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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ablösen eines Chips von einer Klebefolie, welche zwei oder mehr beieinanderliegende chipgroße Aufnahmepositionen aufweist nach Anspruch 1, sowie eine Vakuumplattform zum Ablösen eines Chips von einer Klebefolie nach Anspruch 10, einen Chipaufnehmer zum wiederlösbaren Aufnehmen eines Chips auf einer Klebefolie nach Anspruch 11 und ein Verfahren zum Ablösen eines ersten und eines zweiten Chips von zwei benachbarten chipgroßen Aufnahmepositionen auf einer Klebefolie nach Anspruch 12 und eine Maschine nach Anspruch 16.
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Aus dem Stand der Technik sind Vorrichtungen und Teile wie Auswerfer oder Vakuumplattformen und Verfahren zum Einsatz solcher für ein Ablösen von Halbleiterchips oder Bauelementen von einer Klebefolie in einer hinreichend breiten Vielfalt und hohen Vielzahl bekannt.
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Beispielsweise beschreibt die
DE 10 2006 019 671 A1 einen Mehrfachbondkopf mit zwei integrierten unabhängig voneinander bewegbaren Chipaufnehmer oder die
US 6440758 einen Mehrfachbondkopf mit zwei zum Teil unabhängig voneinander bewegbaren Chipaufnehmern mit einer Art Zwischenstation und Ablegestation oder die
US 61/865,874 ein System mit einem Bondkopf und mehreren separaten Chipaufnehmern, welche parallel zueinander an einem Rahmen angeordnet sind.
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Im Allgemeinen werden die Chips typischerweise auf einer von einem Rahmen gehaltenen Klebefolie, in der Fachwelt auch als Tape bekannt, zur Abarbeitung auf einer Halbleiter-Montageeinrichtung bereitgestellt. Die Chips haften auf der Klebefolie. Der Rahmen mit der Klebefolie wird von einem verschiebbaren Wafertisch aufgenommen. Taktweise wird der Wafertisch verschoben, um einen Chip nach dem anderen an einer Aufnahmeposition bereitzustellen, und dann wird der bereitgestellte Chip von einem Chip-Aufnehmer aufgenommen und auf einem Substrat platziert. Die Entnahme des bereitgestellten Chips von der Klebefolie durch Aufnahme mittels einem Chip-Aufnehmer wird von einem unterhalb der Klebefolie angeordneten Chip-Auswerfer (in der Fachwelt auch bekannt als Die-Ejector, Chip-Ausstosser oder Chip-Ablöser) unterstützt, wobei die Klebefolie auf einem Tisch aufliegt. Der Tisch umfasst eine Vakuumplattform mit einer Vielzahl von Löchern, um die Klebefolie während des Ablöseprozesses des Chips aufzunehmen und mittels Vakuum festzuhalten.
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Auswerfer müssen Chips unter verschiedensten Bedingungen immer wieder vom Klebeband ablösen können. Der Durchsatz einer solchen Maschine ist einer der kritischsten Parameter. Selbst kleine Verbesserungen bieten dem Betreiber der Maschine eine erhebliche Prozessbeschleunigung, kürzere Bestückungszeiten und damit auch wirtschaftliche Vorteil.
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Ein Ziel der Erfindung ist es, eine Maschine mit einem Chip-Auswerfer mit einem erhöhten Durchsatz zur Verfügung zu stellen, wobei die Maschine aufgrund des Chip-Auswerfers zusätzlich genügend Flexibilität erhält, um auf Schwankungen im Chipzufuhrstrom zu reagieren.
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In einem ersten Aspekt der Erfindung ist eine sogenannte Auswerfervorrichtung, auch bekannt als Ausstosser- oder Ablösevorrichtung nach Anspruch 1 vorgesehen. Die Vorrichtung zum Ablösen eines Chips von einer Klebefolie, welche zwei oder mehr benachbarte chipgroße Aufnahmepositionen aufweist, umfasst eine Vakuumplattform, welche eine Oberfläche zum Aufnehmen und Halten der Klebefolie aufweist, auf welcher der Chip angeordnet ist, einen Chip-Aufnehmer, wie z.B. einem Spanngreifer oder einem Saugorgan, zum wiederlösbaren Aufnehmen des Chips, wobei die Vakuumplattform zwei oder mehr Segmente aufweist, welche einzeln relativ zur Oberfläche der Vakuumplattform ausfahrbar sind, um gegen die Klebefolie an der jeweiligen Aufnahmeposition in Richtung des Chip-Aufnehmers zu drücken und auf diese Weise den Chip aus der Aufnahmeposition auf der Klebefolie abzulösen oder auszuwerfen. Die Vorrichtung umfasst ferner einen Chip-Detektor, der so konfiguriert ist, um die Aufnahmeposition, an welcher der Chip angebracht ist, zu erkennen, eine Steuerung, welche so konfiguriert ist, um das Segment nahe der Aufnahmeposition auszufahren, um den Chip in Richtung des Chip-Aufnehmers zu drücken, und ferner konfiguriert ist, den Chip-Aufnehmer zu bewegen, um den Chip aufzunehmen oder aufzufangen. Ob es sich um ein Ablösen und ein Aufnehmen oder ein Auswerfen und Auffangen handelt, hängt im Wesentlichen von der Klebekraft der Klebefolie und der Ausfahrgeschwindigkeit und der aufgewendeten Kraft des jeweils ausfahrenden Segments ab und ist im Sinne der Erfindung gezielt zur weiteren Erhöhung des Durchsatzes aufeinander abstimmbar.
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In einem Aspekt der Erfindung ist die Steuerung ferner so konfiguriert, daß sie anhand eines bereitgestellten Wafer-Mappings, aus welchem besetzte und leere Aufnahmepositionen hervorgehen, und/oder anhand von Informationen des Chip-Detektors zwischen leeren und besetzten und als mit defekten Chips besetzt erkannten Aufnahmepositionen unterscheiden kann, sodass Aufnahmepositionen überspringbar sind.
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Durch die Bereitstellung einer Vakuumplattform mit zwei oder mehr Segmenten, die unabhängig voneinander ausfahrbar sind, kann die Chipablösung (oder zumindest eine Teilablösung des Chips) parallel durchgeführt werden, und zwei oder mehr Chips können abgelöst werden, bevor die Klebefolie neu positioniert werden muss. Beide Maßnahmen können den Durchsatz erhöhen.
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In einem Aspekt der Erfindung weist die Klebefolie vier Aufnahmeposition und die Vakuumplattform vier Segmente auf, wobei jedes der Segmente einzeln ausfahrbar ist, um gegen die Klebefolie an der jeweiligen Aufnahmeposition zu drücken. Durch die Bereitstellung von vier Segmenten werden vier Aufnahmepositionen in Chipgröße geschaffen, die eine weitere Steigerung des Durchsatzes und mehr Flexibilität beim Überspringen leerer Aufnahmepositionen ermöglichen.
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In einem Aspekt der Erfindung weist die Vakuumplattform ferner zwei oder mehr Kolben auf, wobei jeder Kolben so konfiguriert ist, um jedes Segment einzeln in Richtung des Chip-Aufnehmers auszufahren.
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In einem Aspekt der Erfindung umfasst die Vakuumplattform vier Kolben, von denen jeder Kolben so konfiguriert ist, um jedes Segment einzeln in Richtung des Chip-Aufnehmers auszufahren.
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In einem Aspekt der Erfindung umfasst die Vakuumplattform ferner einen Kolben, welcher so konfiguriert ist, um die zwei oder mehr Segmente in Richtung des Chip-Aufnehmers auszufahren, und weiterhin einen Selektor, welcher so konfiguriert ist, um ein oder mehrere Segmente durch das Entgegenwirken einer Verschiebung oder das Zulassen einer Verschiebung eines oder mehrere Kolben auszuwählen. Hierbei ist jeder Kolben ist in eine Richtung vorgespannt (nach unten) und die jeweiligen Öffnungen bestimmen, welche Kolben in ihrer Position verbleiben und welche Kolben in die entgegengesetzte Richtung der Vorspannung geschoben werden.
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In einem Aspekt der Erfindung umfasst der Selektor eine drehbare Platte mit einer oder mehreren Öffnungen, welche so angeordnet und ausgestaltet sind, um ein oder mehrerer Segmente durch Drehen der drehbaren Platte auszuwählen, sodass die Kolben die verbleibenden Segmente aufgrund der einen oder mehreren Öffnungen ausfahren.
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Bevorzugt werden dabei die mit der drehplatten Platte ausgerichteten Kolben durch den Widerstand gegen diese Verschiebung ausgewählt. Es ist auch möglich, es umgekehrt zu konstruieren, indem man die Kolben nach oben vorspannt, so dass durch die Ausrichtung einer Öffnung jeder Kolben nach oben geschoben, d.h. ausgewählt werden kann. Die drehbare Platte würde dann einer Verschiebung entgegenwirken - nicht, um bestimmte Kolben auszuwählen, indem sie sich nach oben schieben.
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In einem Aspekt der Erfindung ist der Selektor so konfiguriert, daß er der Bewegung von einem Segment, bevorzugt zwei oder drei Segmenten, in Richtung des Chip-Aufnehmers entgegenwirkt.
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In einem Aspekt der Erfindung weist der Chip-Aufnehmer zwei oder mehr Chip-Aufnehmerköpfen auf, wobei jeder Chip-Aufnehmerkopf so beweglich ist, um einen Chip an der jeweiligen Aufnahmeposition aufzunehmen. Mit zwei oder mehr Chip-Aufnehmerköpfen können zwei oder mehr Chips gleichzeitig gelöst und an einen anderen Ort innerhalb der Vorrichtung bewegt werden. Dies kann den Durchsatz zusätzlich erhöhen.
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In einem Aspekt der Erfindung weist der Chip-Aufnehmer vier Chip-Aufnehmerköpfe auf, wobei jeder Chip-Aufnehmerkopf so beweglich ist, um einen Chip an der jeweiligen Aufnahmeposition aufzunehmen.
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In einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Vakuumplattform nach Anspruch 10 vorgesehen. Die Vakuumplattform zum Ablösen eines Chips von einer Klebefolie, welche zwei oder mehr benachbarte Chip große Aufnahmeposition aufweist, weist eine Oberfläche zum Aufnehmen und Halten der Klebefolie auf, auf welche der Chip angeordnet ist; wobei die Vakuumplattform zwei oder mehr Segmente aufweist, welche einzeln relativ zur Oberfläche der Vakuumplattform ausfahrbar sind, um gegen die Klebefolie an der jeweiligen Aufnahmeposition weg von der Oberfläche der Vakuumplattform zu drücken.
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Die Vakuumplattform mit den zwei oder mehr Segmenten, die unabhängig voneinander ausfahrbar sind, kann zur Verbesserung des Durchsatzes vorhandener Vorrichtungen zum Chipablösen verwendet werden.
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In einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Chip-Aufnehmer zum wiederlösbaren Aufnehmen eines Chips nach Anspruch 11 vorgesehen. Der Chip-Aufnehmer zum wiederlösbaren Aufnehmen eines Chips auf einer Klebefolie mit zwei oder mehr Aufnahmepositionen weist zwei oder mehr Chip-Aufnehmerköpfe auf, wobei die Chip-Aufnehmerköpfe einzeln bedienbar sind, um einen Chip an der jeweiligen Aufnahmeposition aufzunehmen und die zwei oder mehr Aufnahmepositionen benachbart und chipgroß sind.
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In einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren nach Anspruch 12 vorgesehen, um einen ersten und einen zweiten Chip von zwei benachbarten chipgroßen Aufnahmepositionen auf einer Klebefolie zu lösen.
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Das Verfahren zum Ablösen eines ersten und eines zweiten Chips von zwei benachbarten chipgroßen Aufnahmepositionen auf einer Klebefolie umfasst die folgenden Schritte:
- - Bereitstellen eines Chip-Aufnehmers zur wiederlösbaren Aufnahme des ersten und des zweitens Chips;
- - Aufnehmen und Halten der Klebefolie auf einer Oberfläche einer Vakuumplattform, wobei die Vakuumplattform zwei oder mehr Segmente aufweist, die einzeln relativ zur Oberfläche der Vakuumplattform ausfahrbar sind, um an verschiedenen Aufnahmepositionen in Richtung des Chip-Aufnehmers gegen die Klebefolie drücken.
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Ferner umfasst das Verfahren die Schritte:
- - Ausfahren des Segments nahe der Aufnahmeposition, an welcher der erste Chip angeordnet ist, um den ersten Chip in Richtung des Chip-Aufnehmers zu drücken;
- - Anordnen des Chip-Aufnehmers an dem ersten Chip;
- - Ablösen des ersten Chips von der Klebefolie;
- - Halten der Klebefolie auf der Oberfläche der Vakuumplattform;
- - Erkennen der Aufnahmeposition, an welcher der zweite Chip angeordnet ist;
- - Ausfahren des Segments nahe der Aufnahmeposition, an welcher der erste Chip angeordnet ist, um den ersten Chip in Richtung des Chip-Aufnehmers zu drücken;
- - Anordnen des Chip-Aufnehmers an dem zweiten Chip;
- - Ablösen des zweiten Chips von der Klebefolie.
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In einem Aspekt der Erfindung umfasst das Verfahren ferner ein Erkennen der Aufnahmeposition, an welcher der erste Chip angeordnet ist als zusätzlichen Verfahrensschritt.
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In einem Aspekt der Erfindung umfasst das Verfahren ferner ein Unterscheiden anhand eines bereitgestellten Wafer-Mappings, aus welchem besetzte und leere Aufnahmepositionen hervorgehen, und/oder anhand von Informationen des Chip-Detektors zwischen leeren und besetzten und als mit defekten Chips besetzt erkannten Aufnahmepositionen als zusätzlichen Verfahrensschritt umfasst, um Aufnahmepositionen zu überspringen.
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Im Sinne der Erfindung können alle zuvor genannten Vorrichtungen, nämlich die Vorrichtung zum Ablösen der Chips von einer Klebefolie nach einem der Ansprüche 1 bis 9, die Vakuumplattform nach Anspruch 10 sowie der Chipaufnehmer nach Anspruch 11 in einer Maschine zur Bestückung elektronischer Baugruppen mit Halbleiterbauelementen zusammenwirken und die Maschine ist in der Verfahren nach Anspruch 12 abzuarbeiten.
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Weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Figuren, nämlich:
- 1 zeigt die Hauptkomponenten einer Vorrichtung zum Ablösen eines Chips;
- 2 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Vakuumplattform;
- 3A zeigt ein Beispiel eines Selektors;
- 3B zeigt eine perspektivische Ansicht eines Selektors;
- 4 zeigt die Funktionsweise des Selektors in Abhängigkeit eines Wafer-Mappings; und
- 5 zeigt eine detaillierte Darstellung der bevorzugten Ausführungsform einer drehbaren Platte aus 4.
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Detaillierte Erfindungsbeschreibung
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1 zeigt die Hauptkomponenten einer Vorrichtung 100 zum Ablösen eines Chips 150 von einer Klebefolie 110. Die Vorrichtung 100 umfasst eine Vakuumplattform 130 zum Aufnehmen und Halten der Klebefolie 110; und einen Chip-Aufnehmer 170 zum wiederlösbaren Aufnehmen des Chips 150.
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Typischerweise wird ein Wafer mit einer Vielzahl von Halbleiterchips 150 während der Vereinzelung auf der Klebefolie 110 aufgebracht, wobei jeder einzelne Chip 150 getrennt wird, während er auf der Klebefolie 110 haftet. Das Ablösen eines Chips 150 von einer Klebefolie 110 ist ein üblicher Prozess beim Die-Bonden und Flip-Chip-Bonden zur Bestückung von Elektronikbaugruppen.
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Die dargestellte Klebefolie 110 umfasst aus zwei oder mehr beieinanderliegende, chipgroße Aufnahmepositionen 120 - jede Aufnahmeposition 120 kann von einem Chip 150 belegt werden. Die Anzahl der Aufnahmepositionen in einer Vorrichtung 100 zum Ablösen eines Chips entspricht der maximalen Anzahl an Chips 150, die ohne Neupositionierung der Klebefolie 110 abgelöst werden können. Die in 1 dargestellte Vorrichtung 100 zum Ablösen eines Chips weist vier beieinanderliegende Aufnahmepositionen 120 auf.
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Die Vakuumplattform 130 ist so konfiguriert, daß sie die Klebefolie 110 beim Ablösen der Chips 150 von der Klebefolie 110 mittels Vakuum in Position hält. Die Vakuumplattform 130 hat zwei oder mehr Segmente 140, die unabhängig von der Oberfläche der Vakuumplattform 130 gegen die Klebefolie 110 an der jeweiligen Aufnahmeposition 110 in Richtung Chip-Aufnehmer 170 ausfahrbar sind. Jedes Segment 140 ist dabei so konfiguriert und angeordnet, daß es nach der Positionierung der Klebefolie 110 auf der Vakuumplattform 130 mit einer entsprechenden Aufnahmeposition 120 ausgerichtet ist.
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Die Segmente 140 können zum Beispiel Nadelsegmente sein. Vorzugsweise sind sie mit herkömmlichen 8k8 Die-Ejektoren kompatibel.
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Die in 1 dargestellte Vakuumplattform 130 weist vier Segmente 140 auf, ein Segment für jede der beieinanderliegenden Aufnahmepositionen 120, sodass bis zu vier Chips 150 gelöst werden können, ohne daß die Klebefolie 110 neu positioniert werden muss. Jedes Segment 140 ist vorzugsweise so dimensioniert, daß es mindestens die Hälfte, und besonders bevorzugt mehr als die Hälfte der Fläche eines Chips 150 ausmacht.
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Herkömmliche Vorrichtungen haben nur eine Aufnahmeposition 120, sodass die Klebefolie 110 vor dem Auswerfen eines jeden Chips 150 neu positioniert werden muss. Durch die Bereitstellung einer Vakuumplattform 130 mit zwei oder mehr unabhängig voneinander ausfahrbaren Segmenten 130 können zwei oder mehr Chips 150 ausgeworfen werden, ohne die Klebefolie 110 neu zu positionieren. Dies verbessert erfindungsgemäß den Durchsatz der Vorrichtung 100 zum Ablösen von Chips.
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Die Vakuumplattform 130 ist so konfiguriert und angeordnet, um mit einem Chip-Aufnehmer 170 zusammenzuwirken. Beim Ablösen der Chips 150 drücken ein oder mehrere Segmente 140 an der jeweiligen Aufnahmeposition gegen die Klebefolie 110 in Richtung des Chip-Aufnehmers 170. Der Chip-Aufnehmer 170 umfasst einen oder mehrere Chip-Aufnehmerköpfen 175 um wiederlösbar einen Chip 150 an einer oder mehreren Aufnahmepositionen 120 aufzunehmen.
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Die Vorrichtung 100 zum Ablösen eines Chips kann nach dem folgenden Verfahren betrieben werden:
- - die Klebefolie 110 wird mit der Oberfläche der Vakuumplattform 130 in Kontakt gebracht;
- - Vakuum wird angelegt, um die Klebefolie 110 stabil auf der Oberfläche der Vakuumplattform 130 zu halten;
- - die Klebefolie 110 umfasst zwei oder mehr chipgroße Aufnahmepositionen 120, und kann zwei oder mehr Chips 150 umfassen;
- - das mit der ersten Aufnahmeposition 120 ausgerichtete Segment 140 wird relativ zur Oberfläche der Vakuumplattform 130 ausgefahren, um gegen die Klebefolie 110 in Richtung des Chip-Aufnehmers 170 zu drücken. In der Praxis liegt die Oberfläche der Vakuumplattform 130 in einer horizontalen Ebene, sodass die Bewegung des Segments 140 entlang der Z-Achse oder nach oben erfolgt;
- - der Chip 150 an der ersten Aufnahmeposition 120 (der erste Chip 150) wird abgelöst, und der erste Chip 150 wird vom Chip-Aufnehmerkopf 175 aufgenommen;
- - der Chip-Aufnehmerkopf 175 fährt von den Aufnahmepositionen 120 weg und platziert den ersten Chip 150 an einer anderen Stelle. Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung 100 zum Ablösen eines Chips auch die Funktionalität eines Bondkopfs, die es ermöglicht, die Chips 150 nach dem Ablösen zu montieren. Ebenso kann die Vorrichtung 100 vorzugsweise auch eine Flip-Einheit, eine Kommissionier- und/oder eine Platzierungsfunktionalität umfassen;
- - der Chip-Aufnehmerkopf 175 fährt in die zweite Aufnahmeposition 120;
- - das mit der zweiten Aufnahmeposition 120 ausgerichtete Segment 140 wird relativ zur Oberfläche der Vakuumplattform 130 ausgefahren, um gegen die Klebefolie 110 in Richtung des Chip-Aufnehmers 170 zu drücken;
- - der Chip 150 an der zweiten Aufnahmeposition 120 (der zweite Chip 150) wird abgelöst, und der zweite Chip 150 wird vom Chip-Aufnehmerkopf 175 aufgenommen;
- - der Chip-Aufnehmerkopf 175 fährt von den Aufnahmepositionen 120 weg und platziert den zweiten Chip 150 an einer anderen Stelle ab;
- - die Klebefolie 110 wird neu positioniert um zwei oder mehr chipgroße Aufnahmepositionen 120 mit der Oberfläche der Vakuumplattform 130 in Kontakt zu bringen.
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Wie für den Fachmann ersichtlich, kann bei Verwendung der in 1 dargestellten Konfiguration mit vier Aufnahmepositionen 120 das beschriebene Verfahren für einen dritten Chip und einen vierten Chip wiederholt werden, ohne daß die Klebefolie 110 neu positioniert werden muss.
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Anstelle jeden Chip 150 einzeln abzulösen, können alternativ auch zwei oder mehr Chips 150 ganz oder teilweise zur selben Zeit abgelöst werden, da die Segmente 140 unabhängig voneinander ausfahrbar sind. Dies trägt weiter zur Durchsatzsteigerung bei, da die Ablösung (oder Teilablösung) eines Chips 150 durchgeführt werden kann, während der Chip-Aufnehmerkopf 175 einen zuvor abgelösten Chip 150 an eine andere Stelle bringt. Für das Beispiel aus 1 kann die Vakuumplattform 130 so konfiguriert und angeordnet werden, daß ein, zwei, drei oder vier Segmente 140 gleichzeitig zum Chip-Aufnehmer 170 hin ausgefahren werden können.
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Der Chip-Aufnehmer 170 kann zwei oder mehr Chip-Aufnehmerköpfe 175 umfassen, sodass zwei oder mehr Chips 150 von der Klebefolie 110 gelöst und vom Chip-Aufnehmer 170 parallel aufgenommen werden können. Dies trägt zu einer weiteren Durchsatzsteigerung bei.
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Der in 1 dargestellte Chipaufnehmer 170 umfasst vier Chip-Aufnehmerköpfe 175, von denen jeder so konfiguriert und angeordnet ist, um einen Chip 150 an einer der vier beieinanderliegenden chipgroßen Aufnahmepositionen 120 aufzunehmen. Die Vakuumplattform 130 kann auch so konfiguriert und angeordnet werden, um Chips 150 an den vier beieinanderliegenden Aufnahmepositionen 120 aufzunehmen (oder teilweise aufzunehmen), was eine große Steigerung des Durchsatzes im Vergleich zu herkömmlichen Vorrichtung mit sequenzieller Bearbeitung bedeutet. Ein höherer Durchsatz ist vorteilhaft beim Ablösen von Chips 150 für Hochgeschwindigkeitsanwendungen wie beispielsweise FanOut oder Flip-Chip.
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In der Praxis können eine oder mehrere der chipgroßen Aufnahmepositionen 120 leer oder mit defekten Chips 150 belegt sein. Dies kann auf eine bereits stattgefundene Ablösung eines Chips 150 wie in 4 bei Wafer-Mapping W30 unten rechts dargestellt zurückzuführen sein, oder die Chips 150 sind defekt oder bilden einen Teil des Randbereichs des Wafers wie in 4 bei Wafer-Mapping W40 oben links dargestellt. Die Vorrichtung 100 zum Ablösen eines Chips umfasst ferner einen oder mehrere Chip-Detektoren 160, die so konfiguriert sind, um die Aufnahmepositionen 120 zu erfassen, an denen der eine oder die mehreren Chips 150 an der Klebefolie aufgebracht sind. Der eine oder die mehreren Detektoren 160 können sich in der Vakuumplattform 130 und/oder im Chip-Aufnehmerkopf 175 befinden. Die Vorrichtung 100 zum Ablösen eines Chips kann weiterhin so konfiguriert werden, um ein Segment 140 nicht auszufahren, wenn an der jeweiligen chipgrossen Aufnahmeposition 120 kein Chip 150 erkannt wird. Auch wird kein Segment 140 ausgefahren, wenn der Chip-Detektor 160 einen defekten Chip 150 erkennt.
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Alternativ kann anstelle der Verwendung eines Chip-Detektors 160 auch ein zuvor erfasstes und, vorzugsweise in Form eines Datensatz, bereitgestelltes Wafer-Mapping 310, 320, 330, 340 mit belegten und/oder nichtbelegten und/oder mit defekten Chips 150 belegten Anordnungspositionen oder Daten der Vorrichtung 100 bereitgestellt werden.
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Alternativ kann die Vorrichtung zum Ablösen eines Chips 100 so konfiguriert werden, um ein Segment 140 auszufahren, wenn an der jeweiligen chipgroßen Aufnahmeposition ein Chip 150 erkannt wird. Auf diese Weise können zwei oder mehr Chips 150 parallel zu den Arbeitsschritten (Bewegungen) der Vorrichtung abgelöst werden, um den Durchsatz weiter zu erhöhen.
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Beim Andrücken an die Klebefolie 110 mit einem Segment 140 kann die Klebefolie 110 versehentlich, z.B. durch übermäßige Kraft, durchdrungen oder durchstochen werden. Ein kleineres Segment 140 kann das Risiko eines Durchstechens der Klebefolie 110 erhöhen. Das Risiko kann auch durch die Verwendung einer entsprechend widerstandsfähigeren Klebefolie 110 verringert werden.
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Mit jedem geeigneten Antrieb können die Segmente 140 unabhängig voneinander ausgefahren werden - zum Beispiel durch pneumatische, mechanische, elektrische Antriebe oder eine Kombination daraus. Beispielsweise kann die Vakuumplattform 130 einen oder mehrere Kolben 180 umfassen - vorzugsweise ist für jedes Segment 140 ein Kolben 180 vorgesehen. Jeder Kolben 180 kann aber auch so konfiguriert werden, um zwei oder mehr Segmente 130 auszufahren.
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Zusätzlich wird ein Selektor 190 zur Verfügung gestellt, um ein oder mehrere Segmente 140 zum Ausfahren auszuwählen - z.B. können Pneumatikventile mit einer geeigneten Steuerelektronik mit Pneumatikkolben oder eine geeignete Steuerelektronik mit Elektrokolben verwendet werden.
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2 zeigt eine weitere Ausführung einer Vakuumplattform 130 - die linke Seite der 2 zeigt eine perspektivische Ansicht und die rechte Seite der 2 zeigt einen vertikalen Querschnitt durch die Vakuumplattform 130. Es werden vier Segmente 140 zur Verfügung, die jeweils so konfiguriert und angeordnet sind, daß sie sich unabhängig voneinander zum Chip-Aufnehmer 170 (nicht abgebildet) hin erstrecken, welches in dieser Abbildung ein Ausfahren nach oben darstellt. Zusätzlich sind sie so konfiguriert und angeordnet, um sich unabhängig vom Chip-Aufnehmer 170 wegzubewegen, welches in dieser Abbildung ein Ausfahren nach unten darstellt.
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Jedes Segment 140 ist mit einem entsprechenden Kolben 180 versehen - das Segment 140 ist starr an einem ersten Ende des Kolbens 180 angebracht. In diesem Beispiel sind die Kolben 180 passive Stangen, die die Bewegung ihres jeweiligen Segments 140 durch Bewegung relativ zu einem Führungszylinder 185 bewirken. Wie dargestellt, ist die Bewegung auf und ab. Die Vakuumplattform 130 umfasst weiterhin vier Druckfedern 220, eine für jeden Kolben 180. Jeder Kolben 180 wird durch seine jeweilige Druckfeder 220 vom Chip-Aufnehmer 170 weg vorgespannt. Die Vakuumplattform 130 umfasst weiterhin einen Selektor 190 (nicht abgebildet), der so konfiguriert ist, dem ein oder mehrere Segmente 140 für ein unabhängiges Ausfahren zum Chip-Aufnehmer 170 auszuwählen - jedes Segment 140 ist auswählbar, um alle möglichen Kombinationen von Segmenten 140 ausfahren zu können.
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Der Selektor 190 umfasst eine drehbare Platte 200 (nicht abgebildet) am Ende der Vakuumplattform 130 am weitesten vom Chip-Aufnehmer 170 entfernt - wie dargestellt, weist die drehbare Platte 200 ein um die vertikale Achse (wie abgebildet) rotierendes Scheibenteil mit entsprechend konfigurierten Öffnungen 210 auf, welches mit dem unteren Ende (wie abgebildet) eines jeden Kolbens 180, dem jeweiligen Kolbenbolzen 230, in Kontakt steht. Wenn die drehbare Platte gedreht wird, an Stellen, an denen eine Öffnung 210 (wie abgebildet, direkt unter einem Kolben 180) mit einem Kolbenbolzen 230 ausgerichtet ist, wird der Kolbenbolzen 230 durch die Vorspannung der Druckfeder 220 (wie abgebildet) in die ausgerichtete Öffnung bewegt. Da das Segment 140 fest mit dem anderen Ende des Kolbens 180 verbunden ist, fährt das Segment vom Chip-Aufnehmer aus weg, wenn die Öffnung 210 mit dem Kolbenbolzen 230 des Kolbens 180 (wie abgebildet) ausgerichtet ist.
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Diese und ähnliche Konstruktionen sind vorteilhaft, da vier und mehr Kolben 180 mit einem einzigen Antrieb gleichzeitig und dabei noch selektiv betätigt werden können - die drehbare Platte 200 kann von einem entsprechend konfigurierten pneumatischen, elektrischen und/oder mechanischen Antrieb angetrieben (gedreht) werden. Vorzugsweise wird ein Elektromotor verwendet.
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Die in 2 dargestellte Vakuumplattform 130 umfasst außerdem eine Vakuumversorgung 135, die sich vom unteren Ende (wie abgebildet) der Vakuumplattform 130 bis zum Ende in der Nähe des Chip-Aufnehmers 170 erstreckt. Diese Vakuumversorgung 135 ist geeignet zum Halten der Klebefolie 110 während der Chipablösung durch die Vakuumplattform 130, welche eine dafür geeignete Vakuumplattformoberfläche umfasst.
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Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist dies in 2 nicht dargestellt, aber es handelt sich hierbei typischerweise um eine Oberfläche mit Vakuumkanälen, die horizontal (wie abgebildet) an der Vakuumplattform 130 am Ende in der Nähe des Chip-Aufnehmers 170 angebracht ist, wobei die Oberfläche der Vakuumplattform 130 etwa den gleichen Abstand zum Chip-Aufnehmer 170 hat wie die obere (wie abgebildet) Oberfläche der Segmente 140, wenn die Segmente 140 vom Chip-Aufnehmer 170 weggeführt sind. Die Oberfläche der Vakuumplattform 130 ist mit einer entsprechend großen Öffnung 210 für die beiden oder mehr Segmente 140 versehen. Mit anderen Worten, wenn eine Öffnung 210 der drehbaren Platte 200 mit einem Kolbenbolzen 230 (wie abgebildet) ausgerichtet ist, ist die obere Seite respektive die Oberfläche (wie abgebildet) des jeweiligen Segments 140 in etwa koplanar mit der Oberfläche der Vakuumplattform 130. Wenn die Öffnung 210 der drehbaren Platte 200 nicht mit dem unteren Ende (wie abgebildet) eines Kolbens 180 ausgerichtet ist, wird die obere Fläche (wie abgebildet) des jeweiligen Segments 140 von der Oberfläche der Vakuumplattform 130 zum Chip-Aufnehmer 170 hin ausgefahren.
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3A zeigt ein Beispiel eines Selektors 190, der mit der in 2 dargestellten Vakuumplattform 130 verwendet werden kann, und 3B zeigt ein Beispiel, wie der Selektor 190 angetrieben (gedreht) werden kann. Der Selektor 190 ist so konfiguriert und angeordnet, um mit einem Kolbenbolzen 230 jeweils am unteren Ende (wie in 2 dargestellt) eines Kolben 180, in Eingriff zu kommen. Das heißt, der Selektor 190 ist am Ende der Vakuumplattform 130 am weitesten vom Chip-Aufnehmer 170 entfernt (nicht abgebildet).
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3B zeigt eine perspektivische Ansicht des Selektors 190 und darüber eine Querschnittsansicht, die zeigt, wie der Selektor 190 vorgibt, welcher Kolben 180 und welches Segment 140 zum Chip-Aufnehmer 170 hin ausgefahren wird (nicht dargestellt). Der Selektor 190 ist etwa zylindrisch und umfasst eine drehbare Platte 200, die an dem Ende des Selektors 190 angeordnet ist, welches den Druckfedern 220 der Vakuumplattform 130 am nächsten liegt. In diesem Beispiel ist der Selektor 190 ein drehbarer Zylinder, und die drehbare Platte 200 ist der obere (wie abgebildet) Teil des Zylinders. Die drehbare Platte 200 umfasst zwei oder mehr Öffnungen 210 - diese sind so konfiguriert und angeordnet, daß es wählbare Drehpositionen gibt, an denen jeder Kolben 180 (und das jeweilige Segment 140) unabhängig voneinander zum Chip-Aufnehmer 170 hin ausgefahren werden kann. In diesem Beispiel umfasst jedes Ende des Kolbens 180, das der Druckfeder 220 am nächsten liegt, einen aufgesetzten Stift als Kolbenbolzen 230, der bei richtiger Ausrichtung durch die Öffnungen 210 gehen kann. Die Seitenwände der Öffnungen 210 können leicht verjüngt werden, um eine Längsbewegung der Kolben 180 zu ermöglichen, wenn der Selektor 190 (und die drehbare Platte 200) um die vertikale Achse gedreht werden (wie abgebildet).
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Die Vakuumversorgung 135 der Vakuumplattform 130 erfolgt über einen entsprechend konfigurierten Vakuumsauger 137, der in der Längsachse in der Mitte des Selektors 190 angeordnet ist.
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Die zylinderförmige Ausführungsform des Selektors 190 ist so konfiguriert und angeordnet, daß sie durch ein Zahnrad steuerbar zwischen verschiedenen Umdrehungen gedreht werden kann. Ein Elektromotor 260 ist mit einem Zahnrad 250 versehen, das so konfiguriert und angeordnet ist, um in das Zahnrad des Selektors 190 einzugreifen. Vorzugsweise wird ein Gleichstrommotor verwendet. Es kann auch vorteilhaft sein, ein Messsystem wie z.B. einen Encoder vorzusehen, damit die drehbare Platte 200 und die Öffnungen 210 ausreichend genau und mit hoher Wiederholgenauigkeit ausgerichtet werden können.
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Der in 3A dargestellte Querschnitt zeigt eine relative Ausrichtung der Kolben 180, der drehbaren Platte 200, der Öffnungen 210 und der Kolbenbolzen 230. Bei der dargestellten Drehstellung der Drehplatte 200 und den Öffnungen 210 sind alle vier Kolben 180 und damit alle Segmente (nicht abgebildet) zum Chip-Aufnehmer hin ausgefahren. Mit anderen Worten, bei dieser Drehstellung ist keine Öffnung 210 mit einem Kolbenbolzen 230 eines Kolbens 180 ausgerichtet und die Kolben bleiben jeweils durch die Druckfedern 230 vorgespannt.
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4 zeigt in der unteren Hälfte abgebildet, den Betrieb des Selektors 190 (und insbesondere der drehbaren Platte 210) bei verschiedenen Drehstellungen 310, 320, 330, 340, mit den im oberen Teil abgebildeten zugehörigen Wafer-Mappings W10 zu Drehstellung 310, W20 zu Drehstellung 320, W30 zu Drehstellung 330 und W40 zu Drehstellung 340, sodass verschiedene Segmente 140 (nicht dargestellt) zum Chip-Aufnehmer 170 hin ausgefahren werden können (nicht dargestellt). Jeweils vier Drehstellungen 310, 320, 330, 340, zeigen im Querschnitt die relative Ausrichtung der Kolben 180, die drehbare Platte 200, die Öffnungen 210 und die Kolbenbolzen 230.
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In der oberen Hälfte der 4 die mittels eines Detektor 160 erfassten oder zuvor bereitgestellten Wafer-Mappings als Detektionsvorgang 1600 dargestellt. In den einzelnen Wafer-Mappings W10, W20, W30, W40 werden jeweils vier Aufnahmepositionen 120 dargestellt und als oben rechts, oben links, unten rechts und unten links bezeichnet. Jede dieser Positionen ist einem Segment 140 zugeordnet, das im Rahmen der Beschreibung auch als oben rechts, oben links, unten rechts und unten links bezeichnet wird.
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In diesem Beispiel ist das Verfahren so ausgestaltet und angepasst, um die Segmente 140 (nicht dargestellt) auszufahren, die den Aufnahmepositionen 120 zugeordnet sind, bei denen ein Chip 150 erkannt wird - siehe 1600.
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In Situation 310 werden vier Chips 150 an den Aufnahmepositionen 120 erkannt. Die drehbare Platte 200 wird so gedreht, daß keiner der Kolbenbolzen 230 auf die eine oder mehrere Öffnungen 210 ausgerichtet ist. Dies ist die gleiche Drehstellung wie im Querschnitt von 3A dargestellt. Mit anderen Worten, alle vier Segmente werden durch den Selektor 190 ausgewählt, alle vier Segmente werden zum Chip-Aufnehmer 170 hin ausgefahren und alle vier Chips 150 werden abgelöst. Die Drehstellung der drehbaren Platte 200 beträgt nominal +27 Grad.
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In Situation 320 werden nur zwei Chips 150 (unten rechts und oben links, wie abgebildet) an den Aufnahmepositionen 120 erkannt. Die drehbare Platte 200 wird so gedreht, daß nur zwei der Kolbenbolzen 230 auf die eine oder mehrere Öffnungen 210 ausgerichtet sind (oben rechts und unten links, wie abgebildet). Mit anderen Worten, es werden zwei Segmente 140 ausgewählt (unten rechts und oben links, wie abgebildet) und diese beiden Segmente 140 werden zum Chip-Aufnehmer 170 hin ausgefahren, und alle zugehörigen Chips 150 (unten rechts und oben links, wie abgebildet) werden abgelöst. Die anderen beiden Segmente 140 sind nicht ausgewählt (oben rechts und unten links, wie abgebildet), und diese beiden Segmente 140 bleiben etwa koplanar mit der Oberfläche der Vakuumplattform 130 (nicht dargestellt). Die Drehstellung der drehbaren Platte 200 beträgt nominal +45 Grad.
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In Situation 330 wird nur ein Chip 150 (oben links, wie abgebildet) an den Aufnahmepositionen 120 erkannt. Die drehbare Platte 200 wird so gedreht, daß drei der Kolbenbolzen 230 auf die eine oder mehrere Öffnungen 210 ausgerichtet sind (oben rechts, unten rechts und unten links, wie abgebildet). Das heißt, es wird ein Segment 140 ausgewählt (oben links, wie abgebildet) und dieses Segment 140 wird zum Chip-Aufnehmer 170 hin ausgefahren und der zugehörige Chip 150 (oben links, wie abgebildet) wird abgelöst. Die anderen drei Segmente 140 sind nicht ausgewählt (oben rechts, unten rechts und unten links, wie dargestellt), und diese drei Segmente 140 bleiben ungefähr koplanar mit der Oberfläche der Vakuumplattform 130 (nicht dargestellt). Die Drehstellung der drehbaren Platte 200 beträgt nominal +63 Grad.
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In Situation 340 werden nur drei Chips 150 (oben rechts, unten rechts und unten links, wie abgebildet) an den Aufnahmepositionen 120 erkannt. Die drehbare Platte 200 wird so gedreht, daß nur einer der Kolbenbolzen 230 auf die eine oder mehrere Öffnungen 210 (oben links, wie abgebildet) ausgerichtet ist. Mit anderen Worten, es werden drei Segmente 140 ausgewählt (oben rechts, unten rechts und unten links, wie abgebildet) und diese drei Segmente 140 werden zum Chip-Aufnehmer 170 hin ausgefahren, und alle zugehörigen Chips 150 (oben rechts, unten rechts und unten links, wie abgebildet) werden abgelöst. Das verbleibende Segment 140 ist nicht ausgewählt (oben links, wie abgebildet), und dieses Segment 140 bleibt ungefähr koplanar mit der Oberfläche der Vakuumplattform 130 (nicht dargestellt). Die Drehstellung der drehbaren Platte 200 beträgt nominal +9 Grad.
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Obwohl in den Beispielen und Zeichnungen vier Segmente 140 dargestellt sind, bietet die Erfindung den Vorteil eines hohen Durchsatzes auch mit weniger Segmenten 140 wie beispielsweise mit zwei, drei oder vier Segmenten 140 die unabhängig voneinander ausfahrbar sind. Dadurch dass die Vakuumplattform 130 wie in 2 und der in 3A und 3B dargestellte Selektor 190 voneinander getrennte Einheiten sind, kann es von Vorteil sein, eine Vakuumplattformen 130 mit einer unterschiedlichen Anzahl von unabhängig ausfahrbaren Segmenten 140 vorzusehen - die Vorrichtung 100 kann dann durch Austausch der Vakuumplattform 130 für verschiedene Betriebsarten rasch modifiziert werden.
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Es können beliebig viele Segmente 140 verwendet werden, z.B. sechs, acht, zehn oder mehr. Eine Vakuumplattform 130 kann mit weniger Segmenten 140 betrieben werden - zum Beispiel kann eine Vakuumplattform mit vier Segmenten in einem Zwei-Segment-Modus betrieben werden, bei dem die Klebefolie neu positioniert werden muss, nachdem der eine oder die mehreren Chips 150 in den beiden Aufnahmepositionen 120 abgelöst wurden.
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5 zeigt eine detaillierte Darstellung der bevorzugten Ausführungsform einer drehbaren Platte 190 mit mehreren unterschiedlichen Öffnungen 210 aus 4.
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Bezugszeichenliste
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| |
|
Deutsche Bezeichnung |
Englische Bezeichnung |
| 100 |
|
Vorrichtung zum Ablösen eines Chips |
Die-ejecting apparatus |
| 110 |
|
Klebefolie |
adhesive film |
| 120 |
|
chipgroße Aufnahmepositionen |
die-sized attachment position |
| 130 |
|
Vakuum plattform |
vacuum platform |
| 135 |
|
Vakuumversorgung |
vacuum supply |
| 137 |
|
Vakuumsauger |
vacuum cup |
| 140 |
|
Segment |
segment |
| 150 |
|
Chip |
die |
| 160 |
|
Chip-Detektor |
die detector |
| 170 |
|
Chip-Aufnehmer |
die gripper |
| 175 |
|
Chip-Aufnehmerköpf |
die gripper head |
| 180 |
|
Kolb |
piston |
| 185 |
|
Führungszylinder |
guide cylinder |
| 190 |
|
Selektor |
selector |
| 200 |
|
Drehbare Platte |
rotatable plate |
| 210 |
|
Öffnung |
opening |
| 220 |
|
Druckfeder |
compression spring |
| 230 |
|
Kolbenbolzen |
piston pin |
| 250 |
|
Zahnrad |
gear wheel for rotatable plate adjustment |
| 260 |
|
Elektromotor |
electrical motor |
| 310 |
|
4 Chips erkannt, Drehung um +27 Grad |
4 dies detected, rotation to +27 degrees |
| 320 |
|
2 Chips erkannt, Drehung um +45 Grad |
2 dies detected, rotation to +45 degrees |
| 330 |
|
1 Chip erkannt, Drehung um +63 Grad |
1 die detected, rotation to +63 degrees |
| 340 |
|
3 Chips erkannt, Drehung um +9 Grad |
3 dies detected, rotation to +9 degrees |
| W10 |
|
Wafer-Mapping für 310 |
wafermapping for 310 |
| W20 |
|
Wafer-Mapping für 320 |
wafermapping for 320 |
| W30 |
|
Wafer-Mapping für 330 |
wafermapping for 330 |
| W40 |
|
Wafer-Mapping für 340 |
wafermapping for 340 |
| 1600 |
|
mittels eines Detektor 160 erfasstes oder zuvor bereitgestelltes Wafer-Mapping |
Wafer mapping detected by means of a detector 160 or previously provided |
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006019671 A1 [0003]
- US 6440758 [0003]
- US 61865874 [0003]
