinander in eine Ausrichtungsposition in Abhängigkeit der durch die Bilddatenerfassungseinrichtung (28) erfassten Bilddaten (BD); – Bewegen des Trägers (20) und/oder eines Stößels (34) der Abgabeeinrichtung (30) relativ zueinander in der Z-Richtung in eine Übergabeposition; – Unterdruckbeaufschlagen des Trägers (20), sodass das an dem Träger (20) anliegende Substrat (12) relativ zu dem Träger (20) fixiert wird; und/oder – Bewegen des Trägers (20) und/oder des Stößels (34) relativ zueinander in der Z-Richtung in eine Ablöseposition, sodass der Stößel (34) durch die Durchgangsöffnung (24) hindurch geführt wird und dadurch das zumindest eine elektronische Bauteil (14) von dem Substrat (12) gelöst und auf das Aufnahmesubstrat (32) übertragen wird.