KR102491721B1 - 기판에 부품들을 장착하기 위한 장치 - Google Patents

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Abstract

기판(3)에 부품(1)을 장착하기 위한 장치는 본딩 헤드(6)를 구비한 픽앤플레이스 시스템(5), 카메라(7), 및 2개의 광편향 시스템들(8,9)을 포함한다. 제1 광편향 시스템(8)과 카메라(7)는 부품이 설치될 기판(3)의 소정부분(2)의 영상을 기록하기 위한 제1 영상 검출 시스템을 형성한다. 제1 광편향 시스템(8), 제2 광편향 시스템(9), 및 카메라(7)는 부품(1)의 바닥면의 영상을 기록하기 위한 제2 영상 검출 시스템을 형성한다. 픽앤플레이스 시스템(5)은 제2 광편향 시스템(9) 위로 각각의 소정의 높이 H1에서 부품(1)의 테이크업(take-up) 위치로부터 기판(3)의 소정부분(2)으로 운반대(13)를 이동시켜 부품(1)의 바닥면이 카메라(7)의 초점면에 위치하게 하고, 각각의 소정의 높이 H2로 운반대(13)를 들어올려 기판(3)의 소정부분(2)이 카메라(7)의 초점면에 위치하게 된다.

Description

기판에 부품들을 장착하기 위한 장치{APPARATUS FOR MOUNTING COMPONENTS ON A SUBSTRATE}
본 발명은 기판에 부품, 전형적으로는 전자 또는 광학 부품, 특히 반도체 칩과 플립 칩(flip chip)을 장착(실장)하기 위한 장치에 관한 것이다. 장착(mounting)은 또한 본 분야에서 본딩 공정(bonding process) 또는 배치 공정(placement process)으로 공지되어 있다.
이러한 종류의 장치들은 특히 반도체 산업에서 사용된다. 이러한 장치들에 대한 한 예로는 다이 본더(die bonder) 또는 픽앤플레이스 기계(pick and place machine)가 있고, 이것으로 반도체 칩, 마이크로기계 및 마이크로광학 부품 등의 형태인 부품들은 예를 들어 리드 프레임(lead frame), 인쇄 회로 기판(printed circuit board), 세라믹 등과 같은 기판상에 배치 및 결합된다. 부품은 본딩 헤드(bonding head)에 의해 테이크업(take-up) 위치에서 들려지고, 특히 위로 흡입되고, 기판의 소정부분으로 이동되고, 기판상의 정확하게 정의된 지점에 배치된다. 본딩 헤드는 적어도 3개의 공간 방향으로 본딩 헤드의 이동을 가능하게 하는 픽앤플레이스 시스템(pick and place system)의 부품이다. 기판상의 부품 배치가 지점에 대해 정확한 방법으로 이루어질 수 있는 것을 보장하기 위하여, 본딩 헤드의 포지셔닝 축(positioning axis)에 대해 본딩 헤드에 의해 파지되는 부품의 정확한 지점 및 또한 기판의 소정부분의 정확한 지점을 모두 측정하는 것이 필요하다.
부품의 바닥면을 카메라에 투사하기 위해 수직에 대해 약 45° 비틀어지 2개의 미러(mirror)가 사용되어, 본딩 헤드의 포지셔닝 축에 대해 부품의 위치가 측정될 수 있는 이러한 장치는 EP 449481, US 5878484, WO 2004064472, 및 EP 1916887에 공지되어 있다. 부품의 바닥면을 카메라에 투사하기 위해 미러와 5각 프리즘이 사용되는 장치는 EP 2373145에 공지되어 있다. 이들 장치들에서, 카메라의 광축은 본딩 헤드의 포지셔닝 축과 평행하게 연장된다. EP 2373145의 장치에서는 기판의 소정부분의 지점이 아니라 부품의 위치만이 측정된다.
산업적으로 사용되는 최근 설계의 장치들에서는, 2개의 카메라들이 통상적으로 사용되며, 즉 기판면(substrate plane)에 또는 그 아래에 배치되고 부품의 위치를 측정하기 위해 상향으로 지향되는 하나의 카메라와, 기판면 위에 배치되고 기판의 소정부분의 지점을 측정하기 위해 하향으로 지향되는 하나의 카메라가 사용된다. 이들 장치들의 관련 단점은 본딩 헤드가 먼저 테이크업 위치로부터 기판면에 또는 그 아래에 배치된 카메라로 이동하고, 이어서 기판의 소정부분으로 더 이동할 필요가 있어 종종 우회(detour)를 필요로 한다는 점이다.
본 발명은 부품의 지점을 측정하기 위해 그리고 기판의 소정부분의 지점을 측정하기 위해 단지 하나만의 카메라를 요구하며, 간단한 광학적 구조를 제공하고 작은 공간을 요구하는 장치를 개발하는 목적에 기초한다.
상기 과제는 특허청구범위에 기재된 특징을 갖는 본 발명에 의해 해결된다.
[청구항 1]
기판(3)을 위한 지지대(4)로, 지지대(4)의 표면이 기판면(14)을 정의하는 지지대(4);
본딩 헤드(6)를 구비한 픽앤플레이스 시스템(5)으로서, 픽앤플레이스 시스템(5)은 테이크업(take-up) 위치에서 본딩 헤드(6)로 부품(1)을 들어올리고 기판(3)의 소정부분(2)에 상기 부품(1)을 배치하도록 설정되는, 픽앤플레이스 시스템(5);
본딩 헤드(6)에 의해 잡혀 있는 부품(1)의 지점을 검출하기 위한 그리고 부품(1)이 장착될 기판(3)의 소정부분(2)의 지점을 검출하기 위한 카메라(7);
제1 광편향 시스템(8); 및
제2 광편향 시스템(9)
을 포함하는
기판(3)에 부품(1)을 장착하기 위한 장치로서,
카메라(7)가 광축(16)을 갖고,
픽앤플레이스 시스템(5)은 이동 가능한 운반대(13)를 포함하며 상기 운반대(13)에는 제1 광편향 시스템(8), 카메라(7), 및 본딩 헤드(6)가 고정되며,
제2 광편향 시스템(9)이 상기 장치에 고정된 방식으로 배열되며,
제1 광편향 시스템(8)과 카메라(7)가 기판(3)의 소정부분(2)의 영상을 기록하기 위한 제1 영상 검출 시스템을 형성하며, 제1 영상 검출 시스템의 물체측 광축(17)은 본딩 헤드(6)의 그리핑 축(15)으로부터 거리 D 위치에 연장되어 있고, 상기 거리 D는 카메라(7)의 광축(16)과 본딩 헤드(6)의 그리핑 축(15) 사이의 거리보다 더 작으며,
제1 광편향 시스템(8), 제2 광편향 시스템(9), 및 카메라(7)가 부품(1)의 바닥면의 영상을 기록하기 위한 제2 영상 검출 시스템을 형성하며, 그리고
상기 장치는, 부품(1)의 영상을 기록하기 위해, 제2 광편향 시스템(9) 위에서 기판면(14) 위로 소정의 높이 H1에서 테이크업 위치로부터 기판(3)의 소정부분(2)까지 부품(1)의 이동 동안 운반대(13)를 이동시켜, 부품(1)의 바닥면이 제2 광편향 시스템(9) 위에서 이동하는 동안 카메라(7)의 초점면에 위치하며, 그리고
기판(3)의 소정부분(2)의 영상을 기록하기 위해, 기판면(14) 위 소정의 높이 H2로 운반대(13)를 들어올려, 기판(3)의 소정부분(2)이 카메라(7)의 초점면에 위치하게 되도록 프로그램되고, 여기서 2개의 높이 H1 및 H2는 카메라(7)와 부품(1)의 바닥면 사이의 빔 경로의 광학적 길이, 그리고 카메라(7)와 기판(3)의 소정부분(2) 사이의 빔 경로의 광학적 길이가 동일하게 크도록 치수가 정해지는 것을 특징으로 하는
기판(3)에 부품(1)을 장착하기 위한 장치.
[청구항 2]
제1항에 있어서,
제1 광편향 시스템(8)은 편향 프리즘(18)과 미러(19)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판(3)에 부품(1)을 장착하기 위한 장치.
[청구항 3]
제1항에 있어서,
제1 광편향 시스템(8)은 2개의 미러(19, 23)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판(3)에 부품(1)을 장착하기 위한 장치.
[청구항 4]
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
제2 광편향 시스템(9)은 대칭 편향 프리즘(24)을 포함하며, 상기 편향 프리즘(24)은 횡단면이 이등변삼각형인 것을 특징으로 하는 기판(3)에 부품(1)을 장착하기 위한 장치.
[청구항 5]
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
제2 광편향 시스템(9)이 빔 스플리터 큐브(beam splitter cube)(30), 5각형 프리즘(31), 및 빔 스플리터 큐브(30)와 5각형 프리즘(31) 사이에 이음매 없이 배열된 광학적으로 투명한 바디(32)를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판(3)에 부품(1)을 장착하기 위한 장치.
본 발명은 부품의 지점을 측정하기 위해 그리고 기판의 소정부분의 지점을 측정하기 위해 단지 하나만의 카메라를 요구하며, 간단한 광학적 구조를 제공하고 작은 공간을 요구하는 장치를 제공하는 효과가 있다.
본 명세서에 포함되고 본 명세서의 일부를 구성하는 첨부 도면은 본 발명의 하나 이상의 실시형태들을 예시하며 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리 및 구현을 설명하는데 도움을 준다. 도면은 개략적으로 도시되며 축적에 맞게 도시된 것은 아니다. 도면들에서:
도 1 및 도 2는 부품들을 장착하기 위한 본 발명에 따른 장치의 2개의 스냅샷(snapshot)을 도시하며, 그리고
도 3 및 도 4는 각각의 광편향 시스템(optical deflection system)의 대안적인 실시형태들을 도시한다.
도 1 및 도 2는 기판(3)의 소정부분(2)상에 부품(1)을 장착하기 위한 본 발명에 따른 장치의 2개의 스냅샷(snapshot)의 측면도를 개략적으로 도시한다. 부품은 전형적으로 전자, 마이크로기계 또는 (마이크로-) 광학 부품이고, 특히 반도체 칩과 플립 칩(flip chip)이다. 상기 장치는 기판(3)을 위한 지지대(4), 본딩 헤드(bonding head)(6)를 구비한 픽앤플레이스 시스템(pick and place system)(5), 단일 카메라(7), 제1 광편향 시스템(8), 제2 광편향 시스템(9), 제1 광원(10), 제2 광원(11), 및 제3 광원(12)을 구비한다. 본딩 헤드(6), 제1 광편향 시스템(8), 카메라(7), 및 제2 광원(11)은 공통 운반대(carriage)(13)에 고정된다. 제2 광편향 시스템(9)은 본 장치에 정지 방식으로 배치된다. 기판(3)은 보통 다수의 기판의 소정부분을 갖는다. "기판(3)의 소정부분(2)"이란 용어는 일반적으로 카메라(7)의 가시범위에 위치되는 기판의 소정부분으로서 이하에서 이해될 것이며, 여기서 기판(3)의 소정부분(2)으로부터 카메라(7)까지의 빔 경로는 제1 광편향 시스템(8)을 통해 연장되어 그 안에서 적어도 한번 편향된다.
기판(3)을 위한 지지대(4)의 표면은 기판면(substrate plane)(14)을 정의한다. 픽앤플레이스 시스템(5)은 운반대(13)를 3개의 공간 방향으로, 즉 기판면(14)에 평행하게 연장되는 2개의 방향으로, 그리고 기판면(14)에 수직으로 연장되는 여기서는 Z-방향으로 지정되는 방향으로 이동시키기 위하여 적어도 3개의 드라이브(구동장치)(drive)를 포함한다. 본딩 헤드(6)는 Z-방향으로 연장되는 그리핑 축(gripping axis)(15)을 구비한다.
카메라(7)와 제1 광편향 시스템(8)은 조합하여 제1 영상 검출 시스템(image detection system)을 형성하여, 부품(1)이 장착될 기판(3)의 소정부분(2)의 영상을 기록하는 것을 가능하게 한다. 카메라(7), 제1 광편향 시스템(8), 및 제2 광편향 시스템(9)은 조합하여 제2 영상 검출 시스템을 형성하여, 본딩 헤드(6)에 의해 잡혀 있는 부품(1)의 바닥면 영상을 기록하는 것을 가능하게 한다.
픽앤플레이스 시스템(5)은 테이크업(take-up) 위치에서 본딩 헤드(6)에 의해 각 부품(1)을 들어올리고 기판(3)의 소정부분(2)상에 상기 부품을 배치하도록 설정된다. 따라서 매우 정확한 포지셔닝(positioning)을 가능하게 하기 위하여, 카메라(7)는 한편으로는 부품(1)의 바닥면의 영상을 기록하고, 다른 한편으로는 부품(1)이 배치될 기판(3)의 소정부분(2)의 영상을 기록한다.
제1 광편향 시스템(8)은 Z-방향으로 본딩 헤드(6)의 그리핑 축(15)에 대해 측방향으로 오프셋(offset)된 방식으로 연장되는 카메라(7)의 광축(16)을 본딩 헤드(6)의 그리핑 축(15)에 더 가까운 광축(17)으로서 가져오는데 사용된다. 제1 영상 검출 시스템의 물체측 광축(17)은 제1 광편향 시스템(8)으로 인하여 본딩 헤드(6)의 그리핑 축(15)으로부터 거리 D 위치에 연장되고, 상기 거리 D는 카메라(7)의 광축(16)과 본딩 헤드(6)의 그리핑 축(15) 사이의 거리보다 상당히 더 작다.
본딩 헤드(6)가 제2 광편향 시스템(9) 위의 소정의 작업 영역에 위치하는 한, 제2 광편향 시스템(9)과 제1 광편향 시스템(8)은 협력하여 본딩 헤드(6)에 의해 잡혀 있는 부품(1)의 바닥면을 카메라(7)의 가시범위로 가져온다.
카메라(7)가 부품(1)이 배치될 기판(3)의 소정부분(2) 뿐만 아니라 부품(1)의 바닥면의 선명한 영상을 기록하는 것을 가능하게 하기 위하여, 제1 영상 검출 시스템과 제2 영상 검출 시스템의 빔 경로들의 광경로(optical path)들은 가능한 최대 범위까지 동일하게 길어야 한다. 빔 경로들의 길이의 조정은 픽앤플레이스 시스템(5)의 운반대(13)를 Z-방향으로 이동시킴에 의해 이루어진다. 따라서 상기 장치는, 부품(1)의 영상을 기록하기 위해 운반대(13)가 제2 광편향 시스템(9) 위에서 기판면(14) 위로 Z-방향으로 소정의 높이 H1로 이동되며, 따라서 부품(1)의 바닥면이 적어도 제2 광편향 시스템(9) 위에서 이동하는 동안 카메라(7)의 초점면에 위치하며, 따라서 카메라(7)가 부품(1)의 이동 동안 부품(1)의 바닥면의 선명한 영상을 기록할 수 있고, 기판(3)의 소정부분(2)의 영상을 기록하기 위해 기판면(14) 위 소정의 높이 H2로 운반대(13)를 들어올릴 수 있으며, 따라서 기판(3)의 소정부분(2)이 카메라(7)의 초점면에 위치하며, 따라서 카메라(7)가 기판(3)의 소정부분(2)의 선명한 영상을 기록할 수 있도록 프로그램된다. 2개의 높이 H1 및 H2는 카메라(7)와 부품(1)의 바닥면 사이의 빔 경로의 광학적 길이, 및 카메라(7)와 기판(3)의 소정부분(2) 사이의 빔 경로의 광학적 길이가 동일하게 커서, 부품(1)의 바닥면이나 기판(3)의 소정부분(2) 중 하나가 카메라(7)의 초점면에 있도록 치수가 정해진다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, H2 > H1으로 적용된다.
상기 장치는 기판(3)의 소정부분(2) 각각으로부터 먼저 영상이 기록되고 부품(1)이 차례로 기판(3)의 소정부분(2)에 장착되도록 프로그램될 수 있다. 그러나, 부품(1)의 바닥면 영상을 기록하고, 이어서 각 장착 공정 동안 관련 기판(3)의 소정부분(2)의 영상을 기록하도록 또한 프로그램될 수 있다.
도 1은 기판(3)의 소정부분(2)이 카메라(7)의 가시범위에 있는 지점에서 운반대(13)가 소정의 높이 H2에 위치하여, 카메라(7)가 상기 기판(3)의 소정부분(2)의 충분히 선명한 영상을 기록할 수 있는 상태에 있는 장치를 도시한다.
도 2는 운반대(13)가 소정의 높이 H1에 위치하며 제2 광편향 시스템(9)의 작업 영역 내에 있으며, 따라서 부품(1)의 바닥면이 카메라(7)의 가시범위에 있으며, 따라서 카메라(7)가 부품(1)의 바닥면의 충분히 선명한 영상을 기록할 수 있는 상태에 있는 장치를 도시한다.
제1 실시형태에 따르면, 제1 광편향 시스템(8)은 편향 프리즘(18)과 미러(mirror)(19)를 포함한다. 편향 프리즘(19)은 그 횡단면이 삼각형이고 2개의 표면(21 및 22)에서 Z-방향으로 기판면으로부터 유래하는 광빔(20)을 반사시키는 바디(body)이다. 광빔(20)에 제2 반사가 행해지는 삼각형 편향 프리즘(18)의 바닥 표면(22)은 기판면(14)에 평행하게 연장된다. 광빔(20)에 제1 반사가 행해지는 제2 표면(21)은 미러링(mirroring)되고 바닥 표면(22)과 소정의 각도 α를 이룬다. 각도 α는 광빔(20)이 바닥 표면(22)에서 반사시 전반사되는 방식으로 결정된다. 전반사가 일어나는 것을 보장하기 위하여, 각도 α는 굴절에 대한 스넬의 법칙(Snell's law)의 법칙을 충족시켜야 한다:
α< 90˚- arcsin(n(air)/n(deflecting prism 18))
여기서, n(air)는 공기의 굴절률을 나타내고, n(deflecting prism 18)은 편향 프리즘(18)이 구성되는 물질의 굴절률을 나타낸다.
제1 실시형태에 따르면, 제2 광편향 시스템(9)은 대칭 편향 프리즘(24)을 포함하며, 이것은 부품(1)의 바닥면으로부터 유래하는 광빔(25)을, 그리핑 축(15)에 평행한 편향 프리즘(24)을 다시 떠나 제1 광편향 시스템(8)에 부딪칠 때까지, 그리핑 축(15)의 방향으로 3회 반사시킨다. 광원(10)은 편향 프리즘(24) 아래에 있는 편향 프리즘(24)의 한 면에 배치된다. 편향 프리즘(24)은 횡단면이 3개의 표면(26 내지 28)을 갖는 이등변삼각형이고, 그것의 각도 β는 광빔(25)이 상단 표면(26)에서 전반사되는 방식으로 선택된다. 그러므로, 각도 β는 다음 조건을 충족시켜야 한다:
β< 90˚- arcsin(n(air)/n(deflecting prism 24))
전반사로 인하여, 상단 표면(26)에는 은도금(silvering)이 필요하지 않으므로, 부품(1)에서 반사된 빛은 편향 프리즘(24)으로 들어갈 수 있으며, 모두 3개의 표면(26 내지 28)에서 내부에서 반사되며, 다시 편향 프리즘(24)을 떠날 수 있으며 그 다음 제1 광편향 시스템(8)에 의해 카메라(7)로 안내될 수 있다.
표면(27)은 유리하게는 은도금 방식으로 형성된다. 본딩 헤드(6)에 의해 잡혀진 부품(1)의 바닥면을 조사(illumination)하기 위한 광원(10)이 존재하는 경우, 표면(28)은 노출되지 않지만, 또 다른 삼각형 본체(29)가 편향 프리즘(24)의 일부와 빔 스플리터(beam splitter)를 형성한다. 빔 스플리팅(beam splitting)은 예를 들면, 일반적으로 좌절된 전반사를 통해 표면(28)에서 일어난다. 빔 스플리터 층으로 작용하는 표면(28)은 또한 폴카도트(polkadot)로서 형성될 수 있다. 폴카도트는 어레이(array) 방식으로 배치된 반사 점들로 구성되는 패턴이다.
제2 실시형태에 따르면, 제1 광편향 시스템(8)은, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 편향 프리즘(18) 대신에 미러(23)를 포함하며, 상기 미러는 수직에 대해 각도를 이룬다. 본 실시형태는 제1 실시형태 보다 더 많은 공간을 요구하므로, 이것은 이미 요구되는 미러(22)의 재료 두께가 거리 D를 증가시키기 때문에 본딩 헤드(6)의 그리핑 축(15)과 광축(17) 사이의 거리 D가 제1 실시형태에서 보다 더 커지는 결과로 이어진다. 미러(19 및 23)는 수직에 대해 45˚로 기울어질 수 있지만, 또한 45˚ 이상이나 45˚ 이하로 기울어질 수도 있다. 그러나, 이것은 본딩 헤드(6)의 방향으로 미러(23) 또는 기판면(14)의 방향으로 하향으로 미러(19)의 공간에 대한 더 큰 필요로 이어진다.
제2 광편향 시스템(9)은 제2 실시형태에 따르면 그리고 또한 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 빔 스플리터 큐브(beam splitter cube)(30), 5각형 프리즘(31), 및 선택적으로 바람직하게는 빔 스플리터 큐브(30)와 5각형 프리즘(31) 사이에 이음매 없이 배치된 광학적으로 투명한 바디(32)를 포함한다. 부품(1)의 바닥면으로부터 유래하는 광빔(25)은 빔 스플리터 큐브(30)에서 90˚ 만큼 편향되고, 5각형 프리즘(31)의 2개 표면에서 반사되어 이에 의해 총 추가 90˚ 만큼 편향되며, 따라서 5각형 프리즘(31)에서 방사되는 광빔은 본딩 헤드(6)의 그리핑 축(15)에 평행하게 그리고 카메라(7)의 광축(16)에 평행하게 연장된다. 광학적으로 투명한 바디(32)는 광경로를 감소시키고, 상기 2개 소자들 사이에 이음매 없이 삽입될 때 빔 스플리터 큐브(30)로부터 나오는 동안, 그리고 또한 5각형 프리즘(31)으로 들어가는 동안 모두 광빔(25)의 반사를 방지하며, 그리고 동일한 물질로 구성된다.
2개의 편향 시스템들(8 및 9)의 광학 부품들은 투명한 물질, 바람직하게는 유리 또는 비교적 높은 굴절률을 갖는 투명 플라스틱으로 구성된다.
광원들(10 및 12)은 부품(1)의 바닥면을 조사하기 위해 사용된다. 광원(10)은 바람직하게는 빔 스플리터 큐브(30) 아래에 배열된다. 따라서, 빔 스플리터 큐브(30)는 광원(10)에 의해 방사되는 빛을 주입하기 위해 그리고 부품(1)의 바닥면에서 반사된 빛을 분리하기 위해 사용된다. 광원(10)은 특히 매끄러운 미러링(mirroring) 바닥측을 갖는 부품(1)을 최적으로 조사하기 위하여 광축(16)에 동축인 방식으로 부품(1)의 바닥면을 조사하는 반면, 광원(12)은 거칠고 산만하게 산란된 바닥측을 갖는 부품(1)의 최적의 조사를 위해 측광으로서 형성된다.
광원(11)은 기판(3)의 소정부분(2)의 조사(illumination)를 위해 사용된다. 바람직하게는 광원(11)은 바람직하게는 제1 영상 검출 시스템의 광축(17) 주위의 모든 측면에 배열되고 측광의 방식으로 조사되도록 기판(3)의 소정부분(2)을 조사하는 광 수단을 포함한다. 이것은 추가적으로 동축 조사를 포함한다.
카메라(7)는 제2 광편향 시스템(9) 위로 본딩 헤드(6)의 이동 동안, 즉 정지하지 않는 동안 또는 영상을 기록하기 위해 장치가 제2 광편향 시스템(9) 위에서 본딩 헤드(6)를 정지시킬 수 있는 동안 부품(1)의 바닥의 영상을 기록할 수 있다.
모든 실시형태들에서, 미러(19)는 생략될 수 있고, 카메라(7)는, 그 광축(16)이 편향 프리즘(18) 또는 미러(23)에서의 반사 이후에 광빔(20)이 취하는 방향과 일치하도록, (비틀어진 방식으로) 배열될 수 있다.
본 발명은 적어도 다음의 이점들을 제공한다:
- 본딩 헤드에 의해 파지되는 부품의 정확한 지점과 기판(3)의 소정부분(2)의 정확한 지점 모두를 측정하기 위하여 단지 하나의 카메라만이 필요하다.
- 제1 광편향 시스템은 본딩 헤드의 그리핑 축에 더 가까이 카메라의 광축을 이동시키므로, 기계의 작동 범위를 증가시킨다.
- 제1 광편향 시스템은 부품의 바닥면으로부터 카메라까지의 광경로 길이의 감소로 이어지며, 따라서 카메라의 초점면의 조정을 위해 필요한 높이 H1과 H2 사이의 차이를 감소시킨다.
- 제2 광편향 시스템은 이 목적을 위해 본딩 헤드를 정지시킬 필요 없이 이동하는 동안 부품의 바닥면을 기록하는 것을 가능하게 한다. 이것은, 부품이 제2 광편향 시스템의 소정의 작업 영역 내에 위치하는 한, 부품의 바닥면의 영상이 외관상으로 계속 유지되기 때문이다.
- 제1 광편향 시스템은 본딩 헤드에 강성으로 연결되며, 제2 광편향 시스템은 기계에 고정 방식으로 배열된다. 따라서, 본딩 공정 동안 하나 이상의 편향 시스템 또는 그 부품들의 이동이 불필요하다.
- 높이 H1 및 H2는 소자(24) 또는 소자들(30, 31, 및 32)의 재질과 기하학적 구조의 선택을 통하여 장착 장치의 특정 요건들에 대해 조절될 수 있다.
본 발명의 실시형태들과 적용들이 도시되고 설명되었지만, 여기서 본 발명의 개념으로부터 벗어나지 않고 상기 언급된 것보다 더 많은 수정형태들이 가능하다는 것은 본 개시의 혜택을 가진 당업자에게 명백할 것이다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구항 및 그 등가물에서의 경우를 제외하고는 제한되어서는 안된다.

Claims (5)

  1. 기판(3)을 위한 지지대(4)로, 지지대(4)의 표면이 기판면(14)을 정의하는 지지대(4);
    본딩 헤드(6)를 구비한 픽앤플레이스 시스템(5)으로서, 픽앤플레이스 시스템(5)은 테이크업(take-up) 위치에서 본딩 헤드(6)로 부품(1)을 들어올리고 기판(3)의 소정부분(2)에 상기 부품(1)을 배치하도록 설정되는, 픽앤플레이스 시스템(5);
    본딩 헤드(6)에 의해 잡혀 있는 부품(1)의 지점을 검출하기 위한 그리고 부품(1)이 장착될 기판(3)의 소정부분(2)의 지점을 검출하기 위한 카메라(7);
    제1 광편향 시스템(8); 및
    제2 광편향 시스템(9)
    을 포함하는
    기판(3)에 부품(1)을 장착하기 위한 장치로서,
    카메라(7)가 광축(16)을 갖고,
    픽앤플레이스 시스템(5)은 이동 가능한 운반대(13)를 포함하며 상기 운반대(13)에는 제1 광편향 시스템(8), 카메라(7), 및 본딩 헤드(6)가 고정되며,
    제2 광편향 시스템(9)이 상기 장치에 고정된 방식으로 배열되며,
    제1 광편향 시스템(8)과 카메라(7)가 기판(3)의 소정부분(2)의 영상을 기록하기 위한 제1 영상 검출 시스템을 형성하며, 제1 영상 검출 시스템의 물체측 광축(17)은 본딩 헤드(6)의 그리핑 축(15)으로부터 거리 D 위치에 연장되어 있고, 상기 거리 D는 카메라(7)의 광축(16)과 본딩 헤드(6)의 그리핑 축(15) 사이의 거리보다 더 작으며,
    제1 광편향 시스템(8), 제2 광편향 시스템(9), 및 카메라(7)가 부품(1)의 바닥면의 영상을 기록하기 위한 제2 영상 검출 시스템을 형성하며, 그리고
    상기 장치는, 부품(1)의 영상을 기록하기 위해, 제2 광편향 시스템(9) 위에서 기판면(14) 위로 소정의 높이 H1에서 테이크업 위치로부터 기판(3)의 소정부분(2)까지 부품(1)의 이동 동안 운반대(13)를 이동시켜, 부품(1)의 바닥면이 제2 광편향 시스템(9) 위에서 이동하는 동안 카메라(7)의 초점면에 위치하며, 그리고
    기판(3)의 소정부분(2)의 영상을 기록하기 위해, 기판면(14) 위 소정의 높이 H2로 운반대(13)를 들어올려, 기판(3)의 소정부분(2)이 카메라(7)의 초점면에 위치하게 되도록 프로그램되고, 여기서 2개의 높이 H1 및 H2는 카메라(7)와 부품(1)의 바닥면 사이의 빔 경로의 광학적 길이, 그리고 카메라(7)와 기판(3)의 소정부분(2) 사이의 빔 경로의 광학적 길이가 동일하게 크도록 치수가 정해지는 것을 특징으로 하는
    기판(3)에 부품(1)을 장착하기 위한 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    제1 광편향 시스템(8)은 편향 프리즘(18)과 미러(19)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판(3)에 부품(1)을 장착하기 위한 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    제1 광편향 시스템(8)은 2개의 미러(19, 23)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판(3)에 부품(1)을 장착하기 위한 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    제2 광편향 시스템(9)은 대칭 편향 프리즘(24)을 포함하며, 상기 편향 프리즘(24)은 횡단면이 이등변삼각형인 것을 특징으로 하는 기판(3)에 부품(1)을 장착하기 위한 장치.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    제2 광편향 시스템(9)이 빔 스플리터 큐브(beam splitter cube)(30), 5각형 프리즘(31), 및 빔 스플리터 큐브(30)와 5각형 프리즘(31) 사이에 이음매 없이 배열된 광학적으로 투명한 바디(32)를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판(3)에 부품(1)을 장착하기 위한 장치.
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