WO2001035709A1 - Einrichtung zum benetzen der oberfläche - Google Patents

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WO2001035709A1
WO2001035709A1 PCT/AT2000/000290 AT0000290W WO0135709A1 WO 2001035709 A1 WO2001035709 A1 WO 2001035709A1 AT 0000290 W AT0000290 W AT 0000290W WO 0135709 A1 WO0135709 A1 WO 0135709A1
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WO
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trough
drive
doctor blade
tub
adjustable
Prior art date
Application number
PCT/AT2000/000290
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English (en)
French (fr)
Inventor
Walter Mayr
Anton Arzberger
Original Assignee
Datacon Semiconductor Equipment Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Datacon Semiconductor Equipment Gmbh filed Critical Datacon Semiconductor Equipment Gmbh
Priority to AU16439/01A priority Critical patent/AU1643901A/en
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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
    • H05K13/0061—Tools for holding the circuit boards during processing; handling transport of printed circuit boards
    • H05K13/0069—Holders for printed circuit boards
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
    • H05K13/04—Mounting of components, e.g. of leadless components
    • H05K13/046—Surface mounting
    • H05K13/0469—Surface mounting by applying a glue or viscous material

Definitions

  • the invention relates to a device for wetting the surface or parts of the surface of electronic circuits to be arranged on a printed circuit board, ceramic substrate or the like, for example a chip, wherein a trough which holds the liquid for wetting is provided with a doctor blade reaching into the trough is and the trough and the doctor blade can be moved relative to one another via a drive, the immersion depth of the doctor blade in the trough being set or adjustable in a defined manner.
  • the electronic circuit or the chip with the side facing away from the contacts is attached to the printed circuit board, and the contacts and the contact tracks are also attached
  • Micro wires connected are connected to the contacts, for example, by ultrasonic welding. This process is also known as wire bonding. Such a method is known from EP 0036 826 A, for example. The disadvantages of this method are obvious. On the one hand, many work steps were necessary to manufacture the finished circuit board, on the other hand, this way of chip attachment makes it difficult to control the effects of scatter.
  • the object of the invention is therefore to provide a device of the type mentioned at the outset which on the one hand avoids the disadvantages indicated above and which on the other hand also ensures rational production, which also includes machine setting.
  • the object is achieved by the invention.
  • the device according to the invention is characterized in that the arrangement of the bottom inner surface of the tub or its plane of movement or the
  • Plane of movement of the drive for the trough or the doctor blade in at least one adjustment mechanism is provided in an exact horizontal plane, the adjustment mechanism having at least one adjustment option, preferably two adjustment options, about an axis or two axes of the coordinate system in space.
  • the device with the setting option according to the invention is integrated into the process sequence of the types of production shown in the prior art, a suction device or a suction needle transporting the chip detached from the film and immersing it in the corresponding liquid in the tub.
  • a defined liquid depth is given by the defined height adjustment of the squeegee, as a result of which the chip to be immersed experiences a defined wetting with liquid.
  • the tub is moved to the squeegee and the liquid depth is newly applied in the tub.
  • the chip is delivered and immersed in an exact horizontal position with the suction device, so that the bottom inner surface of the tub must also be exactly horizontal in order to achieve high quality.
  • the adjustment mechanism consists of a three-point support, at least one point being designed as a rolling surface and at least one point being height-adjustable in the vertical direction.
  • the setting mechanism is provided in a horizontal plane separating the units and the contact or setting of these separate units with respect to one another takes place via the setting mechanism.
  • the drive, a guide for the tub or squeegee and a base frame form a structural unit. This makes one of independent and independent production of this component of the facility guarantees the general conditions of the installation site.
  • the adjustment mechanism is arranged between the base frame and a bracket or base supporting the base frame.
  • This configuration enables the components arranged in the base frame to be adjusted and a secure and defined support to be achieved.
  • the movement level of the drive is preferably leveled in a defined manner.
  • the three-point support consists of a surface of a ball or spherical cap and at least one height-adjustable mechanism.
  • two are independent.
  • Mechanisms adjustable in height from each other are provided. This enables simple adjustment of the level, in particular the level of motion of the drive, exactly horizontally.
  • the trough arranged on a slide plate can be moved via the drive by means of the guide in the base frame, and the slide plate is connected to the direction of movement of the drive or the guide via the or, optionally, another one
  • Adjustment mechanism adjustable in parallel.
  • the setting of the slide plate or the tray bottom to the plane of movement of the drive is carried out in such a way that a measuring probe is arranged on the suction cup holder, the measuring tip of which rests on the surface of the slide plate or on the tray bottom.
  • the guide is moved by means of the drive.
  • the parallelism between the slide plate and the movement level is given when the probe moves in the range +/- 2.5 ⁇ m.
  • the slide plate has on its side facing away from the trough a raised, in particular rounded, rolling surface and at a distance from this rolling surface at least one mechanically adjustable height of the slide plate perpendicular to the direction of movement. With this simple construction, the parallelism is established quickly and reliably.
  • the rolling surface is provided transversely to the direction of movement of the guide and has a linear contact with the guide. This means that only a height-adjustable mechanism needs to be provided.
  • the raised rolling surface is formed from a groove provided in the slide plate and a, preferably round, dowel pin arranged in the groove.
  • the adjusting screw is a micrometer screw.
  • the setting mechanism can therefore be set precisely using this micrometer screw.
  • the drive is a pneumatic or compressed air drive.
  • Such drives have proven their worth in this relevant, special mechanical engineering. Above all, they are easy to maintain and can be quickly replaced if a defect occurs.
  • the doctor blade is arranged to be adjustable on a shaft. In order to be able to align the working edge of the squeegee exactly with the trough bottom, the squeegee is attached to the shaft with a screw arranged in the middle, for example.
  • the doctor blade could also be adjustable via two screws arranged in elongated holes for the alignment of the work bar. It is important that the working edge can be aligned parallel to the tub floor.
  • the trough in the slide plate is, in particular, about the holding force of magnets
  • Permanent magnets positioned. This makes it easy to replace the tub.
  • the tub can also be cleaned in one operation with minimal dead times.
  • the sequence of a setting for example after a new installation of a machine, is described.
  • the device for wetting also called dipping unit
  • the adjustable parts being parallel by eye.
  • the slide plate is set parallel to the plane of movement of the drive.
  • a dial gauge is arranged on the suction cup and the slide plate, preferably with the trough, is moved.
  • the parallelism between the slide plate or the inner surface of the trough and the level of movement is given when the probe is in the range of +/- 2.5 ⁇ m.
  • An adjustment or a correction is carried out via the adjustment mechanism, namely the micrometer screw, which corresponds to the dowel pin. Now it is ensured that the gap height, which is, for example, 10 ⁇ m, is constant over the trough bottom in the axis of the drive movement.
  • the next step is to bring the drive's plane of movement into an exact horizontal.
  • the setting mechanism between the base frame and base is used for this setting.
  • An adjustment to an exact horizontal plane can be achieved via the three-point support provided at this point.
  • a dial gauge or a probe is used again for the measurement.
  • the probe is preferably arranged on the suction cup holder and is moved in the horizontal plane, in both directions, that is, in the x as well as in the y direction.
  • the error must again be in the range of +/- 2.5 ⁇ m.
  • the working edge of the squeegee is adjusted parallel to the bottom surface of the tub via the adjustment option on the shaft.
  • Fig. 2 shows the device with the setting options
  • Fig. 3 is a side view of the device with the setting levels.
  • the device for wetting the surface of a chip has a trough 1, into which a liquid, for example an adhesive or an auxiliary material for soldering or the like, is filled according to the use.
  • a double squeegee 3 arranged on a shaft 2 extends into this trough 1, said squeegee being adjustably arranged on the shaft 2.
  • the adjustability is required in order to make the working edge of the double doctor blade 3, which can also be a simple doctor blade 3, parallel to the inner surface of the tub 1.
  • the tub 1 and the double doctor blade 3 should be movable relative to one another.
  • the double doctor blade 3 could also be moved back and forth and the tub 1 could be fixed in place.
  • the tub 1 is moved and the double doctor 3 is mounted in a stationary manner.
  • the trough 1 arranged in a slide plate 5 is moved via a guide 30 provided in a base frame 4, a pneumatic cylinder being provided as the drive 6.
  • the movement of the tub 1 is made possible via a roller guide.
  • the double doctor 3 is arranged on the shaft 2, the shaft 2 being provided in the center for pivoting the double doctor 3.
  • the shaft 2 can be supported in two bearings 7 provided in the base frame 4.
  • the shaft 2 is flattened, for example, a fastening part 9, which permits adjustment, for the double doctor blade 3 being arranged on this surface 8.
  • the pivoting movement of the double doctor blade 3 takes place via the shaft 2, the shaft 2 being moved about its axis by a drive 10, which can be a pneumatic or compressed air drive.
  • a drive 10 which can be a pneumatic or compressed air drive.
  • the defined height between the bottom of the trough 1 and the scraper edge 11 is given. This height corresponds to the liquid depth, which in turn is the immersion depth for the chip.
  • This liquid depth is readjusted or the liquid is distributed in a defined manner. The prerequisite is of course that there is sufficient liquid in the tub 1.
  • the double doctor blade 3 has a horizontal scraper edge 11 to the bottom of the tub 1.
  • the defined distance of the scraper edge 1 1 to the bottom of the tub 1 ensures that there is no contact with the metal parts and thus no metal chips or the like are formed and can get into the liquid.
  • the defined height of the liquid is set, for example, via a radial lever 12 which is fixedly connected to the shaft 2.
  • the free end of the lever 12 is connected to an adjustment mechanism 13, the adjustment being carried out using a micrometer screw 14.
  • the adjustment mechanism 13 can consist, for example, of two stops, the free end of the lever 12 being arranged between the stops. At least one stop is adjustable, this being adjustable via the micrometer screw 14.
  • the device with the base frame 4 is mounted on a bracket 31 or a base.
  • the movable guide 30 with the slide plate 5 is arranged in the base frame 4.
  • the slide plate 5 points in the area in which the - not shown in FIGS. 2 and 3 - Tray 1 is positioned, magnets 32 for the bracket. These magnets 32 can be arranged as three-point supports for the tub 1.
  • tub 1 So that the tub 1 can now be arranged with its bottom inner surface in an exact horizontal plane, are shown below
  • Adjustment mechanisms shown which on the one hand allow a parallel adjustment of the slide plate 5 to the guide 30 and on the other hand an adjustment of the base frame 4 to the boom 31.
  • the horizontal planes separating the components of the device are provided between boom 31 and base frame 4 and between slide plate 5 and guide 30.
  • two adjustment mechanisms are arranged.
  • the slide plate 5 has, on the side facing away from the tub 1, that is to say on its underside, a groove 33 provided transversely to the direction of movement, with a groove 33 in the groove 33 arranged dowel pin 34, the dowel pin 34 protruding from the groove 33.
  • a slide plate 5, vertically adjustable to the direction of movement is provided in the form of an adjusting screw 35.
  • a raised rolling surface could be provided with the dowel 34 instead of the groove 33.
  • a spherical To provide surface or a spherical cap surface in which case, of course, two height-adjustable mechanisms would be used. It is important that there is a defined requirement of at least three points.
  • the base frame 4 is arranged on the bracket 31 via a three-point support.
  • This three-point support consists of the surface of a ball 36 and at least one height-adjustable mechanism, in the form of an adjustment screw 38.
  • the third point of the three-point support could be a fixed point or a further adjustment screw 37.
  • This device for wetting the surface can be used in all methods which are used, for example, for positioning chips arranged on a film.
  • This device can be used for wire bonding to provide the chip with adhesive.
  • the sucker or suction needle has detached the chip from the film and before its correct positioning on the
  • the chip is immersed in the liquid with its defined liquid depth.
  • soldering points are provided with an auxiliary material for soldering, such as a flux.
  • This device also called dipping system, is integrated into the process sequence when the second sucker takes the chip, either before or after measuring the chip. It is also quite conceivable that the chip is pressed into the trough 1 with a defined force, as a result of which the elevated solder joints are leveled. In all of the methods shown above, however, the exact horizontal movement of the tub 1 is an important prerequisite that the quality of the chips or components produced is excellent. This is guaranteed by the two setting options. However, these settings are preferably only necessary in the course of reorganizing the facility or after a revision or service.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Benetzen der Oberfläche oder von Teilen der Oberfläche von auf einer Leiterplatte, Keramiksubstrat o. dgl. anzuordnenden elektronischen Schaltungen, beispielsweise einem Chip. Es ist eine die Flüssigkeit zum Benetzen aufnehmende Wanne (1), mit einer in die Wanne (1) reichenden Rakel (3), vorgesehen und die Wanne (1) und die Rakel (3) sind über einen Antrieb (6) relativ zueinander bewegbar. Die Eintauchtiefe der Rakel (3) in die Wanne (1) ist definiert eingestellt oder einstellbar. Zur Anordnung der Bodeninnenfläche der Wanne (1) bzw. deren Bewegungsebene oder der Bewegungsebene des Antriebes (6) für die Wanne (1) oder die Rakel (3) in einer exakten horizontalen Ebene ist mindestens ein Einstellmechanismus vorgesehen. Der Einstellmechanismus weist mindestens eine Verstellmöglichkeit, vorzugsweise zwei Verstellmöglichkeiten, um eine Achse (x bzw.y) bzw. zwei Achsen (x,y) des Koordinatensystems im Raum auf.

Description

Einrichtung zum Benetzen der Oberfläche
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Benetzen der Oberfläche oder von Teilen der Oberfläche von auf einer Leiterplatte, Keramiksubstrat o. dgl. anzuordnenden elektronischen Schaltungen, beispielsweise einem Chip, wobei eine die Flüssigkeit zum Benetzen aufnehmende Wanne, mit einer in die Wanne reichenden Rakel, vorgesehen ist und die Wanne und die Rakel über einen Antrieb relativ zueinander bewegbar sind, wobei die Eintauchtiefe der Rakel in die Wanne definiert eingestellt oder einstellbar ist.
Normalerweise wird die elektronische Schaltung bzw. der Chip mit der den Kontakten abgewandten Seite das heißt mit seiner Rückseite auf der Leiterplatte angebracht und die Kontakte und die Kontaktbahnen mit
Mikrodrähten verbunden. Die Verbindung der Drähte mit den Kontakten erfolgt beispielsweise durch Ultraschallschweißen. Dieses Verfahren wird auch als Drahtbonden bezeichnet. Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise aus der EP 0036 826 A bekannt. Die Nachteile dieser Methode liegen auf der Hand. Einerseits waren viele Arbeitsgänge zur Herstellung der fertigen Platine notwendig, anderseits sind durch diese Art und Weise der Chipbefestigung die Streueinflüsse schwer zu beherrschen.
Ferner hat es sich als nachteilig erwiesen, daß die Klebestellen des Chips auf der Leiterplatte nicht exakt ausgeführt wurden. So kann es vorkommen, daß kleinste Luftblasen gegeben sind, die im Trocknungsprozeß quasi explodieren und die Qualität des Produktes stark reduzieren. Dies ist darauf zurückzuführen, daß der Chip nicht genügend mit Kleber benetzt wurde.
Eine Alternative zum Drahtbonden ist die Flip-Chip-Methode. Dabei werden die Kontakte des Chip direkt, wie eingangs aufgezeigt, mit den Kontaktbahnen der Leiterplatte verbunden. Bei dieser Methode ist eine höhere Kontaktsicherheit, ein kürzerer Verbindungsweg, speziell bei hohen Frequenzen, und der Entfall des aufwendigen Drahtbondens gegeben. Um die unterschiedlichen Dehnungskoeffizienten auszugleichen, wird der Hohlraum zwischen Chip und Leiterplatte nach dem Kontaktieren mit Kleber bzw. Füllstoff ausgefüllt.
Ein wichtiger Punkt bei der Flip-Chip-Methode ist, daß die Kontakte des Chips mit der Leiterplatte gut verlötet werden. Lötstellenfehler beeinträchtigen ebenso die Qualität des Produktes. Auch hier spielt die Benetzung des Chips wieder eine große Rolle.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einerseits die oben aufgezeigten Nachteile vermeidet und die anderseits auch eine rationelle Fertigung, zu der auch die Maschineneinstellung zählt, gewährleistet. Insbesondere ist es auch Aufgabe der Erfindung die Voraussetzungen für eine optimale und gleichmäßige Benetzung der einzutauchenden Chips zu schaffen.
Die Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst. Die erfindungsgemäße Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß zur Anordnung der Bodeninnenfläche der Wanne bzw. deren Bewegungsebene oder der
Bewegungsebene des Antriebes für die Wanne oder die Rakel in einer exakten horizontalen Ebene mindestens ein Einstellmechanismus vorgesehen ist, wobei der Einstellmechanismus mindestens eine Verstellmöglichkeit, vorzugsweise zwei Verstellmöglichkeiten, um eine Achse bzw. zwei Achsen des Koordinatensystems im Raum aufweist.
Mit dieser Erfindung ist es erstmals möglich, eine exakte, gleichmäßig hohe Flüssigkeitsschicht in der Wanne zu erreichen, da eine exakte horizontale bzw. parallele Bewegung der Wanne oder der Rakel, die ja in erster Linie von der Bewegungsebene des Antriebes abhängig ist, einstellbar ist. Mit dieser definierten Flüssigkeitsschicht über die komplette Bodeninnenfläche der Wanne ist auch die Eintauchtiefe der Chips festgelegt. Dadurch wird die Qualität der Verbindungsstellen sichergestellt.
Die Einrichtung mit der erfindungsgemäßen Einstellmöglichkeit wird in den Verfahrensablauf der im Stand der Technik aufgezeigten Produktionsarten eingebunden, wobei ein Sauger bzw. eine Saugnadel den von der Folie abgelösten Chip transportiert und diesen in die entsprechende Flüssigkeit in der Wanne eintaucht. Durch die definierte Höheneinstellung der Rakel ist eine definierte Füssigkeitstiefe gegeben, wodurch der einzutauchende Chip eine definierte Benetzung mit Flüssigkeit erfährt. Nach vorzugsweise jedem
Eintauchzyklus wird die Wanne zur Rakel bewegt und die Flüssigkeitstiefe wird neu in der Wanne aufgetragen. Festzuhalten ist noch, daß der Chip mit dem Sauger in einer exakten horizontalen Lage angeliefert und eingetaucht wird, so daß auch zur Erzielung einer hohen Qualität die Bodeninnenfläche der Wanne exakt horizontal sein muß.
Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung besteht der Einstellmechanismus aus einer Drei-Punkt Auflage, wobei mindestens ein Punkt als Wälzfläche ausgebildet und mindestens ein Punkt in der senkrechten Richtung höhenverstellbar ist. Mit dieser einfachen Konstruktion kann jede
Ebene verschwenkt bzw. bei zwei senkrechten Höhenverstellungen beliebig, so natürlich auch in eine exakte Horizontale, eingestellt werden.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist der Einstellmechanismus in einer Baueinheiten der Einrichtung trennenden, horizontalen Ebene vorgesehen und die Berührung bzw. die Einstellung dieser getrennten Baueinheiten zueinander erfolgt über den Einstellmechanismus. Dadurch können die Baueinheiten vorgefertigt werden und nach dem Zusammenbau der Einrichtung ist eine Einstellung für die Fertigung rasch und einfach möglich.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung bilden der Antrieb, eine Führung für die Wanne oder Rakel und ein Grundrahmen eine Baueinheit. Dadurch ist eine von den Rahmenbedingungen des Aufstellortes unabhängige und eigenständige Fertigung dieses Bauteiles der Einrichtung gewährleistet.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Einstellmechanismus zwischen Grundrahmen und einem den Grundrahmen tragenden Ausleger oder Sockel angeordnet. Durch diese Ausgestaltung ist eine Einstellung der im Grundrahmen angeordneten Bauteile möglich und es ist eine sichere und definierte Auflage erzielbar. Mit dieser Einstellmöglichkeit wird vorzugsweise die Bewegungsebene des Antriebes definiert nivelliert.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung besteht die Drei-Punkt Auflage aus einer Oberfläche einer Kugel oder Kugelkalotte und mindestens einer höhenverstellbaren Mechanik. Wie bereits erwähnt, ist diese Konstruktion einfach herzustellen, wobei deren Funktionalität in Hinblick auf die Verstellung von Ebenen immer gewährleistet ist.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind zwei unabhängig . voneinander höhenverstellbare Mechaniken vorgesehen. Dadurch ist eine einfache Einstellung der Ebene, insbesondere der Bewegungsebene des Antriebes, exakt horizontal möglich.
Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung ist die auf einer Schieberplatte angeordnete Wanne über den Antrieb mittels der Führung im Grundrahmen bewegbar und die Schieberplatte ist zur Bewegungsrichtung des Antriebes bzw. der Führung über den oder gegebenenfalls einen weiteren
Einstellmechanismus parallel einstellbar. Die Einstellung der Schieberplatte bzw. des Wannenbodens zur Bewegungsebene des Antriebes erfolgt derart, daß ein Meßtaster an die Saugerhalterung angeordnet wird, der mit seiner Meßspitze auf der Fläche der Schieberplatte oder am Wannenboden aufliegt. Dann wird die Führung mittels des Antriebes verfahren. Die Parallelität zwischen Schieberplatte und Bewegungsebene ist dann gegeben, wenn der Meßtaster sich im Bereich +/-2,5μm bewegt. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung weist die Schieberplatte an ihrer der Wanne abgewandten Seite eine erhabene, insbesondere abgerundete, Wälzfläche und im Abstand zu dieser Wälzfläche mindestens eine die Schieberplatte senkrecht zur Bewegungsrichtung höhenverstellbare Mechanik aufweist. Mit dieser einfachen Konstruktion wird die Parallelität rasch und zuverlässig hergestellt.
Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist die Wälzfläche quer zur Bewegungsrichtung der Führung vorgesehen und weist mit der Führung eine linienförmige Berührung auf. Dadurch braucht nur eine höhenverstellbare Mechanik vorgesehen werden.
Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung ist die erhabene Wälzfläche aus einer in der Schieberplatte vorgesehenen Nut und einem in der Nut angeordneten, vorzugsweise runden, Paßstift gebildet. Mit dieser einfachen Ausgestaltung wird eine exakte Wälzfläche erreicht, die praktisch keiner Abnützung unterliegt. Die Funktion ist also über die Lebensdauer der Maschine gewährleistet.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die höhenverstellbare
Mechanik eine Einstellschraube. Mit diesen einfachen Maschineneiementen wird höchste Präzision erreicht.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die Einstellschraube eine Mikrometerschraube. Über diese Mikrometerschraube kann also der Einstelimechanismus genau eingestellt werden.
Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung ist der Antrieb ein Pneumatikoder Preßluftantrieb. Derartige Antriebe haben sich in diesem einschlägigen, speziellen Maschinenbau bestens bewährt. Vor allem sind sie auch einfach in der Wartung und können bei einem Auftreten eines Defektes rasch ersetzt werden. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Rakel auf einer Welle verstellbar angeordnet. Um die Arbeitskante der Rakel exakt auf den Wannenboden ausrichten zu können, ist beispielsweise die Rakel auf der Welle mit einer mittig angeordneten Schraube befestigt. Natürlich könnte für die Ausrichtung der Arbeitsleiste die Rakel auch über zwei in Langlöcher angeordnete Schrauben verstellbar sein. Wichtig ist, daß die Arbeitskante parallel zum Wannenboden ausgerichtet werden kann.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Wanne in der Schieberplatte über die Haltekraft von Magneten, insbesondere
Permanentmagneten, positioniert. Dadurch ist einerseits ein einfaches Auswechseln der Wanne möglich. Auch eine Reinigung der Wanne ist in einem Arbeitsgang, mit minimalen Totzeiten, gewährleistet.
Zusammenfassend wird der Ablauf einer Einstellung, beispielsweise nach einer Neuaufstellung einer Maschine, beschrieben. Beim Zusammenbau der Maschine wird die Einrichtung zum Benetzen, auch Dippingeinheit genannt, grob eingestellt, wobei die justierbaren Teile nach Augenmaß parallel sein sollen.
Als erster Schritt der Einstellung wird die Schieberplatte zur Bewegungsebene des Antriebes parallel eingestellt. Dabei wird, wie bereits weiter oben aufgezeigt, eine Meßuhr an den Sauger angeordnet und die Schieberplatte, vorzugsweise mit der Wanne, verfahren. Die Parallelität zwischen Schieberplatte bzw. Bodeninnenfläche der Wanne und Bewegungsebene ist dann gegeben, wenn der Meßtaster sich im Bereich +/-2,5μm bewegt. Eine Einstellung oder eine Korrektur wird über den Einstellmechanismus, nämlich die Mikrometerschraube, die mit dem Paßstift korrespondiert, durchgeführt. Nun ist sichergestellt, daß die Spalthöhe, die beispielsweise bei 10 μm liegt, über den Wannenboden in der Achse der Antriebsbewegung konstant ist. Als nächster Schritt wird die Bewegungsebene des Antriebes in eine exakte Horizontale gebracht. Zu dieser Einstellung wird der Einstellmechanismus zwischen Grundrahmen und Sockel herangezogen. Über die an dieser Stelle vorgesehene Drei-Punkt Auflage kann eine Einstellung in eine exakte horizontale Ebene erzielt werden. Zur Messung wird wieder eine Meßuhr bzw. ein Meßtaster verwendet. Der Meßtaster ist vorzugsweise an der Saugerhalterung angeordnet und wird in der horizontalen Ebene, in beiden Richtungen, also in der x- wie auch in der y-Richtung, verfahren. Der Fehler muß wiederum im Bereich von +/-2,5μm liegen.
Als letzter Schritt wird die Arbeitskante der Rakel, über die Verstellmöglichkeit an der Welle, parallel zur Bodenfläche der Wanne eingestellt.
Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen, die in den Zeichnungen dargestellt sind, näher erläutert.
Fig. 1 zeigt in einer Prinzipskizze die Einrichtung,
Fig. 2 die Einrichtung mit den Einstellmöglichkeiten und
Fig. 3 eine Seitenansicht der Einrichtung mit den Einstellebenen.
Einführend sei festgehalten, daß in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsbeispielen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. mit gleichen Bauteilbezeichnungen versehen sind, wobei in der gesamten
Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. Weiters können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungsgemäße Lösungen darstellen.
Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden.
Gemäß der Fig. 1 weist die Einrichtung zum Benetzen der Oberfläche von einem Chip eine Wanne 1 auf, in die entsprechend der Verwendung eine Flüssigkeit, beispielsweise ein Klebemittel oder ein Hilfsmaterial zum Löten o. dgl., eingefüllt wird. In diese Wanne 1 reicht eine auf einer Welle 2 angeordnete Doppelrakel 3, wobei diese auf der Welle 2 verstellbar angeordnet ist. Die Verstellbarkeit wird benötigt, um die Arbeitskante der Doppelrakel 3, die durchaus auch eine einfache Rakel 3 sein kann, zur Bodeninnenfläche der Wanne 1 parallel zu stellen.
Prinzipiell sollen die Wanne 1 und die Doppelrakel 3 relativ zueinander bewegbar sein. Es könnte also auch die Doppelrakel 3 hin- und herbewegt werden und die Wanne 1 stationär befestigt sein.
Im dargestellten Fall wird jedoch die Wanne 1 bewegt und die Doppelrakel 3 ist stationär gelagert. Dabei erfolgt die Bewegung der in einer Schieberplatte 5 angeordneten Wanne 1 über eine in einem Grundrahmen 4 vorgesehene Führung 30, wobei als Antrieb 6 ein Pneumatik-Zylinder vorgesehen ist. Die Bewegung der Wanne 1 wird über eine Rollenführung ermöglicht.
Die Doppelrakel 3 ist auf der Welle 2 angeordnet, wobei die Welle 2 zum Schwenken der Doppelrakel 3 mittig vorgesehen ist. Dabei kann die Welle 2 in zwei, im Grundrahmen 4 vorgesehenen Lagern 7 gelagert werden. Ferner ist die Welle 2 beispielsweise abgeflacht, wobei auf dieser Fläche 8 ein Befestigungsteil 9, der eine Verstellung erlaubt, für die Doppelrakel 3 angeordnet ist. Die Schwenkbewegung der Doppelrakel 3 erfolgt über die Welle 2, wobei die Welle 2 von einem Antrieb 10, das ein Pneumatik- oder Preßluftantrieb sein kann, um ihre Achse bewegt wird. Entsprechend des eingestellten Schwenkwinkels über die Schwenkbewegung der Doppelrakel 3 ist die definierte Höhe zwischen dem Boden der Wanne 1 und der Abstreifkante 11 gegeben. Diese Höhe entspricht der Flüssigkeitstiefe, die wiederum die Eintauchtiefe für den Chip ist. Bei jeder Hin- und Herbewegung der Wanne 1 wird diese Flüssigkeitstiefe neu eingestellt bzw. die Flüssigkeit wird definiert verteilt. Voraussetzung ist natürlich, daß genügend Flüssigkeit in der Wanne 1 vorhanden ist.
Ein wichtiger Punkt ist auch, daß die Doppelrakel 3 eine zum Boden der Wanne 1 horizontale Abstreifkante 11 aufweist. Durch den definierten Abstand der Abstreifkante 1 1 zum Boden der Wanne 1 ist gewährleistet, daß keine Berührung der Metallteile erfolgt und somit keine Metallspäne o. dgl. entstehen und in die Flüssigkeit gelangen können.
Die Einstellung der definierten Höhe der Flüssigkeit erfolgt beispielsweise über einen radialen Hebel 12 der fix mit der Welle 2 verbunden ist. Das freie Ende des Hebels 12 ist mit einem Einstellmechanismus 13 verbunden, wobei die Einstellung über eine Mikrometerschraube 14 erfolgt.
Der Einstellmechanismus 13 kann beispielsweise aus zwei Anschlägen bestehen, wobei das freie Ende des Hebels 12 zwischen den Anschlägen angeordnet ist. Mindestens ein Anschlag ist verstellbar, wobei dieser über die Mikrometerschraube 14 einstellbar ist.
Gemäß der Fig. 2 und 3 ist die Einrichtung mit dem Grundrahmen 4 auf einem Ausleger 31 bzw. einem Sockel montiert. In dem Grundrahmen 4 ist die bewegbare Führung 30 mit der Schieberplatte 5 angeordnet. Die Schieberplatte 5 weist in dem Bereich, in dem die - in den Fig. 2 und 3 nicht dargestellte - Wanne 1 positioniert wird, Magnete 32 für die Halterung auf. Diese Magnete 32 können als Drei-Punkt Auflager für die Wanne 1 angeordnet werden.
Damit nun die Wanne 1 mit ihrer Bodeninnenfläche in einer exakten horizontalen Ebene angeordnet werden kann, werden nachstehend
Einstellmechanismen aufgezeigt, die einerseits eine Paralleleinstellung von Schieberplatte 5 zur Führung 30 und anderseits eine Einstellung des Grundrahmens 4 zum Ausleger 31 erlauben. In diesem Fall sind also die die Bauteile der Einrichtung trennenden, horizontalen Ebenen einmal zwischen Ausleger 31 und Grundrahmen 4 und zwischen Schieberplatte 5 und Führung 30 vorgesehen. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind also zwei Einstellmechanismen angeordnet.
Es ist aber durchaus denkbar, daß ein Einstellmechanismus, beispielsweise zwischen Ausleger 31 und Grundrahmen 4, der Bewegungen sowohl um die x- Achse x als auch um die y-Achse y gewährleistet, ausreichen würde, um die eingangs zitierte exakte Horizontale des Wannenbodens zu erreichen. Eine Fertigung, die die Parallelität zwischen Schieberplatte 5 und Bewegungsebene des Antriebes 6 gewährleistet, wäre aber eine Voraussetzung.
Zur Einstellung der Schieberplatte 5 in eine parallele Ebene zur Bewegungsebene des Antriebes 6 bzw. zur Führung 30, weist die Schieberplatte 5 an der der Wanne 1 abgewandten Seite, also an ihrer Unterseite, eine quer zur Bewegungsrichtung vorgesehene Nut 33 mit einem in der Nut 33 angeordneten Paßstift 34 auf, wobei der Paßstift 34 aus der Nut 33 herausragt. Im Abstand zu diesem Paßstift 34 ist eine die Schieberplatte 5 senkrecht zur Bewegungsrichtung höhenverstellbare Mechanik, in Form einer Einstellschraube 35, vorgesehen.
Natürlich könnte statt der Nut 33 mit dem Paßstift 34 eine erhabene Wälzfläche vorgesehen werden. Ferner ist es auch durchaus denkbar, eine Kugel- Oberfläche oder eine Kugelkalottenoberfläche vorzusehen, wobei natürlich in diesem Fall zwei höhenverstellbare Mechaniken Anwendung finden würden. Von Wichtigkeit dabei ist, daß eine definierte Auflage von mindestens drei Punkten gegeben ist.
Ist nun die Schieberplatte 5 parallel zur Führung 30 eingestellt, so könnte die aus Antrieb 6, Führung 30 und Grundrahmen 4 gebildete Baueinheit sowie die Schieberplatte 5, nicht exakt horizontal sein. Um auch diesen Fehler beheben zu können, erfolgt die Anordnung des Grundrahmens 4 am Ausleger 31 über eine Drei-Punkt Auflage. Diese Drei-Punkt Auflage besteht aus der Oberfläche einer Kugel 36 sowie mindestens einer höhenverstellbaren Mechanik, in Form einer Einstellschraube 38. Der dritte Punkt der Drei-Punkt Auflage könnte ein Fixpunkt oder eine weitere Einstellschraube 37 sein.
Diese Einrichtung zum Benetzen der Oberfläche kann bei allen Verfahren, die beispielsweise zum Positionieren von auf einer Folie angeordneten Chips Verwendung finden, eingesetzt werden. So kann diese Einrichtung beim Drahtbonden eingesetzt werden, um den Chip mit Klebemittel zu versehen. Im Zuge des Arbeitsablaufes, also wenn der Sauger bzw. die Saugnadel den Chip von der Folie gelöst hat und vor seiner richtigen Positionierung auf der
Leiterplatte, wird der Chip in die Flüssigkeit mit ihrer definierten Flüssigkeitstiefe getaucht.
Es ist aber natürlich auch in erster Linie möglich, diese Einrichtung bei der Flip- Chip-Methode einzusetzen. Dabei werden vordringlichst die Lötstellen mit einem Hilfsmaterial zum Löten, wie einem Flußmittel, versehen. Diese Einrichtung, genannt auch Dipping-System, wird, wenn der zweite Sauger den Chip nimmt, entweder vor oder nach dem Vermessen des Chips, in den Verfahrensablauf eingebunden. Es ist auch durchaus denkbar, daß der Chip mit einer definierten Kraft in die Wanne 1 gedrückt wird, wodurch eine Nivellierung der erhöhten Lötstellen erfolgt. Bei all den oben aufgezeigten Verfahren ist aber die genaue horizontale Bewegung der Wanne 1 eine wichtige Voraussetzung, daß die Qualität der produzierten Chips bzw. der Bauteile hervorragend ist. Durch die beiden Einstellmöglichkeiten wird dies gewährleistet. Diese Einstellungen sind jedoch vorzugsweise nur im Zuge der Neuaufstellung der Einrichtung oder nach einer Revision bzw. Service notwendig.
Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, daß zum besseren Verständnis des Auf baus des Antriebes die Bestandteile teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.

Claims

Patentansprüche
1. Einrichtung zum Benetzen der Oberfläche oder von Teilen der Oberfläche von auf einer Leiterplatte, Keramiksubstrat o. dgl. anzuordnenden elektronischen Schaltungen, beispielsweise einem Chip, wobei eine die Flüssigkeit zum Benetzen aufnehmende Wanne, mit einer in die Wanne reichenden Rakel, vorgesehen ist und die Wanne und die Rakel über einen Antrieb relativ zueinander bewegbar sind, wobei die Eintauchtiefe der Rakel in die Wanne definiert eingestellt oder einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Anordnung der Bodeninnenfläche der Wanne (1) bzw. deren Bewegungsebene oder der Bewegungsebene des Antriebes (6) für die Wanne (1 ) oder die Rakel (3) in einer exakten horizontalen Ebene mindestens ein Einstellmechanismus vorgesehen ist, wobei der Einstellmechanismus mindestens eine Verstellmöglichkeit, vorzugsweise zwei Verstellmöglichkeiten, um eine Achse (x bzw. y) bzw. zwei Achsen (x, y) des Koordinatensystems im Raum aufweist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Einstellmechanismus aus einer Drei-Punkt Auflage, wobei mindestens ein
Punkt als Wälzfläche ausgebildet und mindestens ein Punkt in der senkrechten Richtung höhenverstellbar ist, besteht.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Einstellmechanismus in einer Baueinheiten der Einrichtung trennenden, horizontalen Ebene vorgesehen ist und die Berührung bzw. die Einstellung dieser getrennten Baueinheiten zueinander über den Einstellmechanismus erfolgt.
4. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (6), eine Führung (30) für die Wanne (1 ) oder die Rakel (3) und ein Grundrahmen (4) eine Baueinheit bilden.
5. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Einstellmechanismus zwischen Grundrahmen (4) und einem den Grundrahmen (4) tragenden Ausleger (31 ) oder Sockel angeordnet ist.
6. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drei-Punkt Auflage aus einer Oberfläche einer Kugel (36) oder Kugelkalotte und mindestens einer höhenverstellbaren Mechanik besteht.
7. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwei unabhängig voneinander höhenverstellbare Mechaniken vorgesehen sind.
8. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die auf einer Schieberplatte (5) angeordnete Wanne (1 ) über den Antrieb (6) mittels der Führung (30) im Grundrahmen (4) bewegbar ist und die Schieberplatte (5) zur Bewegungsrichtung des Antriebes (6) bzw. der Führung (30) über den oder gegebenenfalls einen weiteren Einstellmechanismus parallel einstellbar ist.
9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schieberplatte (5) an ihrer der Wanne (1) abgewandten Seite eine erhabene, insbesondere abgerundete, Wälzfläche und im Abstand zu dieser Wälzfläche mindestens eine die Schieberplatte (5) senkrecht zur
Bewegungsrichtung höhenverstellbare Mechanik aufweist.
10. Einrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzfläche quer zur Bewegungsrichtung der Führung (30) vorgesehen ist und mit der Führung (30) eine linienförmige Berührung aufweist.
11. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die erhabene Wälzfläche aus einer in der Schieberplatte (5) vorgesehenen Nut (33) und einem in der Nut (33) angeordneten, vorzugsweise runden, Paßstift (34) gebildet ist.
12. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die höhenverstellbare Mechanik eine Einstellschraube (37, 38) ist.
13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellschraube (37,38) eine Mikrometerschraube ist.
14. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (6) ein Pneumatik- oder Preßluftantrieb ist.
15. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Rakel (3) auf einer Welle (2) verstellbar angeordnet ist.
16. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Wanne (5) in der Schieberplatte (5) über die Haltekraft von Magneten (32), insbesondere Permanentmagneten, positioniert ist.
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