WO2004057651A1 - Vorrichtung und verfahren zum transport einer komponente - Google Patents

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WO2004057651A1
WO2004057651A1 PCT/EP2003/012755 EP0312755W WO2004057651A1 WO 2004057651 A1 WO2004057651 A1 WO 2004057651A1 EP 0312755 W EP0312755 W EP 0312755W WO 2004057651 A1 WO2004057651 A1 WO 2004057651A1
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WO
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component
liquid
belt
components
solder balls
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PCT/EP2003/012755
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French (fr)
Inventor
Wolf-Eckhart Bulst
Alexander Dabek
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • H01L24/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L24/81—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a bump connector

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for flip chip assembly.
  • flip-chip assembly the arrangement of an active or passive component (also called “chip” or “component”) with the surface finished in its manufacturing process is “face-down” or inverted, ie flip-chip, onto one suitable carrier, understood.
  • connection bumps that is to say the contacts and / or solder balls
  • the connection bumps are attached to the components themselves, so that their production costs are distributed over several components, they offer protection for the finished surface of the components and, finally, due to their shape the components to facilitate the construction of the precision mechanical processing tools insofar as they can then be flat.
  • the application of the solder balls on the component side also allows the use of high-melting alloys, which is not always possible on the substrate side due to limited temperature tolerances.
  • the components formed in this way are guided in the open belt for flip-chip assembly, the belt or “tacky tape” being rotated about the longitudinal axis before being introduced into the belt feeder, so that the components can all be further processed with the solder balls facing downwards.
  • the components are then pressed or conveyed from below into the placement head by an ejection tool in the placement machine, a device in which the components are transferred from the belt to a so-called placement head, after the component on the placement head, for example by a partial vacuum the assembly head is attached, it is then with at least one liquid, advantageously only wetted on the solder balls before it is placed over the placement head.
  • the solder balls are sprayed, for example, or immersed in a liquid, the component surface being protected, for example, by a mask. However, the protection does not work 100%, so that contamination of the component surface must always be accepted.
  • components with an area down to 0.5 mm 2 can be processed safely, the thicknesses of the components typically being 0.1 mm to 0.6 mm.
  • the liquid is applied either on the placement head as described above or before the transfer from the belt to the placement head. It is even preferred that the liquid application does not take place on the placement head because the throughput of the components on the placement head should be as high as possible, that is, in others
  • the component with solder balls which is located on the mounting head, is placed on the substrate by the mounting head before it is soldered on.
  • At least the transfer from the belt to the assembly head and the placement at the point at which the component is to be soldered take place in the device for flip chip assembly.
  • Such a device for flip chip assembly comprises at least one belt with individual so-called pockets, that is to say a section in which a prepared component with solder balls, which is to be processed according to the flip chip method, has space.
  • the finished products are in this belt Components are delivered before they are individually fixed to a placement head by machine transfer.
  • the components are then positioned on the substrate with sufficient precision so that the soldering can take place in a so-called "reflow oven”. Before the soldering, the components or more precisely the solder balls of the components are wetted with liquid such as flux ,
  • the liquid application preferably takes place before the transfer to the placement head because, as already mentioned, the dwell time on the placement head should be as short as possible.
  • the applied liquids e.g. flux and / or conductive adhesive
  • the liquid is applied while the component is already mounted on the placement head.
  • the liquid application involves an additional work step.
  • FIG. 1 shows the delivery state of a belt A with a component B clasped by it.
  • the pocket height that is to say the height or thickness of the belt A, is at least 10% above the component.
  • the component lies on a two-part conveyor belt A x .
  • FIG. 2 shows a known assembly step in production, in which the segment C corresponds to the combination of the belt A and the component B from FIG. 1.
  • the electrical, electronic, optical or electro-optical component B is to be fed from the belt A or the conveyor belt A to the placement head D.
  • the assembly head lowered onto the component and a component vacuum switched on.
  • the ejection tool E first moves upwards and pushes the component B out of the conveyor belt A '.
  • the assembly head D is passively pushed up and takes over the component in a time-controlled manner. The component transfer is now complete.
  • FIG. 3 shows a known process flow of a flip chip assembly.
  • Two machines, an automatic placement machine Mla and a reflow oven Mlb are required.
  • the first sub-step T is the component transfer according to FIG. 2. This is followed by the component-side liquid application FL, e.g. by immersing components in open liquid reservoirs, also called "flux dipping", or dispensing, and the actual placement of the components. These three sub-steps are completely sequential. This sequential processing leads to a relatively low throughput rate of the modules.
  • FIG. 4 shows a machine M2a, in particular for the application of liquid FL.
  • the first step of the liquid application FL is a spraying process SPR and the second step is a screen printing process PR.
  • the advantage of a method according to this figure is that, due to the liquid application handled by the machine M2a, the placement machine M2b has no work step and the throughput can thus be increased. The remaining, only sequential steps of this method correspond to the steps
  • the invention relates to a device for transporting a component from a holder to a means of use, the device having a surface against which the component can be attached for transport, the device having supply means through which a liquid can be supplied to the surface.
  • the device is preferably a device for flip-chip mounting of an electrical or electronic component, which has at least one holder for transporting the component, a means of use in the form of a mounting head and an ejection tool with a surface formed by a plate and a shaft for transferring the component from of the holder on the assembly head, wherein in the shaft of the ejection tool supply means in the form of a line or a channel are provided, through which liquid can be directed onto the surface of the plate of the ejection tool.
  • the plate preferably has at least one area with boundaries on which the liquid remains.
  • the invention also relates to a method for processing a component, which comprises the following operations: a transfer of a component to a means of use, a wetting of a part of the component with a liquid, and a placement of the component on a substrate, the wetting being carried out by means of the device described above during the transfer.
  • the method is preferably a flip-chip assembly, in which the following operations are carried out in particular: a transfer of a finished electrical or electronic component to a placement head using a device according to the invention, a wetting of the solder balls on the component with a liquid, and a placement of the electrical components or electronic component on a substrate, whereby the transfer and the wetting are combined in one operation.
  • the inventive method can be referred to as "fluid added component transfer", ie FACT.
  • the holder for transporting the electrical or electronic component is preferably a belt, the component lying on a conveyor belt belonging to the belt.
  • the plate of the ejection tool have a recess in which the liquid collects and holds.
  • the depression can be, for example, basin-shaped, channel-shaped or similar, provided that it has a size and a depth which is sufficient for the liquid wetting of the solder balls.
  • the edges of the plate are raised, for example, and serve to prevent the liquid from flowing away.
  • a filter for additional cleaning of the liquid is either in the line, at the outlet and / or in the area on the plate of the ejection tool, on which the liquid collects, if applicable.
  • the placement head preferably has a vacuum groove through which the component can be held.
  • the shaft of the ejection tool has at least two lines through which two liquids are directed onto the plate of the ejection tool, which are used one after the other or next to one another for wetting the on the
  • the lines can be flexible or inelastic, for example simple bores in the shaft to which a hose is connected, which leads from a liquid reservoir, possibly via a feed pump, to the region of the plate of the ejection tool, in which the liquid collects until it crosslinks.
  • FIG. 5 shows a cross section through part of a device for flip chip assembly
  • Figure 6 shows a process flow according to the invention.
  • the belt 1 can be seen with two lateral rails 1 a and 1 b, which clearly protrude the height of the component 2 together with the solder balls 5, so that the solder balls 5 and / or the component 2 do not suffer any mechanical damage.
  • the belt 1 also has a two-part conveyor belt 6 on which the component 2 is seated.
  • the conveyor belt 6 thus also serves as a belt seat for the component 2.
  • An ejection tool 3 (shown in cross section) which presses the component 2 against the placement head 4 from below comprises a shaft 3a and one
  • FIG. 6 shows the flip-chip assembly method according to FIG. 5, which is shown as partial step FIG5 and is carried out by a machine M3a. This is followed only by a placement step POS for the component.
  • a second machine M3b designed as a “reflow oven”, then carries out the required long-term stable connection or soldering. With the invention, therefore, a system is presented for the first time which transfers the component and the selective wetting of those on the component in one work step
  • the second machine M3b provides a balance of only two machines for two sequential process steps.
  • solder balls can also be wetted using suitable materials such as flux, glue or soft solder alloys.
  • the FACT method according to the invention offers the following advantages: it is a closed system so that liquids with high vapor pressure cannot escape.
  • the outlet is smaller than in the prior art because it is directly adapted to the chips.
  • one or more filters can be installed at different points in the system. - It is possible to wet only the solder balls and not the component surface, so that later cleaning steps of the component surface are unnecessary. This contributes to the reliability of the components. Compared to manually operated liquid reservoirs, process reliability increases because the liquid layer can be controlled automatically in a freely programmable cycle
  • the placement is advantageously parallelized, while a dispersion process takes place sequentially on an automatic placement machine or requires a further machine.
  • the invention advantageously also works with components with the closest contact center distances of, for example, 20 ⁇ m.
  • layer thicknesses that can be as thin as 10 ⁇ m can be realized without leaving residues on the component surfaces, in contrast to the screen printing method. For this reason, it is possible to wet smaller solder balls without leaving residues on the component surfaces.
  • the inventive method is a maskless process, so that a machine intended for this is advantageously not required. If a mixed assembly of different components is to be performed on a machine, the solder balls of which have different diameters, the method according to the invention is advantageous since individual liquid levels and pump degrees “pump rate” are set for each individual component, for example using suitable control software For example, the liquid level can be measured using a resonance tool, the measured value is then transmitted to an electronic control unit which sets the pump rate, the known methods, for example according to the description of Figure 3, can only set fixed levels for those with high vapor pressure, the inventive method has the advantage that the liquid application is carried out closer to the final assembly in terms of time and space, thus minimizing the number of disturbance variables and the possibility of contamination.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Flipchipmontage. Unter Flipchipmontage wird dabei die Anordnung eines aktiven oder passiven Bauelements (auch 'Chip' oder 'Komponente' genannt) mit der in dessen Herstellungsprozess veredelten Oberfläche nach unten 'face-down' oder invertiert, d.h. Flipchip, auf einen geeigneten Träger, verstanden. Mit der Erfindung wird erstmals ein System vorgestellt, das in einem Arbeitsschritt den Transfer der Komponente und die selektive Benetzung der auf der Komponente befindlichen Lotkugeln bewältigt.

Description

Beschreibung
Vorrichtung und Verfahren zum Transport einer Komponente
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Flipchipmontage. Unter Flipchipmontage wird dabei die Anordnung eines aktiven oder passiven Bauelements (auch „Chip" o- der „Komponente" genannt) mit der in dessen Herstellungspro- zess veredelten Oberfläche nach unten „face-down" oder inver- tiert, d.h. Flipchip, auf einen geeigneten Träger, verstanden.
Nach einem allgemein anerkannten Verfahren werden dabei die Anschlusshöcker, das heißt die Kontakte und/oder Lotkugeln, auf den Komponenten selbst angebracht, so dass deren Herstellungskosten auf mehrere Komponenten verteilt werden, sie Schutz für die veredelte Oberfläche der Komponenten bieten und schließlich durch ihre Gestalt auf den Komponenten die Konstruktion der feinmechanischen Verarbeitungswerkzeuge in- sofern erleichtern, als diese dann plan sein können. Die Kom- ponentenseitige Aufbringung der Lotkugeln erlaubt zudem die Verwendung hochschmelzender Legierungen, welches sübstratsei- tig aufgrund eingeschränkter Temperaturtoleranzen nicht immer möglich ist.
Zur Montage werden die so gebildeten Komponenten im offenen Gurt zur Flipchipmontage geführt, wobei der Gurt oder „tacky tape" vor der Einführung in den Gurtzuführer um die Längsachse gedreht wird, so dass die Komponenten alle mit den Lotku- geln nach unten weiterverarbeitet werden können. Die Komponenten werden dann im Bestückungsautomat, einer Vorrichtung, in der die Komponenten vom Gurt auf einen sogenannten Bestückungskopf transferiert werden, vom Gurt durch ein Ausstoßwerkzeug von unten auf den Bestückungskopf gedrückt oder be- fördert. Nachdem die Komponente am Bestückungskopf, beispielsweise durch ein partielles Vakuum des Bestückungskopfes befestigt ist, wird sie dann mit zumindest einer Flüssigkeit, vorteilhafterweise nur an den Lotkugeln, benetzt, bevor sie über den Bestückungskopf platziert wird. Zur Benetzung werden die Lotkugeln beispielsweise besprüht oder in eine Flüssigkeit eingetaucht, wobei die Komponentenoberfläche zum Bei- spiel durch eine Maske geschützt wird. Der Schutz wirkt jedoch nicht 100%, so dass immer eine Verschmutzung der Komponentenoberfläche mit in Kauf genommen werden muss .
Durch eine Vorrichtung zur Flipchipmontage, die die Durchfüh- rung des oben genannten Verfahrens erlaubt, können Komponenten mit einer Fläche bis hinunter zu 0.5mm2 sicher verarbeitet werden, wobei die Dicken der Komponenten typischerweise 0.1mm bis 0.6mm betragen.
Der Flüssigkeitsauftrag geschieht entweder auf dem Bestückungskopf wie oben beschrieben oder noch vor dem Transfer vom Gurt auf den Bestückungskopf. Dabei ist es sogar bevorzugt, dass der Flüssigkeitsauftrag nicht auf dem Bestückungskopf stattfindet, weil der Durchsatz der Komponenten auf dem Bestückungskopf möglichst hoch sein soll, also in anderen
Worten die Verweilzeit einer einzelnen Komponente auf dem Bestückungskopf relativ gering.
Die mit Lotkugeln besetzte Komponente, die sich auf dem Be- stückungskopf befindet, wird durch den Bestückungskopf auf dem Substrat platziert, bevor sie angelötet wird.
Zumindest der Transfer vom Gurt auf den Bestückungskopf und die Platzierung an der Stelle, an die die Komponente aufgelö- tet werden soll, finden in der Vorrichtung zur Flipchipmontage statt.
Eine derartige Vorrichtung zur Flipchipmontage umfasst zumindest einen Gurt mit einzelnen sogenannten Taschen, das heißt jeweils einen Abschnitt, in dem eine vorbereitete Komponente mit Lotkugeln, die nach dem Flipchip-Verfahren verarbeitet werden soll, Platz hat. In diesem Gurt werden die fertigen Komponenten angeliefert, bevor sie durch den maschinellen Transfer einzeln auf einen Bestückungskopf fixiert werden. Über den Bestückungskopf werden die Komponenten dann auf einem Substrat mit der ausreichenden Präzision positioniert, so dass in einem sogenannten „Reflow Ofen" die Lötung stattfinden kann. Vor der Lötung werden die Komponenten oder genauer gesagt die Lotkugeln der Komponenten noch mit Flüssigkeit wie z.B. Flussmittel benetzt.
Der Flüssigkeitsauftrag findet bevorzugt vor dem Transfer auf den Bestückungskopf statt, weil, wie bereits erwähnt, die Verweilzeit auf dem Bestückungskopf möglichst gering sein sollte. Andererseits behindern die aufgebrachten Flüssigkeiten (z.B. Flussmittel und/oder Leitkleber) den Umgang und insbesondere den Transfer der Komponente. So wird in manchen Fällen der Flüssigkeitsauftrag doch durchgeführt, während die Komponente bereits am Bestückungskopf montiert ist. Dadurch ergeben sich jedoch die oben genannten Nachteile bezüglich der Verweilzeit der Komponente am Bestückungskopf. In jedem Fall aber umfasst der Flüssigkeitsauftrag einen zusätzlichen Arbeitsschritt .
Beispiele des Standes der Technik in der Flipchipmontage werden anhand der Figuren 1 bis 4 erläutert.
Figur 1 zeigt den Anlieferungszustand eines Gurtes A mit einer davon umklammerten Komponente B. In der Regel ist die Taschenhöhe, also die Höhe bzw. Dicke des Gurtes A mindestens 10% über der Komponente. Die Komponente liegt auf einem zweiteiligen Förderband Ax .
Figur 2 zeigt einen bekannten Bestückungsschritt in der Herstellung bei dem das Segment C der Kombination des Gurtes A und der Komponente B der Figur 1 entspricht. Die elektri- sehe, elektronische, optische oder elektro-optische Komponente B soll aus dem Gurt A bzw. dem Förderband A dem Bestückungskopf D zugeführt werden. Zu dem Zweck wird der Bestü- ckungskopf auf die Komponente herabgesenkt und ein Bauteilvakuum hinzugeschaltet. Das Ausstoßwerkzeug E bewegt sich zunächst nach oben und schiebt die Komponente B aus dem Förderband A' heraus. Der Bestückungskopf D wird dabei passiv mit hochgeschoben und übernimmt die Komponente zeitgesteuert. Damit ist der Komponenten-Transfer beendet.
Figur 3 zeigt einen bekannten Prozessablauf einer Flipchip Bestückung. Es werden hier zwei Maschinen, ein Bestückungsau- tomat Mla und ein Reflow-Ofen Mlb benötigt. Der erste Teilschritt T ist der Komponenten-Transfer gemäß Figur 2. Es folgen dann der ko ponentenseitige Flüssigkeitsauftrag FL, wie z.B. durch Eintauchen von Bauteilen in offenen Flüssigkeits- Reservoirs, auch „flux dipping" genannt, oder Dispensieren, und die eigentliche Platzierung POS der Komponenten. Diese drei Teilschritte sind vollständig sequentiell. Anschließend wird das bestückte Modul auf der Fertigungslinie nach Mlb zur langzeitstabilen Verbindung bzw. zur Lötung gebracht. Diese sequentielle Bearbeitung führt also zu einer relativ niedri- gen Durchsatzquote der Module.
Figur 4 zeigt eine Maschine M2a insbesondere für den Flüssigkeitsauftrag FL. Der erste Schritt des Flüssigkeitsauftrags FL ist dabei ein Sprühverfahren SPR und der zweite Schritt ein Siebdruck-Verf hren PR. Der Vorteil eines Verfahren gemäß dieser Figur besteht darin, dass aufgrund der von der Maschine M2a bewältigen Flüssigkeitsbeautragung dem Bestückungsautomaten M2b ein Arbeitsschritt entfällt und damit der Durchsatz gesteigert werden kann. Die übrigen, einzigen sequen- tiellen Schritte dieses Verfahren entsprechen den Schritten
T, POS und V des vorhergehenden Beispiels. Das Verfahren wird somit extensiv in der Industrie angewendet . Es besteht dennoch der Nachteil, das die Maschine M2a für den Flüssigkeitsauftrag nur funktioniert, wenn der Kontaktmittenabstand oder „Kontaktraster" bzw. „Pitch" der Lotkugeln nicht kleiner als 200μm ist. Für Anwendungen im Mikrowellen- und im MiHirne- terwellenbereich sind aber Kontaktraster von lOOμ bis 150μm üblich.
Somit liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Flipchipmontage zu schaffen, durch das die genannten Nachteile des Standes der Technik beseitigt werden. Zudem ist es Aufgabe der Erfindung ein möglichst kostengünstiges, das heißt möglichst wenige separate Arbeitsschritte umfassendes Verfahren zur Flipchipmon- tage zur Verfügung zu stellen.
Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Transport einer Komponente von einer Halterung zu einem Verwendungsmittel wobei die Vorrichtung eine Fläche aufweist, an die die Komponente zum Transport anlagerbar ist, wobei die Vorrichtung Zuführungsmittel aufweist, durch die eine Flüssigkeit zu der Fläche zuführbar ist.
Die Vorrichtung ist vorzugsweise eine Vorrichtung zur Flip- chipmontage einer elektrischen oder elektronischen Komponente, welche zumindest eine Halterung für einen Transport der Komponente, einen Verwendungsmittel in Form eines Bestückungskopfes sowie ein Ausstoßwerkzeug mit einer von einer Platte gebildeten Fläche und einem Schaft zum Transfer der Komponente von der Halterung auf den Bestückungskopf aufweist, wobei im Schaft des Ausstoßwerkzeugs Zuführungsmittel in Form einer Leitung oder eines Kanals vorgesehen sind, durch die Flüssigkeit auf die Fläche der Platte des Ausstoßwerkzeugs geleitet werden kann.
Vorzugsweise hat die Platte zumindest einen Bereich mit Umgrenzungen, auf dem die Flüssigkeit stehen bleibt.
Außerdem ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zur Bear- beitung einer Komponente, welches folgende Arbeitsgänge umfasst: einen Transfer einer Komponente auf einen Verwendungsmittel, eine Benetzung eines Teils der Komponente mit einer Flüssigkeit, und - eine Platzierung der Komponente auf ein Substrat, wobei die Benetzung mittels der zuvor beschriebenen Vorrichtung während des Transfers erfolgt.
Das Verfahren ist vorzugsweise eine Flipchipmontage, bei dem insbesondere folgende Arbeitsgänge ausgeführt werden: einen Transfer einer fertigen elektrischen oder elektronischen Komponente auf einen Bestückungskopf anhand einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, eine Benetzung der auf der Komponente befindlichen Lotku- geln mit einer Flüssigkeit, und eine Platzierung der elektrischen oder elektronischen Komponente auf einem Substrat, wobei der Transfer und die Benetzung in einem Arbeitsgang zu- sammengefasst sind.
Das erfinderische Verfahren kann als „Fluid Added Component Transfer", also FACT, bezeichnet werden.
Vorzugsweise ist die Halterung zum Transport der elektrischen oder elektronischen Komponente ein Gurt, wobei die Komponente auf einem zum Gurt gehörenden Förderband liegt.
Es wird bevorzugst, dass die Platte des Ausstoßwerkzeugs eine Vertiefung aufweist in der sich die Flüssigkeit sammelt und hält. Die Vertiefung kann dabei beispielsweise beckenförmig, kanalförmig oder ähnlich ausgestaltet sein, sofern sie eine Größe und eine Tiefe aufweist, welche für die Flüssigkeitsbe- netzung der Lotkugeln ausreicht. Die Kanten der Platte sind beispielsweise erhaben und dienen dazu, ein Abfließen der Flüssigkeit zu verhindern. Ein Filter zur zusätzlichen Reinigung der Flüssigkeit ist entweder in der Leitung, am Auslass und/oder in dem Bereich auf der Platte des Ausstoßwerkzeugs, auf dem sich die Flüssigkeit sammelt, gegebenenfalls vorgesehen.
Der Bestückungskopf weist vorzugsweise eine Vakuumnut auf, durch die die Komponente gehalten werden kann.
Es ist vorteilhaft, wenn der Schaft des Ausstoßwerkzeugs zumindest zwei Leitungen aufweist, durch die zwei Flüssigkeiten auf die Platte des Ausstoßwerkzeugs geleitet werden, die nacheinander oder nebeneinander zur Benetzung der auf der
Komponente befindlichen Lotkugeln dienen. Die Leitungen können flexibel oder unelastisch sein, also beispielsweise einfache Bohrungen im Schaft an die ein Schlauch angeschlossen ist, der von einem Flüssigkeitsreservoir, gegebenenfalls über eine Förderpumpe, zum Bereich der Platte des Ausstoßwerkzeugs führt, in dem sich die Flüssigkeit bis zur Vernetzung sammelt.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei zeigt
Figur 5 einen Querschnitt durch einen Teil einer Vorrichtung zur Flipchipmontage,
Figur 6 einen erfindungsgemäßen Prozessablauf.
In Figur 5 ist der Gurt 1 mit zwei seitlichen Schienen la und lb zu erkennen, die die Höhe der Komponente 2 samt Lotkugeln 5 deutlich überragen, damit die Lotkugeln 5 und/oder die Kom- ponente 2 keinen mechanischen Schaden nehmen. Der Gurt 1 verfügt außerdem noch über ein zweiteiliges Förderband 6 auf dem die Komponente 2 sitzt . Das Förderband 6 dient somit also auch als Gurtsitz für die Komponente 2. Ein Ausstoßwerkzeug 3 (im Querschnitt gezeigt) , das von unten die Komponente 2 an den Bestückkopf 4 drückt, umfasst einen Schaft 3a und eine
Platte 3c mit zumindest einem Bereich 3b auf dem die Flüssigkeit steht. Wenn nun der Bereich 3b durch Vorstoßen des Ausstoßwerkzeugs 3 die Lotkugeln 5 der Komponente 2 trifft, werden diese in mit einer Flüssigkeit, die durch die gestrichelt gezeichnete Leitung 3d in den Bereich 3b des Ausstoßwerkzeugs 3 gelangt, benetzt und gleichzeitig wird die gesamte Komponente 2 durch den Druck, der über das Ausstoßwerkzeug 3 ausgeübt wird, durch das zweiteilige Förderband 6 hindurch auf den Bestück- • köpf 4 geschoben bzw. fortbewegt, wo sie durch das Vakuum in der Vakuumnut 7 gehalten wird. Somit wird in einem Arbeitsgang die Komponente vom Gurt auf den Bestückkopf transferiert und gleichzeitig mit Flüssigkeit benetzt.
Die Figur 6 zeigt dabei das Flip-Chip Montage Verfahren nach Figur 5, welches als Teilschritt FIG5 dargestellt ist und von einer Maschine M3a ausgeführt wird. Darauf folgt lediglich ein Platzierungsschritt POS für die Komponente. Eine zweite Maschine M3b, als „Reflow Ofen" ausgebildet, führt dann die erforderliche langzeitstabile Verbindung bzw. Lötung aus. Mit der Erfindung wird also erstmals ein System vorgestellt, das in einem Arbeitsschritt den Transfer der Komponente und die selektive Benetzung der auf der Komponente befindlichen Lotkugeln bewältigt. Mit der zweiten Maschine M3b wird also eine Bilanz von lediglich zwei Maschinen für zwei sequentielle Prozessschritte bereitgestellt.
Es wird bevorzugt, nieder- bis mittelviskose Flüssigkeiten für die Flüssigkeitsbeauftragung zu verwenden, um eine gleichmäßigere Filmdickenverteilung auf der Komponente inner- halb der kurzen Taktzeiten der Bestückung zu erreichen. Die Benetzung der Lotkugeln kann ferner mittels geeigneten Materialien wie beispielsweise Flussmittel, Kleber oder Weichlotlegierungen erfolgen.
Insbesondere gegenüber einem Eintauchverfahren beispielsweise nach dem Schritt FL in Figur 3 bietet das FACT Verfahren gemäß der Erfindung folgende Vorteile: es stellt ein geschlossenes System dar, so dass auch Flüssigkeiten mit hohem Dampfdruck nicht entweichen können. Der Auslass ist kleiner als beim Stand der Technik, da er direkt an die Chips angepasst ist.
Zur Steigerung der Reinheit der Fluide können in das System ein oder mehrere Filter an verschiednen Stellen eingebaut werden. - Es wird ermöglicht, nur die Lotkugeln und nicht die Ko po- nentenoberflache zu benetzen, so dass spätere Reinigungsschritte der Komponentenfläche unnötig sind. Dieses trägt zur Zuverlässigkeit der Komponenten bei . Im Vergleich zu manuell betriebenen Flüssigkeits- Reservoirs steigt die Prozesssicherheit, da die Flüssig- keitsschicht in einem frei programmierbaren Zyklus automatisch kontrollierbar ist
Insbesondere gegenüber einem Dispersionsverfahren wird beim FACT Verfahren gemäß der Erfindung die Bestückung vorteil- hafterweise parallelisiert, während ein Dispersionsvorgang sequentiell auf einem Bestückungsautomaten stattfindet oder eine weitere Maschine erfordert.
Im Gegensatz zu einem Siebdruck-Verfahren funktioniert die Erfindung vorteilhafterweise auch bei Bauelementen mit engsten Kontaktmittenabständen von beispielsweise 20μm. Bei der Benetzung nach der Erfindung können Schichtdicken, die bis zu lOμm dünn sein können, realisiert werden, ohne im Gegensatz zum Siebdruck-Verfahren Rückstände an den Komponentenoberflä- chen zu hinterlassen. Aus diesem Grund ist es möglich, kleinere Lotkugel zu benetzen, ohne Rückstände an den Komponenten Oberflächen zu hinterlassen.
Im Gegensatz zu einem Standard-Sprühverfahren ist das erfin- derische Verfahren ein maskenloser Prozess, so dass vorteilhafterweise auch eine dafür bestimmte Maschine nicht' benötigt wird. Soll auf einer Maschine eine Mischbestückung verschiedener Komponenten aufgeführt werden, deren Lotkugeln unterschiedliche Durchmesser haben, ist das Verfahren nach der Erfindung vorteilhaft, da individuelle Flüssigkeitsstände und Pumpen- Grade „Pump-Rate" für jede Einzel-Komponente beispielsweise anhand einer geeigneten Steuerungs-Software eingestellt werden können. Beispielsweise kann die Flüssigkeitshöhe anhand eines Resonanztools gemessen werden. Der gemessene Wert wird dann an eine elektronische Steuerungseinheit übermittelt welche die Pump Rate einstellt. Die bekannten Verfahren z.B. nach der Beschreibung zu Figur 3 können lediglich feste Höhen einstellen. Bei stark niederviskosen Flüssigkeiten und bei solchen mit hohem Dampfdruck hat das erfinderische Verfahren den Vorteil, dass der Flüssigkeitsauftrag zeitlich und räumlich näher an der Endmontage ausgeführt wird. Somit kann die Anzahl von Störvariabein und die Möglichkeit einer Kontamination minimiert werden.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Transport einer Komponente (2) von einer Halterung (1) zu einem Verwendungsmittel (7) , wobei die Vor- richtung eine Fläche (3c) aufweist, an die die Komponente zum Transport anlagerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung Zuführungsmittel (3d) aufweist, durch die eine Flüssigkeit (3b) zu der Fläche zuführbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche (3c) Umgrenzungen für die Flüssigkeit (3b) aufweist.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche (3c) von einer Platte, insbesondere einer Platte mit einer Vertiefung, gebildet wird.
4. Vorrichtung nach einem der vorherstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführungsmittel (3d) Kanäle sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche (3c) mit einem Schaft (3a) verbunden ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführungsmittel (3d) durch den Schaft zur Fläche (3c) geführt sind.
7. Verfahren, bei dem ein Transport einer Komponente (2) mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 von einer Halterung (1) zu einem Verwendungsmittel (7) erfolgt und während des Transports eine Benetzung eines Teils der Komponente (2) mit einer Flüssigkeit (3b) ausgeführt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem als Verwendungsmittel (7) ein Bestückungskopf eingesetzt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, bei dem der Transport und die Benetzung durch Vorstoßen der Vorrichtung auf die Komponente (2) und Fortbewegung der Vorrichtung mit der Komponente bis zum Verwendungsmittel (7) erfolgt.
10. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem durch Vorstoßen der Vorrichtung die Komponente (2) von einem Förderband (6) auf den Bestückungskopf (7) befördert wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, bei dem die Höhe der Flüssigkeit auf der Fläche (3c) der Vorrichtung mittels einer elektronischen Steuerung in Verbindung mit einer Pumpe kontrolliert wird.
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