WO2006045266A1 - Verfahren und vorrichtung zum transfer einer lotdepotanordnung - Google Patents

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WO2006045266A1
WO2006045266A1 PCT/DE2005/001698 DE2005001698W WO2006045266A1 WO 2006045266 A1 WO2006045266 A1 WO 2006045266A1 DE 2005001698 W DE2005001698 W DE 2005001698W WO 2006045266 A1 WO2006045266 A1 WO 2006045266A1
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solder
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depot
solder depot
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PCT/DE2005/001698
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Elke Zakel
Ghassem Azdasht
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Pac Tech - Packaging Technologies Gmbh
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    • H05K2203/082—Suction, e.g. for holding solder balls or components

Definitions

  • the present invention relates to a method for transferring a solder deposit arrangement having a plurality of solder deposits onto a connection surface arrangement of a contact surface of a substrate with removal of a plurality of solder deposits from a solder deposit reservoir accommodated in a solder deposit device by means of a template-like singulation device arranged above the solder deposit reservoir for forming a solder depot arrangement designed in accordance with the connection surface arrangement, and with a subsequent transfer of the solder depot arrangement to the connection surface arrangement of the substrate, wherein for transferring the solder depots from the solder depot reservoir into the singulation device the vacuum reservoir is subjected to negative pressure through template openings of the singulation device , Furthermore, the invention relates to a suitable apparatus for performing the method in a special way.
  • the device connected to a vacuum device is Separation device for removing a number of solder depots separated according to the template openings is moved into the solder depot receiving device, such that an air inlet entering the solder depot receiving device as a result of the negative pressure acting on the separating device is introduced between the circumference of the singling device and a boundary wall Lotdepot technique Huawei forming frame gap takes place.
  • solder deposits Due to this central accumulation of solder deposits, depending on the plane extent of the separating device, there may be no solder deposits or solder deposits in a sufficient number opposite the decentralized areas of the separating device, so that not all of them due to the negative pressure applied to the separating device Template openings are filled with solder deposits.
  • the solder deposit reservoir is vented during the negative pressure by the separating device via a bottom wall arranged opposite the separating device. Due to the aeration of the solder deposit reservoir from a side opposite the plane of the singling device, a uniform surface inflow of air into the solder deposit reservoir can be effected by the negative pressure applied to the singulation device. A formation of a radial air inflow into the Lotde ⁇ potreservoir with the adverse central accumulation of the solder deposits is avoided. Instead, the relative arrangement of the solder deposits in the solder deposit reservoir is not adversely affected by the flat underside inflow of air, which thus takes place substantially coaxially with the pressurization of the singling device.
  • solder deposits in the solder deposit reservoir which is even in a plane parallel to the singulation device before the vacuum is applied to the singulation device, is essentially maintained during the application of the vacuum.
  • solder deposits are always present in a sufficient number opposite the outer, decentralized regions of the separating device, so that it is not possible to form the above-described defects, that is to say incorrect or unoccupied stencil openings of the singulating device.
  • the ventilation may prove advantageous to carry out the ventilation with overpressure.
  • the separating device is additionally subjected to vibrations during the pressurization of the vacuum in order to mechanically support the arrangement of the individual solder deposits in the template openings of the separating device.
  • an oscillation response of the singulation device proves to be particularly effective coaxially with the direction of the negative pressure.
  • the device according to the invention for transferring a solder deposit arrangement has a solder deposit receiving device, which is provided with an at least partially air-permeable bottom wall for arranging the solder deposit reservoir.
  • the bottom wall is provided with an air guiding device that can be changed in its positioning relative to the bottom wall for introducing air into the solder deposit receiving device.
  • the air inlet Direction has a connection device for connection to a Druckluft ⁇ source.
  • the singling device is provided with a vibration oscillator, which controls the singling device with mechanical oscillation
  • the oscillation oscillator can be designed as an ultrasonic generator, for example.
  • FIG. 1 shows a first variant of the method with representation ei ⁇ ner first embodiment of the device.
  • FIG. 2 shows a second variant of the method showing a second embodiment of the device
  • FIG. 3 shows a separating device of the device immediately before transferring a solder depot arrangement to a contact substrate
  • FIG. 5 shows the contact substrate with the solder depot arrangement arranged thereon after transfer
  • FIG. 7 shows the contact substrate with the solder depot arrangement arranged thereon after transfer.
  • 1 shows a transfer device 10 with a separating device 12 arranged above a solder depot receiving device 11.
  • the separating device 12 has a carrier plate 13 which is permeable to air and rigid and which is provided with a separating template 14 on its side facing the solder depot device 11 ⁇ hen is.
  • the separating template 14 is provided with a multiplicity of scraping openings 15, which are designed as passage openings and are distributed in a defined planar arrangement, in particular as a perforated matrix 28, perpendicular to the plane of the drawing over the carrier plate.
  • the separating template 14 is connected to a housing part 17 via a ring-shaped or frame-like fastening element 16 which, together with the carrier plate 13, defines a housing chamber 18 which is not closer to a connection device 19 for connection to one here illustrated vacuum pump is provided.
  • the housing part 17 is the
  • Singulating device 12 equipped with an ultrasonic generator 20, which sets the singling device 14 in vibration ver ⁇ during operation.
  • the solder deposit receptacle 11 has an air-permeable bottom wall 20 and a side wall 21 of hollow cylinder design in the present case, so that the solder deposit receptacle 11 is substantially cup-shaped in the present case.
  • the bottom wall 20 is received in the illustrated embodiment between two ring-shaped or frame-like fastening elements 22, 23.
  • a solder depot reservoir 25 comprises a plurality of solder depots 26, which in the present case are in the form of spherical solder material are formed.
  • FIG. 1 shows the transfer device 10 during a first phase for receiving the solder deposits 26 with the singulation device 12 disposed in the solder depot receiving device 11 in an unordered manner.
  • the singling device 12 arranged in its removal position above the solder depot receiving device 11 is connected via the connecting device 19 applied a vacuum, so that due to the negative pressure in Fig. 1 indicated negative pressure flow 27 sets.
  • the bottom wall 20 is designed to be porous over its entire surface covered by the hole matrix 28 of the singulation template 14, for example as a perforated plate. Induced by the negative pressure flow 27, a ventilation flow 29 that is substantially uniformly distributed over the surface of the bottom wall 20 sets in, with the result that a movement activity of the solder deposits 26 distributed correspondingly uniformly over the surface of the bottom wall 20 occurs.
  • solder deposits 26 are moved against the separating template 14 and held at a position against the smaller in diameter compared to the solder deposits 26 Schablonen ⁇ openings 15 due to the negative pressure on the separating template 14.
  • the formation of a relative positioning of the solder deposits 26 opposite the template openings 15 can be supported by a vibration of the singulation device 12 via the activation of the housing 17 arranged on the ultrasonic transducer 30.
  • FIG. 2 shows, in a different embodiment from the illustration in FIG. 1, a transfer device 31 which, unlike the transfer device 10, has a solder deposit receptacle 32 which is arranged on the aeration side of the bottom wall 20
  • Air guide 33 is provided.
  • the louver 33 is movable in a plane parallel to the bottom wall 20.
  • the travel movement of the air guiding device 33 can be translationally reciprocating or else be designed as a biaxial movement.
  • FIG 3 shows the separating device 12 with the stencil openings 15 of the separating template 14 occupied by solder deposits 26 during the arrangement over a contact substrate 36, which may for example be formed as a wafer and has a plurality of contact surfaces 37.
  • the contact surfaces 37 of the contact substrate 36 have a contact surface arrangement 38 which corresponds to a solder depot arrangement 39 defined by the hole matrix 28 of the singulation template 14.
  • the removal of the vacuum for the formation of the negative pressure flow 27 is maintained even after the removal of the solder deposits 26 from the solder deposit receiving device.
  • the separating device 12 can also be used as a handling device for transporting the solder deposits 26 removed from the solder deposit receptacle 32 and relative orientation of the solder depot arrangement 39 Achieving the overlapping position shown in FIG. 3 with the contact surface arrangement 38 can be used.
  • the axis control for relative alignment of the solder depot arrangement 39 to the contact surface arrangement 38 can be assisted in a known manner by an image processing device (not shown here).
  • the contact substrate 36 is arranged on a receiving device 40 with a receiving plate 41 and a counter plate 42, which receive a flexible sealing membrane 43 between them.
  • the sealing membrane 43 is received peripherally between two housing rings 44, 45.
  • the receiving device 40 is located on a bonding table 46, which is provided with a vacuum line 47 for temporarily fixed positioning of the receiving device 40 or the contact substrate 36 during the alignment process for relative positioning of the solder depot 39 with respect to the contact surface 38 is.
  • the separating device 12 is moved with the separating template 14 against the housing ring 44 of the receiving device 40, so that a closed contact space 48 (FIG. 4) is formed between the receiving device 40 and the separating device 12.
  • a closed contact space 48 (FIG. 4) is formed between the receiving device 40 and the separating device 12.
  • Bonding necessary contact pressure is generated via a trained here in Gesimou ⁇ sering 44 vacuum fitting 49 after completion of the vacuum application of the receiving device 40 by the vacuum line 47 in the contact space 48, a vacuum. Subsequently, the receiving device 40 heats the contact substrate 36 for producing a thermal connection between the solder deposits 26 and the contact surfaces 37 of the contact substrate 36 in a reflow process.
  • the vacuum generated in the contact space 48 makes it possible to build up the contact pressure required for contacting, without having to apply pressure forces to the device from the outside. Consequently also eliminates the need to dimension the device accordingly. Furthermore, after previous relative positioning of the solder depot arrangement 39 with respect to the contact surface arrangement 38 during the underpressurization of the contact space 48, no special guide devices are necessary in order to fix the exact relative position in the contact pressure phase. Due to the flexibility of the sealing membrane 43, parallelism deviations, which may be present between the facing surfaces of the separating template 14 and the contact substrate 36 before the application of negative pressure, can be compensated, so that in the contact pressure phase a coplanarity of the surfaces and thus a Largely constant contact gap width can be ensured. In particular, the application of negative pressure to the contact space 48 ensures that the relative positioning is maintained during the reflow. An existing between the solder deposits 26 and the contact surfaces 37
  • Flux application is displaced as a result of the contact pressure, so that sets a direct contact between the solder deposits 26 and the contact surfaces right at the beginning of the reflow phase.
  • the receiving device 40 is transferred again to the bonding table 46 after the contact has been made, as shown in FIG. 5.
  • a bonding table 50 shown in FIGS. 6 and 7 has a lifting device 51 with a lifting table 52 which can be extended from the plane of the bonding table 50.
  • a seal for producing a gas-tight contact space 55 (FIG. 6) between the separating device 12 and the bonding table 50 is made possible by an elastic seal 54 which is arranged peripherally to the contact substrate 36 in a table surface 53 and which can be embodied, for example, as an O-ring seal.
  • the flexibility of the seal 54 in cooperation with the pressurization of the contact space 55 under pressure, enables the effects already described in detail with reference to FIG. 4.
  • the application of the contact space 55 by means of negative pressure via a formed in the bonding table 50 vacuum line 56th

Abstract

Verfahren und Vorrichtung zum Transfer einer Lotdepotanordnung mit einer Mehrzahl von Lotdepots auf eine Anschlussflächenanordnung einer Kontaktoberfläche eines Substrats (36), mit einer Entnahme einer Mehrzahl von Lotdepots aus einem in einer Lotdepotaufnahmeeinrichtung (11) aufgenommenen Lotdepotreservoir (25) mittels einer schablonenartig ausgebildeten, über dem Lotdepotreservoir angeordneten Vereinzelungseinrichtung (12) zur Ausbildung der entsprechend der Anschlussflächenanordnung ausgebildeten Lotdepotanordnung, und mit einer nachfolgenden Übergabe der Lotdepotanordnung auf die Anschlussflächenanordnung des Substrats, wobei zur Überführung der Lotdepots aus dem Lotdepotreservoir in die Vereinzelungseinrichtung das Lotdepotreservoir durch Schablonenöffnungen (15) der Vereinzelungseinrichtung hindurch mit Unterdruck beaufschlagt wird, wobei das Lotdepotreservoir (25) während der Unterdruckbeaufschlagung (27) durch die Vereinzelungseinrichtung (12) über eine gegenüberliegend der Vereinzelungseinrichtung angeordnete Bodenwandung (20) belüftet wird.

Description

'Verfahren und Vorrichtung zum Transfer einer Lotdepotanordnung'
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Transfer einer Lotdepotanordnung mit einer Mehrzahl von Lotdepots auf eine An- schlussflächenanordnung einer Kontaktoberfläche eines Substrats mit einer Entnahme einer Mehrzahl von Lotdepots aus einem in einer Lotde¬ potaufnahmeeinrichtung aufgenommenen Lotdepotreservoir mittels einer schablonenartig ausgebildeten, über dem Lotdepotreservoir angeordneten Vereinzelungseinrichtung zur Ausbildung einer entsprechend der An- schlussflächenanordnung ausgebildeten Lotdepotanordnung, und mit einer nachfolgenden Übergabe der Lotdepotanordnung auf die Anschluss- flächenanordnung des Substrats, wobei zur Überführung der Lotdepots aus dem Lotdepotreservoir in die Vereinzelungseinrichtung das Lotde¬ potreservoir durch Schablonenöffnungen der Vereinzelungseinrichtung hindurch mit Unterdruck beaufschlagt wird. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine zur Durchführung des Verfahrens in besonderer Weise geeignete Vorrichtung.
Bei einem bislang zum Transfer einer Lotdepotanordnung angewendeten Verfahren wird die an eine Unterdruckeinrichtung angeschlossene Ver- einzelungseinrichtung zur Entnahme einer entsprechend den Schablonen¬ öffnungen vereinzelten Anzahl von Lotdepots in die Lotdepotaufnahme¬ einrichtung hineinbewegt, derart, dass ein sich in Folge der Unterdruck¬ beaufschlagung der Vereinzelungseinrichtung einstellender Lufteintritt in die Lotdepotaufnahmeeinrichtung über einen sich zwischen dem Umfang der Vereinzelungseinrichtung und einer Begrenzungswandung der Lotdepotaufnahmeeinrichtung ausbildenden Rahmenspalt erfolgt. Hieraus ergibt sich eine entsprechend periphere Luftzuströmung in das in der Lotdepotaufnahmeeinrichtung aufgenommene Lotdepotreservoir mit der Folge, dass sich eine Agglomeration von Lotdepots im Zentrum der radialen Luftzuströmung einstellt. Aufgrund dieser zentralen Lotdepot¬ anhäufung kann es j e nach Ebenenerstreckung der Vereinzelungseinrich¬ tung dazu kommen, dass sich gegenüberliegend den dezentralen Berei¬ chen der Vereinzelungseinrichtung keine Lotdepots oder Lotdepots in nicht ausreichender Anzahl befinden, so dass in Folge der Unterdruckbe¬ aufschlagung der Vereinzelungseinrichtung nicht sämtliche Schablonenöffnungen mit Lotdepots besetzt werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, das Verfahren sowie eine zur Durchführung des Verfahrens eingesetzte Vorrichtung so wei- terzuentwickeln, dass die vorbeschriebene Ausbildung von Fehlstellen bei der Besetzung der Schablonenöffnungen der Vereinzelungseinrich¬ tung weitestgehend vermieden wird.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des An¬ spruchs 1 bzw. durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des An- Spruchs 8 gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das Lotdepotreservoir während der Unterdruckbeaufschlagung durch die Vereinzelungseinrich¬ tung über eine gegenüberliegend der Vereinzelungseinrichtung angeord¬ nete Bodenwandung belüftet. Durch die Belüftung des Lotdepotreservoirs von einer der Ebene der Vereinzelungseinrichtung gegenüberliegenden Seite her kann, bewirkt durch die Unterdruckbeaufschlagung der Vereinzelungseinrichtung, eine gleichmäßige flächige Einströmung von Luft in das Lotdepotreservoir erfolgen. Eine Ausbildung einer radialen Luftzuströmung in das Lotde¬ potreservoir mit der nachteiligen zentralen Anhäufung der Lotdepots wird vermieden. Statt dessen wird durch die flächige unterseitige Ein¬ strömung von Luft, die somit im Wesentlichen koaxial zur Unterdruck¬ beaufschlagung der Vereinzelungseinrichtung erfolgt, die Relativanord- nung der Lotdepots im Lotdepotreservoir nicht nachteilig beeinflusst. Somit bleibt eine vor der Unterdruckbeaufschlagung der Vereinzelungs¬ einrichtung zur Vereinzelungseinrichtung ebenenparallele Verteilung der Lotdepots im Lotdepotreservoir während der Unterdruckbeaufschlagung im Wesentlichen erhalten. Damit sind auch gegenüberliegend den äuße- ren, dezentralen Bereichen der Vereinzelungseinrichtung Lotdepots stets in einer ausreichenden Anzahl vorhanden, so dass es zur Ausbildung der vorstehend beschriebenen Fehlstellen, also zu Fehl- bzw. Nichtbesetzun- gen von Schablonenöffnungen der Vereinzelungseinrichtung, nicht kommen kann.
Um insbesondere auch bei Anlegen eines relativ niedrigen Unterdrucks eine vollständige Besetzung der Schablonenöffnungen der Vereinze¬ lungseinrichtung zu erreichen, kann es sich als vorteilhaft erweisen, die Belüftung der Bodenwandung in Teilbereichen der Bodenwandung durchzuführen, derart, dass zeitlich aufeinanderfolgend, beginnend mit einem ersten Teilbereich, unterschiedliche Teilbereiche der Bodenwan¬ dung belüftet werden. Hierdurch ist sichergestellt, dass die auf die einzelnen Lotdepots wirkenden Vakuumkräfte auch bei einem relativ geringen Unterdruck ausreichend groß sind, um die Lotdepots in die Schablonenöffnungen hineinzubewegen. Eine Möglichkeit der sukzessiven Belüftung von Teilbereichen der Bodenwandung besteht darin, die Belüftung mittels einer längs der Bodenwandung verfahrbaren Luftleiteinrichtung durchzuführen.
Zur Beeinflussung der Verteilung der Lotdepots im Lotdepotreservoir kann es sich als vorteilhaft erweisen, die Belüftung mit Überdruck durchzuführen. Um insbesondere zu verhindern, dass hierdurch eine nachteilige Beeinträchtigung des auf die Lotdepots einwirkenden Vaku¬ umeffekts erfolgt, kann es vorteilhaft sein, die Belüftung mit Überdruck zeitlich versetzt zur Unterdruckbeaufschlagung der Vereinzelungsein- richtung durchzuführen, also beispielsweise die Überdruckbeaufschla¬ gung des Lotdepotreservoirs während einer Phase durchzuführen, in der keine Vakuumbeaufschlagung der Vereinzelungseinrichtung erfolgt.
Bei einer bevorzugten Variante des Verfahrens wird die Vereinzelungs¬ einrichtung während der Unterdruckbeaufschlagung zusätzlich mit Schwingungen beaufschlagt, um hierdurch die Anordnung der einzelnen Lotdepots in den Schablonenöffnungen der Vereinzelungseinrichtung mechanisch zu unterstützen. Hierbei erweist sich eine Schwingungsbe¬ aufschlagung der Vereinzelungseinrichtung koaxial zur Richtung der Unterdruckbeaufschlagung als besonders effektiv.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Transfer einer Lotdepotanord¬ nung weist eine Lotdepotaufnahmeeinrichtung auf, die zur Anordnung des Lotdepotreservoirs mit einer zumindest bereichsweise luftdurchlässi¬ gen Bodenwandung versehen ist.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Vorrichtung ist die Boden- wandung mit einer in ihrer Positionierung zur Bodenwandung veränder¬ baren Luftleiteinrichtung zur Einleitung von Luft in die Lotdepotauf¬ nahmeeinrichtung versehen.
Zur Beeinflussung der Verteilung der Lotdepots im Lotdepotreservoir kann es sich als besonders vorteilhaft erweisen, wenn die Lufteinleitein- richtung eine Anschlusseinrichtung zum Anschluss an eine Druckluft¬ quelle aufweist.
Bei einer bevorzugten Aus führungs form der Vorrichtung ist die Verein- zelungseinrichtung mit einem Schwingungsoszillator versehen, der eine Beaufschlagung der Vereinzelungseinrichtung mit mechanischen
Schwingungen ermöglicht. Der Schwingungsoszillator kann beispielswei¬ se als Ultraschallgeber ausgeführt sein.
Nachfolgend werden bevorzugte Varianten des Verfahrens sowie Ausfüh¬ rungsformen von zur Durchführung des Verfahrens besonders geeigneten Vorrichtungen anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine erste Variante des Verfahrens mit Darstellung ei¬ ner ersten Ausführungsform der Vorrichtung;
Fig. 2 eine zweite Variante des Verfahrens mit Darstellung einer zweiten Aus führungs form der Vorrichtung;
Fig. 3 eine Vereinzelungseinrichtung der Vorrichtung unmit¬ telbar vor Übergabe einer Lotdepotanordnung auf ein Kontaktsubstrat;
Fig. 4 die Übergabe der Lotdepotanordnung auf eine Kon- taktflächenanordnung des Kontaktsubstrats;
Fig. 5 das Kontaktsubstrat mit der darauf angeordneten Lot¬ depotanordnung nach erfolgter Übergabe;
Fig. 6 eine Variante der Übergabe der von der Vereinze¬ lungseinrichtung aufgenommenen Lotdepotanordnung;
Fig. 7 das Kontaktsubstrat mit der darauf angeordneten Lot¬ depotanordnung nach erfolgter Übergabe. Fig. 1 zeigt eine Transfervorrichtung 10 mit einer Über einer Lotdepot- aufnahmeeinrichtung 1 1 angeordneten Vereinzelungseinrichtung 12. Die Vereinzelungseinrichtung 12 weist eine luftdurchlässig und starr ausge¬ bildete Trägerplatte 13 auf, die auf ihrer der Lotdepotaufnahmeeinrich- tung 11 zugewandten Seite mit einer Vereinzelungsschablone 14 verse¬ hen ist. Die Vereinzelungsschablone 14 ist mit einer Vielzahl von Schab¬ lonenöffnungen 15 versehen, die als Durchgangsöffnungen ausgebildet sind und in einer definierten flächigen Anordnung, insbesondere als Lochmatrix 28, senkrecht zur Zeichnungsebene über die Trägerplatte verteilt sind. Über ein ring- oder rahmenartig ausgebildetes Befesti¬ gungselement 16 ist die Vereinzelungsschablone 14 mit einem Gehäuse¬ teil 17 verbunden, das zusammen mit der Trägerplatte 13 eine Gehäuse¬ kammer 18 definiert, die mit einer Anschlusseinrichtung 19 zum An- schluss an eine hier nicht näher dargestellte Vakuumpumpe versehen ist. Wie weiter aus der Fig. 1 zu ersehen ist, ist das Gehäuseteil 17 der
Vereinzelungseinrichtung 12 mit einem Ultraschallgeber 20 ausgestattet, der bei Betrieb die Vereinzelungseinrichtung 14 in Schwingungen ver¬ setzt.
Die Lotdepotaufnahmeeinrichtung 11 weist eine luftdurchlässig ausge- bildete Bodenwandung 20 sowie eine im vorliegenden Fall hohlzylinder- artig ausgebildete Seitenwandung 21 auf, so dass die Lotdepotaufnahme¬ einrichtung 11 im vorliegenden Fall im Wesentlichen becherartig ausge¬ bildet ist. Zur Aufnahme der Bodenwandung 20 bzw. zur Verbindung der Bodenwandung 20 mit der Seitenwandung 21 ist die Bodenwandung 20 bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel zwischen zwei ring- oder rahmenartig ausgebildeten Befestigungselementen 22, 23 aufgenommen.
Wie ferner aus Fig. 1 zu ersehen ist, befindet sich in einem durch die Bodenwandung 20 und die Seitenwandung 21 definierten Aufnahmeraum 24 der Lotdepotaufnahmeeinrichtung 1 1 ein Lotdepotreservoir 25 umfas- send eine Vielzahl von Lotdepots 26, die im vorliegenden Fall als kugel¬ förmiges Lotmaterial ausgebildet sind. Fig. 1 zeigt die Transfervorrichtung 10 während einer ersten Phase zur Aufnahme der in der Lotdepotaufnahmeeinrichtung 11 ungeordnet aufge¬ nommenen Lotdepots 26 mit der Vereinzelungseinrichtung 12. Hierzu wird an die in ihrer Entnahmeposition über der Lotdepotaufnahmeein- richtung 11 angeordnete Vereinzelungseinrichtung 12 über die An¬ schlusseinrichtung 19 ein Vakuum angelegt, so dass sich auf Grund des Unterdrucks die in Fig. 1 angedeutete Unterdruckströmung 27 einstellt. Auf Grund der Unterdruckströmung 27 werden die einzelnen Lotdepots 26, die sich vor Anlegen der Unterdruckströmung 27 in ungeordneter Verteilung auf der Bodenwandung 20 liegend befinden, entsprechend der Darstellung in Fig. 1 gegen die Vereinzelungsschablone 14 der Vereinze¬ lungseinrichtung 12 bewegt. Die Bodenwandung 20 ist in dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel über ihre gesamte durch die Lochmat¬ rix 28 der Vereinzelungsschablone 14 überdeckte Oberfläche porös ausgebildet, beispielsweise als Lochblech ausgestaltet. Induziert durch die Unterdruckströmung 27 stellt sich eine über die Oberfläche der Bodenwandung 20 im Wesentlichen gleichförmig verteilte Belüftungs¬ strömung 29 ein, mit der Folge, dass sich eine entsprechend gleichmäßig über die Oberfläche der Bodenwandung 20 verteilte Bewegungsaktivität der Lotdepots 26 einstellt. Hierbei werden die Lotdepots 26 gegen die Vereinzelungsschablone 14 bewegt und bei einer Positionierung gegen die im Durchmesser gegenüber den Lotdepots 26 kleineren Schablonen¬ öffnungen 15 in Folge des Unterdrucks an der Vereinzelungsschablone 14 gehalten. Dabei kann die Ausbildung einer Relativpositionierung der Lotdepots 26 gegenüberliegend den Schablonenöffnungen 15 durch eine Schwingungsbeaufschlagung der Vereinzelungseinrichtung 12 über die Aktivierung des am Gehäuseteil 17 angeordneten Ultraschallgebers 30 unterstützt werden.
Fig. 2 zeigt in einer gegenüber der Darstellung in Fig. 1 variierten Aus führungs form eine Transfervorrichtung 31 , die abweichend von der Transfervorrichtung 10 eine Lotdepotaufnahmeeinrichtung 32 aufweist, die mit einer auf der Belüftungsseite der Bodenwandung 20 angeordneten Luftleiteinrichtung 33 versehen ist. Wie durch den Doppelpfeil 34 in Fig. 2 angedeutet, ist die Luftleiteinrichtung 33 in einer Ebene parallel zur Bodenwandung 20 verfahrbar. Je nach Ausbildung der Luftleitein¬ richtung 33 bzw. Flächenform der Bodenwandung 20 bzw. der Vereinze- lungsschablone 14, auf deren Flächenform die Flächenform der Boden¬ wandung 20 abgestimmt ist, kann die Verfahrbewegung der Luftleitein¬ richtung 33 translatorisch hin- und hergehend oder auch als zweiachsige Bewegung ausgebildet sein. So ist es beispielsweise bei einer kreisschei¬ benförmigen Ausgestaltung der Bodenwandung 20 vorteilhaft, die Ver- fahrbewegung der Luftleiteinrichtung 33 spiralförmig anzulegen, um ausgehend von der Peripherie oder dem Zentrum der Bodenwandung 20 sukzessive die gesamte Oberfläche der Bodenwandung 20 mit einer Belüftungsströmung 35 zu beaufschlagen. Aus der Darstellung gemäß Fig. 2 wird deutlich, dass durch die bereichsweise Beaufschlagung der Bodenwandung 20 mit der durch die Unterdruckströmung 27 induzierten Belüftungsströmung die Schablonenöffnungen 15 der Vereinzelungs¬ schablone 14 entsprechend den belüfteten Bereichen mit Lotdepots 26 besetzt werden.
Fig. 3 zeigt die Vereinzelungseinrichtung 12 mit den durch Lotdepots 26 besetzten Schablonenöffnungen 15 der Vereinzelungsschablone 14 während der Anordnung über einem Kontaktsubstrat 36, das beispiels¬ weise als Wafer ausgebildet sein kann und über eine Vielzahl von Kon¬ taktflächen 37 verfügt. Die Kontaktflächen 37 des Kontaktsubstrats 36 weisen eine Kontaktflächenanordnung 38 auf, die mit einer durch die Lochmatrix 28 der Vereinzelungsschablone 14 definierten Lotdepotan¬ ordnung 39 übereinstimmt. Zur Aufrechterhaltung der Lotdepotanord¬ nung 39 wird auch nach erfolgter Entnahme der Lotdepots 26 aus der Lotdepotaufnahmeeinrichtung die Unterdruckbeaufschlagung zur Ausbil¬ dung der Unterdruckströmung 27 aufrecht erhalten. Somit kann die Vereinzelungseinrichtung 12 auch als Handhabungseinrichtung zum Transport der aus der Lotdepotaufnahmeeinrichtung 32 entnommenen Lotdepots 26 und Relativausrichtung der Lotdepotanordnung 39 zur Erzielung der in Fig. 3 dargestellten Überdeckungslage mit der Kontakt¬ flächenanordnung 38 eingesetzt werden. Die Achsensteuerung zur Rela¬ tivausrichtung der Lotdepotanordnung 39 zur Kontaktflächenanordnung 38 kann dabei in bekannter Weise durch eine hier nicht näher dargestell- te Bildverarbeitungseinrichtung unterstützt werden.
Wie Fig. 3 weiter zeigt, ist das Kontaktsubstrat 36 auf einer Aufnahme¬ einrichtung 40 angeordnet mit einer Aufnahmeplatte 41 und einer Ge¬ genplatte 42, die eine flexible Dichtungsmembran 43 zwischen sich aufnehmen. Die Dichtungsmembran 43 ist peripher zwischen zwei Ge- häuseringen 44, 45 aufgenommen. In der in Fig. 3 dargestellten Konfigu¬ ration befindet sich die Aufnahmeeinrichtung 40 auf einem Bondtisch 46, der mit einer Unterdruckleitung 47 zur temporär fixierten Positionierung der Aufnahmeeinrichtung 40 bzw. des Kontaktsubstrats 36 während des Ausrichtungsvorgangs zur Relativpositionierung der Lotdepotanordnung 39 gegenüber der Kontaktflächenanordnung 38 versehen ist.
Nach erfolgter Relativpositionierung wird die Vereinzelungseinrichtung 12 mit der Vereinzelungsschablone 14 gegen den Gehäusering 44 der Aufnahmeeinrichtung 40 verfahren, so dass zwischen der Aufnahmeein¬ richtung 40 und der Vereinzelungseinrichtung 12 ein abgeschlossener Kontaktraum 48 (Fig. 4) gebildet wird. Zur Erzeugung des für einen
Bondvorgang notwendigen Kontaktdrucks wird über eine hier im Gehäu¬ sering 44 ausgebildete Vakuumanschlusseinrichtung 49 nach Beendigung der Vakuumbeaufschlagung der Aufnahmeeinrichtung 40 durch die Unterdruckleitung 47 im Kontaktraum 48 ein Vakuum erzeugt. Anschlie- ßend erfolgt über die Aufnahmeeinrichtung 40 eine Beheizung des Kontaktsubstrats 36 zur Herstellung einer thermischen Verbindung zwischen den Lotdepots 26 und den Kontaktflächen 37 des Kontaktsub¬ strats 36 in einem Reflow-Verfahren.
Das im Kontaktraum 48 erzeugte Vakuum ermöglicht den Aufbau des für die Kontaktierung erforderlichen Anpressdrucks, ohne dass von außen Druckkräfte auf die Vorrichtung aufgebracht werden müssen. Somit entfällt auch die Notwendigkeit, die Vorrichtung entsprechend zu dimen¬ sionieren. Weiterhin sind nach vorhergehender Relativpositionierung der Lotdepotanordnung 39 gegenüber der Kontaktflächenanordnung 38 während der Unterduckbeaufschlagung des Kontaktraums 48 keine be- sonderen Führungseinrichtungen notwendig, um die exakte Relativpositi¬ onierung in der Kontaktdruckphase zu fixieren. Aufgrund der Flexibilität der Dichtungsmembran 43 können Parallelitätsabweichungen, die vor der Unterdruckbeaufschlagung zwischen den einander zugewandten Oberflä¬ chen der Vereinzelungsschablone 14 und des Kontaktsubstrats 36 vor- handen sein mögen, ausgeglichen werden, so dass in der Kontaktdruck¬ phase eine Coplanarität der Oberflächen und somit eine weitestgehend konstante Kontaktspaltweite sichergestellt werden kann. Insbesondere sorgt die Unterdruckbeaufschlagung des Kontaktraums 48 dafür, dass die Relativpositionierung während des Reflow erhalten bleibt. Ein zwischen den Lotdepots 26 und den Kontaktflächen 37 vorhandener
Flussmittelauftrag wird infolge des Kontaktdrucks verdrängt, so dass sich gleich zu Beginn der Reflow-Phase ein unmittelbarer Kontakt zwischen den Lotdepots 26 und den Kontaktflächen einstellt.
Durch Abschaltung des über die Vakuumanschlusseinrichtung 49 ange- legten Vakuums wird die Aufnahmeeinrichtung 40 nach erfolgter Kon- taktierung wieder an den Bondtisch 46 übergeben, wie in Fig. 5 darge¬ stellt.
Alternativ zu der unter Bezugnahme auf die Fig. 3, 4 und 5 erläuterten Vorgehensweise, bei der zur Übergabe der an der Vereinzelungsschablo- ne 14 der Vereinzelungseinrichtung 12 angeordneten Lotdepotanordnung 39 auf die Kontaktflächenanordnung 38 des Kontaktsubstrats bzw. zur Erzeugung des zur Durchführung des Bondvorgangs notwendigen Kon¬ taktdrucks eine flexible Dichtungsmembrane 43 eingesetzt wird, weist ein in den Fig. 6 und 7 dargestellter Bondtisch 50 eine Hubeinrichtung 51 auf, mit einem aus der Ebene des Bondtisches 50 ausfahrbaren Hub¬ tisch 52. Eine Abdichtung zur Erzeugung eines gasdichten Kontaktraums 55 (Fig. 6) zwischen der Vereinzelungseinrichtung 12 und dem Bond¬ tisch 50 wird durch eine in einer Tischoberfläche 53 peripher zum Kontaktsubstrat 36 angeordnete elastische Dichtung 54, die beispielswei¬ se als O-Ring-Dichtung ausgeführt sein kann, ermöglicht. Die Flexibili- tat der Dichtung 54 ermöglicht im Zusammenwirken mit der Unter¬ druckbeaufschlagung des Kontaktraums 55 die bereits unter Bezugnahme auf Fig. 4 ausführlich beschriebenen Effekte. Die Beaufschlagung des Kontaktraums 55 mittels Unterdruck erfolgt über eine im Bondtisch 50 ausgebildete Unterdruckleitung 56.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Transfer einer Lotdepotanordnung (39) mit einer Mehrzahl von Lotdepots (26) auf eine Anschlussflächenanordmmg (38) einer Kontaktoberfläche eines Substrats (36), mit einer Entnahme einer Mehrzahl von Lotdepots aus einem in einer Lotdepotaufnahmeeinrichtung (11) aufgenommenen Lotdepotreser¬ voir (25) mittels einer schablonenartig ausgebildeten, über dem Lot¬ depotreservoir angeordneten Vereinzelungseinrichtung (12) zur Aus- bildung der entsprechend der Anschlussflächenanordnung ausgebilde¬ ten Lotdepotanordnung, und mit einer nachfolgenden Übergabe der Lotdepotanordnung auf die Anschlussflächenanordnung des Substrats, wobei zur Überführung der Lotdepots aus dem Lotdepotreservoir in die Vereinzelungseinrichtung das Lotdepotreservoir durch Schablo¬ nenöffnungen (15) der Vereinzelungseinrichtung hindurch mit Unter¬ druck beaufschlagt wird, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass das Lotdepotreservoir (25) während der Unterdruckbeaufschla- gung (27) durch die Vereinzelungseinrichtung (12) über eine gegen¬ überliegend der Vereinzelungseinrichtung angeordnete Bodenwan¬ dung (20) belüftet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Belüftung der Bodenwandung (20) in Teilbereichen der Bo¬ denwandung erfolgt, derart, dass zeitlich aufeinanderfolgend, begin¬ nend mit einem ersten Teilbereich, unterschiedliche Teilbereiche der Bodenwandung belüftet werden. DE2005/001698
13
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Belüftung mittels einer längs der Bodenwandung (20) ver¬ fahrbaren Luftleiteinrichtung (33) erfolgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Belüftung mit Überdruck erfolgt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Belüftung mit Überdruck zeitlich versetzt zur Unterdruckbe¬ aufschlagung (27) der Vereinzelungseinrichtung (12) erfolgt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vereinzelungseinrichtung (12) während der Unterdruckbe- aufschlagung (27) zusätzlich mit Schwingungen beaufschlagt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingungsbeaufschlagung der Vereinzelungseinrichtung koaxial zur Richtung der Unterdruckbeaufschlagung (27) erfolgt.
8. Vorrichtung zum Transfer einer Lotdepotanordnung (39) mit einer Mehrzahl von Lotdepots (26) auf eine Anschlussflächenanordnung (38) einer Kontaktoberfläche eines Substrats (36), mit einer Lotdepotaufnahmeeinrichtung (11) zur Aufnahme eines Lotdepotreservoirs (25) und mit einer Vereinzelungseinrichtung (12) zur Anordnung auf der Lot¬ depotaufnahmeeinrichtung, wobei die Vereinzelungseinrichtung schablonenartig ausgebildet ist mit einer der Anschlussflächenanord¬ nung entsprechenden Anordnung von Schablonenöffnungen (15) zur Aufnahme einzelner Lotdepots (26) und einer Vakuumanschlussein¬ richtung (19) zum Anschluss der Schablonenöffnungen an eine Vakuumeinrichtung, dadurch g ekennz ei chnet , dass die Lotdepotaufnahmeeinrichtung (11) zur Anordnung des Lot- depotreservoirs (25) eine zumindest bereichsweise luftdurchlässige
Bodenwandung (20) aufweist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch g ekennz ei chnet, dass die Bodenwandung (20) mit einer in ihrer Positionierung zur Bodenwandung veränderbaren Luftleiteinrichtung (33) zur Einleitung von Luft in die Lotdepotaufnahmeeinrichtung (11) versehen ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch g ekennz ei chn et, dass die Luftleiteinrichtung eine Anschlusseinrichtung zum An- Schluss an eine Druckluftquelle aufweist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch g ekennz ei chnet , dass die Vereinzelungseinrichtung (12) mit einem Schwingungs¬ oszillator (30) versehen ist.
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