JP4221360B2 - キャリアによって支持されるコンポーネントの基板上の所望の位置への移動に好適な方法、及びこのために設計される装置 - Google Patents

Description

本発明は、キャリアによって支持されるコンポーネントの基板上の所望の位置への移動に好適な方法に係る。

本発明は更に、キャリアによって支持されるコンポーネントの基板上の所望の位置への移動に好適であり、キャリア運搬装置と基板運搬装置が設けられる装置に係る。

米国特許第５，９４１，６７４号から公知である方法では、電子コンポーネントは、キャリア内に設けられるコンパートメント内に置かれる。キャリアは、ピックアップ位置に動かされ、このピックアップ位置では、キャリアからコンポーネントが持ち上げられるようイジェクタがコンパートメントを通り上方向に動かされる。同時に、ピックアップ素子が、コンポーネントが真空によってこの素子によってピックアップされるようピンから離れたキャリアの側面からコンポーネントに向かって動かされる。コンポーネントは、次に、ピックアップ素子によって、基板上の所望の位置に動かされる。

このような方法は、約０．２５ｍｍより大きい長さ及び／又は幅を有し、例えば、７０Ｆｍより大きい厚さを有するコンポーネントに好適である。

上述した寸法よりかなり小さいコンポーネントの使用に関連して開発が行われている。このようなコンポーネントは、もはや、ピンによって持ち上げることはできない。更に、そのようなコンポーネントを真空でピックアップすることは実質的に不可能である。何故なら、ピックアップ素子内に置かれる真空管は、ピックアップされるコンポーネントより小さい直径を有すべきだからである。このような真空管は、比較的早くに詰ってしまう傾向がある。

本発明は、そのような比較的小さいコンポーネントが、所望の場所に正確に位置決めされることが可能となる方法を提供することを目的とする。

この目的は、コンポーネントは、基板に面するキャリアの側面に置かれ、コンポーネントを支持するキャリアは、コンポーネントが、基板上の所望の位置に対向して置かれるまで基板に対して移動され、その後、光線ビームが、コンポーネントの領域におけるキャリアに当てられ、それにより、コンポーネントとキャリアとの間の接続が壊れ、コンポーネントは、キャリアから基板に移動される本発明の方法において達成される。

コンポーネントはキャリアに固定される本発明の方法では、光線ビームがキャリア内にエネルギーを与え、これにより、固定が壊され、コンポーネントは、基板に向かって推進されるかのようとなる。電子コンポーネントは、それにより、基板上にある導電性コンタクト上に位置付けられる。

コンポーネントは、この場合、例えば、赤外染料や、ポリアミド、ＰＭＭＡ、ＰＥＴ、ＯＥＮ、ＰＶＣといった高分子や、金属薄層や、２％より大きい原子量を有する水素を有するアモルファスＳｉ等によって形成される中間層によってキャリアに固定され得る。

光線ビームによるコンポーネントのキャリアから基板への直接移動は、コンポーネントがもはや機械的にグリップされる必要がないことを意味し、従って、コンポーネントの損傷が回避される。更に、本発明の方法は、コンポーネントは基板上の正しい位置に置かれることだけではなく、更に、コンポーネントは所望の向きで基板上に設けられることを確実にする。コンポーネントが、機械的手段によってピックアップされる場合、比較的小さいコンポーネントの場合、ピックアップ素子によるコンポーネントのピックアップ及び／又は移動の際に、コンポーネントが僅かに回転し、また、コンポーネントは、それに応じて、基板上に正しくない向きで置かれる危険性がある。

本発明の方法の１つの実施例は、光線ビームは、Ｎｄ−ＹＡＧレーザ、ＣＯ_２レーザ、ダイオードレーザ、又はエキシマレーザによって励起されることを特徴とする。

十分に小さい直径を有する光線ビームは、このようなレーザによって単純なやり方でキャリアに当てられることが可能である。更に、このような光線ビームは、比較的短い時間サイクルで単純なやり方でスイッチオンオフされることが可能であり、同時に、依然として、１回の時間サイクルにおいて光線ビームによって十分なエネルギーをキャリア内に導入することが可能である。

本発明の方法の更なる実施例は、コンポーネントを支持するキャリアは、第１の水平方向に移動され、一方、キャリアの下方に置かれる基板は、コンポーネントが、基板上の所望の位置に対向して位置付けられるまで第１の水平方向に垂直な第２の水平方向に移動されることを特徴とする、
キャリアの第１の水平方向における移動と、基板の第１の水平方向に垂直な第２の水平方向における移動は、単純なやり方で、コンポーネントを基板上の如何なる所望の位置の上方に位置付けすることを可能にする。

本発明の方法の更なる実施例は、幾つかのコンポーネントが、幾つかの光ビームによって、キャリアから、単一の基板又は幾つかの基板に同時に移動されることを特徴とする。

このやり方で、多数のコンポーネントを基板上に比較的迅速に位置付けすることが可能である。

基板上に位置付けられるコンポーネントは、基板及び基板上にある電気コンタクトに、はんだ、レーザ溶接、導電性のり、導電性エポキシ樹脂、又は、何らかの他の金属に基づいた又は電気接続技法によって接続され得る。

基板上の所望の位置に対で１つずつ設けられた後、コンポーネントは、従って、基板に、比較的短い時間で同時に接続され得る。基板とコンポーネントの間の電気コンタクトは、それにより同時に実現される。

本発明は更に、その目的として、公知の装置の不利点が回避される装置を提供する。

この目的は、基板運搬装置に面していないキャリア運搬装置の側部に少なくとも部分的に置かれる照明装置が更に設けられ、動作時に、コンポーネントを支持するキャリアは、キャリア運搬装置及び基板運搬装置によって、基板運搬装置によって支持される基板に対して位置付けられることが可能であり、一方、光線ビームは、照明装置によってキャリアに当てられることが可能である本発明の装置において達成される。

本発明の方法は、比較的小さいコンポーネントを、機械的な接触無しに基板上の所望の場所に正確に位置付けすることを可能にする。

本発明を、図面を参照しながら以下により詳細に説明する。

図１は、幾つかのコンポーネント２がその上に既に設けられている基板１を示す。

キャリア３は、基板１の上方に、基板から比較的短い距離において且つ基板と平行に延在する。キャリア３は、基板１に面している側面にコンポーネント２が設けられ、基板１に面している側面に設けられたこれらのコンポーネント２は、基板１に移動されたコンポーネント２の間隔よりかなり小さい間隔を有する。基板１と、基板に移動されるべきコンポーネントとの間の距離は、例えば、５０μｍである。

図１に示す状況では、コンポーネント２’が、キャリア２から基板１に移動されたばかりである。

図１に示す状態から開始するに、キャリア３は、キャリア運搬装置（図示せず）によって矢印Ｐ１によって示す方向に移動させられる。矢印Ｐ１によって示す方向は、基板１の表面と平行に、且つ、基板１の長手方向を横断するよう延在する。キャリア３は、基板１の上方の所望の位置にコンポーネント２’’があるまで矢印Ｐ１の方向に移動させられる。

その瞬間、光線ビーム４が、基板１に面していない方の側部からＮｄ−ＹＡＧレーザによってコンポーネント２’’の場所において、キャリア３に向けられ、それにより、コンポーネント２’’とキャリア３との間にある接続層５が加熱され、コンポーネント２’’は、キャリア３から基板１に向かって矢印Ｐ２によって示す方向（図３参照）に移動させられる。この移動は、高分子中間層５の場合では推進力によって、金属中間層５の場合ではアブレーションによる圧力の蓄積によって、＞２％のＨを有するアモルファスＳｉの中間層５の場合では照明後の水素の解放による圧力に蓄積によってもたらされる。

光線ビーム４をスイッチオフ後、コンポーネント２’’は、基板１上に位置する（図４参照）。キャリアは次に、移動されるべきコンポーネント２’’が基板１上の所望の位置の上方にあるまで、図２を参照して説明したように再び矢印Ｐ１の方向に動かされる。

４つのコンポーネント２が、ここで示すキャリア３において矢印Ｐ１の方向において互いの隣に置かれる。そのような４つのコンポーネント２からなる列が基板１に移動されると、キャリア運搬装置は、キャリア３を矢印Ｐ３によって示す方向に移動させる。

図６Ａ乃至図６Ｃは、コンポーネント２’’’をキャリア基板１に移動させる幾つかの段階を示す側面図である。コンポーネント２’’’は、接続層５によってキャリア３に接続される。図６Ａに示す状況では、コンポーネント２’’’は、基板１上の所望の位置の上方にある。図６Ｂに示す状況では、接続層５は、コンポーネント２’’’を離すようレーザビーム４によって活性化され、図６Ｃに示す状況に基板１の方向にコンポーネント２’’’を移動させる。図６Ｃから明らかなように、中間層５も、コンポーネント２’’’が取外されたキャリア３の領域において取外されている。

基板１を、基板運搬装置（図示せず）によって、矢印Ｐ１の方向及び反対の方向、且つ、矢印Ｐ３の方向及び反対の方向に動かすことも可能である。

１つのコンポーネント２のみを基板１上に設け、その後、違う基板１をキャリア３の下に置くことも可能であることは明らかである。基板１に、コンポーネント２を設けた後に互いから分離される幾つかのサブ基板を設けることも可能である。

位置決めの際に、キャリア３及び／又は基板１を共に矢印Ｐ１によって示す方向と、矢印Ｐ３によって示す方向に動かすことも更に可能である。

コンポーネント２が基板１上に設けられた後、コンポーネントは、はんだ、導電性のり、導電性エポキシ樹脂、又はレーザ溶接によって、基板１に接続される。

本発明の方法によってコンポーネントを積み重ね、それにより、３Ｄ構成を得ることも可能である。

レーザビームは、基板に面していない側部からではなく基板を通して当てることも可能である。このことは、例えば、コンポーネントがその上に置かれる基板が透明である場合に可能である。

キャリアから基板にコンポーネントを移動させる連続的な段階を示す図である。 キャリアから基板にコンポーネントを移動させる連続的な段階を示す図である。 キャリアから基板にコンポーネントを移動させる連続的な段階を示す図である。 キャリアから基板にコンポーネントを移動させる連続的な段階を示す図である。 キャリアから基板にコンポーネントを移動させる連続的な段階を示す図である。 キャリアから基板にコンポーネントを移動させる幾つかの段階を示す側面図である。 キャリアから基板にコンポーネントを移動させる幾つかの段階を示す側面図である。 キャリアから基板にコンポーネントを移動させる幾つかの段階を示す側面図である。

Claims (9)

1. キャリアによって支持されるコンポーネントの基板上の所望の位置への移動に好適な方法であって、
   ・ 前記コンポーネントを前記キャリアに対して、前記コンポーネントと前記キャリアとの間において置かれる中間層を使用して、取り付ける段階と、
   ・ 前記基板に面する前記キャリアの側面に置かれる前記コンポーネントを支持する前記キャリアを、前記コンポーネントが前記基板上の前記所望の位置に対向して置かれるまで、前記基板に対して移動させる段階と、
   ・ 前記コンポーネントと前記キャリアとの間の接続が壊れ、且つ前記コンポーネントが前記キャリアから前記基板に移動されるよう、前記コンポーネントが前記キャリアに対して取り付けられる前記キャリアの領域に光線ビームを当てる段階と、
   を有し、
   前記中間層は、前記コンポーネントから、並びに前記コンポーネントが取外された前記キャリアの前記領域から、取外される、
   方法。
2. 前記光線ビームは、Ｎｄ−ＹＡＧレーザ、ＣＯ_２レーザ、ダイオードレーザ、又はエキシマレーザによって励起されることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 前記コンポーネントを支持する前記キャリアは、第１の水平方向に移動され、一方、前記キャリアの下方に置かれる前記基板は、前記コンポーネントが、前記基板上の前記所望の位置に対向して位置付けられるまで前記第１の水平方向に垂直な第２の水平方向に移動されることを特徴とする請求項１又は２記載の方法。
4. 幾つかのコンポーネントが、幾つかの光ビームによって、前記キャリアから、単一の基板又は幾つかの基板に同時に移動されることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項記載の方法。
5. 前記コンポーネントは、前記基板に移動された後に、前記基板に、はんだ又はレーザ溶接によって接続されることを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか一項記載の方法。
6. 前記コンポーネントは、前記基板に移動された後に、前記基板に、導電性のりによって接続されることを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか一項記載の方法。
7. 前記コンポーネントは、前記基板に移動された後に、前記基板に、導電性エポキシ樹脂によって接続されることを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか一項記載の方法。
8. キャリアによって支持されるコンポーネントの基板上の所望の位置への移動に好適である装置であって、
   前記コンポーネントは、前記コンポーネントと前記キャリアとの間におかれる中間層を使用して、前記キャリアに対して取り付けられ、
   当該装置は、キャリア運搬装置及び基板運搬装置が設けられ、
   前記基板運搬装置に面していない前記キャリア運搬装置の側部に少なくとも部分的に置かれる照明装置が更に設けられ、
   動作時に、コンポーネントを支持するキャリアは、前記キャリア運搬装置及び前記基板運搬装置によって、前記基板運搬装置によって支持される基板に対して位置付けられることが可能であり、一方、光線ビームは、前記照明装置によって前記キャリアの領域に当てられることが可能であり、前記コンポーネントは、前記キャリアから取外され、前記キャリアから前記基板まで移動され、
   前記中間層は、前記コンポーネントから、並びに前記コンポーネントが取外された前記キャリアの前記領域から、取外される、
   ことを特徴とする装置。
9. 前記照明装置は、レーザであることを特徴とする請求項８記載の装置。

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