DE10347543B4

DE10347543B4 - Ablösevorrichtung zum Ablösen elektronischer Bauteile von einem Träger

Info

Publication number: DE10347543B4
Application number: DE2003147543
Authority: DE
Inventors: Volker PÖNITZ; Hans-Peter Dr. Monser; Ralf Dr. God; Dieter Bergmann
Original assignee: Muehlbauer GmbH and Co KG
Current assignee: Muehlbauer GmbH and Co KG
Priority date: 2003-10-14
Filing date: 2003-10-14
Publication date: 2006-07-13
Anticipated expiration: 2023-10-15
Also published as: DE10347543A1

Abstract

Ablösevorrichtung zum Ablösen einzelner in einem Verbund (2) getrennt voneinander angeordneter elektronischer Bauteile (3), insbesondere in einem Wafer angeordneter Chips, von einem klebenden Träger (1, 4), wobei die einzelnen Bauteile (3) von einer Aufnahmeeinrichtung flächenausgerichtet aufnehmbar und transportierbar sind, wobei zur visuellen Erkennung der einzelnen Bauteile (3) ein plattenförmiges und flächenhaft lichtemittierendes Element (6) mit mindestens einer durchgehenden Öffnung (7) zum Darinanordnen eines flächenbegrenzt wirkenden Ablösewerkzeugs (8) an einer den Bauteilen (3) abgewandten unterseitigen Oberfläche (1a) des Trägers (1, 4) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das lichtemittierende Element (6) lichtleitend und verschiebbar angeordnet ist und dass ein erstes gas- oder flüssigkeitstransportierendes Element (10) mit dem plattenförmigen, lichtemittierenden Element (6) verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ablösevorrichtung zum Ablösen einzelner in einem Verbund angeordneter elektronischer Bauteile, insbesondere in einem Wafer angeordneter Chips, von einem klebenden Träger, bei der die einzelnen Bauteile von einer Aufnahmeeinrichtung flächenzentriert aufnehmbar und transportierbar sind, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Herkömmlicherweise werden Wafer auf eine dehnbare Trägerfolie aufgesetzt. Anschließend werden diese Wafer in einem Sägeprozess in einzelne Chips aufgetrennt. Derartige gesägte Wafer, die in der Regel auf die Trägerfolie mittels eines Klebstoffes aufgeklebt sind, bilden mit einem Trägerrahmen das Eingangsmaterial für sogenannte Die-Bond-Prozesse.
Um ein Ablösen einzelner Chips von einer solchen klebenden Trägerfolie zu bewirken, weist eine dafür vorgesehene Ablösevorrichtung als Ablösewerkzeug ein nadelartiges Element, den sogenannten Die-Ejector, und eine Aufnahmeeinrichtung, die als Vakuumpipette ausgebildet ist, auf. Die Vakuumpipette wird auf einer oberseitigen Oberfläche des Chips mittels eines zwischen der Chipoberfläche und der Vakuumpipette erzeugten Vakuums positioniert. Danach wird von der Rückseite, also der unterseitigen Oberfläche des folienartigen Trägers und des Chips die Nadel derart an den Chip herangefahren, dass sie zunächst die Trägerfolie durchstößt und mit ihrer Nadelspitze von unten gegen den zu lösenden Chip drückt. Anschließend wird der Chip, der zwischen der Vakuumpipette, auch Pickup-Tool genannt, und der Nadelspitze eingespannt ist, durch die synchron bewegten Pipette und Nadel von der Trägerfolie abgehoben.
Derartige punktuell stattfindende Nadeleinwirkungen mittels der Nadelspitze auf die unterseitige Chipoberfläche haben jedoch häufig ein Zerbrechen des abzulösenden Chips zufolge, da kein gleichzeitiges Abheben sämtlicher Flächenanteile der unterseitigen Oberfläche des Chips von der klebenden Trägerfolie aufgrund der zu der Chipfläche unterschiedlichen Querschnittsflächenform der Nadelspitze erfolgt.
Zudem besteht insbesondere bei dünnschichtigen Chips die Gefahr des Durchstechens der Nadelspitze durch den Chip. Zudem setzt eine Vorrichtung, die eine derartige Ausstoßnadel verwendet, häufig voraus, dass der Chip im Vergleich zur Trägerfolie relativ starr ist, so dass die von der Rückseite her agierende Ejector-Nadel zwar die Trägerfolie dehnt, jedoch den Chip dennoch von der Folie abhebt.
Eine derartige Vorrichtung führt den Ablösevorgang in der Regel bei leicht temperierter Umgebungstemperatur, also nahezu bei Zimmertemperatur, durch. Die Haftwirkung des Klebstoffes, der auf der klebenden Trägerfolie aufgetragen ist, bleibt bei diesem Vorgang unberührt.
Um ein leichtes und einfaches Ablösen ohne Zerstörung der Chips selbst bei der Verwen dung dünnerer Chips, die sich häufig selbst ähnlich wie eine Folie verhalten, zu fördern, werden Träger mit temperatursensitiven Klebstoffen verwendet, deren flächenselektive Erwärmung ein stellenweises Deaktivieren des wärmelösenden Klebstoffes und damit das Abheben einzelner Chips von dem Träger ermöglicht.
Da die flächenselektive Erwärmung des Trägers jedoch nicht genau auf die Fläche eines einzelnen Chips begrenzt werden kann, werden in der Regel zu dem abzulösenden Chip benachbarte Chips zumindest teilweise mit Flächenanteilen von dem Träger ebenso abgelöst, so dass sich eine Schräglage der benachbarten Chips einstellt. Dies hat wiederum zur Folge, dass eine genaue Positionierung der Vakuumpipette auf der oberseitigen Oberfläche eines einzelnen Chips nur sehr schwer durchführbar ist. Jedoch ist eine derartige genau zentrierte Positionierung der Vakuumpipette für eine spätere exakte Positionierung des Chips innerhalb einer elektronischen Schaltung zwingend notwendig. Demzufolge entstehen durch mittels der Vakuumpipette aufgenommene zuvor angekippte und verdrehte Chips Lagefehler bei deren Positionierung innerhalb einer elektronischen Schaltung, die zu einer Fehlfunktion der Schaltung führen können.
Ein wesentlicher Punkt bei der nicht möglichen exakten Aufnahme angekippter oder verdrehter Chips sind Lichteffekte an der Oberfläche der Chips, die in der Regel durch Lichtreflektionen und seitliche Einstrahlung der über dem Wafer angeordneten Lichtquellen entstehen. Hierbei dient zur Erfassung der einzelnen abzulösenden Chips vor deren Aufnahme durch die Vakuumpipette eine oberseitig angeordnete Erfassungskamera, deren pixelartige Erfassung eine genaue Positionierung der Vakuumpipette im Verhältnis zu der oberseitigen Oberfläche eines Chips ermöglichen soll.
Sofern einzelne Chips bedingt durch eine stellenweise Erwärmung des darunter angeordneten klebenden Trägers eine extreme Schräglage mit großem Kippungswinkel eingenommen haben, ist eine Erfassung derartiger Chips mittels der Erfassungskamera aufgrund der stattfindenden Lichtreflektionen und -brechungen an dem schrägen Chip nicht mehr möglich.

Aus JP 59-210 651 A ist eine Ablösevorrichtung zum Ablösen einzelner in einem Verbund getrennt voneinander angeordneter elektronischer Bauteile von einem Träger bekannt. Zur visuellen Erfassung einzelner Chips ist sowohl unterhalb des Trägers als auch oberhalb des Trägers jeweils eine Lichtquelle in Verbindung mit einer CCD-Kamera angeordnet. Die unterhalb des Trägers angeordnete Lichtquelle ist flächenhaft ausgebildet und weist eine Öffnung auf, um darin einen Nadelhalter zum Ablösen einzelner Chips aufzunehmen. Es ist keine Kühlung für die Lichtquelle vorgesehen, unter anderem auch deswegen, da nicht die Verwendung eines Heizelementes anstelle der angeordneten Nadel vorgesehen ist. Auch die von der Lichtquelle an sich ausgehende Erwärmung der Lichtquellenumgebung wird nicht unterdrückt. Dies kann zur Folge haben, dass ein ungewolltes bzw. vorzeitiges Ablösen einzelner noch nicht ausgewählter Chips von einem klebenden Träger aufgrund der Erwärmung der Lichtquellenumgebung stattfindet.

US 5,307,154 A zeigt einen Chippositionsdetektor, der als Lichtquelle zwei verstellbare optische Glasfaserkabel unterhalb eines Chipträgers im Bereich einer Nadel aufweist. Aufgrund der zur Trägerebene schräg angeordneten Glasfaserenden finden ungewollte Lichtbrechungen und Lichtbeugungen an den Zwischenräumen zwischen den flächenhaft angeordneten Chips statt, die dazu führen, dass eine positionsgenaue Erfassung eines abzulösenden Chips mittels einer CCD-Kamera nicht zuverlässig möglich ist.

JP 05-090 408 A zeigt eine Chipaufnahmevorrichtung, die mehrere erwärmbare Nadeln zum Ablösen eines einzelnen Chips von einer Trägerfolie benutzt. Hinweise zu einer Lichtquelle zur besseren Bestimmung der Position des abzulösenden Chips sind dieser Druckschrift nicht zu entnehmen.

US 6,598,989 B2 zeigt eine Lichtquellenmodulstruktur mit einer Mehrzahl von Lichtquellen von Lichtführungseinheiten.

US 5,779,338 A betrifft eine Lichtquelle zur Abstrahlung von Licht über eine größere Fläche hinweg.

US 6,473,554 B1 zeigt eine Lichtvorrichtung mit geringer Tiefe zur Verwendung als Hintergrundbeleuchtung von Anzeigen.

Blumenfeld, A. M.; Jones, S.E.: Parts that glow. In: Machine Design 29, Okt. 1959, S. 94-103 betrifft das Leiten von Lichtstrahlen in speziell hierfür ausgebildeten Lichtleitern zur geeigneten Abstrahlung von Licht mit einer bestimmten Grundfläche und in eine bestimmte Richtung.

Pearson, H.: Piping light with acrylic materials. In: Modern Plastics, 1946, Vol. 23, Nr. 12, S. 123-127 zeigt das Lichtleiten in Acrylmaterialien.

US 3,043,947 hat ein Lichtverteilungslinsensystems mit einer Vielzahl von kleinen flächenhaft angeordneten Linsen zum Inhalt.

EP 0 978 683 A1 zeigt eine optische Anzeigevorrichtung mit einer Lichtquelle, deren abgestrahltes Licht in einer Lichtaustrittsfläche der Anzeigevorrichtung über ein optisch wirksames, scheibenförmig ausgebildetes Abstrahlelement gerichtet austritt, wobei das Abstrahlelement als Lichtleiter ausgebildet ist.

Demzufolge liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Ablösevorrichtung zum Ablösen einzelner in einem Verbund angeordneter elektronischer Bauteil, insbesondere in einem Wafer angeordneter Chip von einem klebenden Träger zur Verfügung zu stellen, die zum einen das vorzeitige und unerwünschte Ablösen einzelner Chips und zum anderen die Zerstörung einzelner Chips während des Ablösevorganges sowie die schlechte oder nicht stattfindende Erfassung der abzulösenden Chips bei der Schräg- und/oder Verdrehlage vermeidet.

Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.

Ein wesentlicher Punkt der Erfindung liegt darin, dass bei einer Ablöseeinrichtung zum Ablösen einzelner in einem Verbund getrennt voneinander angeordneter elektronischer Bauteile, wie in einem Wafer angeordneter Chips, von einem klebenden Träger zur visuellen Erkennung der einzelnen Bauteile ein plattenförmiges, lichtemittierendes Element vorzugsweise aus wärmebeständigem Material mit mindestens einer durchgehenden Öffnung zum Darinanordnen eines flächenbegrenzt wirkenden Ablösewerkzeuges an einer den Bauteilen abgewandten unterseitigen Oberfläche des Trägers verschiebbar angeordnet ist und ein erstes gas- oder flüssigkeitstransportierendes Element mit dem plattenförmigen, lichtemittierenden Element verbunden ist. Auf diese Weise wird eine unterseitige Beleuchtung des Wafers begrenzt auf den Bereich des abzulösenden Chips erhalten während am oder im lichtemittierenden Element eine Kühlung durchgeführt wird, die aufgrund der Erwärmung des lichtemittierenden Elementes selbst oder eines verwendeten Heizelementes zum Ablösen eines Bauteils entstehen kann. Dies hat zur Folge, dass nicht der Chip selbst, sondern den Chip umgebende Sägegräben, die zum Voneinandertrennen der einzelnen Chips innerhalb des Wafers dienen, in einem Bild einer Erfassungskamera, die oberseitig zu dem Wafer angeordnet ist, leuchten und somit ein Erkennen eines Schattenbildes des abzulösenden Chips sicherstellen. Somit ist selbst bei einer Schräglage einzelner Chips eine Erfassung dieser Chips mittels der Kamera – auch bei einer extremen Schräglage – sichergestellt. Ebenso sind auch gebrochene Chips, die über ihre Fläche verlaufende Chipbruchkanten aufweisen, ausnahmslos erkennbar. Zudem ermöglicht ein derartiges Schattenbild durch das Unterdrücken von Lichtreflektionen und -brechungen eine genaue Positionierung einer Aufnahmeeinrichtung oberhalb einer oberseitigen Oberfläche eines abzulösenden Chips, wobei die Aufnahmeeinrichtung als Vakuumpipette den Chip flächenzentriert ansaugen und transportieren soll.

Das lichtemittierende Element besteht vorzugsweise aus einem homogen lichtleitenden und wärmebeständigen Material – wie Glas oder eine lichttransmittierende Folie-, welches eine homogene Verteilung des Lichts über das gesamte Volumen des plattenförmigen lichtemittierenden Elementes zulässt.

Das lichtemittierende Element weist mit Ausnahme von Lichtein- und -ausgängen eine nach innen lichtreflektierende Oberfläche auf, so dass die in dem Element sich ausbreitenden Lichtstrahlen nur an vorbestimmten Lichtausgängen austreten können. Derartige Lichtausgänge können an Seitenwänden der durchgehenden Öffnung verteilt angeordnet sein und das emittierende Licht vorteilhaft auf die Umgebung eines einzelnen abzulösenden Chips durch eine spezielle Ausgestaltung der Seitenwände konzentrieren. Hierfür sind die Seitenwände derart geneigt angeordnet, dass sich der Verlauf des Durchgangsloches zur Trägeroberfläche hin erweitert. Zusätzlich können die Seitenwände gekrümmt, vorzugsweise konkav oder konvex zur unterseitigen Trägeroberfläche hin verlaufend ausgebildet sein.

Alternativ kann für eine flächenhaft begrenzte Lichtemission des lichtemittierenden Elementes bezogen auf die unterseitige Oberfläche des Trägers die oberseitige, lichtreflektierende Oberfläche des lichtemittierenden Elementes Lichtsaustrittsflächen darstellende Unterbrechungen aufweisen. Derartige Lichtaustrittsflächen können als Nuten, beispielsweise als ringförmig oder linear angeordnete Nuten, ausgestaltet sein. Die Herstellung derartiger Licht austrittsflächen in beliebiger Größe kann durch eine mechanische Nachbearbeitung – wie beispielsweise einem Graviervorgang oder einem Abschleifvorgang – der verspiegelten Oberfläche durchgeführt werden. Alternativ kann die verspiegelte Oberfläche bereits mit Unterbrechungen während ihrer Herstellung auf das lichtemittierende Element aufgetragen werden.

Durch die Anordnung derartiger Verspiegelungsunterbrechungen in beliebiger Form und beliebigem Flächenausmaß wird eine flächenbegrenzte Lichtemission der unterseitigen Oberfläche des Trägers mit gewünschter Helligkeit erreicht.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform entspricht eine Querschnittsfläche der durchgehenden Öffnung und eine Wirkungsfläche des Ablösewerkzeuges im Wesentlichen der Fläche eines Bauteils. Hierbei kann die Wirkungsfläche des Ablösewerkzeuges einer Fläche einer die Trägeroberfläche berührenden Vorderseite des Heizelementes entsprechen.

Durch die Verwendung eines solchen Heizelementes als Ablösewerkzeug, dessen die unterseitige Trägeroberfläche berührende Vorderseite im Wesentlichen der Flächenausdehnung eines Chips entspricht, kann eine genau begrenzte flächenselektive Wärmeeinwirkung auf den wärmelöslichen Klebstoff des klebenden Trägers erreicht werden. Dies hat zur Folge, dass benachbarte Chips und die darunter liegenden Trägerflächen nicht mehr stellenweise erwärmt werden und demzufolge eine Schräglage dieser Chips vermieden wird.

Alternativ zu der Verwendung eines Heizelementes ist die Verwendung eines nadelartigen Elementes mit mindestens einer innerhalb der mindestens einen durchgehenden Öffnung parallel zu deren Verlauf verschiebbaren Nadel möglich. Ein derartiges Ablösewerkzeug kann durch die Ausbildung mehrerer Nadeln ein Chipmodul flächenhaft berühren und somit dessen vorzeitige Zerstörung während des Ablösevorganges vermeiden.

Die mittels eines Heizelementes durchgeführte begrenzte Wärmeeinwirkung durch eine am oder im lichtemittierenden Element stattfindende Kühlung mittels dem mit dem lichtemittierenden Element verbundenen plattenförmigen flüssigkeits- oder gastransportierenden Elementes unterstützt. Ein derartiges Element kann plattenförmig mit nutenförmig strukturierter zur unterseitigen Oberfläche des Trägers hingewandter Oberfläche ausgebildet sein. Es kann entweder sandwichartig zum plattenförmigen lichtemittierenden Element oder in einer gemeinsamen Ebene mit dem lichtemittierenden Element angeordnet sein.

Sofern eine sandwichartige Anordnung dieses Elementes zu dem lichtemittierenden Element vorhanden ist, ist eine Gestaltung des Elementes mit gleichen Abmaßen wie das lichtemittierende Element denkbar. Da die durchgehende Öffnung des lichtemittierenden Elementes ebenso wie eine dazu flächendeckend angeordnete durchgehende Öffnung des plattenförmigen flüssigkeits- oder gastransportierenden Elementes eine Querschnittsfläche aufweisen, die in etwa der Fläche eines Chips entspricht, umgibt eine kühlende Fläche des kühlenden Elementes einen einzeln abzulösenden Chip und kühlt flächenbegrenzt die dazu benachbarten Chips zur Vermeidung deren stellenweiser Ablösung von dem Träger.

Ein weiteres gas- oder flüssigkeitstransportierendes Element kann mit dem plattenförmigen lichtemittierenden Element und/oder dem erstgenannten Element verbunden sein. Dieses weitere Element ist vorzugsweise plattenförmig ausgebildet und sandwichartig mit gleichen Abmaßen in beliebiger Reihenfolge zu dem anderen Element und dem lichtemittierenden Element angeordnet, um mittels seiner nutenförmig strukturierten Oberfläche durch eine Vielzahl von Perforationslöchern des in der Regel darüber angeordneten lichtemittierenden Elementes eine Flüssigkeit oder ein Gas bezüglich der unterseitigen Oberfläche des Trägers zu- oder abzuführen. Auf diese Weise ist beispielsweise das Zuführen von einem Druckgas zur Bildung eines Luftkissens zwischen der unterseitigen Oberfläche des Trägers und dem lichtemittierenden plattenförmigen Element für den Transport einzelner Chips möglich. Alternativ kann mittels dem plattenförmigen Element mit einer derartig nutenförmig ausgebildeten Oberfläche ein Vakuum an der unterseitigen Oberfläche des Trägers erzeugt werden, um eine Lagefixierung des lichtemittierenden plattenförmigen Elementes gegenüber dem Wafer zu erreichen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das weitere gas- oder flüssigkeitstransportiernde Element nicht ober- oder unterhalb, sondern in einer gemeinsamen Ebene mit dem lichtemittierenden Element derart angeordnet, dass eine Vakuum- oder Luftpolstererzeugung begrenzt auf die den abzulösenden Chip umgebende Trägerfläche erhalten wird.

Das weitere Element kann anstatt einer plattenförmigen Ausgestaltung eine räumlich abgedichtete Ausgestaltung unterhalb des lichtemittierenden Elementes mit den durchgehenden Öffnungen darstellen. Innerhalb dieses vorzugsweise gasdichten Raums ist dann eine Anordnung des Ablösewerkzeuges denkbar.

Die Lichteingänge des lichtemittierenden Elementes sind mit Lichtleitern einer externen Lichtquelle, die Licht in einem vorbestimmten Wellenlängenbereich abstrahlt, verbunden. Alternativ kann eine an einem Außenrand des lichtemittierenden Elementes angeordnete Lichtzeilenquelle, beispielsweise in Form einer LED-Zeile, angeordnet sein und eine Lichteinkopplung in das lichtemittierende Element mittels außenrandiger ebener oder konkav gekrümmter Flächen erfolgen.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Vorteile und Zweckmäßigkeiten sind der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung zu entnehmen. Hierbei zeigen:
1 eine Draufsicht eines gesägten Wafers auf einer Trägerplatte;
2 eine Schnittansicht durch die Trägerplatte aus 1 entlang der Linie II-II;
3 eine perspektivische schematische Ansicht des erfindungsgemäßen Teils der Ablösevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
4 eine detaillierte auseinandergezogene Ansicht des erfindungsgemäßen Teils der Ablösevorrichtung gemäß der Ausführungsform der Erfindung;
5 eine schematische Querschnittsansicht von drei verschiedenen Lichtausgängen eines lichtemittierenden Elementes gemäß der Ausführungsform der Erfindung;
6 ein Kamerabild eines Wafer-Ausschnitts bei Anwendung des erfindungsgemäßen Teils der Ablösevorrichtung gemäß der Ausführungsform der Erfindung;
7 eine schematische Querschnittsdarstellung der erfindungsgemäßen Ablösevorrichtung mit einem Ablösewerkzeug gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
8 eine schematische Querschnittsdarstellung der erfindungsgemäßen Ablösevorrichtung mit einem vakuumerzeugenden Elementes gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung; und
9a-d in schematischen Querschnittsdarstellungen vier verschiedene mögliche Anordnungen der einzelnen Elemente der Ablösevorrichtung gemäß weiterer Ausführungsformen der Erfindung.
Die in 1 dargestellte Draufsicht eines gesägten Wafers auf einem Träger beinhaltet eine Trägerfolie 1 für einen bereits gesägten Wafer 2, der aus einer Vielzahl von bereits voneinander getrennten Chips 3 besteht. Es kann sich hierbei um einen Wafer beziehungsweise Chips handeln, deren Dicke unter 60 μm liegen und die ein folienähnliches Verhalten aufweisen.
2 zeigt eine Schnittansicht durch die Trägerplatte aus 1 entlang der Linie II-II. Der Wafer 2 ist auf der Trägerfolie 1 mit Hilfe einer Klebefolie 4 aufgeklebt. Die Klebefolie 4 besteht aus einem wärmelöslichen Klebstoff, das heißt einem Klebstoff, der bei Erwärmung seine Klebeeigenschaften verliert beziehungsweise stark verringert. Im vorliegenden Fall ist hierzu eine Erwärmung des Klebstoffes auf eine Temperatur von ca. 400°C erforderlich. Die Trägerplatte weist eine unterseitige Oberfläche 1a auf.
Den 3 und 4 ist ein erfindungsgemäßer Teil der Ablösevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zu entnehmen. Der erfindungsgemäße Teil 5 besteht aus einer sandwichartigen Übereinanderanordnung von plattenförmigen Elementen mit einem zentrischen Durchgangsloch und ist als Einheit unterhalb der Trägerplatte verschiebbar angeordnet. Der Teil 5 kann bezüglich des Durchgangsloches 7 genau unterhalb eines einzelnen abzulösenden Chips angeordnet werden.
Im Einzelnen setzt sich das Teil 5 aus einem lichtemittierenden plattenförmigen Element 6, einem ersten plattenförmigen gas- oder flüssigkeittransportierenden Element 10 und einem zweiten plattenförmigen gas- oder flüssigkeittransportierenden Element 12 zusammen. Das lichtemittierende plattenförmige Element 6 ist als Lichtleiterplatte mit einem Material mit hohem Lichtransmissionsgrad ausgebildet, wobei deren Oberfläche mit Ausnahme von Lichtein- und -ausgängen eine nach innen gerichtete Lichtreflektion erzeugt. Das Material dieser Lichtleiterplatte ist zudem wärmebeständig, so dass sich eine zum Ablösen einzelner Chips und zur Deaktivierung des Klebstoffes erforderliche Temperatur von ca. 400°C nicht funktionseinschränkend bezüglich der optischen Eigenschaften auf die Lichtleiterplatte auswirkt.
Das lichtemittierende plattenförmige Element weist die zentrisch angeordnete Durchgangsbohrung mit Seitenwänden 7a auf, wobei innerhalb der Durchgangsbohrung ein Heizelement 8 mit einer Vorderseite 8a, die an die unterseitige Oberfläche 1a der Trägerplatte 1 angrenzt, und zur flächenselektiven Erwärmung eines einzelnen Chips 3 dient, angeordnet ist. Hierfür weist die Fläche der Vorderseite 8a in etwa die Flächenabmessung eines einzelnen Chips auf, so dass die flächenmäßige Erwärmung zur Deaktivierung des Klebstoffes auf die Abmaße eines Chips innerhalb des Wafers begrenzt werden könne.
Die Lichtleitplatte 6 ist zudem mit Lichtausgängen 9 und Lichteingängen 9a versehen, wobei die Lichtausgänge 9 auf die Seitenwände 7a der Durchgangsbohrung 7 verteilt angeordnet sind.
Um eine diffus nach außen mittig und nach oben gerichtete Ausstrahlung des Lichtes über die zentrische Seitenwandfläche 7a zu erhalten, ist die Seitenwand 7a kegelförmig ausgebildet, das heißt ihr Verlauf von unten nach oben zur Trägeroberfläche 1a hin erweitert sich. Zudem kann diese Seitenwand konkav verlaufend ausgebildet sein.
Das Licht wird über die Lichteingänge 9a im Außenrandbereich der Platte partiell eingekoppelt und innerhalb der Lichtleiterplatte bis zu den Lichtausgängen weitergeleitet. Hierbei sorgt die nach innen lichtreflektierende Oberfläche für die Vermeidung eines unkontrollierten Lichtaustritts.
Durch die Anordnung einer derartigen Lichtleiterplatte mit dem Durchgangsloch 7, in welchem das Heizelement 8 zentral angeordnet ist, werden Säge- oder Ritzgräben, die zwischen den einzelnen Chips innerhalb eines Wafers angeordnet sind, als Hellfeld an der Oberseite des Wafers abgebildet und ermöglichen eine genaue Zentrierung einer von oben hier nicht gezeigten zugreifenden Vakuumpipette bezüglich der Oberfläche eines einzelnen abzulösenden Chips.
Das erste gas- oder flüssigkeittransportierende Element 10 weist eine nutenförmig strukturierte Oberfläche 11 auf, deren Nuten zum Transport von Flüssigkeit oder Gas zu oder von der unterseitigen Oberfläche 1a der Trägerplatte über eine Mehrzahl von Perforationslöchern innerhalb der Lichtleiterplatte 6 dient. Beispielsweise kann eine Lagefixierung des Teils 5 bezüglich der Trägerplatte 1 mittels eines dazwischen aufgebauten Vakuums, bei dem Luft über die Nuten der nutenförmigen Struktur 11 und die nicht gezeigten Perforationslöcher innerhalb des Elementes 6 abgesaugt wird, hergestellt werden. Alternativ ist durch Zuführung von Luft über die nutenförmige Struktur der Oberfläche 11 und die Perforationslöcher eine Luftkissenbildung für Transportzwecke denkbar.
Ein zweites gas- oder flüssigkeittransportierendes Element 12 mit einer nutenförmig strukturierten Oberfläche ist unterhalb des ersten plattenförmigen Elementes 10 angeordnet und dient beispielsweise zur Kühlung der Flächen der Element 6, 10 und 12 mit Ausnahme darin mittig angeordneter Durchgangsbohrungen 7, 14 und 15 mittels einer in den Nuten geführten Flüssigkeit, um eine exakte Begrenzung der beheizten Fläche, in welcher der Klebstoff zum Ablösen eines einzelnen Chips erwärmt wird, zu erreichen.
In 5 sind in einer schematischen Querschnittsdarstellung drei Varianten der Seitenwände 7a der Lichtleiterplatte 6 zu sehen. Die kegelförmige Ausgestaltung der Seitenwand 7a gemäß der ersten Variante dient zum nach oben gerichteten Austritt der Lichtstrahlen, um die den abzulösenden Chip begrenzenden Sägegräben von oben betrachtet optimal ausgeleuchtet erscheinen zu lassen. Um auch benachbarte Sägegräben zu beleuchten, kann die Seitenwand 7a gemäß der zweiten und dritten Variante konkav oder konvex ausgebildet sein.
In 6 wird ein Bild eines Wafer-Ausschnitts dargestellt, wie es von einer oberhalb des Wafers angeordneten Kamera bei Anordnung der erfindungsgemäßen Ablösevorrichtung gesehen wird. Das plattenförmige lichtemittierende Element beleuchtet von der Unterseite her die Umgebung eines einzelnen abzulösenden Chips 13 derart, dass Sägegräben 16 hell erscheinen und eine genaue Präzisierung der Lage des Chips 3 anhand dessen Schattenbildes erleichtert wird.
In 7 wird in einer schematischen Querschnittsdarstellung die Ablösevorrichtung mit einem Ablösewerkzeug gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Wie der Darstellung zu entnehmen ist, besteht das Ablösewerkzeug aus einem nadelartigen Element 17 mit einer Mehrzahl von Nadeln 18, die durch eine Mehrzahl von Durchgangslöchern 19 zu der unterseitigen Oberfläche 1a des Trägers hin verschoben werden können. Auf diese Weise wird ein flächenhaft gleichzeitiges Wegdrücken des gesamten Chips von der Trägerfolie sichergestellt.
In 8 wird in einer schematischen Darstellung die Ablösevorrichtung mit dem nadelartigen Element 17 innerhalb eines vakuumisierten Raumes 20 dargestellt. Der vakuumisierte Raum 20 stellt letztendlich das gas- oder flüssigkeitstransportierende Element 10 dar, welches zur Erzeugung eines Vakuums an der unterseitigen Oberfläche des Trägers geeignet sein soll. Hierfür weist das lichtemittierende Element 6 weitere Durchgangslöcher 21 auf. Zusätzlich dienen Seitenwände 22 zur Schaffung des vakuuminisierten Raumes 20. Außerdem kann ein Lichtleiter 23 entlang der Seitenwand 22 als Lichteingang angeordnet sein.
In den 9a-9d werden in schematischen Querschnittsdarstellungen vier verschiedene Varianten einer möglichen Zueinanderanordnung des lichtemittierenden Elementes 6, des vakuum- oder drucklufterzeugenden Elementes 10 und des kühlenden Elementes 12 gezeigt.
In 9a sind sämtliche Elemente 6, 10 und 12 plattenförmig ausgebildet und sandwichartig untereinander angeordnet. Mittels der Durchgangslöcher 21 innerhalb des lichtemittierenden Elementes 6 wird das durch das Vakuum erzeugende Element 10 erschaffende Vakuum ebenso an der unterseitigen Oberfläche 1a des Trägers erzeugt.
In 9b ist gemäß einer zweiten Variante das vakuumerzeugende Element 10 nicht unterhalb, sondern oberhalb und auch teilweise neben dem lichtemittierenden Element 6 angeordnet. Ein in dem Vakuum erzeugenden Element 10 bestehender Raum 24 dient zur flächenhaften Verteilung des Vakuums auf die hier nicht gezeigte unterseitige Oberfläche des Trägers mittels Durchgangslöcher 25.
In 9c wird gemäß einer dritten Variante die Nebeneinanderanordnung des vakuumisierten Elementes 10 und des kühlenden Elementes 12 unterhalb des lichtemittierenden Ele mentes 6 gezeigt. Auf diese Weise ist eine schnelle und einfache Kühlung unmittelbar in an die Seitenwände 7a des Durchgangsloches 7 angrenzende Bereiche möglich, so dass ein ungewolltes Sichablösen benachbarter Chips vermieden wird.
In 9d ist gemäß einer vierten Variante das vakuumerzeugende Element 10 in einer gemeinsamen Ebene mit dem lichtemittierenden Element 6 angeordnet. Unterhalb dieser beiden Elemente 6, 10 erstreckt sich flächendeckend das kühlende Element 12, welches eine Ausnehmung zur Aufnahme einer Lichtleitfaser 26, die einen Lichteingang für das lichtemittierende Element 6 darstellt, aufweist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann nicht nur in Verbindung mit einem mittig angeordneten Heizelement, sondern auch mit jedem andersartigen Element, welches dazu geeignet ist, die Haftung eines Klebstoffes zu deaktivieren, verwendet werden. Beispielsweise kann ein UV-lichtemittierendes Element dazu verwendet werden, einen sich im UV-Licht auflösenden Klebstoff stellenweise zu deaktivieren. Alternativ kann mindestens ein Laserstrahl zur Deaktivierung des Klebstoffes verwendet werden.
Alternativ kann in den Durchgangsbohrungen der plattenförmigen Elemente auch – wie bisher – eine Nadel angeordnet werden, sofern es sich um abzulösende Chips mit ausreichender Dicke handelt.

1: Trägerfolie
1a: unterseitige Oberfläche des Trägers
2: Wafer
3: Chips
4: Klebefolie
5: sandwichartige Anordnung der plattenförmigen Elemente
6: lichtemittierendes plattenförmiges Element
7: Durchgangsloch des lichtemittierenden Elementes
7a: Seitenwand des lichtemittierenden Elementes im Durchgangslochbereich
8: Heizelement
8a: Vorderseite des Heizelementes
9: Lichtausgänge
9a: Lichteingänge
10: erstes plattenförmiges Element mit nutenförmig strukturierter Oberfläche
11: nutenförmig strukturierte Oberfläche des ersten plattenförmigen Elementes
12: zweites plattenförmiges Element mit nutenförmig strukturierter Oberfläche
13: nutenförmig strukturierte Oberfläche des zweiten plattenförmigen Ele
: ments
14: Durchgangsloch des ersten plattenförmigen Elementes
15: Durchgangsloch des zweiten plattenförmigen Elementes
16: Sägegraben
17: nadelartiges Element
18: Nadeln
19: Durchgangslöcher im lichtemittierenden Element
20: vakuumisierter Raum
21: Durchgangslöcher im lichtemittierenden Element für eine Vakuumbildung
22: Seitenwände
23, 26: Lichtleiter
24: vakuumiierter Bereich
25: Durchgangslöcher zur Vakuumbildung

Claims

Ablösevorrichtung zum Ablösen einzelner in einem Verbund (2) getrennt voneinander angeordneter elektronischer Bauteile (3), insbesondere in einem Wafer angeordneter Chips, von einem klebenden Träger (1, 4), wobei die einzelnen Bauteile (3) von einer Aufnahmeeinrichtung flächenausgerichtet aufnehmbar und transportierbar sind, wobei zur visuellen Erkennung der einzelnen Bauteile (3) ein plattenförmiges und flächenhaft lichtemittierendes Element (6) mit mindestens einer durchgehenden Öffnung (7) zum Darinanordnen eines flächenbegrenzt wirkenden Ablösewerkzeugs (8) an einer den Bauteilen (3) abgewandten unterseitigen Oberfläche (1a) des Trägers (1, 4) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das lichtemittierende Element (6) lichtleitend und verschiebbar angeordnet ist und dass ein erstes gas- oder flüssigkeitstransportierendes Element (10) mit dem plattenförmigen, lichtemittierenden Element (6) verbunden ist.
Ablösevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das lichtemittierende Element (6) aus einem homogenen lichtleitenden und wärmebeständigen Material besteht.
Ablösevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das lichtemittierende Element (6) mit Ausnahme von Lichtein- und -ausgängen (9, 9a) eine nach innen lichtreflektierende Oberfläche aufweist.
Ablösevorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Seitenwände (7a) der durchgehenden Öffnung (7) des lichtemittierenden Elementes (6) Lichtausgänge (9) aufweisen.
Ablösevorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwände (7a) derart geneigt angeordnet sind, dass sich der Verlauf der durchgehenden Öffnung (7) zur Trägeroberfläche (1a) hin erweitert.
Ablösevorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwände (7a) gekrümmt, insbesondere konkav oder konvex zur Trägeroberfläche (1a) hin verlaufend ausgebildet sind oder eine fresnellinsenartige Oberfläche aufweisen.
Ablösevorrichtung nach einem der Ansprüche 3-6, dadurch gekennzeichnet, dass die oberseitige, lichtreflektierende Oberfläche des lichtemittierenden Elementes (6) Lichtaustrittsflächen darstellende Unterbrechungen aufweist.
Ablösevorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtaustrittsflächen als Nuten ausgebildet sind.
Ablösevorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet dass die Nuten ringförmig und/oder linear an der Oberfläche des lichtemittierenden Elementes (6) angeordnet sind.
Ablösevorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ablösewerkzeug (8) ein nadelartiges Element (17) mit mindestens einer innerhalb der mindestens einen durchgehenden Öffnung (7, 19) parallel zu deren Verlauf verschiebbaren Nadel (18) ist.
Ablösevorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Element (10) plattenförmig mit nutenförmig strukturierter zum lichtemittierenden Element (6) hingewandter Oberfläche (11) ausgebildet ist.
Ablösevorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das erste plattenförmige Element (10) sandwichartig zum plattenförmig lichtemittierenden Element (6) angeordnet ist.
Ablösevorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste plattenförmige Element (10) mit nutenförmig strukturierter von der unterseitigen Oberfläche (1a) des Trägers (1, 4) abgewandter Oberfläche (11) in einer gemeinsamen Ebene mit dem lichtemittierenden Element (6) angeordnet ist.
Ablösevorrichtung nach einem der Ansprüche 11-13, dadurch gekennzeichnet dass das erste Element (10) Führungswege zur Erzeugung eines Vakuums an der unterseitigen Oberfläche (1a) des Trägers (1, 4) aufweist.
Ablösevorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites gas- oder flüssigkeitstransportierendes Element (12) mit dem plattenförmigen, lichtemittierenden Element (6) und/oder dem ersten Element (10) verbunden ist.
Ablösevorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Element (12) plattenförmig mit nutenförmig strukturierter zur unterseitigen Oberfläche (1a) des Trägers (1, 4) hingewandter Oberfläche (13) ausgebildet ist.
Ablösevorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet dass das zweite Element (12) sandwichartig zum plattenförmigen lichtemittierenden Element (6) angeordnet ist.
Ablösevorrichtung nach einem der Ansprüche 15-17, dadurch gekennzeichnet dass das zweite Element (12) Führungswege zur Zuführung eines Kühlmediums an die Oberfläche des lichtemittierenden Elementes (6) aufweist.
Ablösevorrichtung nach einem der Ansprüche 11-18, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und zweite Element (10, 12) jeweils mindestens eine sich mindestens mit der durchgehenden Öffnung (7) des lichtemittierenden Elementes (6) deckende durchgehende Öffnung (14, 15) aufweisen.
Ablösevorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das lichtemittierende Element (6) eine Vielzahl von Perforationslöchern, die sich von mindestens einer der darunterliegenden Elemente (10, 12) zu der unterseitigen Oberfläche (4a) des Trägers (4) erstrecken, aufweist.