TW201843756A - 用於將部件安裝在基板上的設備和方法 - Google Patents

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Abstract

本發明涉及用於將部件安裝在基板上的設備和方法。設備包括：接合頭，具有部件夾持器；第一驅動系統，用於使托架移動經過相對長的距離；第二驅動系統，被附接到托架，用於使接合頭在標稱工作位置和待機位置之間來回移動；驅動件或旋轉驅動件，驅動件被附接到接合頭用於使部件夾持器旋轉，旋轉驅動件用於使基板繞軸線旋轉；至少一個基板相機，被附接到托架；和至少一個部件相機。第二驅動系統也被設計成用接合頭執行高精度校正移動，或者第三驅動系統被設置成用基板執行高精度校正移動。至少一個基準標記被附接到接合頭或部件夾持器。

Description

用於將部件安裝在基板上的設備和方法
本發明涉及用於將部件，通常為電子或光學部件，特別是半導體晶片和覆晶安裝在基板上的設備和方法。在該領域中，該安裝也被稱為結合過程或組裝過程。
這種類型的設備尤其用於半導體工業。這樣的設備的例子是晶粒結合器或取放機(Pick and Place machines)，用這樣的設備，呈半導體晶片、覆晶、微機械、微光學和電光學部件等形式的部件被沉積在基板，諸如導線架、印刷電路板、陶瓷等上並且被結合。部件在取出位置被接合頭拾取，特別是被吸附；移動到基板場所並沉積在基板上的精確限定的位置處。接合頭是取放系統的一部分，取放系統能夠實現接合頭在至少三個空間方向上的移動。為了使部件能夠準確地定位在基板上，必須確定由接合頭夾持的部件相對於接合頭的定位軸線的精確定位以及基板場所的精確定位。
市場上可得的安裝設備在最佳情况下實現2 微米至3微米的定位精度，且標準差為3西格瑪(sigma)。
本發明的目的是開發一種設備和方法，與現有技術相比，該設備和方法實現較高的放置精度。
根據本發明的設備包括：接合頭，所述接合頭具有部件夾持器；第一驅動系統，所述第一驅動系統用於使托架移動經過相對長距離；第二驅動系統，所述第二驅動系統被附接到所述托架，用於使所述接合頭在標稱工作位置和待機位置之間來回移動；驅動件或旋轉驅動件，其被附接到所述接合頭，用於使所述部件夾持器旋轉，所述旋轉驅動件用於使所述基板繞垂直於基板表面延伸的軸線旋轉；至少一個基板相機，所述至少一個基板相機被附接到所述托架；以及至少一個部件相機。所述接合頭或所述部件夾持器包含至少一個基準標記，所述至少一個基準標記分別由至少一個部件相機和所述至少一個基板相機兩者使用以確定所述部件相對於所述接合頭的位置或所述接合頭相對於基板場所的位置。基板包含至少一個基板標記，並且所述部件包含至少一個部件標記或適合用作部件標記的結構。
第一驅動系統用於以相對低的定位精度將接合頭移動相對長的距離。第二驅動系統用於使接合頭在標稱工作位置和待機位置之間來回移動。在標稱工作位置中，接合頭覆蓋被附接到基板的基板標記，並且因此暫時移動到待機位置，在待機位置，接合頭不再覆蓋基板標記，使得基板相機能夠拍攝基板標記的圖像。第二 驅動系統優選地還用於以非常高的定位精度將接合頭移動相對小的距離，即，執行接合頭的高精度校正移動。替換地，可以提供第三驅動系統以執行基板的高精度校正移動。
合併到該說明書中並構成該說明書的一部分的附圖示出本發明的一個或更多個實施例，且與詳細描述一起用於解釋本發明的原理和實施。這些附圖並未按比例繪製。
1‧‧‧部件
1a‧‧‧部件
2‧‧‧基板
3‧‧‧接合頭
4‧‧‧進給單元
5‧‧‧用於進給及提供基板的設備
6‧‧‧第一驅動系統
7‧‧‧托架
8‧‧‧第二驅動系統
9‧‧‧部件相機
10‧‧‧基板相機
11‧‧‧部件夾持器
12‧‧‧軸線
13‧‧‧基準標記
14‧‧‧用於使部件夾持器旋轉的驅動件
15‧‧‧基板旋轉用旋轉驅動件
16‧‧‧第三驅動系統
17‧‧‧圖像傳感器
18‧‧‧光學器件
19‧‧‧偏轉鏡
20‧‧‧光束路徑
21‧‧‧光束路徑
22‧‧‧部件標記
23‧‧‧基板標記
圖1示意性地示出了根據本發明的用於將部件安裝在基板上的設備的第一實施例，圖2示意性地示出了根據本發明的用於將部件安裝在基板上的設備的第二實施例，並且圖3-5示出了在根據本發明的組裝過程中拍攝的快照。
圖1示意性地示出了根據本發明的用於將部件1安裝在基板2上的設備的第一實施例。基板2包含至少一個基板標記23(圖3)。部件1特別是覆晶，但也包括其它半導體晶片。部件1也可以是電子的、光學的或電光的或任何其它部件，這些部件將以微米範圍或次微米範圍的精度被安裝。
該安裝設備包括：接合頭3；用於供應部件1的進給單元4；用於進給和提供基板2的裝置5；用於托架7的第一驅動系統6；和用於接合頭3的第二驅動系 統8。第二驅動系統8被附接到托架7。該設備還包括至少一個部件相機9和至少一個基板相機10。基板相機10被附接到托架7。接合頭3包括可繞軸線12旋轉的部件夾持器11。在下文中，由接合頭3保持的部件被稱為部件1a。部件夾持器11例如是將部件1a吸附的真空操作抽吸元件。
進給單元4包括：例如晶片台，該晶片台提供多個半導體晶片；和倒裝裝置，該倒裝裝置從晶片台一個接一個地移走半導體晶片，並將半導體晶片預備成作為覆晶以便傳遞到接合頭3。進給單元4也可以是一個接一個地預備成覆晶或其它部件以傳送到接合頭3的進給單元。
接合頭3或部件夾持器11包含至少一個基準標記13(圖3)，有利地包括至少兩個基準標記13，使得能夠檢測並校正由接合頭3的部件夾持器11保持的部件1a的位移和部件1a從它的設定位置的旋轉。該(該等)基準標記13以如下方式安裝在接合頭3或部件夾持器11上，使得當接合頭3位於部件相機9的視場或多個部件相機9的多個視場中時，該(該等)基準標記13在由部件相機9供應的圖像或由多個部件相機9供應的多個圖像中可見到，且當接合頭3分別處於基板相機10的視場或多個基板相機10的多個視場中時，在由基板相機10供應的圖像或由多個基板相機供應的多個圖像中可見到。該(該等)基準標記13例如形成為在部件夾持器11中的孔中的十字形，優選地它們以鉻結構的形式形成在 玻璃片上。玻璃是透明的，使得基準標記13從上方以及從下方以及因此被所有相機9和10看到。優選地，選擇具有非常低的熱膨脹係數的玻璃。有利地選擇玻璃板的厚度，使得在基板2上方的接合頭3的特定高度處，該(該等)基準標記13和該(該等)基板標記23兩者在由該(該等)基板相機10擷取的圖像中以足夠的清晰度成像，即，該(該等)基準標記13和該(該等)基板標記23都處於基板相機10的景深中。
第一驅動系統6用於輸送接合頭3經過相當長的距離，即，從部件移走位置輸送到基板2，接合頭3將待安裝的部件1從進給單元4携帶到基板2，在基板2處，接合頭3將部件1a放置在基板2的基板場所上。對於第一驅動系統6的位置精度的要求相對適中，通常+/-10μm的位置精度就足夠了。第一驅動系統6例如被設計為所謂的“龍門架”具有兩個或更多個機械上高度穩定的運動軸線，第一驅動系統6的兩個運動軸線允許托架7在彼此垂直延伸的兩個水平方向上移動。
上下移動接合頭3以便將部件1從進給單元4移走並將部件1a放置在基板2的基板場所上可以以不同的方式完成，例如- 第一驅動系統6包含用於上下移動托架7的第三高度穩定的運動軸線，- 第二驅動系統8包含用於上下移動接合頭3的另外的高精度驅動件，- 接合頭3包含用於上下移動部件夾持器11的高精 度驅動件，該高精度驅動件有利地由空氣軸承或滾珠軸承支撑。
該設備可以僅包含用於上下移動的上述運動/驅動軸線中的一個、或兩個或全部三個。
第二驅動系統8一方面用於如下面更詳細地描述的那樣，將接合頭3移動到待機位置，另一方面用於實現接合頭3在兩個不同水平方向上的高精度校正移動。第二驅動系統8包括：第一驅動件，該第一驅動件用於將接合頭3沿著被指定為u方向的第一方向移動；和第二驅動件，該第二驅動件用於將接合頭3沿著被指定為v方向的第二方向移動。方向u和v在水平方向上延續並且優選彼此正交。接合頭3可選地包括用於使部件夾持器11繞軸線12旋轉的驅動件14。用於進給和提供基板2的裝置5可以包含旋轉驅動件15以便使基板2繞與基板2的表面正交延伸的軸線旋轉，以便以這種方式交替消除任何角度誤差。
該部件相機9或所述若干個部件相機9用於檢測部件1a相對於該(該等)基準標記13的位置的位置。基板相機10或多個基板相機10用於檢測基板場所的位置相對於該(該等)基準標記13的位置，部件1a將被放置在其上。每一個部件相機9和每一個基板相機10都包括圖像傳感器17和光學器件18(圖3)。該(該等)基板相機10的光學器件18包括例如兩個偏轉鏡19。
該(該等)部件相機9，例如被固定地布置在設備上，並且使接合頭3在從部件移走位置移動到該(該等) 部件相機9上方的基板場所的途中，並且優選地，但不一定，停下以拍攝一個或更多個圖像。該(該等)部件相機9可以替代地被附接到托架7。例如，該(該等)部件相機9或接合頭3通過可縮回和可伸展的回轉機構附接到托架7。然後，在從部件移走位置移動到基板場所的時，該(該等)部件相機9或接合頭3分別縮回到圖像擷取位置，使得每一個部件相機9的一個或更多個圖像在移動期間可以被擷取。為了從進給單元4移走部件1以及為了用該(該等)基板相機10記錄圖像以及為了放置部件1a，該(該等)部件相機9延伸到待機位置中並且接合頭3延伸到其工作位置中。
與第一驅動系統6的運動範圍相比，第二驅動系統8的運動範圍相對較小並且甚至非常小。第二驅動系統8必須能夠將接合頭3從標稱工作位置移動到待機位置，其中一方面中基板標記23沒有被接合頭3覆蓋，另一方面能夠實現接合頭3在兩個不同水平方向上的高精度校正移動。為此目的，如果第二驅動系統8的運動範圍在一個水平方向上相對較長並且在另一個水平方向上非常短，就足夠了。在一個方向上的運動範圍通常為幾十毫米，例如20mm或30mm或更大，在另一個方向上的運動範圍通常為(僅)幾微米。
接合頭3的標稱工作位置是與接合頭3在組裝過程的最後步驟中占據的最終位置稍微不同的位置。標稱工作位置的精度要求相對較低，因為在裝配過程中稍後會自動補償與標稱工作位置的任何偏差。
該設備被構造成將托架7和/或接合頭3和/或部件夾持器11降低到使得部件1a的下側位於基板表面上方通常僅50-200μm的極低的高度處，然後才用該(該等)基板相機10拍攝該(該等)基板標記23的圖像。通過這樣做，實現了僅在確定部件1a相對於其在基板場所上的設定位置的實際位置之後，以及在執行高精度校正移動之後的移動僅是托架7和/或接合頭3和/或部件夾持器11的下降移動，並且該距離如此短以至於在該下降移動期間在u方向和v方向上任何的位移都在次微米範圍內。
從托架7到達托架7在基板2的區域中的位置時起，該(該等)基板相機10相對於基板2的位置不再改變。從這一刻開始，即借助於第二驅動系統8，只改變接合頭3的位置。因此可以監測該(該等)基準標記13的位置，直到將部件1a放置在基板2上並且可以校正在部件1a的最終下降階段期間可能發生的與其設定位置的任何新偏差為止。因此，可以在次微米範圍內以前所未有的精度進行安裝這些部件。
圖2示出了根據本發明的設備的第二實施例，第二實施例大體上與第一實施例類似，但是本質區別在於，第二驅動系統8被設計成使接合頭3在標稱工作位置和待機位置之間來回移動，但不用於高精度校正移動，並且用於進給和提供基板2的設備5包括第三驅動系統16，所述第三驅動系統16使得基板2能夠在至少兩個不同的水平方向上進行高精度校正移動。因此第 二驅動系統8可以僅在與基板2的表面平行延伸的單個方向上移動接合頭3。然而，第二驅動系統8也可以可選地被設計成升高和降低接合頭3，即，在與基板2的表面垂直延伸的方向上移動接合頭3。然而，在本實施例中，通過第三驅動系統16在平行於基板2的表面延伸的平面內進行高精度的校正移動。第三驅動系統16包括：第一驅動件，所述第一驅動件用於將基板2沿著第一方向(再次被指定為u方向)移動；和第二驅動件，所述第二驅動件用於將基板2沿著第二方向(再次被指定為v方向)移動。方向u和v在水平方向上延續並且優選地彼此正交。第三驅動系統16可選地還可以具有旋轉驅動件15，所述旋轉驅動件15允許基板2繞垂直於基板2的表面的軸線旋轉以便消除任何角度誤差。
利用這種設備，即使在部件1a下降的最後階段期間，可以不再為了校正成就而檢查可能仍然必要並且被執行的基板2的另一個校正移動，也可以實現類似的高定位精度。
現在詳細解釋部件1的安裝。根據本發明的安裝方法包括以下步驟A至O。這些步驟可以以不同順序執行。
A)用部件夾持器11從進給單元4拾取部件1。
B)用第一驅動系統6將托架7移動到部件相機9或多個部件相機9，使得該基準標記或這些基準標記13和部件1a處於該部件相機9的視場中或處於這些部件相機9的視場中。
對於將該(該等)部件相機9布置為固定的安裝設備，通過以下方式執行步驟B：用第一驅動系統6將托架7移動到該部件相機9或這些部件相機9。在將該(該等)部件相機9附接到托架7的安裝設備中，步驟B通過以下方式執行：使該(該等)部件相機9和接合頭3相對於彼此移動到圖像獲取位置。
C)用該部件相機9或這些部件相機9拍攝一個或更多個圖像。
部件1包含部件標記22(圖3)或可以用作部件標記的其它結構。部件標記22用於以要求的精度檢測部件1a相對於該(該等)基準標記13的位置。
在將該(該等)部件相機9附接到托架7的安裝設備中，步驟C之後的步驟是：使該(該等)部件相機9和接合頭3相對於彼此移動，使得接合頭3處於其正常工作位置中，並且如果需要的話，使該(該等)部件相機9處於待機位置中。
D)基於在前一步驟中獲取的該(該等)圖像，確定描述部件1a的實際位置相對於該(該等)基準標記13與其設定位置的偏差的第一校正向量。
第一校正向量包括三個分量△x1、△y1和△φ1，其中，△x1表示部件1a的基準點在被指定為x1方向的第一方向上的位移，並且△y1表示部件1a的基準點在被指定為y1方向的第二方向上的位移，並且△φ1表示部件1a相對於該(該等)基準標記13繞部件1a的基準點的旋轉。分量△x1和△y1在該(該等)部件相機9的像素坐標中 給出，分量△φ1是角度。如果部件1a的實際位置已經對應於其設定位置，則第一校正向量是零向量。
E)根據第一校正向量計算第一校正移動。
第一校正移動包括三個校正值△u1、△v1和△θ1。根據分量△x1、△y1和△θ1計算校正值△u1和△v1。根據角度誤差△φ1計算校正值△θ1。校正值△u1、△v1和△θ1全部都在相應的驅動件的機器坐標中給出。校正值△u1和△v1表示第二驅動系統8必須使接合頭3(在圖1所示的設備中)或第三驅動系統16必須使基板2(在圖2所示的設備中)在被指定為u方向的方向和被指定為v方向的方向上移動的距離，並且校正值△θ1表示安裝在接合頭3上的驅動件14必須使部件夾持器11旋轉的角度或旋轉驅動件15必須使基板2旋轉的角度，以消除部件1a的實際位置相對於該(該等)基準標記13與其設定位置的檢測偏差。
F)用第一驅動系統6將托架7移動到基板2的基板指定點上方的位置。
G)將托架7降低到基板2上方的高度，在該高度處，由部件夾持器11保持的部件1a的下側位於基板場所上方預定距離D處，其中距離D的尺寸被設定為使得該(該等)基準標記13和該(該等)基板標記23位於該(該等)基板相機10的場深中。
距離D通常為約50-200微米，但並不限於這些值。然而，距離D非常小，以至於當部件1a隨後下降到基板場所時，通常在方向u和v上不會發生部件1a的 位移，不會導致顯著位置誤差。
H)用第二驅動系統8將接合頭3移動到待機位置。
步驟F、G和H可以一個接一個地或同時執行，即，並行執行。托架7以及由此附接到托架7的該(該等)基板相機10在隨後的剩餘步驟期間不再移動。
在步驟A至G期間，接合頭3通常處於其標稱工作位置。由於接合頭3覆蓋該(該等)基板相機10，所以該(該等)基板相機10看不到基板標記23。待機位置的位置被選擇為使得接合頭3不覆蓋該(該等)基板標記23。
I)用該(該等)基板相機10拍攝第一圖像，其中基板相機10的視場或基板相機10的每一個視場都包含布置在基板2上的至少一個基板標記23。
J)用第二驅動系統8使接合頭3移動到標稱工作位置，在標稱工作位置中，基板相機10的視場或基板相機10的每一個視場包含至少一個基準標記13。
K)利用該(該等)基板相機10拍攝第二圖像。
L)使用利用該(該等)基板相機10拍攝的該第一圖像和該第二圖像或這些第一圖像和這些第二圖像來確定第二校正向量，所述第二校正向量分別描述基板場所的實際位置相對於該基準標記13或這些基準標記13與設定位置的偏差。
第二校正向量包括三個分量△x2、△y2和△φ2,，其中△x2表示該(該等)基準標記13在被指定為x2方向的第一方向上的位移，並且△y2表示該(該等)基準標 記13在被指定為y2方向的第二方向上的位移，並且△φ2表示該(該等)基準標記13相對於基板場所的旋轉。分量△x2和△y2在該(該等)基板相機10的像素坐標中給出，分量△φ2是角度。
M)根據第二校正向量計算第二校正移動。
第二校正移動包括三個校正值△u2、△v2和△θ2。根據分量△x2、△y2和△φ2計算校正值△u2和△v2。根據角度誤差△φ2計算校正值△θ2。校正值△u2、△v2和△θ2全部都在相應的驅動件的機器坐標中給出。校正值△u2和△v2表示第二驅動系統8必須使接合頭3(在圖1所示的設備中)或第三驅動系統16必須使基板2(在圖2所示的設備中)在被指定為u方向和被指定為v方向的方向上移動的距離，並且校正值△θ2表示安裝在接合頭3上的驅動件14必須使部件夾持器11或旋轉驅動件15必須使基板2旋轉的角度，以便消除接合頭3的該(該等)基準標記13相對於基板2的該(該等)基板標記23與它們的設定位置的檢測偏差。
N)執行第一校正移動和第二校正移動。
校正值△u1、△v1、△u2和△v2的位移由根據圖1的設備的第二驅動系統8和根據圖2的設備的第三驅動系統16執行。校正值△θ1和△θ2的旋轉由驅動件14或旋轉驅動件15執行。
O)降低托架7和/或接合頭3和/或部件夾持器11，並且將部件1a放置在基板場所上。
如果用根據圖1的設備執行安裝過程，則該 方法可選地還可以包括在步驟N之後執行一次或若干次的步驟P至T：
P)用基板相機10或多個基板相機10拍攝圖像。
Q)使用來自基板相機10的圖像或來自多個基板相機10的多個圖像來確定該(該等)基準標記13的該(該等)實際位置。
R)用第一校正向量計算該基準標記13或這些基準標記13的該(該等)校正實際位置。
在步驟E中計算的以及在步驟N中執行的針對接合頭3和部件夾持器11的第一校正移動也使該(該等)基準標記13的位置偏移。該(該等)基準標記13的這種偏移在步驟R中被推導出，因為第一次校正移動與相對於基板場所的取向無關。
S)確定另一個校正向量，該另一個校正向量描述該(該等)基準標記13的校正實際位置相對於該(該等)基板標記23與它/它們的設定位置的偏差。
T)根據另一校正向量計算接合頭3和部件夾持器11的另一個校正移動。
接合頭3和部件夾持器11的另一個校正移動包括：分量△uw、△vw，所述分量△uw、△vw在第二驅動系統8的機械坐標中給出；和分量△θw，該分量△θw是驅動件14或旋轉驅動件15的機器坐標系中的角度變化。
U)用第二驅動系統8執行對接合頭3的進一步校正移動，並且用驅動件14或旋轉驅動件15執行對部件夾持器11的進一步校正移動。
直到另外的校正向量的每一個分量小於分配給該分量的極限值為止。
可選步驟P至U用於在步驟N中執行校正移動之後檢查接合頭3是否實際上達到了在要求的精度內的位置，並且如果不是這種情况，則反覆地執行另一個校正步驟，直到出現這種情况為止。每一個部件的檢測偏差必須在要求的精度範圍內。
尤其是在根據圖1的設備的情况下，根據本發明的方法的步驟O可以通過監測來補充，其中該(該等)基準標記13的位置借助於該(該等)基板相機10而被連續地檢測，同時借助於第二驅動系統8和驅動件14或旋轉驅動件15使托架7或接合頭3或部件夾持器11下降並且保持穩定，以避免該(該等)基準標記13的以及因此部件1a的位置的任何改變。步驟O因此可以由以下步驟O1代替：O1)降低托架7和/或接合頭3和/或部件夾持器11並將部件1a放置在基板場所上，其中在借助於第二驅動系統8以及可選地也借助於驅動件14或旋轉驅動件15下降和保持穩定期間，該(該等)基準標記13的位置借助於該基板相機10或這些基板相機10而被連續地檢測。
如果需要的話，該基板相機10或這些基板相機10(包括圖像評估)和第二驅動系統8與驅動件14或旋轉驅動件15一起形成閉環運動軸線。
圖3至圖5示出了在根據本發明的安裝過程中拍攝的快照。使用包括單個部件相機9和兩個基板相 機10的安裝設備進行圖示，兩個基板相機10如上所述被附接到托架7。
圖3示出了步驟B之後的安裝設備的一部分。圖4示出了在步驟I期間的安裝設備的一部分，其中接合頭3處於待機位置並且兩個基板相機10拍攝第一圖像。圖5示出了在步驟K期間稍後一點的安裝設備的一部分，其中接合頭3處於兩個基板相機10中的每一個的視場包含至少一個基準標記13的位置。在接合頭3從圖4所示的狀態移動到圖5所示的狀態期間，基板相機10相對於基板2的位置尚未改變。圖3和圖5還示出了從基準標記13到基板相機10的圖像傳感器17的光束路徑20，而圖4示出了從基板標記23到基板相機10的圖像傳感器17的光束路徑21。
在基板2上放置的基板標記23留給本發明的安裝設備的使用者。具有單個基板相機10的安裝設備需要在接合頭3或部件夾持器11上的該(該等)基準標記13和基板2上的該(該等)基板標記23的不同布置。由於部件1通常是矩形的，所以該(該等)部件標記22、該(該等)基準標記13和該(該等)基板標記23通常被布置在矩形的兩個對角相對的角中或者矩形的兩個相鄰角中，因為這實現了最高的準確度。
在圖3和圖4所示的實施例中，接合頭3在位於繪圖平面的方向上從其標稱工作位置移動到待機位置。但是，這也可能在垂直於繪圖平面的方向上發生。
術語“部件相機”功能上將被理解，即光學偏 轉系統可以與基板相機一起形成部件相機，如在公開的專利申請CN 106559977(A)中所描述，該專利申請以參照的方式並入本申請中。在這種情况下，一(單個)相機和第一光學偏轉系統一起形成第一圖像檢測系統，第一圖像檢測系統使得能夠拍攝部件待安裝在其上的基板場所的圖像，以及相機、第一光學偏轉系統和第二光學偏轉系統一起形成第二圖像檢測系統，該第二圖像檢測系統使得能夠拍攝由接合頭保持的部件的下側的圖像。第一圖像檢測系統對應於基板相機，而第二圖像檢測系統對應於部件相機。第一光學偏轉系統在一些情况下也可以省略。
雖然已經示出並且描述了本發明的實施例和應用，但是，對受益於本揭示的本領域的技術人員來說將明顯的是，在不偏離本文的發明構思的情况下，除以上描述之外的更多變型是可能的。因此，本發明除申請專利範圍的精神及其均等物之外將不受限制。

Claims (10)

  1. 一種用於將部件安裝在基板(2)上的設備，包括接合頭(3)，具有部件夾持器(11)；至少一個基準標記(13)，被布置在所述接合頭(3)處或在所述部件夾持器(11)處；進給單元(4)，用於供應第一部件(1)；用於提供基板(2)的裝置(5)；第一驅動系統(6)，用於移動托架(7)；第二驅動系統(8)，被附接到所述托架(7)，用於使所述接合頭(3)在一個以上不同方向上移動；驅動件(14)或旋轉驅動件(15)，所述驅動件(14)被附接到所述接合頭(3)，用於使所述部件夾持器(11)繞軸線(12)旋轉，所述旋轉驅動件(15)用於使所述基板(2)繞軸線旋轉；至少一個基板相機(10)；和至少一個部件相機(9)或至少一個光學偏轉系統，所述至少一個光學偏轉系統與所述至少一個基板相機(10)一起形成至少一個部件相機，其中所述至少一個基板相機(10)被附接到所述托架(7)，所述托架(7)和/或所述接合頭(3)和/或所述部件夾持器(11)是可提升且可下降的，所述托架(7)能夠借助於所述第一驅動系統(6)移動到所述進給單元(4)， 所述托架(7)能夠借助於所述第一驅動系統(6)移動到所述至少一個部件相機(9)，或者所述至少一個部件相機(9)被固定到所述托架(7)且能夠相對於所述接合頭(3)回轉，使得所述至少一個基準標記(13)和由所述部件夾持器(11)夾持的第二部件(1a)在所述至少一個部件相機(9)的視場中，使得所述第二部件(1a)的實際位置相對於所述至少一個基準標記(13)是可檢測的，所述托架(7)能夠借助於所述第一驅動系統(6)在所述基板(2)的基板場所的上方移動，並且所述接合頭(3)能夠借助於所述第二驅動系統(8)移動到待機位置中，在所述待機位置中，所述至少一個基板相機(10)的每一個視場包含被布置在所述基板(2)上的至少一個基板標記(23)，並且所述接合頭(3)能夠借助於所述第二驅動系統(8)移動到標稱工作位置中，在所述標稱工作位置中，所述至少一個基板相機(10)的每一個視場包含所述至少一個基準標記(13)中的一個基準標記(13)，並且其中所述托架(7)和/或所述接合頭(3)和/或所述部件夾持器(11)能夠下降到如下程度：所述至少一個基準標記(13)和所述至少一個基板標記(23)都在所述至少一個基板相機(10)的場深中。
  2. 如請求項1的用於將部件安裝在基板(2)上的設備，其中所述第二驅動系統(8)被構造成：一方面使所述接合頭(3)在所述標稱工作位置和所述待機位置之間來回 移動，並且另一方面能夠實現所述接合頭(3)的校正移動。
  3. 如請求項1的用於將部件安裝在基板(2)上的設備，其中所述至少一個基板相機(10)和所述第二驅動系統(8)以及所述驅動件(14)或所述旋轉驅動件(15)形成閉環運動軸線。
  4. 如請求項2的用於將部件安裝在基板(2)上的設備，其中所述至少一個基板相機(10)和所述第二驅動系統(8)以及所述驅動件(14)或所述旋轉驅動件(15)形成閉環運動軸線。
  5. 如請求項1的用於將部件安裝在基板(2)上的設備，其中所述第二驅動系統(8)被構造成使所述接合頭(3)在所述標稱工作位置和所述待機位置之間來回移動，並且所述設備包括第三驅動系統(16)，允許所述基板(2)的校正移動。
  6. 如請求項1至5中任一項的用於將部件安裝在基板(2)上的設備，其中所述至少一個部件相機(9)被緊固到所述托架(7)，且能夠相對於所述接合頭(3)移動或回轉。
  7. 一種用於借助於安裝設備將部件安裝在基板(2)上的方法，所述安裝設備包括用於托架(7)的第一驅動系統(6)；用於具有部件夾持器(11)的接合頭(3)的第二驅動系統(8)；至少一個基板相機(10)；至少一個部件相機(9)或至少一個光學偏轉系統，所述至少一個光學偏轉系統與所述至少一個基板相機(10)一起形成所述至少一個部件相機；以及驅動件(14)或旋轉驅動件(15)，所 述驅動件(14)被附接到所述接合頭(3)，用於使所述部件夾持器(11)繞軸線(12)旋轉，所述旋轉驅動件(15)用於使所述基板(2)繞軸線旋轉，其中所述第二驅動系統(8)和所述至少一個基板相機(10)被附接到所述托架(7)，並且所述接合頭(3)或所述部件夾持器(11)包含至少一個基準標記(13)，所述方法包括以下步驟：A)用所述部件夾持器(11)從所述進給單元(4)拾取第一部件(1)；B)用所述第一驅動系統(6)將所述托架(7)移動到所述至少一個部件相機(9)，使得所述至少一個基準標記(13)和所述第二部件(1a)在所述至少一個部件相機(9)的視場中；C)用所述至少一個部件相機(9)拍攝一個以上圖像；D)基於在前一步驟中拍攝的所述一個以上圖像，確定第一校正向量，所述第一校正向量描述所述第二部件(1a)的實際位置與所述第二部件(1a)的相對於所述至少一個基準標記(13)而言的設定位置的偏差；E)從所述第一校正向量計算第一校正移動；F)用所述第一驅動系統(6)使所述托架(7)移動到所述基板(2)的基板場所的上方的位置；G)將所述托架(7)降低到所述基板(2)的上方的一個高度，在所述高度處，由所述部件夾持器(11)保持的所述第二部件(1a)的下側在所述基板場所的上方預定距離D處，其中所述距離D的尺寸被設定為使得所 述至少一個基準標記(13)和被布置在所述基板(2)上的至少一個基板標記(23)位於所述至少一個基板相機(10)的場深中；H)用所述第二驅動系統(8)使所述接合頭(3)移動到待機位置；I)用所述至少一個基板相機(10)拍攝第一圖像，其中所述至少一個基板相機(10)的每一個視場包含所述至少一個基板標記(23)中的一個基板標記(23)；J)用所述第二驅動系統(8)使所述接合頭(3)移動到標稱工作位置，在所述標稱工作位置中，所述至少一個基板相機(10)的每一個視場包含所述至少一個基準標記(13)中的一個基準標記(13)；K)用所述至少一個基板相機(10)拍攝第二圖像；L)使用利用所述至少一個基板相機(10)拍攝的所述第一圖像和所述第二圖像，確定第二校正向量，所述第二校正向量描述所述基板場所的實際位置與所述基板場所的相對於所述至少一個基準標記(13)而言的設定位置的偏差；M)從第二校正向量計算第二校正移動；N)借助於所述第二驅動系統(8)或能夠實現所述基板(2)的校正移動的第三驅動系統(16)，並且借助於用於使所述部件夾持器(11)旋轉的所述驅動件(14)或用於使所述基板(2)旋轉的所述旋轉驅動件(15)，執行所述第一校正移動和所述第二校正移動；以及O)降低所述托架(7)和/或所述接合頭(3)和/或所述 部件夾持器(11)，並且將所述第二部件(1a)放置在所述基板場所上。
  8. 如請求項7的方法，其中在步驟N之後執行一次或多次以下步驟：P)用所述至少一個基板相機(10)拍攝圖像；Q)使用來自所述至少一個基板相機(10)的所述圖像，確定所述至少一個基準標記(13)的實際位置；R)用所述第一校正向量計算所述至少一個基準標記(13)的校正實際位置；S)確定另一個校正向量，所述另一個校正向量描述所述至少一個基準標記(13)的校正實際位置與所述至少一個基準標記(13)的相對於所述至少一個基板標記(23)而言的設定位置的偏差；T)從所述另一個校正向量計算用於所述接合頭(3)和所述部件夾持器(11)的另一個校正移動；以及U)用所述第二驅動系統(8)執行用於所述接合頭(3)的所述另一個校正移動，並且用使所述部件夾持器(11)旋轉的所述驅動件(14)或用於使所述基板(2)旋轉的所述旋轉驅動件(15)執行所述另一個校正移動，直到所述另一個校正向量的每一個分量小於被分配給該分量的極限值為止。
  9. 如請求項7的方法，其中在步驟O中，在所述降低期間，借助於所述至少一個基板相機(10)連續地檢測所述至少一個基準標記(13)的位置，並且借助於所述第二驅動系統(8)使所述至少一個基準標記(13)的位置穩 定。
  10. 如請求項7的方法，其中在步驟O中，在所述降低期間，借助於所述至少一個基板相機(10)連續地檢測所述至少一個基準標記(13)的位置，並且借助於所述第二驅動系統(8)和用於使所述部件夾持器(11)旋轉的所述驅動件(14)或用於使所述基板(2)旋轉的所述旋轉驅動件(15)，使所述至少一個基準標記(13)的位置穩定。
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