DE10349847B3

DE10349847B3 - Positionierungsvorrichtung und -Verfahren für die Übertragung elektronischer Bauteile

Info

Publication number: DE10349847B3
Application number: DE10349847A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Schiller
Original assignee: Muehlbauer GmbH and Co KG
Current assignee: Muehlbauer GmbH and Co KG
Priority date: 2003-10-25
Filing date: 2003-10-25
Publication date: 2005-05-25
Anticipated expiration: 2023-10-26
Also published as: JP2007509494A; US8136231B2; CN1875455A; WO2005041274A1; EP1678744A1; EP1678744B1; CN100481315C; US20080267745A1

Abstract

Es wird eine Positionierungsvorrichtung für die Übertragung mindestens eines elektronischen Bauteils (6, 6a), insbesondere eines Chips, von einem ersten flachen Träger (1) auf mindestens eine vorbestimmte Stelle (2a) eines sich parallel zu dem ersten Träger erstreckenden zweiten flachen Trägers (2) mit einer Ausstoßeinrichtung (7, 8) zur Entnahme des Bauteils (6a) von dem ersten Träger (1) mittels einer Ausstoßbewegung gezeigt, wobei eine Kameraeinrichtung (10) zur Erfassung von Positionsdaten der vorbestimmten Stelle (2a), des von dem ersten Träger (1) zu entnehmenden Bauteils (6a) und wahlweise der Ausstoßeinrichtung (7, 8), die mit der Kameraeinrichtung (10) im Wesentlichen auf einer gedachten gemeinsamen Gerade (11) angeordnet sind, vorhanden ist. Des Weiteren wird ein Positionierungsverfahren beschrieben.

Description

Die Erfindung betrifft eine Positionierungsvorrichtung und ein Positionierungsverfahren für die Übertragung mindestens eines elektronischen Bauteils, insbesondere eines Chips, von einem ersten flachen Träger auf mindestens eine vorbestimmte Stelle eines sich parallel dazu erstreckenden zweiten flachen Trägers mit einer Ausstoßeinrichtung zur Entnahme des Bauteils von dem ersten Träger mittels einer Ausstoßbewegung gemäß den Oberbegriffen der Patentansprüche 1, 14 und 15.
Herkömmlicherweise werden für die Herstellung von Smart Labels Halbleiterchips mittels einer als Flipper bezeichneten Entnahmevorrichtung von einem auf einer als erster Träger agierenden Folie aufgespannten Wafer entnommen. In derartigen Flipchip-Maschinen wird der entnommene Chip oder Dice von dem Flipper geflippt, also dessen Ober- und Unterseite vertauscht, um anschließend mittels eines Pick-and-Place-Systems zu einem einen zweiten flachen Träger darstellenden Substrat transportiert und darauf angeordnet zu werden.
Da zwischen der Entnahmeposition der den Wafer tragenden Folie und einer vorbestimmten Stelle des Substrates, die die Bond-Kontakte für das Bonden des Chips auf dem Substrat aufweist, eine im Vergleich zu der Chipgröße relativ große Entfernung zurückzulegen ist, ist für das Sicherstellen einer genauen Positionierung des Chips oder des Dice auf dem zu bestückenden Substrat eine technisch aufwendige Flipchip-Bonder-Maschine erforderlich. Derartige Maschinen weisen hohe Herstellungskosten, erhöhte Reparaturanfälligkeit aufgrund ihrer aufwendigen Konstruktion und geringen Durchsatz aufgrund der langen Transportwege für die Flipchips auf.

DE 197 34 317 A1 beschreibt einen Bonder zum Bonden von Halbleiterchips auf eine Bondposition darstellende vorbestimmte Stelle eines zweiten Trägers, der ein Substrat darstellt. Bei dieser Vorrichtung werden zunächst mittels einer Vermessungseinrichtung Positionsdaten der einzelnen innerhalb des expandierten Wafers angeordneten Dice erfasst und gespeichert. Anschließend wird der den ersten Träger darstellende expandierte Wafer mit dem zu entnehmenden Chip über die vorbestimmte Stelle des zweiten Trägers, welche die Position der Bondkontakte des damit zu verbindenden Chips darstellt, positioniert. Anschließend findet mittels einer Ausstoßbewegung das rückseitige Ausstoßen und damit Sichlösen der Dice von der Folie dadurch statt, dass eine Ausstoßnadel auf eine Rückseite des Dice von oben wirkt. Der Dice wird dadurch direkt auf die vorbestimmte Stelle des Substrates platziert.

Hierfür findet ein Positionierungsvorgang der abzulösenden Dice gegenüber der vorbestimmten Stelle des Substrates mittels der zuvor erfassten Positionierungsdaten, die die Vermessungseinrichtung aufgenommen hat, statt. Da zwischen der Erfassung der Positionierungsdaten mittels der Vermessungseinrichtung und der Übertragung des Dice von dem Wafer beziehungsweise der Folie auf das Substrat eine Verschiebung des Wafers und damit der zu entnehmenden Dice erforderlich ist, um die Dice oberhalb der vorbestimmten Stelle des Substrates anordnen zu können, besteht aufgrund sich ändernder Spannungen der Trägerfolie die Gefahr einer zwischenzeitlichen Verschiebung der in ihren Positionsdaten bereits erfassten Dice auf der Trägerfolie. Dies hat zur Folge, dass eine genaue Positionierung der zu entnehmenden Dice oberhalb der vorbestimmten Stelle des Substrates nicht mehr möglich ist. Dies trifft insbesondere bei der Verwendung von sehr kleinen Dice innerhalb sehr großer Wafer, die sich in eine Vielzahl von Dice aufteilen, und bei der Verwendung von sehr kleinen Bondkontakten, die innerhalb der vorbestimmten Stelle bereits auf dem Substrat angeordnet sind, zu.

Zudem erfolgt bei derartigen Übertragungsvorrichtungen keine direkte Erfassung der Positionsdaten der Bondkontakte an derjenigen Stelle, an der der Bondvorgang durchgeführt werden soll. Vielmehr wird ein indirektes eindimensionales Positionieren der Bondkontakte durch ein Positionieren des bandartigen Substrates, auf welchem die Bondkontakte angeordnet sind, mittels Antriebsrollen durchgeführt. Dies hat aufgrund von vorhandenen Materialtole ranzen und Positionsfehlern Positionierungsfehler bezüglich der Positionierung der vorbestimmten Stelle zur Folge.

Weiterhin weist die dargestellte Vorrichtung keine Positionierungseinrichtung zum Positionieren der Ausstoßeinrichtung im Bezug auf die Position der zu entnehmenden Dice und der vorbestimmten Stelle auf. Dies kann ebenso eine mögliche Fehlerquelle für eine nicht ausreichend genaue Positionierung der vorbestimmten Stelle gegenüber der zu entnehmenden Dice und der Ausstoßeinrichtung und damit für ein genaues Anordnen der Dice auf den Bondkontakten sein.

EP 1 357 590 A2 betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung elektronischer Vorrichtungen, bei dem mittels eines Laserstrahls ein Bauteil von einem Träger auf den anderen übertragen wird.

DE 101 59 976 A1 betrifft eine Vorrichtung zum Handhaben von Bauelementen mit kleinen Abmessungen, bei der Chips mittels eines Transportelementes zwischen einer Aufnahmestation und einer Arbeitsstation zum Be- und/oder Verarbeiten der Bauelemente transportiert werden. Hierfür sind die Chips auf einer Transportfläche des Transportelementes lösbar angehaftet, wie es beispielsweise durch eine selbstklebende Transportfläche erhalten werden kann.

DE 198 40 226 A1 betrifft ein Verfahren zum Aufbringen eines Schaltungschips auf einen Träger. Hierbei wird der auf einem Hilfssubstrat aufgebrachte Schaltungschip auf ein Schaltungssubstrat aufgebracht. Dies erfolgt durch eine Positionsänderung des Schaltungssubstrates und/oder des Hilfssubstrates.

EP 0 949 662 A2 betrifft ein Übertragungsverfahren und ein Übertragungssystem zum Übertragen von Chips, wobei hierfür mindestens zwei optische Detektionseinrichtungen erforderlich sind, um den Chip oberhalb einer Antenne genau zu positionieren.

DE 197 34 317 A1 zeigt einen Bonder zum Bonden von Halbleiterchips von einem in Chips zertrennten Wafer an einen Träger sowie Mittel zum Tragen dieses Chips an den an einer Bondposition befindlichen Träger. Zum genauen Positionieren der Chips sind Indexstifte vorgesehen, die in Perforationslöcher eingreifen, welche an dem Träger angeordnet sind.

Somit findet eine getaktete, gleichbleibende Vorschubbewegung des Trägers statt, ohne eine weitergehende Erfassung des übertragenen Chip durchzuführen.

DE 197 38 922 C2 zeigt eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bestücken eines Leadframes mit integrierten Schaltungen zu entnehmen, wobei eine oberseitig angeordnete Kamera oberhalb eines Auswerfers auf einer von dieser abgewandten Seite des Leadframes angeordnet ist. Die Kamera erfasst sowohl die Position des Leadframes beziehungsweise der auf diesen befindlichen Chipmontagefläche als auch die Position des unterhalb des Leadframes befindlichen Chips. Für eine derartige Erfassung des Chips durch die Kamera weißt der Leadframe Schlitze beziehungsweise Aussparungen auf (vgl.Sp.2, Zeilen 56-63 der DE 197 38 922 C2 ).

Zusätzlich ist ein Niederhalter (vgl.Bezugszeichen 8) angeordnet, welcher zwei verschiedene Positionen einnehmen kann, wobei er in einer ersten Position (vgl. 1 u.4 der DE 197 38 922 C2 ) das Sichtfeld der Kamera nicht verdeckt, sodass die Positionserfassung des Chips und des Leadframes durch die Kamera durchführbar ist. In einer zweiten Position (vgl. 2u.3 der DE 197 38 922 C2 ) sind die Teile, aus denen der Niederhalter besteht, zusammengefahren, sodass der Leadframe direkt auf ihm aufliegt. In dieser zweiten Position befindet sich der Niederhalter direkt zwischen der Kamera und dem Auswerfer, sodass eine Positionserfassung durch die Kamera nun nicht mehr möglich ist (vgl.Sp.3, Zeilen 41-53 der DE 197 38 922 C2 ). Somit müssen für jede Positionserfassung die Teile des Niederhalters auseinandergeschoben werden und vor der Übertragung des Chips wieder zusammengeschoben werden. Dies ist ein zusätzlicher zeitraubender Schritt während eines Bestückungsvorganges mit Chips.

Bedingt durch die in dem Leadframe angeordneten Schlitze und Aussparungen und dem Umstand, dass der DE 197 38 922 C2 kein Hinweis auf das Erfassen von Positionsdaten von bestimmten ausgewählten, nämlich funktionsfähigen Chips innerhalb eines Wafers zu entnehmen ist, ist bei dem Gegenstand der DE 197 38 922 C2 davon auszugehen, dass jeder Chip inspiziert wird, und zwar solange, bis ein funktionsfähiger Chip auf den Wafer gefunden wird. Hierdurch ergibt sich eine mehrmals durchzuführende, schrittweise sich ändernde Positionierung des Wafers, bis ein eigentlicher Bondvorgang durchgeführt werden kann.

Demzufolge liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Positionierungsvorrichtung für die Übertragung elektronischer Bauteile von einem ersten Träger auf einen zweiten Träger zur Verfügung zu stellen, die schnell und zuverlässig ein Anordnen der Bauteile auf vorbestimmte Stellen des zweiten Trägers mit hoher Genauigkeit sicherstellt. Es ist ebenso Aufgabe der Erfindung, ein Positionierungsverfahren für die Übertragung der Bauteile von dem ersten auf den zweiten Träger zur Verfügung zu stellen, das ein Anordnen der Bauteile auf vorbestimmte Stellen des zweiten Trägers mit hoher Genauigkeit und Schnelligkeit sicherstellt.

Diese Aufgabe wird vorrichtungsseitig durch die Merkmale des Patentanspruches 1 und verfahrensseitig durch die Merkmale der Patentansprüche 14 und 15 gelöst.

Bei einer Positionierungsvorrichtung für die Übertragung mindestens eines elektronischen Bauteils, insbesondere eines Chips, von einem ersten flachen Träger auf mindestens eine vorbestimmte Stelle eines sich parallel dazu erstreckenden zweiten flachen Trägers mit einer Ausstoßeinrichtung zur Entnahme des Bauteils von dem ersten Träger mittels einer Ausstoßbewegung ist eine Kameraeinrichtung zur Erfassung von Positionsdaten angeordnet, wobei die Kameraeinrichtung auf einer gedachten gemeinsamen Geraden mit der vorbestimmten Stelle auf dem zweiten Träger, dem zu entnehmenden Bauteil und der Ausstoßeinrichtung angeordnet ist. Auf diese Weise können die Positionsdaten der im Wesentlichen auf einer Achse angeordneten Teile beziehungsweise Einrichtungen, nämlich der Ausstoßeinrichtung, des abzulösenden Chips und der vorbestimmten Stelle auf dem zweiten Träger, in welcher Bondkontakte für den zu bondenden Chip angeordnet sind, an demjenigen Ort erfasst werden, an dem der eigentliche Bondvorgang stattfindet. Dies hat vorteilhaft zur Folge, dass eine gegenseitige Ausrichtung des Chips, der Bondkontakte und der Ausstoßeinrichtung unter Kontrolle der die Positionsdaten erfassenden Kameraeinrichtung direkt am Ort des durchzuführenden Bondvorganges stattfinden kann. Hierdurch ergibt sich eine Übereinanderpositionierung dieser drei Elemente mit hoher Genauigkeit, die auch eine einfache nachträgliche Korrektur bei Abweichungen zulässt.

Hierfür ist der erste Träger, der eine Trägerfolie, auf welcher ein Wafer angeordnet ist, darstellen kann, mit einer ersten und der zweite Träger, der als bandartiges Substrat ausgebildet sein kann, mit einer zweiten Positionierungseinrichtung zur Positionierung der beiden Träger bezüglich der gemeinsamen Geraden verbunden. Die erste und zweite Positionierungseinrichtung führen jeweils eine Verschiebung des ersten und des zweiten flachen Trägers in deren Trägerebenen durch, wobei gemäß einer bevorzugten Ausführungsform zusätzlich eine Rotationsbewegung um eine senkrecht zu den Trägerebenen stehende Rotationsachse möglich ist. Eine derartige Rotationsbewegung wird vorteilhafterweise mit dem ersten Träger durchgeführt, um eine Ausrichtung des Wafers und damit eines einzelnen aus diesem Wafer zu entnehmenden Chips bezüglich des Substratbandes und der darauf angebrachten Bondkontakte zu erhalten. Die zweite Positionierungseinrichtung welche dem Substratband zugeordnet ist, weist hingegen vorteilhaft Verschiebungseinrichtungen für das Verschieben des Bandes in X- und vorzugsweise zusätzlich Y-Richtung, welche beide innerhalb der Trägerebene liegen, auf.

Demgegenüber kann eine der Ausstoßeinrichtung wahlweise zugeordnete zusätzliche Positionierungseinrichtung nicht nur in X- und Y-Richtung, sondern auch in Z-Richtung verschoben werden, um eine Ausstoßbewegung, die von oben auf eine Rückseite des abzulösenden Chips wirkt, durchzuführen.

Das bandartige Substrat ist aus einem optisch transparenten Material oder aus einem teilweise durchbrochenen Material, um so einen optischen Kontakt der Kameraeinrichtung von unten auf den zu entnehmenden Chip und die Ausstoßeinrichtung zu ermöglichen. Bei einem sich anschließenden Verschieben des bandartigen Substrates werden mittels der Kameraeinrichtung zusätzlich die Positionsdaten der Bondkontakte erfasst und mittels einer Auswerteeinrichtung und einer auf die Positionierungsrichtungen wirkende Steuereinrichtung ein Ausrichten der drei Elemente zueinander bewirkt. Hierfür ist zu berücksichtigen, dass weitere bereits vor der Übertragung des Chips aufgebrachte Bauteile, wie beispielsweise Antennenschleifen, auf dem bandartigen Substrat angeordnet sind und den optisch transparenten Bereich des Substrates unterbrechen.

Aufgrund der Verwendung eines transparenten Materials für das Auflageelement kann die darunter angeordnete Kameraeinrichtung weiterhin optischen Kontakt zu den darüber angeordneten Bondkontakten, dem zu entnehmenden Chip und der Ausstoßeinrichtung halten, um deren Positionsdaten zu erfassen. Vorzugsweise ist die Auflagefläche beheizbar, um den Bondvorgang durch Heizeinwirkung zu beschleunigen beziehungsweise zu verbessern.

Ein Positionierungsverfahren für die Übertragung des elektronischen Bauteils von dem ersten flachen Träger auf die vorbestimmte Stelle des sich parallel dazu erstreckenden zweiten flachen Trägers weist vorteilhaft folgende Schritte auf:

– Verschieben des zweiten flachen Trägers entlang seiner Trägerebene unterhalb des ersten flachen Trägers;
– Erfassen von Positionsdaten des auf dem ersten Träger angeordneten Chips mittels der unterhalb des zweiten Trägers angeordneten Kameraeinrichtung;
– Positionierung einer vorbestimmten Stelle des zweiten Trägers oberhalb der Kameraeinrichtung;
– Erfassen der Positionsdaten der vorbestimmten Stelle mittels der Kameraeinrichtung und
– Ausrichten des ersten Trägers, wahlweise der Ausstoßeinrichtung und/oder des zweiten Trägers mittels damit verbundener Positionierungseinrichtungen durch Verschieben und/oder Verdrehen derjenigen zueinander innerhalb der Trägerebenen. Hierbei ist die Kameraeinrichtung zusammen mit der vorbestimmten Stelle des zweiten Trägers, dem auf dem ersten Träger angeordneten zu entnehmenden Chip und der Ausstoßeinrichtung auf einer gedachten gemeinsamen Gerade angeordnet,

wobei die Erfassung von Positionsdaten des auf dem ersten Träger angeordneten Chips während des Verschiebens des zweiten Trägers, der aus optisch transparenten Material besteht, stattfindet.

Auf diese Weise ergibt sich vorteilhaft eine Erfassung der Positionsdaten des zu bondenden und noch nicht abgelösten Chips zeitgleich mit einem Transport des bandartigen Substrates, wodurch sich nicht nur eine erhebliche Zeitersparnis und damit ein höherer Durchsatz einer Bondmaschine ergibt, sondern auch eine zusätzliche Messeinrichtung zur Bestimmung der Position eines Chips auf dem Wafer, wie sie bisher verwendet wurde, sich erübrigt.

Bei einem weiteren Positionierungsverfahren wird der als bandartiges Substrat ausgebildete zweite Träger in seiner Trägerebene mit einer dynamisch angepassten Verschiebungsgeschwindigkeit, die sich aus dem Abstand der von dem ersten Träger sukzessive zu entnehmenden Chips, einer Verschiebungsgeschwindigkeit des ersten Trägers und den Positionsdaten eines optisch transparenten Bereiches des zweiten Trägers, durch welche die Kameraeinrichtung Positionsdaten des auf dem ersten Träger angeordneten Chips während des Verschiebens des zweiten Trägers erfasst, berechnet. Somit ist die Verwendung von sogenannten Wafer-Map-Dateien, die von Wafer-Herstellfirmen zur Verfügung gestellt werden, derart möglich, dass deren Positions-Informationsdaten zu jedem funktionierenden Dice innerhalb eines Wafers als Abstandsdaten verwendet werden können und sich hieraus die Größe des benötigten Zeitfensters für die Positionserfassung des Dice und damit auch die maximale Transportgeschwindigkeit des Substrates errechnen lässt. Durch eine derartig dynamische Anpassung der Verschiebungsgeschwindigkeit des Substrates wird ein störungsfreier Ablauf bei maximal möglichem Maschinendurchsatz erreicht.

Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Vorteile und Zweckmäßigkeiten sind der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung zu entnehmen. Hierbei zeigen:
1 eine schematische Querschnittsdarstellung der erfindungsgemäßen Positionierungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
2 eine Draufsicht einer vorbestimmten Stelle mit Bondkontakten für die Verwendung innerhalb der erfindungsgemäßen Positionierungsvorrichtung; und
3 eine schematische Darstellung eines zeitlichen Verfahrensablaufes gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Positionierungsverfahrens in Verbindung mit einer Draufsicht eines Abschnitts eines zweiten Trägers.
In 1 wird in einer schematischen Querschnittsdarstellung eine Positionierungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Ein auf einer Trägerfolie angeordneter Wafer 1 ist oberhalb und parallel zu einem bandartigen Substrat 2, welches mittels Antriebsrollen 3, 4 von links nach rechts und vice versa sowie vorzugsweise zusätzlich in die Bildebene hinein und vice versa verschoben werden kann, angeordnet. Der Wafer 1 kann mittels einer Waferhalterung 5 innerhalb der Waferebene, also in X- und Y-Richtung verschoben und zusätzlich um eine senkrecht zu der Waferebene stehende Rotationsachse gedreht werden. Dies erlaubt eine genaue Ausrichtung eines ausgewählten von der Trägerfolie abzulösenden Chips 6a aus einer Mehrzahl von Chips 6 auf eine vorbestimmte Stelle des Substrates 2, die als Bondposition 2a Bondkontakte aufweist.
Eine Ausstoßeinrichtung 7 umfasst eine Ausstechnadel 8, die mittels einer Ausstoßbewegung in Z-Richtung, also einer Bewegung nach unten, auf die Rückseite des abzulösenden Chips 6a wirkt und diesen von der Trägerfolie ablöst. Auf diese Weise wird der abgelöste Chip 6a auf die Bondposition 2a abgelegt und an dieser Stelle mit den Bondkontakten verbunden. Hierfür weist die Vorrichtung ein flächenhaftes Auflageelement 9 auf, das zur Unterstützung des Bondvorganges beheizt werden kann.
Sowohl das Auflageelement 9 als auch das Substratmaterial des Substrates 2 sind optisch transparent, um einen optischen Kontakt einer Kameraeinrichtung 10, die unterhalb des Auflageelements 9 angeordnet ist, sowohl auf den abzulösenden Chip 6a und die Ausstoßeinrichtung 7 als auch auf die Bondposition 2a zu ermöglichen. Das Substratmaterial kann hierfür aus einem Kunststoff auf Polymerbasis, wie beispielsweise aus PE, PET, PV oder Polyamid bestehen.
Das Substratmaterial ist zusätzlich beispielsweise mittels photochemischer Prozesse oder einem Druckverfahren mit Antennenspulen versehen, die über die ebenso bereits auf dem Substratmaterial angeordneten Bondkontakte mit dem zu bondenden Chip verbunden werden sollen.
Wie der 1 deutlich zu entnehmen ist, sind die Kameraeinrichtung 10, die Bondposition 2a, der abzulösende Chip 6a und die Ausstoßeinrichtung 7 mit ihren Mittelachsen auf einer gedachten gemeinsamen Gerade 11 angeordnet, die ein Ausrichten dieser Elemente mit hoher Genauigkeit zulässt.
In 2 ist in einer, Draufsicht eine mögliche Form der vorbestimmten Stelle 2a, wie sie in der Positionierungsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform in welcher die Ausstoßrichtung nicht positionierbar ist, verwendet werden kann, dargestellt. Eine derartige Bondposition 2a besteht im Wesentlichen aus zwei Bondkontaktanschlüssen 12, die in diesem dargestellten Layout den Vorteil aufweisen, dass auf eine Positionierungseinrichtung für die Ausstoßeinrichtung 7 verzichtet werden kann, da die Flächen der Bondkontaktanschlüsse 12 im Vergleich zu der Größe des zu bondenden Chips 6a relativ groß sind. Dies betrifft insbesondere die längliche Ausdehnung der Bondkontaktanschlüsse 12 in Y-Richtung.
Hierfür ist die Ausstoßeinrichtung 7 bezüglich des Mittelpunktes der Kameraeinrichtung 10 fest positioniert. Die Position des Chips 6a wird während einer Transportbewegung des Substrates 2 ermittelt. Mittels der ermittelten Positionsdaten wird der Chip mit Hilfe der Positionierungseinrichtung der Waferhalterung 5 auf den Nullpunkt der Kameraeinrichtung, also auf die Gerade 11 ausgerichtet. Nachdem eine Transportbewegung des Substrates erfolgt ist, werden die Positionsdaten der Bondkontakte 12 mittels der Kameraeinrichtung erfasst. Anschließend wird das Substrat mittels der Antriebsrollen 3, 4 derart in X-Richtung verschoben, dass die Bondkontakte 12 genau unter dem zu bondenden Chip ausgerichtet sind. Anschließend findet eine Z-Bewegung der Ausstoßeinrchtung statt, um den Chip von der Trägerfolie zu lösen und auf den Bondkontakten anzuordnen.
In 3 wird in einer schematischen Darstellung eine mögliche Ausführungsform des erfindungsgemäßen Positionierungsverfahrens dargestellt. Zudem wird in einer Draufsicht eine mögliche Anordnung von Antennenschleifen 13, 14 und 15 auf einem optisch transparenten Substrat 2 mit dazwischen- und darinliegenden optisch transparenten Bereichen 16 gezeigt.
Der in Form von 8 verschiedenen Zeitsignalen gezeigte zeitliche Ablauf einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Positionierungsverfahrens erstreckt sich über eine Zeitspanne von insgesamt 400 ms und gibt unter anderem dem Vorgang eine Verschiebebewegung des Substrates während der Erfassung der Positionsdaten des Chips und der Ausstoßeinrchtung wieder.
Unter 1.) wird die Zeitspanne von 300 ms für eine Verschiebebewegung des Substrates 2 von der einen zu der nächsten Bondposition 2a dargestellt. Unter 2.) werden diejenigen Zeit spannen dargestellt, in welchen die Antennen 13, 14, und 12 der Kameraeinrichtung keinen optischen Kontakt zudem Chip erlauben.
Unter 3.) wird diejenige Zeit angegeben, die benötigt wird, um den Wafer bezüglich der Kameraeinrichtung derart zu verschieben, dass der nächste Chip mit seinen Positionsdaten erfasst werden kann. Anschließend findet eine Positionsdatenerfassung innerhalb der unter 4.) angegebenen Zeitspanne von 40 ms statt. Eine nachträglich auszuführende Korrekturverschiebung des Chips benötigt 20 ms, wie es unter 5.) angegeben ist.
Nun wird – wie unter 6.) gezeigt – eine Positionsdatenerfassung der Bondkontaktanschlüsse und anschließend eine gegebenenfalls notwendige Korrekturverschiebung des bandartigen Substrates oder des Chips, wie es unter 7.) dargestellt wird, durchgeführt. Auf diese Weise wird eine gegenseitige Ausrichtung der Bondkontaktanschlüsse zu dem zu bondenden Chip und gegebenenfalls der Ausstoßeinrichtung auf eine gemeinsame Gerade erhalten.
Unter 8.) findet für eine Zeitspanne von 40 ms der eigentliche Bondvorgang statt, um den Chip mit den Bondkontaktanschlüssen zu verbinden.
Sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden einzeln und in Kombination als erfindungswesentlich angesehen. Abwandlungen hiervon sind dem Fachmann geläufig.

1: Wafer
2: Substratband
2a: Bondposition
3, 4: Antriebsrollen
5: Waferhalterung
6: Chips
6a: abzulösender Chip
7: Ausstoßeinrichtung
8: Ausstechnadel
9: Auflage
10: Kameraeinrichtung
11: Gerade
12: Bondkontaktanschlüsse
13, 14, 15: Antennen
16: optisch transparenter Bereich

Claims

Positionierungsvorrichtung für die Übertragung mindestens eines Chips (6, 6a), von einem ersten flachen Träger (1) auf mindestens eine vorbestimmte Stelle (2a) eines sich parallel zu dem ersten Träger erstreckenden zweiten flachen Träger (2) mit: einer Ausstoßeinrichtung (7, 8) zur Entnahme des Chips (6a) von dem ersten Träger (1) mittels einer Ausstoßbewegung, einer Kameraeinrichtung (10) zur Erfassung von Positionsdaten der vorbestimmten Stelle (2a) und des Chips (6a), wobei die Kameraeinrichtung (10) mit der Ausstoßeinrichtung (7, 8), auf einer gedachten gemeinsamen Geraden (11) unterhalb des zweiten flachen Trägers (2) angeordnet ist, und einem flächenhaften Auflageelement (9) zum Auflegen eines Teils des zweiten flachen Trägers (2), dadurch gekennzeichnet, dass der zweite flache Träger (2) und das flächenhafte Auflageelement (9) aus einem optisch transparenten Material bestehen.
Positionierungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Träger (1) mit einer ersten und der zweite Träger (2) mit einer zweiten Positionierungseinrichtung (5; 3, 4) zu deren Positionierung bezüglich der gemeinsamen Geraden (11) verbunden sind.
Positionierungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der ersten und zweiten Positionierungseinrichtung (5; 3, 4) jeweils eine Verschiebung des ersten und des zweiten flachen Trägers (1, 2) in deren Trägerebenen durchführbar ist.
Positionierungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der ersten und/oder zweiten Positionierungseinrichtung (5; 3, 4) eine Rotation des ersten und/oder zweiten Trägers (1, 2) um eine senkrecht zu ihren Trägerebenen stehende Rotationsachse durchführbar ist.
Positionierungsvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausstoßeinrichtung (7, 8) mit einer dritten Positionierungseinrichtung zu deren Positionierung bezüglich der gemeinsamen Geraden (11) mittels einer parallel zu den Trägerebenen durchgeführten Verschiebung verbunden ist.
Positionierungsvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass der erste flache Träger (1) als Wafer und der zweite flache Träger (2) als bandartiges Substrat ausgebildet ist.
Positionierungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet dass das bandartige Substrat aus einem teilweise durchbrochenen Material besteht.
Positionierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem bandartigen Substrat weitere bereits vor der Übertragung des Chips (6a) aufgebrachte Bauteile (13, 14, 15) angeordnet sind.
Positionierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 – 8, dadurch gekennzeichnet dass an der vorbestimmten Stelle (2a) des bandartigen Substrates Bondkontakte (12) für das Bonden des Chips (6a) auf das Substrat angeordnet sind.
Positionierungsvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Träger (2) einzelne voneinander beabstandete Substratelemente umfasst.
Positionierungsvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass das Auflageelement (9) beheizbar ist.
Positionierungsvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kameraeinrichtung (10) eine Auswerteeinrichtung zum Auswerten und Aufeinanderabgleichen der erfassten Positionsdaten umfasst.
Positionierungsvorrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung zum Steuern der Positionierungseinrichtungen (5; 3, 4) in Abhängigkeit von den abgeglichenen Positionsdaten.
Positionierungsverfahren für die Übertragung mindestens eines Chips (6, 6a) von einem ersten flachen Träger (1) auf mindestens eine vorbestimmte Stelle (2a) eines sich parallel dazu erstreckenden zweiten flachen Trägers (2) mit einer Ausstoßeinrichtung (7, 8) zur Entnahme des Chips (6a) von dem ersten Träger (1) mittels einer Ausstoßbewegung, mit folgenden Schritten: – Verschieben des zweiten flachen Trägers (2) entlang seiner Trägerebene unterhalb des ersten flachen Trägers (1); – Erfassen von Positionsdaten des auf dem ersten Träger (1) angeordneten Chips (6a) mittels einer unterhalb des zweiten Trägers (2) angeordneten Kameraeinrichtung (10); – Positionierung einer vorbestimmten Stelle (2a) des zweiten Trägers (2) oberhalb der Kameraeinrichtung (10); – Erfassen von Positionsdaten der vorbestimmten Stelle (2a) mittels der Kameraeinrichtung (10); und – Ausrichten des ersten Trägers (1), wahlweise der Ausstoßeinrichtung (7, 8) und/oder des zweiten Trägers (2) mittels damit verbundener Positionierungseinrichtungen (5; 3, 4) durch Verschieben und/oder Verdrehen derjenigen zueinander innerhalb der Trägerebenen derart, dass die Kameraeinrichtung (10) die vorbestimmte Stelle (2a) des zweiten Trägers (2), der auf dem ersten Träger (1) angeordnete Chip (6a) und die Ausstoßeinrichtung (7, 8) auf einer gedachten gemeinsamen Gerade (11) liegen, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassung von Positionsdaten des auf dem ersten Träger (1) angeordneten Chips (6a) während des Verschiebens des zweiten Trägers (2), der aus optisch transparenten Material besteht, stattfindet.
Positionierungsverfahren für die Übertragung mindestens eines Chips (6, 6a) von einem ersten flachen Träger (1) auf mindestens eine vorbestimmte Stelle (2a) eines sich parallel dazu erstreckenden zweiten flachen Trägers (2) mit einer Ausstoßeinrichtung (7, 8) zur Entnahme des Chips (6a) von dem ersten Träger (1) mittels einer Ausstoßbewegung, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Träger (2) in seiner Trägerebene mit einer dynamisch angepassten Verschiebungsgeschwindigkeit bewegt wird, die sich aus dem Abstand der von dem ersten Träger (1) sukzessive zu entnehmenden unterschiedlich beabstandeten, funktionsfähigen Chips (6, 6a), einer Verschiebungsgeschwindigkeit des ersten Trägers (1) und Positionsdaten eines optisch transparenten Bereiches (16) des zweiten Trägers (2), durch welche die Kameraeinrichtung (10) Positionsdaten des auf den ersten Träger (1) angeordneten Chips (6a) während des Verschiebens des zweiten Trägers (2) erfasst, berechnet.