DE19524475C1 - Optische Zentriervorrichtung zum lagegenauen Bestücken eines Bauelements in Oberflächenmontagetechnik sowie deren Verwendung zur Montage von Laserdioden - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine optische Zentriervorrichtung zum lagegenauen Bestücken eines Bauelements in Oberflächenmontagetechnik (SDM-Technik) mit seiner Verbindungsfläche auf einer Verbindungsfläche eines Substrats, wobei das Bauelement oder das Substrat am freien Ende eines um eine Achse schwenkbaren Hebelarms gehalten ist und das andere Teil auf einer Unterlage gehalten ist, wobei in einem Strahlengang zwischen einer Beobachtungseinrichtung und einerseits der Verbindungs­ fläche des einen Teils sowie andererseits der Verbindungsfläche des an­ deren Teils ein teildurchlässiger Spiegel, etwa 45° zu dem Strahlengang orientiert, zur gleichzeitigen Darstellung der beiden Verbindungsflächen in der Beobachtungseinrichtung angeordnet ist, und wobei ein erster Punkt auf der einen Verbindungsfläche, ein zweiter Punkt auf der anderen Verbindungsfläche, ein dritter Punkt auf der Spiegelfläche und die Schwenkachse des Hebelarms Eckpunkte eines Qua­ drates bilden.

Weiterhin betrifft die Erfindung die Verwendung einer solchen Zentrier­ vorrichtung.

Zentriervorrichtungen der vorstehend angegebenen Art sind aus der DD-A1-2 42 320 bekannt. Darin wird eine Zentriervorrichtung beschrieben, bei der eine optische Überlagerung der Bilder der Unterseite eines zu plazierenden Elements und der Landefläche auf einem Substrat durch einen feststehenden, teildurchlässigen Spiegel erfolgt. Der teildurchlässige Spiegel wird so justiert, daß die Relativposition der Unterseite des Ele­ ments auf der Landefläche auf dem Substrat, wie sie in der optischen Überlagerung erscheinen, nach dem Absetzen des Elements auf dem Substrat mittels eines Hebelarms erreicht wird. Nach einmaliger Justage zum Ab­ gleich der Zentriervorrichtung verbleibt dann bei dieser Lösung der teil­ durchlässige Spiegel unbewegt. Somit ist es mit einfachen Mitteln mög­ lich, die Lage des Spiegels relativ zur Zentriervorrichtung konstant zu halten und damit eine gute Positioniergenauigkeit der Zentriervorrichtung zu erreichen. Diese Lösung erfordert allerdings, daß die Beobachtungsein­ richtung auf einer der dem Substrat oder dem Bauelement abgewandten Seite des teildurchlässigen Spiegels vorhanden sein muß, um das freie Schwenken des Hebelarms von seiner Ausgangsposition zu der Position, wo das Bauele­ ment auf seinem Substrat aufgesetzt wird, zu ermöglichen. Damit ist stets ein sehr großer Bildabstand der Beobachtungseinrichtung nötig, was die erreichbare optische Auflösung stark begrenzt. Weiterhin befinden sich bei dieser Vorrichtung im konvergenten Strahlengang Teile des teildurch­ lässigen Spiegels. Diese Teile, d. h. Glaselemente, im konvergenten Strahlengang verschlechtern die Auflösung der Optik zunehmend mit stei­ gender Vergrößerung.

Eine weitere Zentriervorrichtung zum lagegenauen Bestücken in Ober­ flächenmontagetechnik (SMD-Technik) eines Bauelements wurde auf dem Seminar "FLIP-CHIP-TECHNIK" in einem Vortrag mit dem Titel "Equipment for Flip-Chip-Bonding" am 08.12.1992 an der Technischen Universität Dresden, veranstaltet von der VDI/VDE-Technologiezentrum Informationstechnik GmbH, Berlin, vorgestellt. Gemäß der präsentierten Zentriervorrichtung werden die Unterseite eines sich in einem Abstand über einem unteren Element befindlichen oberen Elements und die Oberseite des unteren Elements durch einen halbdurchlässigen Spiegel und mehrere Umlenkspiegel in einen opti­ schen Strahlengang projiziert, um die Überlagerung ihrer Bilder durch eine Videokamera darzustellen. Dabei befinden sich ein Umlenkspiegel, ein Umlenkprisma sowie ein auf das obere Element gerichtetes Objektiv und ein auf das untere Element gerichtetes Objektiv zwischen dem oberen und dem unteren Element. Die Positioniergenauigkeit des Bauelements auf der Ver­ bindungsfläche des Substrats wird durch die Justagegenauigkeit insbeson­ dere des halbdurchlässigen Spiegels und der Umlenkspiegel und -prismen, die zwischen dem oberen und dem unteren Element angeordnet sind, be­ stimmt. Ein Justagefehler, insbesondere der Winkellage eines Spiegels, geht als doppelter Winkelfehler in den optischen Strahlengang ein. Zum Absetzen des in dieser Zentriervorrichtung oberen Elements auf das untere Element muß das gesamte optische System aus dem Weg zwischen den beiden Elementen herausbewegt werden. Nach Aufsetzen des Bauelements auf dem Substrat werden die optischen Elemente wieder in ihre Ausgangsposition bewegt und die optischen Teile in den Bereich zwischen dem oberen und dem unteren Element geschoben. Beim Ausrichten und Einstellen dieses Aus­ gangszustands muß insbesondere auch die optische Einheit stets sehr genau eine definierte Position einnehmen, um stets die gleiche Relativposition der Spiegel zum Gerät zu gewährleisten. Gleiches gilt natürlich aus Sicht der Positionierung der Spiegel zwischen dem oberen und dem unteren Ele­ ment. Hieraus folgt, daß an die Führungsmechanik, um die einzelnen Bewe­ gungen vorzunehmen, besonders hohe Anforderungen zu stellen sind, was zu einem sehr hohen Herstellungsaufwand des Geräts führt.

Aus der DE 41 19 401 A1 ist eine Vorrichtung zum lagegenauen Positionie­ ren elektronischer Bauelemente auf einem Schaltungsträger, der in einer Ebene verschiebbar ist, bekannt. Die Vorrichtung weist einen Tragarm zur Aufnahme einer ein Mikroskop und eine im Winkel von 45° angeordneten halbdurchlässigen Spiegel aufweisende Optik und einen Schwenkarm auf, an dessen freiem Ende das Bauelement gehalten ist. Der halbdurchlässige Spiegel ist so angeordnet, daß sowohl das am Schwenkarm gehaltene Bauele­ ment als auch der Schaltungsträger durch den halbdurchlässigen Spiegel erkennbar sind. Die Verbindungslinien zwischen der Schwenkachse und der Unterseite des Bauelements, der Mitte des Bauelements und der Mitte des halbdurchlässigen Spiegels, der Mitte des halbdurchlässigen Spiegels und der Mitte des Strahlungsmusters auf dem Schaltungsträger, auf dem das Bauelement zu plazieren ist, und der Schwenkachse und der Oberfläche des Schaltungsträgers bilden ein Quadrat. Auf diese Weise wird sicherge­ stellt, daß das Bauelement richtig positioniert wird. Der Schaltungs­ träger wird bei dieser Vorrichtung derart verschoben, daß das Bild des Bauelements mit dem Bild des ihm zugeordneten Musters auf dem Schaltungs­ träger in Übereinstimmung gebracht wird. Der Schwenkarm wird aus seiner Ausgangsstellung geschwenkt und das Bauelement auf das ihm zugeordnete Muster aufgesetzt. Der Tragarm und der Schwenkarm bilden eine konstruk­ tive Einheit. Die Schwenkachse des Schwenkarms ist an dem Tragarm gela­ gert. Bei dieser Vorrichtung ist der optische Strahlengang so vorgesehen, daß er unter einem Winkel von 45° auf dem teildurchlässigen Spiegel auf­ trifft.

Aus der EP 0 501 688 A1 ist ein ein Mikroskop aufweisendes Gerät bekannt, um einen Laserstrahl auf eine Probe zu richten. Hierbei wird mittels eines teildurchlässigen Spiegels Laserlicht in einen parallelen Strahlen­ gang eines Mikroskops eingespiegelt.

Ausgehend von dem vorstehend beschriebenen Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Zentriervorrichtung der eingangs beschriebenen Art derart weiterzubilden, daß optische Fehler, die durch sich verschiebende Teile der Vorrichtung bei deren Einsatz her­ vorgerufen werden können, weitgehendst vermieden bzw. ausgeschlossen werden, aber gleichzeitig eine hohe optische Auflösung möglich ist.

Die vorstehende Aufgabe wird, ausgehend von dem eingangs beschriebenen Stand der Technik, dadurch gelöst, daß der Strahlengang zwischen der Be­ obachtungseinrichtung und dem teildurchlässigen Spiegel ein zur optischen Achse der Beobachtungseinrichtung paralleler Strahlengang ist, daß vor dem Auf­ setzen des einen Teils auf das andere Teil zwischen dem Spiegel und der Verbindungsfläche dieses einen Teils ein erstes Objektiv angeordnet ist, das den Strahlengang auf diese Verbindungsfläche fokussiert, daß zwischen dem Spiegel und der Verbindungsfläche des anderen Teils ein zweites Ob­ jektiv angeordnet ist, das den Strahlengang auf dessen Verbindungsfläche fokussiert, und daß die beiden Objektive und der Spiegel justiert an Haltern befestigt sind, wobei vor dem Verbinden der Teile nur die Objek­ tive aus dem Schwenkbereich des Hebelarms mittels Bewegungseinrichtung bewegt werden.

Aufgrund der Maßnahme, daß mit der erfindungsgemäßen Zentriervorrichtung, nach der Positionierung bzw. der Ausrichtung des Substrats einerseits und des Bauelements, das auf dem Substrat befestigt werden soll, andererseits nur die Objektive, an ihren zugeordneten Haltern befestigt, aus dem Schwenk­ bereich des Hebelarms herausbewegt werden, dagegen allerdings der Spie­ gel, an seinem ihm zugeordneten Halter befestigt, stationär verbleibt, werden die Probleme nach dem Stand der Technik vermieden. Optische Feh­ ler, die sich durch die Bewegung des Spiegels zwischen den einzelnen Positionierungsvorgängen ergeben und die mit einem doppelten Winkelfehler in den optischen Strahlengang eingehen, können völlig ausgeschlossen werden. Weiterhin ergibt sich der Vorteil, daß die Anforderungen an die Führungs- bzw. Schwenkeinrichtung für den Halter der Objektive und der Beobachtungseinrichtung gering sind, da an deren Positionsgenauigkeit geringere Ansprüche als an die Positionsgenauigkeit des Spiegels gestellt werden.

Vorzugsweise wird die Bewegungseinrichtung als Linearführung ausgebildet. Mit dieser Maßnahme kann mit einfachen mechanischen Mitteln eine Ver­ schiebung bzw. Bewegung der Halter, an denen die Objektive befestigt sind, vorgenommen werden. Solche Linearführungen sind mit geringen mecha­ nischem Aufwand, allerdings einer hohen Präzision, herstellbar. Darüber­ hinaus können sie einfach in die Zentriervorrichtung eingebaut und justiert werden.

Vorzugsweise wird die Linearführung derart ausgebildet, daß sie die Ob­ jektive parallel zur Schwenkachse, um die sich der Hebelarm bei dem Montagevorgang verschwenkt, bewegt. Diese Anordnung bringt insbesondere den Vorteil mit sich, daß bei großen Objekten mehrere Bereiche auf den Verbindungsflächen, die auf einer Linie liegen, mit hoher Vergrößerung nacheinander beobachtet werden können.

In einer alternativen Ausführung kann die Bewegungseinrichtung eine Schwenkeinrichtung aufweisen, an der die Halter der Objektive um eine Achse schwenkbar gelagert sind, um sie zwischen den einzelnen Montagevor­ gängen aus dem Bewegungsbereich des Hebelarms herauszuschwenken. Die Achse verläuft hierbei vorzugsweise in einer Ebene senkrecht zur Dreh­ achse des Hebelarms, wodurch gewährleistet ist, daß eine präzise Führung durch einfach zu fertigende Drehteile aufgebaut werden kann.

Um die beiden Objektive, die während der Montagevorgänge aus dem Schwenk­ bereich des Hebelarms herausgeschwenkt werden müssen, in ihrer Justierung zueinander nicht zu verändern, werden sie vorzugsweise an einem gemein­ samen Halter befestigt. Ein solcher Halter oder eine Bewegungseinrichtung ist vorzugsweise ein im Querschnitt winkelförmiges Teil, wobei an der einen Fläche dieses Teils das eine Objektiv gehalten ist, während an der anderen, senkrecht dazu stehenden Fläche das andere Objektiv gehalten ist. Weiterhin ist bevorzugt, daß die beiden Objektive baugleich sind. Hierdurch wird erreicht, daß die Anordnung bezüglich der optischen Ein­ richtung weitgehendst symmetrisch aufgebaut werden kann. Die optische Beobachtungseinrichtung ist ebenfalls fest mit dem Halter verbunden.

Um eine hohe optische Auflösung der Zentriervorrichtung zu erreichen, werden vor­ zugsweise die beiden Objektive in einem sehr kurzen Arbeitsabstand zu den jeweiligen Verbindungsflächen angeordnet. Die optische Beobachtungsein­ richtung projiziert aus dem parallelen Strahlengang auf die Netzhaut des Beobachters oder einen Kamerasensor.

Um eine einfache Möglichkeit zu bieten, reproduzierbare Positionen der Objektive in ihrer Grundstellung einzustellen, in der sie in den Bewegungsweg bzw. Arbeitsbereich des Hebelarms zur Beobachtung der jewei­ ligen Verbindungsflächen bzw. des Substrats und des Bauelements bewegt sind, werden Anschläge, die vorzugsweise einstellbar sind, vorgesehen, an denen sich die Halter der Objektive jeweils in einer Endposition anlegen.

Wie bereits vorstehend erwähnt, sollte der Spiegel in seinen Koordinaten vorzugsweise unveränderbar in Bezug auf die Schwenkachse des Hebelarms und zu dem Hebelarms selbst festgelegt sein. Der Spiegel wird also bereits bei dem Aufbau der Vorrichtung in Bezug auf den Hebelarm und dessen Schwenkachse in seiner Endstellung feinjustiert. Hierfür, aller­ dings auch für eine spätere Nachjustierung, kann der Spiegel mit einer Feinjustiereinrichtung in seinem Halter angeordnet werden.

Wie es für sich bekannt ist, ist das Bauelement dasjenige Teil, das dem Hebelarm zugeordnet ist. Hierdurch wird erreicht, daß nur geringe Massen in Form des Bauelements zu dem Trägersubstrat hin bewegt werden müssen.

Aufgrund der hohen Positionierungspräzisionen hat sich die Zentriervorrichtung insbe­ sondere zur Montage von Laserdioden auf einem Trägersubstrat bewährt, insbesondere dann, wenn 10 mm breite Laserdiodenarrays bzw. Hoch­ leistungslaserdiodenbarren aufgebaut werden sollen.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von zwei Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Zentriervorrichtung mit einer Bewegungseinrichtung in Form einer Linearführung, und

Fig. 2 eine der Fig. 1 ähnliche Zentriervorrichtung, bei der die Bewegung der Objektiv-Halter mittels einer Schwenkanordnung als Bewegungsein­ richtung durchgeführt wird.

Die Zentriervorrichtung, wie sie die Fig. 1 zeigt, wird dazu eingesetzt, in Oberflächen­ montagetechnik ein Bauelement 1 auf einem Substrat 2 lagegenau zu positio­ nieren. Bei dem Bauelement 1 kann es sich beispielsweise um einen Halb­ leiterchip handeln, der dann auf beispielsweise einem Silizium-Substrat 2 aufgebracht wird. Es ist aber auch möglich, ein Bauelement in Form einer Laserdiode auf einem Trägersubstrat 2 oder einem Kühlkörper 2 zu positio­ nieren.

Die Zentriervorrichtung weist ein plattenförmiges Trageteil 3 auf, an deren einer Längsseite sich senkrecht zu der Ebene des plattenförmigen Trageteils 3 ein Träger 4 erstreckt, während an der dem Träger 4 gegenüberliegenden Seite des Trageteils 3 ein Lagerbock 5 angeordnet ist. Ein Hebelarm 7 ist mittels eines Zwischenteils 8 an der Achse 6 befestigt, die in Lagern im Lagerbock 5 und im Träger 4 schwenkbar, spielfrei aufgenommen ist.

Auf der oberen Fläche 9 ist ein U-förmiger Halter 10 über ein Plattenele­ ment 11 mittels einer Linearführung 12 in Richtung des Doppelpfeils 13 verschiebbar gehalten. Der U-förmige Halter besitzt eine untere Halte­ platte 14, eine obere Halteplatte 15 sowie eine vertikale Halteplatte 16, wobei die vertikale Halteplatte 16 zu dem Hebelarm 7 hin gerichtet ist, während die offene Seite des U-förmigen Halters 10 zur hinteren Seite der Vorrichtung, d. h. in Fig. 1 nach links ausgerichtet ist. Innerhalb des von den Halteplatten 14, 15 und 16 umschlossenen Raums ist ein teildurch­ lässiger Spiegel 17 positioniert, der an einer nicht näher dargestellten Halteeinrichtung ortsfest an dem Träger 4 in diesem Ausführungsbeispiel befestigt ist. Oberhalb des U-förmigen Halters 10, d. h. oberhalb der Halteplatte 15, ist eine Beobachtungseinrichtung in Form eines Mikroskops 18 angeordnet. Die obere Halteplatte 14 des Halters 10 weist eine Öffnung 20 auf. Der Öffnung 20 gegenüberliegend ist in der unteren Halteplatte 14 ein erstes Objektiv 21 angeordnet. Ein zweites Objektiv 22 ist in der vertikalen Halteplatte 16 eingebaut.

Wie in der Fig. 1 anhand der strichpunktierten Linien 23 zu erkennen ist, bilden ein erster Punkt 24 auf der Verbindungsfläche des Bauele­ ments 1, ein zweiter Punkt 25 auf der Verbindungsfläche des Substrats 2, ein dritter Punkt 26 und die Achse 6 des Hebelarms 7 bzw. ein vierter Punkt 27 darauf die Eckpunkte eines Quadrats, wobei der Punkt auf der Spiegelfläche des teildurchlässigen Spiegels 17 und der Punkt 27 auf der Achse 6 des Hebelarms 7 auf einer Diagonalen gegenüberliegen.

Der teildurchlässige Spiegel 17 weist eine Feinjustiereinrichtung, die nicht näher dargestellt ist, auf, um den Spiegel in Bezug auf die Ebene 28, auf der das Substrat 2 aufgelegt ist, bzw. relativ zu dem Träger 4 in den vier Raumkoordinaten feinjustieren zu können, um so eine Grundjustierung zu erzielen. Nach einer solchen Feinjustage relativ zu der Zentriervorrichtung muß die Lage des teildurchlässigen Spiegels 17 nicht mehr verändert werden. Der Strahlengang des Mikroskops 18 (das Mikroskop 18 besitzt einen parallelen Strahlengang), durch die vertikale, strich­ punktierte Linie 29 angedeutet, wird über die Öffnung 20 zum einen durch den teildurchlässigen Spiegel 17 hindurch auf die Ebene 28 bzw. die Ver­ bindungsfläche des Substrats 2 über das Objektiv 21 fokussiert, während der im rechten Winkel zu der vertikalen Linie 29 an dem Spiegel 17 reflektierte Strahl über das zweite Objektiv 22 auf die Verbindungsfläche des Bauelements 1, das an dem Hebelarm 7 positioniert ist, fokussiert wird. Da die beiden Objektive 21, 22 zum einen baugleich sind, zum anderen einen sehr kurzen Abstand zu den beiden Verbindungsflächen des Bauelements 1 und des Substrats 2 haben, kann eine sehr hohe optische Auflösung erreicht werden. Weiterhin tragen die Glasbestandteile des optischen Strahlteilers, in dem gezeigten Beispiel in Form des teildurch­ lässigen Spiegels 17, nicht zu einer Verschlechterung der Abbildung bei, da sie, wie die Fig. 1 erkennen läßt, im parallelen Strahlengang, der von dem Mikroskop 18 aus geht, liegen.

Um während der einzelnen Aufsetzvorgänge den Halter 10 aus dem Schwenk­ bereich des Hebelarms 7 entfernen zu können, ist, wie bereits vorstehend erwähnt wurde, eine Linearführung 12 vorgesehen, die beispielsweise eine schwalbenschwanzförmig ausgeführte Linearführung sein kann, so daß das Plattenelement 11 in Richtung des Pfeils 13 bewegbar ist. Diese Bewegung erfolgt parallel zu der Achse 6 des Hebelarms 7. Für die Stellung des Plattenelements 11 und des U-förmigen Halters 10, wie sie in Fig. 1 dar­ gestellt ist, kann ein geeigneter Anschlag vorgesehen werden, um exakt diese Positionierungsstellung zwischen den einzelnen Arbeitsschritten wieder einstellen zu können. In der nicht dargestellten, verschobenen Position kann zum Beispiel der Träger 4 als hinterer Anschlag dienen, wobei diese verschobene Stellung nicht kritisch ist.

Vor einem Positionieren des Bauelements 1 auf dem Substrat 2 wird über das Mikroskop 18, des teildurchlässigen Spiegels 17 und der beiden Objektive 21 und 22 eine relative Ausrichtung des Substrats 2 zu dem Bauelement 1 vorgenommen. Hierzu kann beispiels­ weise die Ebene 28 mit einer Verstelleinrichtung in x- und y-Richtung ausgestattet werden. Der Halter, der das Bauelement 1 an dem Hebelarm 7 trägt, weist eine Einstellvorrichtung für den Drehwinkel um eine zur Ver­ bindungsfläche des Bauelements senkrechte Achse auf. Nachdem über das Mikroskop 18 die korrekte Lageausrichtung des Bauelements 1 zu dem Substrat erfaßt ist, wird der U-förmige Halter 10 mit den beiden Objektiven 21 und 22 über die Linearführung 12 nach hinten in Richtung des Pfeils 13 zu dem Träger 4 bewegt, so daß der Halter 10 mit den beiden Objektiven 21, 22 aus dem Verschwenkungsweg des Hebelarms 7 herausgeführt ist. Anschließend wird der Hebelarm 7 um die Achse 6 nach unten verschwenkt, so daß das Bauele­ ment 1 auf das Substrat 2 aufgesetzt werden kann. Danach wird der Hebel­ arm 7 wieder in die in Fig. 1 gezeigte Stellung zurückgeführt, um ein weiteres Bauelement, das positioniert und auf das Substrat 2 oder ein anderes Substrat aufgesetzt werden soll, an dem Hebelarm 7 zu befestigen. Wesentlich bei dieser Zentriervorrichtung zum Aufsetzen des Bauelements 1 auf das Substrat 2 ist, daß zu keinem Zeitpunkt der teildurchlässige Spiegel 17 in seiner Lage geändert werden muß, da nur die beiden Objektive 21 und 22 zusammen mit dem Halter 10 aus dem Schwenk- bzw. Arbeitsbereich des Hebels 7 herausgeschoben werden. Während kleine Schwankungen, die sich durch die Verschiebung des Halters 10 mit den beiden Objektiven 21 und 22 ergeben können, die Plaziergenauigkeit der Zentriervorrichtung nicht stark beein­ flussen, wird eine solche Beeinflussung des teildurchlässigen Spiegels 17 vollständig vermieden, da der teildurchlässige Spiegel 17 stets an seiner vorgegebenen, einjustierten Stellung verbleibt. Dieser Aufbau führt zu einer hochpräzisen, reproduzierbaren Positionier- und Montagemöglichkeit der Bauelemente auf den jeweiligen Substraten.

In Fig. 2 ist ein Aufbau einer Zentriervorrichtung ähnlich der Zentriervorrichtung nach der Fig. 1 dargestellt, bei der jedoch die Führung des Plattenele­ ments 11 aus dem Schwenkbereich des Hebelarms 7 in einer alternativen Art und Weise zu der Fig. 1 erfolgt.

Soweit die Bauteile der Zentriervorrichtung der Fig. 2 mit denjenigen der Zentriervor­ richtung der Fig. 1 identisch sind oder im wesentlichen dieselbe Funk­ tion erfüllen, sind in Fig. 2 identische Bezugszeichen verwendet worden und eine sich wiederholende Beschreibung wird deshalb nicht vorgenommen.

In der Ausführung der Fig. 2 ist das Plattenelement 11, an dessen einem Ende der U-förmige Halter 10 angeordnet ist, mit einem Schwenkarm 30 ver­ bunden, der sich unter einem rechten Winkel zu dem Plattenelement 11 er­ streckt und in der in Fig. 2 gezeigten Grundstellung eine Verlängerung des Trägers 4 nach oben bildet. Dieser Schwenkarm 30 ist an seinem freien Ende 31 an einem Schwenklager, das nicht näher dargestellt ist, schwenk­ bar um eine Achse 32 gelagert. Die Schwenkachse 32 verläuft senkrecht zu der Achse 6 des Hebelarms 7. Nach der Ausrichtung der beiden Ver­ bindungsflächen des Bauelements 1 und des Substrats zueinander und vor dem Verschwenken des Hebelarms 7 wird der Halter 10 aus dem Schwenkbe­ reich des Hebelarms 7 um die Schwenkachse 32 an dem Schwenkarm 30 geführt herausgeschwenkt. Nachdem das Bauelement 1 auf dem Substrat 2 aufgesetzt und der Hebelarm 7 wieder in die in Fig. 2 gezeigte Stellung zurückge­ schwenkt ist, wird der Halter 10 an dem Plattenelement 11 und dem Schwenkarm 30 wieder zurückgeschwenkt. Die obere Fläche 9 des Trägers 4 bzw. eine entsprechende Fläche des Schwenkarms 30 können für den Schwenk­ vorgang des Halters 10 als Führungsflächen dienen. Die Abmessungen des Halters 10 sowie die Lage und die Abmessungen des teildurchlässigen Spie­ gels 17 sind so gewählt, daß sich der Halter beim Verschwenken des Schwenkarms 30 um die Achse 32 in Richtung des Doppelpfeils 33 ungehindert an dem Spiegel 17 vorbei­ schwenken kann. Auch in dieser Ausführungsform ist gewährleistet, daß der teildurchlässige Spiegel stets fest zwischen den einzelnen Aufsetz­ vorgängen in seiner Lage relativ zu dem Träger 4 bzw. dem Trageteil 3 verbleibt, wodurch sich wiederum die anhand der Fig. 1 beschriebenen Vorteile ergeben.

Claims (15)

1. Optische Zentriervorrichtung zum lagegenauen Bestücken eines Bauelements in Ober­ flächenmontagetechnik eines Bauelements mit seiner Verbindungsfläche auf einer Verbindungsfläche eines Substrats, wobei das Bauelement oder das Substrat am freien Ende eines um eine Achse schwenkbaren Hebelarms gehalten ist und das andere Teil auf einer Unterlage gehal­ ten ist, wobei in einem Strahlengang zwischen einer Beobachtungsein­ richtung und einerseits der Verbindungsfläche des einen Teils sowie andererseits der Verbindungsfläche des anderen Teils ein teildurch­ lässiger Spiegel, etwa 45° zu dem Strahlengang orientiert, zur gleichzeitigen Darstellung der beiden Verbin­ dungsflächen in der Beobachtungseinrichtung angeordnet ist, und wobei ein erster Punkt auf der einen Verbindungsfläche, ein zweiter Punkt auf der anderen Verbindungsfläche, ein dritter Punkt auf der Spiegel­ fläche und die Schwenkachse des Hebelarms Eckpunkte eines Quadrates bilden, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlengang zwischen der Beobachtungseinrichtung (18) und dem teildurchlässigen Spiegel (17) ein zur optischen Achse (24) der Beobachtungseinrichtung (18) paral­ leler Strahlengang ist, daß vor dem Aufsetzen des einen Teils (2; 1) auf das andere Teil (1; 2) zwischen dem Spiegel (17) und der Verbindungs­ fläche dieses einen Teils (2; 1) ein erstes Objektiv (21) angeordnet ist, das den Strahlengang auf diese Verbindungsfläche fokussiert, daß zwischen dem Spiegel (17) und der Verbindungsfläche des anderen Teils (1) ein zweites Objektiv (22) angeordnet ist, das den Strahlen­ gang auf dessen Verbindungsfläche fokussiert, und daß die beiden Objektive (21, 22) und der Spiegel (17) justiert an Haltern (10; 14, 15, 16) befestigt sind, wobei vor dem Verbinden der Teile (1, 2) die Objektive aus dem Schwenkbereich des Hebelarms (7) mittels Bewegungseinrichtung (12; 17, 30) bewegt werden.

2. Zentriervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungseinrichtung eine Linearführung (12) aufweist, mittels der die Objektive (21, 22) aus dem Schwenkbereich des Hebelarms (7) be­ wegt werden.

3. Zentriervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Linearführung (21, 22) derart ausgebildet ist, daß die Objekti­ ve (21, 22) parallel zur Schwenkachse (6) des Hebelarms (7) bewegbar sind.

4. Zentriervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Bewegungseinrichtung eine Schwenkeinrichtung (30) aufweist, die den (die) Halter (10; 14, 15, 16) der Objekti­ ve (21, 22) um eine Achse (32) schwenkbar lagert, wobei die Ach­ se (32) in einer Ebene senkrecht zu der Schwenkachse (6) des Hebel­ arms (7) verläuft.

5. Zentriervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die beiden Objektive (21, 22) und die Beobachtungsein­ richtung (18) am selben Halter (10) befestigt sind.

6. Zentriervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das erste und das zweite Objektiv (21, 22) baugleich ausgebildet sind.

7. Zentriervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jeweils ein Objektiv (21, 22) nahe der ihm zugeordneten Verbindungsfläche (1, 2) angeordnet ist.

8. Zentriervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sie einen Anschlag zum reproduzierbaren Positionieren der Halter (10; 14, 15, 16) der Objektive (21, 22) in der für das Positionieren der einen Verbindungsfläche zu der anderen Verbindungs­ fläche vorgesehenen Stellung aufweist.

9. Zentriervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Spiegel (17) in seinen Koordinaten unveränderbar in Bezug auf die Schwenkachse (6) und zu dem Hebelarm (7) festgelegt ist.

10. Zentriervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sie ein Trageteil (3) aufweist mit einem Lagerbock (5), der den Hebelarm (7) lagert, und mit einem Träger (4) für die Bewe­ gungseinrichtung (11; 12, 30) und dem Halter (26) für den teildurch­ lässigen Spiegel (17).

11. Zentriervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Spiegel (17) mittels einer Feinjustiereinrichtung in dem ihm zugeordneten Halter angeordnet ist.

12. Zentriervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Bauelement (1) dasjenige Teil ist, das an dem Hebelarm (7) gehalten ist.

13. Zentriervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die optische Beobachtungseinrichtung (18) ein Mi­ kroskop mit parallelem Strahlengang ist.

14. Zentriervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die optische Beobachtungseinrichtung (18) eine Optik ist, die aus dem parallelen Strahlengang auf einen Kamerasensor projiziert.

15. Verwendung der Zentriervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14 zur Montage von als Laserdioden ausgebildeten Bauelementen auf einem Trägersubstrat.