WO2007014880A1 - Verfahren zum transferieren und vorrichtung zum handhaben von elektronischen bauelementen - Google Patents

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WO2007014880A1
WO2007014880A1 PCT/EP2006/064634 EP2006064634W WO2007014880A1 WO 2007014880 A1 WO2007014880 A1 WO 2007014880A1 EP 2006064634 W EP2006064634 W EP 2006064634W WO 2007014880 A1 WO2007014880 A1 WO 2007014880A1
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components
vacuum
suction
carrier film
pickup device
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PCT/EP2006/064634
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Günter SCHIEBEL
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67132—Apparatus for placing on an insulating substrate, e.g. tape
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    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere

Definitions

  • the invention relates to a method for transferring electronic components from a sticky carrier film, to which usually all the components of an entire wafer are fixed, to a transport head with which the transferred components can be loaded onto an electronic circuit substrate.
  • the invention further relates to a device for handling electronic components, in particular for use as a vacuum pickup device in carrying out the above-mentioned method.
  • the entire wafer is applied to a sticky carrier film before a device is singulated.
  • the singling takes place, for example, by a high-precision mechanical sawing or by a chemical etching process.
  • the components are removed from a suction pad and fed to a placement process.
  • EP 565 781 A1 an ejection device for separating a chip from a sticky carrier is known, which ejection device has a pointed ejection needle, which penetrates the carrier film and a detachment of the respective component by means supported by a suction pad.
  • a handling device for flip chips in which a removal head and a reversing each head are rotatably mounted and the removal head is used for removing flip-chips from a wafer arrangement.
  • the removed components are then transferred to the turning head, wherein in the transfer process in each case a holding device of each of the two heads on opposite sides of the flip chip attack, so that the electrical connections of the device, which initially facing the holding device of the removal head Side are relative to a holding device of the turning head on the side facing away from the holding device.
  • the relevant component can be contacted with connection surfaces provided on the circuit substrate.
  • a device for populating an electronic circuit substrate with flip chips which has a placement head with a star-shaped projecting, about a rotational axis rotatably mounted component holding devices.
  • the placement head according to the Collect & Place principle allows a sequential recording of a plurality of components, which can be transported together in the placement area and placed by a successive rotation of the star-shaped placement head on predetermined Be Glapositio- nen an electronic circuit substrate.
  • a stationary transfer device is provided on the placement head, which has two pivotable suction pads. In this case, a component received by a holding device of the placement head can be replaced by a first
  • Tilting device removed and transferred to a second pivoting device, which transfers the component to an adjacent holding device of the placement in a changed orientation by 180 °.
  • the Wendevorrich- device has just like the above-mentioned handling device for flip-chips the disadvantage that a complex Mechanism is required so that the entire placement process is significantly slowed down.
  • the invention has for its object to provide a method for transferring electronic components of a sticky carrier film on a transport head, which allows a gentle detachment of the components of the carrier film.
  • the invention is also an object of the invention to provide an apparatus for handling electronic components, which can be realized by means of a comparatively simple mechanical structure and which also allow a high placement speed.
  • the method-related object is achieved by a method for transferring electronic components from a sticky carrier film to a transport head having the features of independent claim 1.
  • the carrier film provided with the components firstly transfers to a vacuum pickup device, which has a planar and having pore-like openings provided with suction surface.
  • the side of the carrier foil provided with the components faces the suction surface.
  • the inventive method further comprises greatly reducing the stickiness of the carrier film, so that the adhesive force imparted to the components by the carrier film is smaller than the suction force imparted to the components by the vacuum pickup device.
  • a removal of the carrier film from the vacuum pickup device wherein the components remain on the vacuum pickup device and receiving the components by a transport head, which has at least one component holding device.
  • the invention is based on the finding that by a targeted reduction of the stickiness of the carrier film in Connection with a collective pneumatic suction of electronic components a particularly gentle detachment of components is possible in comparison to conventional chip detachment, since according to the invention no ddlingu- hurry forces from one or more ejector needles act on the components to be transferred.
  • This gentle handling is particularly important when extremely small and / or particularly thin components are processed, which for example have an edge length in the range of 0.5 mm and thicknesses in the order of 100 microns.
  • the method according to the invention is particularly suitable for so-called naked chips, which are fed directly from a wafer arrangement to a placement process. Naked chips namely have no housing which protects the respective component from mechanical damage.
  • the invention also has the advantage that the components are automatically turned in the transfer from the carrier film to the vacuum receiving device, so that electrical
  • Connections of the components which are initially located on the component side facing away from the carrier film, after the transfer to the vacuum pickup device are oriented with the side provided with connections in the direction of the Vakuumaufnah- device.
  • the components can be removed from a fixture of a placement head, wherein the connections of the components in the usual orientation for a conventional placement process, i. are oriented at the side facing away from the holding device.
  • the transfer process automatically causes flipping of the components, at the same time all components of an entire wafer can be transferred to the vacuum pick-up device by means of a single transfer step.
  • the invention requires only a comparatively simple mechanical construction, the collective tive transfer or the collective flipping of the components are also realized within a conventional placement machine. This greatly simplifies the further processing of flip chips, so that both the process reliability and the process speed is significantly improved with an increase in the reliability of the component transfer from the wafer to the holding device of a placement.
  • the placement process can be continued by a sequential picking up of the components by a respective holding device of a placement head.
  • the fetched components are usually placed on respective slots specified by corresponding component pads on an electronic circuit substrate.
  • the suction force imparted by the vacuum pickup device is reduced.
  • a reduction of the suction force takes place in a known manner by a pneumatic control, which can be used advantageously for the detachment of the components of the carrier film just to provide the suction force, which on the one hand for a reliable detachment of the components of the carrier film is necessary and which is only so strong on the other hand, that the components are still transferred in a gentle manner.
  • the suction force during component transfer be reduced when a carrier film is used, which exerts, for example, as a result of aging from home only a reduced adhesive force on the held components.
  • the stickiness is reduced by the action of electromagnetic radiation, for example of ultraviolet, visible or infrared light or by means of heat radiation.
  • electromagnetic radiation for example of ultraviolet, visible or infrared light or by means of heat radiation.
  • the inclusion of the components takes place in such a way that the component holding device only comes into direct contact with the respective component to be picked up when this component has already been at least partially detached from the vacuum pickup device.
  • a suction pipette of the transport head serving as a holding device is brought to a standstill, for example, 10 ⁇ m above the component surface.
  • the prerequisite for such quasi-contactless transfer of an individual component via an air gap to the suction pipette is merely that the suction force imparted to the component top through the suction pipette is greater than the pneumatic retention force at the component underside, which is mediated by the vacuum receiving device.
  • the negative pressure on both sides of the component can be adjusted or regulated to the process-specific optimum values via a suitable machine control of the placement or transfer system.
  • the quasi contactless receiving a component in which the Component usually first lifts off with a side edge of the vacuum pickup device and in which only after a mechanical contact of this edge and the opposite component edge leaves the vacuum pickup device has the advantage that when picking up the components, the holding device does not touch directly on the device and thus no hard mechanical Impact is exerted on the possibly very sensitive component.
  • the spatial position of the recorded by the vacuum receiving device components is detected by a camera.
  • the camera which is for example a line camera, which is moved perpendicular to its longitudinal extent at a predetermined height above the held components, can determine the positions and the angular orientations of all components by a one-time inspection process. Since the components are reliably held by the vacuum receiving device, a precise component recording by one or more holding devices of a placement is possible without the spatial position of the recorded components must be measured at regular intervals.
  • the components is transferred from the vacuum pickup device to another vacuum pickup device.
  • the further vacuum receiving device has in a similar manner to a flat provided with openings further suction surface. When transferring the components to the further vacuum pickup device, this is positioned relative to the vacuum pickup device such that the suction surface and the further suction surface are aligned opposite each other in parallel. The transfer between the two vacuum receiving elements takes place in such a manner that the suction force of the vacuum element is lowered and at the same time the suction force of the further vacuum receiving element is increased. Thus, in just as gentle way a transfer of the components take place between both vacuum pickup devices.
  • Another important aspect in this embodiment is that the components are turned over again, so that this method is particularly advantageous when electronic components are to be supplied to a placement process in which the provided with electrical connections side of the assembled components a corresponding Should be remote element carrier. This is z. b. then required if a contact, for example, by wire bonding (so-called. Wire bonding) occurs.
  • a further vacuum pickup device also supplying components to a placement process without a flip or by a twofold
  • At least a part of the components is transferred from the vacuum pickup device to another sticky carrier film.
  • the further sticky carrier film is positioned relative to the vacuum pickup device such that the suction surface and the further sticky carrier surface are aligned opposite each other in parallel.
  • the other sticky carrier fo Lie can thus be used as well as the above-mentioned further recording device both for re flipping the components as well as for caching of the components.
  • Vacuum receiving device and a second vacuum picking device used.
  • further components may already be transferred from another carrier foil to the second vacuum pickup device.
  • the replacement of the two vacuum pickup devices, with which a different or the same type of component can be supplied to the placement process, is then only a simple positioning operation, which can be performed quickly. In this way, the non-productive time required by the transfer of the components from the carrier film to a vacuum pickup device can be almost completely eliminated.
  • a vacuum pick-up device comprises a vacuum generating unit and a suction element which is pneumatically coupled to the vacuum generating unit and which has a plurality having through openings and a flat suction surface, wherein at a vacuum generation simultaneously a plurality of electronic components can be held on the flat suction surface.
  • the invention is based on the finding that by means of a pneumatic fixation of the components on the suction element, a gentle and effective handling, in particular for so-called naked chips, is possible.
  • the suction force is preferably controlled by a pneumatic valve in conjunction with a pressure transducer connected between the vacuum generating unit and the suction element. When using an additional pressure sensor, the suction force can also be controlled by a corresponding feedback loop, so that both a high process reliability and a gentle handling of the components can be ensured.
  • the suction element is made of a sintered material, which is preferably formed in the form of a sintered plate. Depending on the density of the sintered material, a plurality of more or less large passageways with different pore spacings are present, so that a negative pressure generated by the vacuum generating unit is almost uniformly maintained
  • the use of a sintered plate has the advantage that the suction element can be adjusted in a simple manner by a choice of the thickness of the sintered plate or by the pore spacing and the pore size of the sintered plate optimally to the size of the respective components. A particularly reliable and at the same time gentle fixing of the components to the suction element is achieved if at least five suction openings per component are present.
  • a sliding cover is also provided for partially covering the suction. This makes it possible to cover those areas of the suction surface in which no more components are present, so that the incorrect air drawn through these free areas can be reduced. Since the operating costs of a placement machine not insignificant by the for a Vacuum generating unit required power consumption can be significantly reduced in this way, the operating costs.
  • Subdivided sections which can be acted upon individually with a negative pressure. This can be achieved, in particular, by associating each individual area with its own pneumatic valve.
  • a reduction of the false air without a movable cover panel can be achieved in an advantageous manner, so that no major mechanical components are required to reduce erroneous air.
  • the individual subregions are pneumatically separated from one another so that each subarea can be subjected independently to negative pressure by the actuation of the pneumatic valves.
  • FIGS. 2a to 2g show a collective component transfer from a sticky carrier film to a vacuum pick-up device, wherein the components are turned by 180 °,
  • FIGS. 3a to 3f show a collective component transfer from a sticky carrier film to a second vacuum pick-up device, wherein the components are turned over in total by 360 °
  • FIGS. 4a and 4b show a partial covering of a suction element for the reduction of incorrect air
  • FIGS. 5a to 5d show a transfer of a part of a wafer arrangement onto a sticky carrier film for the purpose of intermediate storage of the components
  • FIGS. 6a and 6b show a quasi-contactless picking up of the components from a vacuum pick-up device by means of a placement head provided with a plurality of holding devices.
  • FIG. 1 shows a wafer receptacle 100 which has an annular holder 102 to which a carrier film 104 is attached.
  • a carrier film 104 On the carrier film 104, an entire, consisting of a plurality of electronic components 110 wafer arrangement is fixed by means of an adhesive force.
  • the electronic components 110 which have no housing, are arranged in the form of a grid on the adhesive carrier film 104.
  • the loading of the wafer receiving means 100 with the components 110 takes place in such a way that initially the entire wafer, which is in the form of a circular disk, is glued onto the carrier foil 104.
  • the separation of the wafer into a multiplicity of electronic components 110 takes place in that the wafer is separated with a precise sawing tool along cutting lines running perpendicular to one another or by a precise etching process.
  • the connection contacts of the individual components 110 are usually located on the side of the components 110 facing away from the carrier film 104.
  • FIGS. 2a to 2g show a collective transfer of the electronic components, which are now designated by the reference numeral 210, from a wafer receptacle 200 to a vacuum receptacle 220.
  • the wafer receptacle 200 which has a holder 202 and a holder 202 sticky carrier film 204, on which a plurality of electronic components 210 are fixed, placed on the vacuum receptacle 220.
  • the vacuum receptacle has a housing 221, a pneumatic control valve 222 and a suction element 223.
  • the suction member 223 is, according to the embodiment shown here, a plate made of a sintered material, which has a plurality of small through channels, so that when applying a negative pressure by means of a vacuum generator 225 at the top of the suction element 223 also over the entire upper surface of the suction 223 distributed negative pressure is generated.
  • the wafer receptacle 200 is placed on the vacuum receptacle 220 in such a way that the components 210 are placed on the top side of the suction element 223.
  • the external dimensions of the vacuum receptacle 220 and the suction element 223 are adapted to the geometric shape of the wafer arrangement. As shown here
  • Embodiment a round wafer arrangement is used, so that the suction element 223 has the shape of a cylindrical plate.
  • a heating device 230 is brought to the vacuum suction element 220 in a method step shown in FIG.
  • the heating device 230 comprises a housing 231 and preferably a plurality of heating heaters 234.
  • the heating device 230 is preferably positioned directly above the carrier film 204. As a result, the carrier film 204 is heated, so that the tackiness of the carrier film 204 is considerably reduced.
  • the heater 230 remains in this position depending on the film material used, on the adhesive used and from the set heating power (for example, 20 s) until the electronic components 210 are no longer held by the sticky carrier film 204, but by the vacuum receptacle 220. Then, as can be seen from FIG. 2 e, both the heating device 230 and the wafer receiving device 200 freed from the electronic components 210 are removed from the vacuum receptacle 220.
  • the electronic components 210 have electrical connection contacts which are arranged on the underside of the electronic components, i. on the side facing away from the carrier film 204 and the suction element 223 facing side are formed.
  • the suction element 223 made of a sintered material is dimensioned such that each component 210 is held by a plurality, preferably by at least five microscopic suction channels. In this way, both a reliable fixation of the components and a gentle electrical connections fixing is guaranteed.
  • a camera 240 which preferably has a line sensor (not shown), is moved over the wafer arrangement now transferred to the vacuum receptacle 220. In this way, both the positions and the angular positions of the individual components 210 can be measured.
  • the negative pressure mediated by the vacuum receptacle 220 is reduced to a certain minimum value. This minimum value is chosen so that the individual components 210 do not slip during the operation of a placement system in which the entire component handling device can be integrated, due to vibrations and air movements.
  • the position coordinates obtained are stored and taken into account during a sequential pickup of the individual components by a placement head 250.
  • the placement head 250 has a housing 251 and a
  • the above-described reduction in the suction force after removal of the wafer receptacle 200 emptied by the electronic components 210 additionally has the advantage that the picking up of the individual components by the holding device 225 designed as a suction gripper is facilitated. It only has to be ensured that the suction force mediated by the suction grippers is greater than the holding force imparted by the vacuum receptacle 220.
  • the components 210 which have electrical connection structures on the side remote from the carrier film 204, are effectively turned onto the vacuum receptacle 220 by the collective transfer shown here. This is to be understood as meaning that the components 210 are held by the vacuum receptacle 230 such that the connection structures are located on the side of the components 210 facing the suction element 223. This turning is also required to secure the electronic components 210 in a known manner by means of a conventional
  • the collective transfer of the components has the advantage that, within a few process steps, all electronic components 210 of an entire wafer arrangement can be converted into a single wafer a further assembly suitable position can be provided, in which the connection structures of the components 210 are formed on the side facing away from the holding devices 252 of the mounting head 250 side.
  • a wafer arrangement with a diameter of 200 mm and typical component edge lengths of 0.5 mm ⁇ 0.5 mm, it is thus possible within a few seconds to bring up to 120000 components into a position suitable for subsequent assembly.
  • the collective transfer of the components thus has the advantage that components designed as so-called flip-chips can be supplied to a placement process without great loss of time.
  • the collective handling of electronic components designed as flip chips described here is particularly advantageous when very small and very thin components are loaded onto a component carrier at high speed.
  • RFID circuits radio frequency identification circuits
  • Such requirements are in particular provided by so-called RFID circuits (radio frequency identification circuits), which are used to identify individual objects.
  • RFID circuits radio frequency identification circuits
  • Another interesting application for the described collective transfer method is the cost-effective use of unpackaged devices in lead frames of various packaging such as BGA Grid Arrays (BGA), Chip Scale Packages (CSP), Quad Flad Packages (QFP ) or Small Outline Packages (SOP).
  • FIGS. 3a to 3f show a two-stage transfer of electronic components from a wafer receptacle, which is now designated by reference numeral 300, to a first vacuum receptacle 320a and from there to a second vacuum receptacle 320a Vacuum receptacle 320b.
  • the Waferaufnähme 300 has as well as the Waferaufnähme 200 a holder 302 and a support film 304.
  • the two-stage component transfer begins with the same method steps that are illustrated in FIGS. 2a to 2e. After that, as shown in FIG. 3 a, the components 310 are located on the first vacuum receptacle 320 a, which has a housing 321 a, a control valve 322 a and an intake element 320 a designed as a sintered plate.
  • the first vacuum receptacle 320 a is turned by 180 °, so that the components 310 are held on the now downwardly directed surface of the suction element 323 a by a negative pressure.
  • a second vacuum housing 320b which likewise has a housing 321b, a control valve 322b and an intake element 323b designed as a sintered plate, is now brought to the first vacuum receptacle 320a.
  • the components 310 are held between the two suction elements 323a and 323b.
  • the suction force generated by the first vacuum receiver 320a is reduced, and at the same time, the suction force imparted by the second vacuum receiver 320b is correspondingly increased.
  • the first vacuum housing 320a is then removed so that all the components 310 are now held solely by the second vacuum housing 320b.
  • a camera 340 which measures the entire wafer arrangement from a predetermined distance above the components 310, is subsequently used for precise position measurement of the individual components 310.
  • the picking up of the components 310 takes place in a known manner by a placement head 350, which has a housing 351 and a plurality of retaining devices 352 designed as suction pads.
  • the components 310 Due to the two-stage transfer of the components 310 first to the first vacuum receptacle 320a and then to the second vacuum receptacle 320b, the components 310 are effectively turned twice, so that the connection structures of the components in the pickup process shown in FIG Side of the components 310 are located.
  • the collective component transfer from the wafer receptacle 300 to the second vacuum receptacle 320b can also be used for unhoused chips, which are placed on a circuit carrier in such a way that the connection structures located on the chips are formed on the side facing away from the circuit carrier.
  • the electrical connection between the chip and the component component is then usually carried out by means of so-called wire bonding (wire bonding).
  • the picking up of the components by a mounting head of the vacuum pickup against a supported by ejection needles picking up of components directly from a sticky carrier film has another important advantage.
  • the carrier film With an immediate picking up of a usually elastic carrier film, the carrier film will warp with increasing removal of components, so that the required pick-up positions change. This means that for a reliable pickup multiple measuring the positions of the to be picked up components is required.
  • the positions of the components to be picked up remain exactly preserved during the successive picking up of all the components.
  • FIGS. 4a and 4b show an embodiment of the invention in which a displaceably mounted cover panel 460 is provided to reduce false air.
  • This can be pushed in front of a suction element 423 of a vacuum receptacle, not shown, as soon as part of the components 410 has been removed.
  • the exposed by the now removed components 410 pore-like suction channels can be covered.
  • the cover panel 460 can thus be tracked successively, if in each case a number of components 410 has been removed from a placement head, not shown. In this way, the operating costs and in particular the power consumption for the vacuum generation are significantly reduced.
  • FIGS. 5a to 5d show a transfer of a subset of components 510 of a wafer arrangement from a vacuum pickup 520 to a wafer receptacle 500, which has a holder 502 and a sticky carrier film 504.
  • FIG. 5a shows the vacuum receptacle 520 in a plan view, a plurality of electronic components having already been taken from the original wafer arrangement transferred according to FIGS. 2a to 2f, so that only a residual quantity of components 510 is present.
  • Components can be occupied without the remainder of components 510 must be discarded.
  • the wafer receiving means 500 is placed on top of the vacuum receptacle 520, so that the components 510 held by the suction element 523 come into contact with the sticky underside of the carrier film 504.
  • the negative pressure generated by a vacuum generating unit, not shown is reduced by the control valve 522, so that in a subsequent removal of the wake 500, which list shown in Figure 5d, the electronic components 510 no longer adhere to the vacuum receptacle 520 but to the wafer receptacle 500.
  • the components 510 that have not yet been used can be stored on the wafer receptacle 500, so that they can be used, if necessary, for placement operations to be carried out later.
  • a second vacuum receptacle can be used instead of the wafer receptacle 500 for storing the components 510, the transfer from the vacuum receptacle 520 to the second vacuum receptacle corresponding to the method steps illustrated in FIGS. 3b, 3c, 3d and 3e.
  • Figures 6a and 6b show a particularly gentle recording process of components 610 by a placement head 650.
  • the components 610 are first held by a vacuum receptacle 620, which has a housing 621, a control valve 622 and a suction 623 in a manner analogous to the vacuum receptacles described above ,
  • the placement head 650 has, according to the placement heads described above, a housing 651 and a plurality of holding devices 652, which are designed as suction pads.
  • the respective holding device 652 with which a component 610 is to be received is lowered in the direction of the component 610 to be accommodated.
  • the lower end face of the holding device 652 stopped at a predetermined distance, for example 10 microns, above the surface of the male component.
  • FIG. 6b shows the placement head 650, wherein all retaining devices 652 designed as suction pads have each received a component 610.
  • Transfer of the component 610 of the vacuum pickup 620 on the holding device 652 allows a particularly gentle handling of the components 610, since the holding devices 652 do not have to be lowered to the surface of the male components. In this way, a hard impact of the holding device 652 against the often very sensitive components 610 can be reliably excluded.
  • a completely contactless transfer of components is achieved when the relevant component is transferred from the suction element 623 to the holding device 652 without tilting.
  • a quasi-contactless component receptacle is realized, in which first one side of the relevant component 610 detaches from the suction element 623 and comes into contact with the underside of the holding device 652. Only then will the other be
  • the subsequent assembly of the recorded components 610 is carried out in a known manner by a sequential settling of the recorded components 610 at relevant component mounting positions of an electronic circuit substrate.
  • At the Settling of the components 610 is reduced in a known manner mediated by the respective holding device suction by switching off the corresponding negative pressure.

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Abstract

Die Erfindung schafft ein Verfahren zum Transferieren von elektronischen Bauelementen (210), insbesondere von Flip-Chip bzw. Bare-Dies, von einer klebrigen Trägerfolie (204) auf einen Transportkopf (250). Das Verfahren umfasst (a) einen Transfer der Trägerfolie (204) zu einer Vakuumaufnahmevorrichtung (220), welche eine ebene und mit Öffnungen versehene Ansaugfläche (223) aufweist, wobei eine mit den Bauelementen (210) versehene Seite der Trägerfolie (204) der Ansaugfläche zugewandt ist, (b) ein Anlegen eines Unterdrucks an die Vakuumaufnahmevorrichtung (220), so dass die Bauelemente (210) von der Ansaugfläche angesaugt werden, (c) ein Reduzieren der Klebrigkeit der Trägerfolie (204), so dass die von der Trägerfolie (204) auf die Bauelemente (210) vermittelte Klebekraft kleiner ist als die von der Vakuumaufnahmevorrichtung (220) auf die Bauelemente (210) vermittelte Ansaugkraft, (d) ein Entfernen der Trägerfolie (204) von der Vakuumaufnahmevorrichtung (220), wobei die Bauelemente (210) auf der Vakuumaufnahmevorrichtung (220) verbleiben, und (e) ein Aufnehmen der Bauelemente (210) durch einen Transportkopf (250), welcher zumindest eine Bauelement-Haltevorrichtung (252) aufweist. Die Erfindung schafft ferner eine Vorrichtung zum Handhaben von elektronischen Bauelementen (210), insbesondere zur Verwendung als Vakuumaufnahmevorrichtung (220) bei der Durchführung des genannten Verfahrens.

Description

Be s ehre ibung
Verfahren zum Transferieren und Vorrichtung zum Handhaben von elektronischen Bauelementen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Transferieren von elektronischen Bauelementen von einer klebrigen Trägerfolie, an welcher üblicherweise sämtliche Bauelemente eines gesamten Wafers fixiert sind, auf einen Transportkopf, mit dem die transferierten Bauelemente auf ein elektronisches Schaltungssubstrat bestückt werden können. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Handhaben von elektronischen Bauelementen, insbesondere zur Verwendung als Vakuumaufnahmevorrichtung bei der Durchführung des oben genannten Verfah- rens .
Aufgrund der zunehmenden Miniaturisierung von elektronischen Bauelementen wird es bereits in naher Zukunft nicht mehr wirtschaftlich sein, elektronische Bauelemente, welche auf ein elektronisches Schaltungssubstrat bestückt werden sollen, zum Zwecke einer sicheren Bauelement-Zuführung für einen Bestückprozess umzupacken. Ein derartiges Umpacken in spezielle Bauelement-Zuführgurte wird häufig angewendet, um die Bauelemente einzeln dem Bestückprozess zuzuführen. Von moder- nen SMT-Bestücksystemen wird vielmehr schon bald verlangt werden, dass sie die zu bestückenden Bauelemente unmittelbar von einem Wafer einzeln entnehmen und auf entsprechende Stellen eines elektronischen Schaltungssubstrats aufsetzen.
Um die Handhabung von elektronischen Bauelementen, welche als so genannte Flip-Chips unmittelbar aus einer Wafer-Anordnung entnommen werden sollen, zu vereinfachen, wird der gesamte Wafer vor einer Bauelement-Vereinzelung auf einer klebrigen Trägerfolie aufgebracht. Die Vereinzelung erfolgt beispiels- weise durch einen hochpräzisen mechanischen Säge- oder durch einen chemischen Ätzvorgang. Von der Trägerfolie werden die Bauelemente von einem Sauggreifer entnommen und einem Bestückprozess zugeführt. Um einen Ablösevorgang der Bauelemente von der klebrigen Trägerfolie zu erleichtern, ist aus der EP 565781 Al eine Ausstoß- Vorrichtung zum Abtrennen eines Chips von einem klebrigen Träger bekannt, welche Ausstoßvorrichtung eine spitze Ausstoßnadel aufweist, die die Trägerfolie durchdringt und ein Ablösen des jeweiligen Bauelements mittels eines Sauggreifers unterstützt. Aufgrund der lokalen Wölbung der Trägerfolie wird dabei die Klebefläche und damit auch die Klebekraft zwischen dem Bauelement und der Trägerfolie reduziert, so dass das Bauelement von einem Sauggreifer zuverlässig von der klebrigen Trägerfolie abgehoben werden kann. Das durch eine Ausstoßnadel unterstützte Ablösen eines Bauelements hat jedoch den Nachteil, dass eine Beschädigung des Bauelements nicht ausgeschlossen werden kann. Da zudem zukünftige Bauelemente lediglich eine sehr geringe Dicke in der Größenordnung von 100 μm aufweisen werden, ist außerdem infolge der Wölbung der klebrigen Trägerfolie ein Brechen des jeweiligen Bauele- ments möglich.
Ein weiteres Problem bei der unmittelbaren Entnahme von Bauelementen von einer Wafer-Anordnung besteht darin, dass die elektrischen Anschlüsse der Bauelemente üblicherweise auf der Oberseite einer Wafer-Anordnung ausgebildet sind. Aus diesem Grund müssen häufig die jeweiligen Bauelemente vor dem Aufsetzen noch um 180° gedreht werden, damit die auf den Bauelementen ausgebildeten Anschlussflächen nach unten ausgerichtet sind und somit die vorgegebenen Anschlussflächen eines elektronischen Schaltungssubstrats kontaktiert werden können. Da für ein direktes Bestücken von elektronischen Bauelementen aus einer Wafer-Anordnung heraus ein Wenden der Bauelemente erforderlich ist, werden die betreffenden Bauelemente als Flip-Chips bezeichnet.
Aus der DE 10203601 Al ist eine Handhabungsvorrichtung für Flip-Chips bekannt, bei der ein Entnahmekopf und ein Wende- kopf jeweils drehbar gelagert sind und der Entnahmeköpf zum Entnehmen von Flip-Chips aus einer Wafer-Anordnung verwendet wird. Die entnommenen Bauelemente werden dann an den Wendekopf übergeben, wobei bei dem Übergabevorgang jeweils eine Haltevorrichtung von jedem der beiden Köpfe an einander gegenüberliegenden Seiten des Flip-Chips angreifen, so dass die elektrischen Anschlüsse des Bauelements, welche sich zunächst an der der Haltevorrichtung des Entnahmekopfs zugewandten Seite befinden, relativ zu einer Haltevorrichtung des Wendekopfs auf der der Haltevorrichtung abgewendeten Seite befinden. Bei einem Aufsetzvorgang auf ein elektronisches Schaltungssubstrat durch den Wendekopf kann das betreffende Bauelement mit auf dem Schaltungssubstrat vorgesehenen Anschlussflächen kontaktiert werden.
Aus der EP 1159861 Bl ist eine Vorrichtung zum Bestücken eines elektronischen Schaltungssubstrats mit Flip-Chips bekannt, welche einen Bestückkopf mit sternförmig abstehenden, um eine Drehachse drehbar gelagerten Bauelement- Haltevorrichtungen aufweist. Der Bestückkopf ermöglicht nach dem Collect & Place Prinzip eine sequentielle Aufnahme einer Mehrzahl von Bauelementen, welche gemeinsam in den Bestückbereich transportiert und durch eine sukzessive Drehung des sternförmigen Bestückkopfes auf vorgegebenen Bestückpositio- nen eines elektronischen Schaltungssubstrats aufgesetzt werden können. Um ein Wenden der aufgenommenen Bauelemente zu ermöglichen, ist an dem Bestückkopf eine stationäre Übergabeeinrichtung vorgesehen, welche zwei schwenkbare Sauggreifer aufweist. Dabei kann ein von einer Haltevorrichtung des Bestückkopfs aufgenommenes Bauelement von einer ersten
Schwenkvorrichtung entnommen und an eine zweite Schwenkvorrichtung übergeben werden, welche das Bauelement an eine benachbarte Haltevorrichtung des Bestückkopfes in einer um 180° geänderten Orientierung transferiert. Die Wendevorrich- tung hat jedoch ebenso wie die oben genannte Handhabungsvorrichtung für Flip-Chips den Nachteil, dass eine aufwendige Mechanik erforderlich ist, so dass der gesamte Bestückprozess signifikant verlangsamt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Transferieren von elektronischen Bauelementen von einer klebrigen Trägerfolie auf einen Transportkopf anzugeben, welches ein schonendes Ablösen der Bauelemente von der Trägerfolie ermöglicht. Der Erfindung liegt zudem die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Handhaben von elektronischen Bauelementen zu schaffen, welche mittels eines vergleichbar einfachen mechanischen Aufbaus realisiert werden kann und welche zudem eine hohe Bestückgeschwindigkeit ermöglichen.
Die verfahrensbezogene Aufgabe wird gelöst durch ein Verfah- ren zum Transferieren von elektronischen Bauelementen von einer klebrigen Trägerfolie auf einen Transportkopf mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1. Gemäß der Erfindung erfolgt zunächst ein Transfer der mit den Bauelementen versehenen Trägerfolie zu einer Vakuumaufnahmevorrichtung, welche eine ebene und mit porenartigen Öffnungen versehene Ansaugfläche aufweist. Dabei ist die mit den Bauelementen versehene Seite der Trägerfolie der Ansaugfläche zugewandt. Durch ein Anlegen eines Unterdrucks an die Vakuumaufnahmevorrichtung werden die Bauelemente von der Ansaugfläche angesaugt. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst ferner ein starkes Reduzieren der Klebrigkeit der Trägerfolie, so dass die von der Trägerfolie auf die Bauelemente vermittelte Klebekraft kleiner ist als die von der Vakuumaufnahmevorrichtung auf die Bauelemente vermittelte Ansaugkraft. Nachfolgend erfolgt ein Entfernen der Trägerfolie von der Vakuumaufnahmevorrichtung, wobei die Bauelemente auf der Vakuumaufnahmevorrichtung verbleiben und ein Aufnehmen der Bauelemente durch einen Transportkopf, welcher zumindest eine Bauelemente- Haltevorrichtung aufweist.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass durch eine gezielte Reduzierung der Klebrigkeit der Trägerfolie in Verbindung mit einem kollektiven pneumatischen Ansaugen von elektronischen Bauelementen ein im Vergleich zu herkömmlicher Chip-Ablösetechnik besonders schonendes Ablösen von Bauelementen möglich ist, da gemäß der Erfindung keinerlei punktu- eile Kräfte von einer oder von mehreren Ausstoßnadeln auf die zu transferierenden Bauelemente einwirken. Diese schonende Handhabung ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn extrem kleine und/oder insbesondere dünne Bauelemente verarbeitet werden, welche beispielsweise eine Kantenlänge im Bereich von 0,5 mm und Dicken in der Größenordnung von 100 μm aufweisen. Infolge der besonderes schonenden Behandlung der Bauelemente eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren in besonderem Maße für so genannte Nackt-Chips, welche unmittelbar von einer Wafer-Anordnung einem Bestückprozess zugeführt werden. Nackt- Chips weisen nämlich kein Gehäuse auf, welches das jeweilige Bauelement vor mechanischen Beschädigungen schützt.
Die Erfindung hat zudem den Vorteil, dass die Bauelemente bei dem Transfer von der Trägerfolie auf die Vakuumaufnahmevor- richtung automatisch gewendet werden, so dass elektrische
Anschlüsse der Bauelemente, welche sich zunächst auf der von der Trägerfolie abgewandten Bauelementseite befinden, nach der Übergabe an die Vakuumaufnahmevorrichtung mit der mit Anschlüssen versehenen Seite in Richtung zu der Vakuumaufnah- mevorrichtung orientiert sind. Somit können die Bauelemente von einer Haltevorrichtung eines Bestückkopfes entnommen werden, wobei die Anschlüsse der Bauelemente in der für einen herkömmlichen Bestückprozess üblichen Orientierung, d.h. an der dem der Haltevorrichtung abgewandten Seite orientiert sind.
Da gemäß der Erfindung der Transferprozess automatisch ein Flippen der Bauelemente bewirkt, können gleichzeitig mittels eines einzigen Transferschrittes sämtliche Bauelemente eines gesamten Wafers an die Vakuumaufnahmevorrichtung übergeben werden. Da die Erfindung zudem lediglich einen vergleichsweise einfachen mechanischen Aufbau erfordert, kann das kollek- tive Transferieren bzw. das kollektive Flippen der Bauelemente auch innerhalb eines herkömmlichen Bestückautomaten realisiert werden. Dies vereinfacht in besonderem Maße die weitere Verarbeitung von Flip-Chips, so dass bei einer Erhöhung der Zuverlässigkeit des Bauelement-Transfers vom Wafer an die Haltevorrichtung eines Bestückkopfes sowohl die Prozesssicherheit als auch die Prozessgeschwindigkeit erheblich verbessert wird.
Nach dem kollektiven Transfer einer Vielzahl von elektronischen Bauelementen an die Vakuumaufnahmevorrichtung kann der Bestückprozess durch ein sequentielles Abholen der Bauelemente durch jeweils eine Haltevorrichtung eines Bestückkopfes fortgesetzt werden. Die abgeholten Bauelemente werden übli- cherweise jeweils an durch entsprechende Bauelement- Anschlussflächen vorgegebenen Einbauplätzen auf einem elektronischen Schaltungssubstrat platziert.
Gemäß Anspruch 2 wird vor dem Entfernen der Trägerfolie von der Vakuumaufnahmevorrichtung die von der Vakuumaufnahmevorrichtung vermittelte Ansaugkraft reduziert. Dies hat den Vorteil, dass eine Bauelement-Entnahme durch eine üblicherweise als so genannter Sauggreifer ausgebildete Haltevorrichtung auf einfache Weise erfolgen kann. Nach einem erfolgten Ablösen der Bauelemente von der Trägerfolie ist nämlich lediglich nur noch eine sehr geringe Saugkraft erforderlich, um die abgelösten Bauelemente an der Vakuumaufnahmevorrichtung in der jeweiligen Position zu halten. Eine Reduzierung der Ansaugkraft erfolgt in bekannter Weise durch eine pneuma- tische Regelung, welche in vorteilhafter Weise auch dafür eingesetzt werden kann, beim Ablösen der Bauelemente von der Trägerfolie jeweils gerade die Ansaugkraft bereitzustellen, welche zum einen für ein zuverlässiges Ablösen der Bauelemente von der Trägerfolie erforderlich ist und welche zum ande- ren lediglich so stark ist, dass die Bauelemente trotzdem in einer schonenden Art und Weise transferiert werden. So kann beispielsweise die Ansaugkraft beim Bauelement-Transfer reduziert werden, wenn eine Trägerfolie verwendet wird, die beispielsweise infolge einer Alterung von Haus aus lediglich eine reduzierte Klebekraft auf die gehaltenen Bauelemente ausübt .
Gemäß Anspruch 3 wird die Klebrigkeit durch das Einwirken von elektromagnetischer Strahlung, beispielsweise von ultraviolettem, sichtbarem oder infrarotem Licht oder mittels einer Wärmestrahlung reduziert. Sowohl eine Bestrahlung mit ultra- violettem Licht, bei dem einzelne chemische Bindungen innerhalb des Klebstoffmaterials aufgebrochen werden, als auch bei der Bestrahlung mit sichtbarem oder infrarotem Licht bzw. infraroter Wärmestrahlung kann die Klebrigkeit bei einer entsprechenden Wahl des Klebstoffs nahezu vollständig aufge- hoben werden. Somit reicht bereits eine sehr geringe Ansaugkraft zu einem zuverlässigen und gleichzeitig schonendem Bauelementetransfer auf die Vakuumaufnahmevorrichtung.
Gemäß Anspruch 4 erfolgt das Aufnehmen der Bauelemente der- art, dass die Bauelement-Haltevorrichtung erst dann unmittelbar mit dem jeweils aufzunehmenden Bauelement in Kontakt kommt, wenn dieses Bauelement bereits zumindest teilweise von der Vakuumaufnahmevorrichtung abgelöst ist. So ist es beispielsweise ausreichend, wenn eine als Haltevorrichtung dienende Saugpipette des Transportkopfes beispielsweise 10 μm oberhalb der Bauelement-Oberfläche zum Stillstand gebracht wird. Voraussetzung für einen derartigen quasi kontaktlosen Transfer eines einzelnen Bauelements über einen Luftspalt auf die Saugpipette ist lediglich, dass die auf die Bauelement- Oberseite durch die Saugpipette vermittelte Saugkraft größer ist als die pneumatische Festhaltekraft an der Bauelement- Unterseite, welche durch die Vakuumaufnahmevorrichtung vermittelt wird. Selbstverständlich kann der Unterdruck an beiden Bauelement-Seiten über eine geeignete Maschinensteue- rung des Bestück- bzw. Transfersystems auf die prozessspezifisch optimalen Werte eingestellt bzw. geregelt werden. Das quasi kontaktlose Aufnehmen eines Bauelements, bei dem das Bauelement üblicherweise zuerst mit einer Seitenkante von der Vakuumaufnahmevorrichtung abhebt und bei dem erst nach einem mechanischen Kontakt dieser Kante auch die gegenüberliegende Bauelementkante die Vakuumaufnahmevorrichtung verlässt, hat den Vorteil, dass beim Abholen der Bauelemente die Haltevorrichtung nicht unmittelbar auf das Bauelement aufsetzt und somit kein harter mechanischer Stoß auf das gegebenenfalls sehr empfindliche Bauelement ausgeübt wird.
Gemäß Anspruch 5 wird die räumliche Lage der von der Vakuumaufnahmevorrichtung aufgenommenen Bauelemente mittels einer Kamera erfasst. Die Kamera, welche beispielsweise eine Zeilenkamera ist, die senkrecht zu ihrer Längserstreckung in einer vorbestimmten Höhe oberhalb der gehaltenen Bauelemente verfahren wird, kann durch einen einmaligen Inspektionsvorgang die Positionen und die Winkelorientierungen sämtlicher Bauelemente ermitteln. Da die Bauelemente von der Vakuumaufnahmevorrichtung zuverlässig gehalten werden, ist eine präzise Bauelement-Aufnahme durch eine oder durch mehrere Halte- Vorrichtungen eines Bestückkopfes möglich, ohne dass die räumliche Lage der aufgenommenen Bauelemente in regelmäßigen Abständen vermessen werden muss.
Gemäß Anspruch 6 wird zumindest ein Teil der Bauelemente von der Vakuumaufnahmevorrichtung auf eine weitere Vakuumaufnahmevorrichtung transferiert. Die weitere Vakuumaufnahmevorrichtung weist in analoger Weise eine ebene mit Öffnungen versehene weitere Ansaugfläche auf. Beim Transfer der Bauelemente auf die weitere Vakuumaufnahmevorrichtung wird diese relativ zu der Vakuumaufnahmevorrichtung derart positioniert, dass die Ansaugfläche und die weitere Ansaugfläche einander gegenüberliegend parallel zueinander ausgerichtet sind. Die Übergabe zwischen beiden Vakuumaufnahmeelementen erfolgt in der Weise, dass die Ansaugkraft des Vakuumelements erniedrigt und gleichzeitig die Ansaugkraft des weiteren Vakuumaufnahmeelementes erhöht wird. Somit kann auf ebenso schonende Weise ein Transfer der Bauelemente zwischen beiden Vakuumaufnahmevorrichtungen erfolgen.
Ein weiterer wichtiger Aspekt bei dieser Ausführungsform besteht darin, dass die Bauelemente erneut gewendet werden, so dass dieses Verfahren insbesondere dann vorteilhaft ist, wenn elektronische Bauelemente einem Bestückprozess zugeführt werden sollen, bei dem die mit elektrischen Anschlüssen versehene Seite der bestückten Bauelemente einem entsprechen- den Bauelementeträger abgewandt sein soll. Dies ist z. b. dann erforderlich, wenn eine Kontaktierung beispielsweise durch Drahtbonden (sog. Wire Bonding) erfolgt. Somit kann auf einfache Weise durch die Verwendung einer weiteren Vakuumaufnahmevorrichtung auch ein Zuführen von Bauelementen zu einem Bestückprozess ohne ein Flippen bzw. durch ein zweifaches
Flippen um insgesamt 360° zugeführt werden, so dass hinsichtlich der schonenden Handhabung und der Geschwindigkeit der Zuführung die gleichen Vorteile erzielt werden, die durch den kollektiven pneumatischen Transfer einer gesamten Wafer- Anordnung möglich sind.
Es wird darauf hingewiesen, dass durch die weitere Vakuumaufnahmevorrichtung auch eine Zwischenspeicherung von Bauelementen möglich ist. So können von einer gesamten Wafer-Anordnung diejenigen Bauelemente, welche in einem ersten Bestückprogramm noch nicht verwendet wurden, so lange auf der weiteren Vakuum-Aufnahmevorrichtung gespeichert werden können, bis sie bei einem weiteren Bestückprogramm wieder verwendet werden können.
Gemäß Anspruch 7 wird zumindest ein Teil der Bauelemente von der Vakuumaufnahmevorrichtung auf eine weitere klebrige Trägerfolie transferiert. Beim Transfer wird die weitere klebrige Trägerfolie relativ zu der Vakuumaufnahmevorrichtung derart positioniert, dass die Ansaugfläche und die weitere klebrige Trägerfläche einander gegenüberliegend parallel zueinander ausgerichtet sind. Die weitere klebrige Trägerfo- lie kann somit ebenso wie die oben genannte weitere Aufnahmevorrichtung sowohl zum erneuten Flippen der Bauelemente als auch zum Zwischenspeichern der Bauelemente verwendet werden.
Gemäß Anspruch 8 wird wechselweise zumindest eine erste
Vakuumaufnahmevorrichtung und eine zweite Vakuumaufnahmevorrichtung verwendet. Während des Aufnehmens der Bauelemente von der ersten Vakuumaufnahmevorrichtung durch den Transportkopf können bereits weitere Bauelemente von einer anderen Trägerfolie auf die zweite Vakuumaufnahmevorrichtung transferiert werden. Dies hat den Vorteil, dass ein Wechsel der einem Bestückprozess zuzuführenden Bauelemente innerhalb einer sehr kurzen Zeit durchgeführt werden kann, da der Transfer auf die zweite Vakuumaufnahmevorrichtung bereits dann erfolgen kann, bevor das letzte Bauelement von der ersten Vakuumaufnahmevorrichtung abgeholt wurde. Der Austausch der beiden Vakuumaufnahmevorrichtungen, mit dem ein unterschiedlicher oder ein gleicher Bauelementetyp dem Bestückprozess zugeführt werden kann, ist dann lediglich ein einfacher Positioniervorgang, welcher schnell durchgeführt werden kann. Auf diese Weise kann die durch den Transfer der Bauelemente von der Trägerfolie auf eine Vakuumaufnahmevorrichtung erforderliche Nebenzeit nahezu vollständig eliminiert werden.
Die der Erfindung zugrunde liegende vorrichtungsbezogene Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zum Handhaben von elektronischen Bauelementen mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 9. Gemäß der Erfindung umfasst eine Vakuumauf- nahmevorrichtung eine Vakuumerzeugungseinheit und ein Ansaugelement, welches mit der Vakuumerzeugungseinheit pneumatisch gekoppelt ist und welches eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen und eine ebene Ansaugfläche aufweist, wobei bei einer Vakuumerzeugung gleichzeitig eine Vielzahl von elektronischen Bauelementen an der ebenen Ansaugfläche gehalten werden kann. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass durch eine pneumatische Fixierung der Bauelemente an dem Ansaugelement eine insbesondere für so genannte Nackt-Chips schonende und effektive Handhabung möglich ist. Die Ansaugkraft wird bevor- zugt durch ein Pneumatikventil in Verbindung mit einem Druckwandler gesteuert, welche zwischen der Vakuumerzeugungseinheit und dem Ansaugelement geschaltet sind. Bei Verwendung eines zusätzlichen Drucksensors kann die Ansaugkraft auch durch eine entsprechende Rückkopplungsschleife geregelt werden, so dass sowohl eine hohe Prozesssicherheit als auch ein schonender Umgang mit den Bauelementen gewährleistet werden kann.
Gemäß Anspruch 10 ist das Ansaugelement aus einem gesinterten Material hergestellt, welches bevorzugt in Form einer Sinterplatte ausgebildet ist. In Abhängigkeit von der Dichtigkeit des Sintermaterials sind eine Vielzahl von mehr oder weniger großen Durchgangskanälen mit unterschiedlichem Porenabstand vorhanden, so dass ein von der Vakuumerzeugungseinheit gene- rierter Unterdruck nahezu gleichmäßig auf die gehaltenen
Bauelementen übertragen wird. Die Verwendung einer Sinterplatte hat den Vorteil, dass das Ansaugelement auf einfache Weise durch eine Wahl der Dicke der Sinterplatte bzw. durch den Porenabstand und der Porengröße der Sinterplatte optimal auf die Größe der jeweiligen Bauelemente angepasst werden kann. Eine besonders zuverlässige und gleichzeitig schonende Fixierung der Bauelemente an dem Ansaugelement wird erreicht, wenn zumindest fünf Ansaugöffnungen pro Bauelement vorhanden sind.
Gemäß Anspruch 11 ist zusätzlich eine verschiebbare Abdeckblende zum partiellen Abdecken des Ansaugelements vorgesehen. Damit ist es möglich, dass diejenigen Bereiche der Ansaugfläche, in denen keine Bauelemente mehr vorhanden sind, abge- deckt werden, so dass die durch diese freien Bereiche gezogene Fehlluft reduziert werden kann. Da die Betriebskosten eines Bestückautomaten nicht unerheblich durch den für eine Vakuumerzeugungseinheit erforderlichen Strombedarf bestimmt sind, können auf diese Weise die Betriebskosten erheblich reduziert werden.
Gemäß Anspruch 12 ist das Ansaugelement in verschiedene
Teilbereiche aufgeteilt, welche individuell mit einem Unterdruck beaufschlagbar sind. Dies kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass jedem Teilbereich ein eigenes pneumatisches Ventil zugeordnet ist. Somit kann auf vorteilhafte Weise eine Reduzierung der Fehlluft ohne eine bewegliche Abdeckblende erreicht werden, so dass zur Reduzierung von Fehlluft keine größeren mechanischen Komponenten erforderlich sind. In diesem Zusammenhang ist es selbstverständlich, dass die einzelnen Teilbereiche pneumatisch voneinander getrennt sind, so dass durch die Ansteuerung der pneumatischen Ventile jeder Teilbereich unabhängig mit Unterdruck beaufschlagt werden kann.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden beispielhaften Beschreibung derzeit bevorzugter Ausführungsformen. In der Zeichnung zeigen in schematischen Darstellungen:
Figur 1 eine auf einer klebrigen Trägerfolie befindliche Wafer-Anordnung bestehend aus einer Vielzahl von Bauelementen, Figur 2a bis 2g einen kollektiven Bauelementetransfer von einer klebrigen Trägerfolie auf eine Vakuumaufnahmevorrichtung, wobei die Bauelemente um 180° gewendet werden,
Figur 3a bis 3f einen kollektiven Bauelementetransfer von einer klebrigen Trägerfolie auf eine zweite Vakuumaufnahmevorrichtung, wobei die Bauelemente insgesamt um 360° gewendet werden, Figur 4a und 4b ein partielles Abdecken eines Ansaugelements zu Reduzierung von Fehlluft, Figur 5a bis 5d ein Transferieren eines Teils einer Wafer- Anordnung auf eine klebrige Trägerfolie zum Zwecke der Zwischenspeicherung der Bauelemente, und
Figur 6a und 6b ein quasi kontaktloses Abholen der Bauelemen- te von einer Vakuumaufnahmevorrichtung durch einen mit mehreren Haltevorrichtungen versehenen Bestückkopf.
An dieser Stelle bleibt anzumerken, dass sich in der Zeich- nung die Bezugszeichen von gleichen oder voneinander entsprechenden Komponenten lediglich in ihrer ersten Ziffer und/oder durch einen angehängten Buchstaben unterscheiden.
Figur 1 zeigt eine Waferaufnähme 100, welche eine ringförmige Halterung 102 aufweist, an der eine Trägerfolie 104 befestigt ist. An der Trägerfolie 104 ist eine gesamte, aus einer Vielzahl von elektronischen Bauelementen 110 bestehende Wafer-Anordnung mittels einer Klebekraft fixiert. Die elektronischen Bauelemente 110, welche kein Gehäuse aufweisen, sind in Form eines Rasters auf der klebrigen Trägerfolie 104 angeordnet. Die Beladung der Waferaufnähme 100 mit den Bauelementen 110 erfolgt derart, dass zunächst der gesamte Wafer, welcher in Form einer kreisrunden Scheibe vorliegt, auf die Trägerfolie 104 aufgeklebt wird. Die Vereinzelung des Wafers zu einer Vielzahl von elektronischen Bauelementen 110 erfolgt dadurch, dass der Wafer mit einem präzisen Sägewerkzeug entlang senkrecht zueinander verlaufenden Schnittlinien oder durch einen präzisen Ätzvorgang getrennt wird. Die Anschlusskontakte der einzelnen Bauelemente 110 befinden sich üblicherweise auf der von der Trägerfolie 104 abgewandten Seite der Bauelemente 110.
Die Figuren 2a bis 2g zeigen einen kollektiven Transfer der elektronischen Bauelemente, die nun mit dem Bezugszeichen 210 gekennzeichnet sind, von einer Waferaufnahme 200 auf eine Vakuumaufnahme 220. Wie aus Figur 2a ersichtlich, wird die Waferaufnahme 200, welche eine Halterung 202 sowie eine klebrige Trägerfolie 204 umfasst, auf der eine Vielzahl von elektronischen Bauelementen 210 fixiert sind, auf die Vakuumaufnahme 220 gelegt. Die Vakuumaufnahme weist ein Gehäuse 221, ein pneumatisches Regelventil 222 sowie ein Ansaugele- ment 223 auf. Das Ansaugelement 223 ist gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel eine aus einem gesinterten Material hergestellte Platte, welche eine Vielzahl von kleinen Durchgangskanälen aufweist, so dass beim Anlegen eines Unterdrucks mittels einer Vakuumerzeugungseinrichtung 225 an der Oberseite des Ansaugelementes 223 ebenfalls ein über die gesamte obere Fläche des Ansaugelements 223 verteilter Unterdruck erzeugt wird.
Wie aus Figur 2b ersichtlich, wird die Waferaufnahme 200 derart auf die Vakuumaufnahme 220 gelegt, dass die Bauelemente 210 auf der Oberseite des Ansaugelements 223 platziert sind. Um ein effizientes Ansaugen der Bauelemente 210 zu ermöglichen, sind die äußeren Abmessungen der Vakuumaufnahme 220 und des Ansaugelements 223 an die geometrische Form der Wafer-Anordnung angepasst. Gemäß dem hier dargestellten
Ausführungsbeispiel wird eine runde Wafer-Anordnung verwendet, so dass das Ansaugelement 223 die Form einer zylindrischen Platte aufweist.
Um die elektronischen Bauelemente von der klebrigen Trägerfolie 210 zu lösen, wird in einem in Figur 2c dargestellten Verfahrensschritt eine Heizvorrichtung 230 an das Vakuumansaugelement 220 herangeführt. Die Heizvorrichtung 230 umfasst ein Gehäuse 231 sowie bevorzugt eine Mehrzahl von Heizstrah- lern 234.
Die Heizvorrichtung 230 wird, wie in Figur 2d dargestellt, bevorzugt unmittelbar oberhalb der Trägerfolie 204 positioniert. Dadurch wird die Trägerfolie 204 erwärmt, so dass die Klebrigkeit der Trägerfolie 204 erheblich reduziert wird. Die Heizvorrichtung 230 verbleibt in dieser Position abhängig von dem verwendeten Folienmaterial, von dem verwendeten Klebstoff und von der eingestellten Heizleistung so lange (beispielsweise 20 s), bis die elektronischen Bauelemente 210 nicht mehr von der klebrigen Trägerfolie 204, sondern von der Vakuumaufnahme 220 gehalten werden. Dann wird, wie aus Figur 2e ersichtlich, sowohl die Heizvorrichtung 230 als auch die von den elektronischen Bauelementen 210 befreite Waferaufnah- me 200 von der Vakuumaufnahme 220 entfernt.
Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die elektronischen Bauelemente 210 elektrische Anschlusskontakte auf, die auf der Unterseite der elektronischen Bauelemente, d.h. auf der der Trägerfolie 204 abgewandten und dem Ansaugelement 223 zugewandten Seite ausgebildet sind. Das aus einem gesinterten Material hergestellte Ansaugelement 223 ist derart dimensioniert, dass jedes Bauelement 210 von einer Mehrzahl, bevorzugt von zumindest fünf mikroskopischen Ansaugkanäle gehalten wird. Auf diese Weise ist sowohl eine zuverlässige Fixierung der Bauelemente als auch ein die elektrischen Anschlüsse schonendes Fixieren gewährleistet.
Um die genaue Position der einzelnen elektronischen Bauelemente 210 auf der Waferaufnahme 220 zu bestimmen, wird eine Kamera 240, welche bevorzugt einen nicht dargestellten Zeilensensor aufweist, über die nun auf die Vakuumaufnahme 220 transferierte Wafer-Anordnung verfahren. Auf diese Weise können sowohl die Positionen als auch die Winkellagen der einzelnen Bauelemente 210 vermessen werden.
Nach dem Entfernen der von den elektronischen Bauelementen 210 entleerten Waferaufnahme 200 wird der durch die Vakuumaufnahme 220 vermittelte Unterdruck auf einen bestimmten Mindestwert reduziert. Dieser Mindestwert ist so gewählt, dass die einzelnen Bauelemente 210 während des Betriebs eines Bestücksystems, in welchem die gesamte Bauelement- Handhabungsvorrichtung integriert sein kann, aufgrund von Erschütterungen und Luftbewegungen nicht verrutschen. Nach oder während der Lagevermessung der Bauelemente 210 mittels der Kamera 240 werden die gewonnenen Lagekoordinaten abgespeichert und bei einer sequentiellen Abholung der einzelnen Bauelemente durch einen Bestückkopf 250 berücksich- tigt. Der Bestückkopf 250 weist ein Gehäuse 251 und eine
Mehrzahl von als Sauggreifer ausgebildete Haltevorrichtungen 252 auf. Nach der Aufnahme von einzelnen Bauelementen durch den Bestückkopf 250 können die elektronischen Bauelemente 210 in bekannter Weise auf ein elektronisches Schaltungssubstrat aufgesetzt werden.
Die oben beschriebene Reduzierung der Ansaugkraft nach dem Entfernen der von den elektronischen Bauelementen 210 entleerten Waferaufnahme 200 hat zudem den Vorteil, dass das Abholen der einzelnen Bauelemente durch die als Sauggreifer ausgebildeten Haltevorrichtung 225 erleichtert wird. Es muss lediglich sichergestellt werden, dass die durch die Sauggreifer vermittelte Saugkraft größer ist als die von der Vakuumaufnahme 220 vermittelte Haltekraft.
Es wird darauf hingewiesen, dass die Bauelemente 210, welche auf der von der Trägerfolie 204 abgewandten Seite elektrische Anschlussstrukturen aufweisen, durch den hier dargestellten kollektiven Transfer auf die Vakuumaufnahme 220 effektiv gewendet werden. Dies ist so zu verstehen, dass die Bauelemente 210 derart von der Vakuumaufnahme 230 gehalten werden, dass sich die Anschlussstrukturen auf der dem Ansaugelement 223 zugewandten Seite der Bauelemente 210 befinden. Dieses Wenden ist auch erforderlich, um die elektronischen Bauele- mente 210 in bekannter Weise mittels eines herkömmlichen
Bestücksystems durch einen Bestückkopf 250 auf vorgegebene Anschlussflächen eines elektronischen Schaltungssubstrates zu platzieren.
Der kollektive Transfer der Bauelemente hat den Vorteil, dass innerhalb weniger Prozessschritte sämtliche elektronischen Bauelemente 210 einer gesamten Wafer-Anordnung in eine für eine weitere Bestückung geeignete Position bereitgestellt werden, bei der die Anschlussstrukturen der Bauelemente 210 an der von den Haltevorrichtungen 252 des Bestückkopfes 250 abgewendeten Seite ausgebildet sind. Bei einer Wafer- Anordnung mit einem Durchmesser von 200 mm und typischen Bauelement-Kantenlängen von 0,5 mm x 0,5 mm können somit innerhalb weniger Sekunden bis zu 120000 Bauelemente in eine für eine nachfolgende Bestückung geeignete Position gebracht werden. Der kollektive Transfer der Bauelemente hat somit den Vorteil, dass als so genannte Flip-Chips ausgebildete Bauelemente ohne großen Zeitverlust einem Bestückprozess zugeführt werde können.
Im Vergleich zu der herkömmlichen auf Ausstoßnadeln basieren- den Ablösetechnik ist die hier beschriebene kollektive Handhabung von als Flip-Chips ausgebildeten elektronischen Bauelementen insbesondere dann von Vorteil, wenn sehr kleine und sehr dünne Bauelemente mit einer großen Geschwindigkeit auf einen Bauelementeträger bestückt werden. Derartige Anforde- rungen werden insbesondere von so genannten RFID-Schaltungen (Radio Frequency Identification-Schaltungen) gestellt, welche zur Identifizierung von einzelnen Objekten verwendet werden. Dabei werden auf flexible Klebeetiketten, welche mit einer Antenne ausgestattet sind, möglichst kleine und dünne Flip- Chips mit den beiden relevanten elektrischen Kontakten auf die zugehörigen Antennenpole kontaktiert. Eine weitere interessante Anwendung für das beschriebene kollektive Transferverfahren besteht in dem kosteneffektiven Einsetzen von ungehäusten Bauelementen in Anschlussstrukturen (Lead Frames) von unterschiedlichen Verpackungen, wie beispielsweise BaIl- Grid-Arrays (BGA) , Chip Scale Packages (CSP) , Quad Flad Packages (QFP) oder Small Outline Packages (SOP) .
Die Figuren 3a bis 3f zeigen einen zweistufigen Transfer von elektronischen Bauelementen von einer Waferaufnähme, die nunmehr mit dem Bezugszeichen 300 gekennzeichnet ist, auf eine erste Vakuumaufnahme 320a und von dort auf eine zweite Vakuumaufnahme 320b. Die Waferaufnähme 300 weist ebenso wie die Waferaufnähme 200 eine Halterung 302 sowie eine Trägerfolie 304 auf.
Der zweistufige Bauelement-Transfer beginnt mit den gleichen Verfahrensschritten, die in den Figuren 2a bis 2e dargstellt sind. Danach befinden sich, wie in Figur 3a dargestellt, die Bauelemente 310 auf der ersten Vakuumaufnahme 320a, welche ein Gehäuse 321a, ein Regelventil 322a sowie eine als Sinter- platte ausgebildetes Ansaugelement 320a aufweist.
Wie aus Figur 3b ersichtlich, wird nach dem Transfer der elektronischen Bauelemente 310 auf die erste Vakuumaufnahme 320 die erste Vakuumaufnahme 320a um 180° gewendet, so dass die Bauelemente 310 an der nun nach unten gerichteten Oberfläche des Ansaugelements 323a durch einen Unterdruck gehalten werden.
Wie aus Figur 3c ersichtlich, wird nun eine zweite Vakuumauf- nähme 320b, welche ebenfalls ein Gehäuse 321b, ein Regelventil 322b sowie ein als Sinterplatte ausgebildetes Ansaugelement 323b aufweist, an die erste Vakuumaufnahme 320a herangeführt. Dabei werden die Bauelemente 310 zwischen den beiden Ansaugelementen 323a und 323b gehalten. Nun wird die von der ersten Vakuumaufnahme 320a erzeugte Ansaugkraft reduziert und gleichzeitig die von der zweiten Vakuumaufnahme 320b vermittelte Ansaugkraft entsprechend erhöht.
Wie aus Figur 3d ersichtlich, wird dann die erste Vakuumauf- nähme 320a entfernt, so dass sämtliche Bauelemente 310 nunmehr allein von der zweiten Vakuumaufnahme 320b gehalten werden.
Wie aus Figur 3e ersichtlich, wird nachfolgend zur genauen Lagevermessung der einzelnen Bauelemente 310 eine Kamera 340 verwendet, welche aus einem vorbestimmten Abstand oberhalb der Bauelemente 310 die gesamte Wafer-Anordnung vermisst. Das Abholen der Bauelemente 310, welches in Figur 3f dargestellt ist, erfolgt in bekannter Weise durch einen Bestückkopf 350, welcher ein Gehäuse 351 und eine Mehrzahl von als Sauggreifer ausgebildeten Haltevorrichtungen 352 aufweist.
Durch das zweistufige Transferieren der Bauelemente 310 zunächst auf die erste Vakuumaufnahme 320a und dann auf die zweite Vakuumaufnahme 320b werden die Bauelemente 310 effek- tiv zweimal gewendet, so dass sich die Anschlussstrukturen der Bauelemente bei dem in Figur 3f dargestellten Abholvorgang auf der den Haltevorrichtungen 352 zugewandten Seite der Bauelemente 310 befinden. Somit kann der kollektive Bauelementetransfer von der Waferaufnahme 300 auf die zweite Vaku- umaufnähme 320b auch für ungehäuste Chips verwendet werden, welche derart auf einen Schaltungsträger aufgesetzt werden, dass die auf den Chips befindlichen Anschlussstrukturen auf der von dem Schaltungsträger abgewandten Seite ausgebildet sind. Die elektrische Verbindung zwischen Chip und Bauelemen- teträger erfolgt dann üblicherweise mittels sog. Drahtbonden (Wire-Bonding) . Um die Chips in der erforderlichen Orientierung auf den Schaltungsträger aufsetzen zu können, muss nach dem erstmaligen Wenden der Chips bei der Übergabe auf die erste Vakuumaufnahme 320a eine weitere Übergabe auf die zweite Vakuumaufnahme 320b erfolgen, um die Bauelemente insgesamt zweimal um jeweils 180° zu drehen.
Es wird darauf hingewiesen, dass das Abholen der Bauelemente durch einen Bestückkopf von der Vakuumaufnahme gegenüber einem durch Ausstoßnadeln unterstützten Abholen von Bauelementen unmittelbar von einer klebrigen Trägerfolie einen weiteren wichtigen Vorteil hat. Bei einem unmittelbaren Abholen von einer üblicherweise elastischen Trägerfolie wird sich die Trägerfolie mit zunehmender Entnahme von Bauelemen- ten verziehen, so dass sich die erforderlichen Abholpositionen verändern. Dies bedeutet, dass für einen zuverlässigen Abholvorgang ein mehrfaches Vermessen der Positionen der abzuholenden Bauelemente erforderlich ist. Bei einer Abholung von einer Vakuumaufnahme mit einen unelastischen Ansaugelement bleiben die Positionen der abzuholenden Bauelemente während des sukzessiven Abholens sämtlicher Bauelemente genau erhalten.
Die Figuren 4a und 4b zeigen eine Ausführungsform der Erfindung, bei der zur Reduzierung von Fehlluft eine verschiebbar gelagerte Abdeckblende 460 vorgesehen ist. Diese kann vor ein Ansaugelement 423 einer nicht dargestellten Vakuumaufnahme geschoben werden, sobald ein Teil der Bauelemente 410 entnommen worden ist. Auf diese Weise können die durch die nun entfernten Bauelemente 410 freigelegten porenartige Saugkanäle abgedeckt werden. Dies hat den Vorteil, dass der Fehlluft- verbrauch durch offene Saugkanäle deutlich reduziert werden kann. Die Abdeckblende 460 kann somit sukzessive nachgeführt werden, wenn jeweils eine Reihe von Bauelementen 410 von einem nicht dargestellten Bestückkopf entnommen worden ist. Auf diese Weise werden die Betriebskosten und insbesondere der Stromverbrauch für die Vakuumerzeugung deutlich reduziert .
Die Figuren 5a bis 5d zeigen einen Transfer einer Teilmenge von Bauelementen 510 einer Wafer-Anordnung von einer Vakuum- aufnähme 520 auf eine Waferaufnahme 500, welche eine Halte- rung 502 und eine klebrige Trägerfolie 504 aufweist. Figur 5a zeigt die Vakuumaufnahme 520 in einer Draufsicht, wobei von der ursprünglichen, entsprechend den Figuren 2a bis 2f transferierten Wafer-Anordnung bereits eine Vielzahl von elektro- nischen Bauelementen entnommen worden ist, so dass nur noch eine Restmenge an Bauelementen 510 vorhanden ist.
Im folgenden wird beschrieben, wie diese verbliebene Restmenge an Bauelementen 510 auf die Waferaufnahme 500 übertragen werden kann, so dass die Vakuumaufnahme 520 mit anderen
Bauelementen belegt werden kann, ohne dass der verbliebene Rest an Bauelementen 510 verworfen werden muss. Wie aus den Figuren 5b und 5c ersichtlich, wird die Waferaufnähme 500 auf die Oberseite der Vakuumaufnahme 520 gelegt, so dass die von dem Ansaugelement 523 gehaltenen Bauelemente 510 mit der klebrigen Unterseite der Trägerfolie 504 in Kontakt kommen. Sobald die Bauelemente 510 an der Trägerfolie 504 anhaften, wird der durch eine nicht dargestellte Vakuumerzeugungseinheit generierte Unterdruck durch das Regelventil 522 reduziert, so dass bei einem nachfolgenden Entfernen der Wafe- raufnahme 500, welche in Figur 5d dargestellt list, die elektronischen Bauelemente 510 nicht mehr an der Vakuumaufnahme 520, sondern an der Waferaufnahme 500 anhaften. Auf diese Weise können die noch nicht verbrauchten Bauelemente 510 auf der Waferaufnahme 500 gespeichert werden, so dass sie ggf. für später durchzuführende Bestückvorgänge weiter ver- wendet werden können.
Es wird darauf hingewiesen, dass zur Speicherung der Bauelemente 510 anstelle der Waferaufnahme 500 ebenso eine zweite Vakuumaufnahme verwendet werden kann, wobei der Transfer von der Vakuumaufnahme 520 auf die zweite Vakuumaufnahme entsprechend den in den Figuren 3b, 3c, 3d und 3e dargestellten Verfahrensschritten erfolgt.
Die Figuren 6a und 6b zeigen einen besonders schonenden Aufnahmevorgang von Bauelementen 610 durch einen Bestückkopf 650. Die Bauelemente 610 werden zunächst von einer Vakuumaufnahme 620 gehalten, welche in analoger Weise wie die zuvor beschriebenen Vakuumaufnahmen ein Gehäuse 621, ein Regelventil 622 sowie ein Ansaugelement 623 aufweist. Der Bestückkopf 650 weist entsprechend den zuvor beschriebenen Bestückköpfen ein Gehäuse 651 und eine Mehrzahl von Haltevorrichtungen 652 auf, die als Sauggreifer ausgebildet sind.
Wie aus Figur 6a ersichtlich, wird die jeweilige Haltevor- richtung 652, mit der ein Bauelement 610 aufgenommen werden soll, in Richtung auf das aufzunehmende Bauelement 610 abgesenkt. Dabei wird die untere Stirnfläche der Haltevorrichtung 652 in einem vorgegebenen Abstand, beispielsweise 10 μm, oberhalb der Oberfläche des aufzunehmenden Bauelements angehalten. Durch ein Anlegen eines Unterdrucks an die betreffende Haltevorrichtung 652 kann somit erreicht werden, dass das Bauelement 610 von dem Ansaugelement 623 auf die Haltevorrichtung 652 transferiert wird. Dies setzt voraus, dass die von der Haltevorrichtung 652 vermittelte Ansaugkraft trotz des zunächst vorhandenen Luftspaltes größer ist als die von dem Ansaugelement 623 vermittelte Ansaugkraft.
Figur 6b zeigt den Bestückkopf 650, wobei sämtliche als Sauggreifer ausgebildete Haltevorrichtungen 652 jeweils ein Bauelement 610 aufgenommen haben.
Es wird darauf hingewiesen, dass dieser quasi kontaktlose
Transfer des Bauelements 610 von der Vakuumaufnahme 620 auf die Haltevorrichtung 652 eine besonders schonende Handhabung der Bauelemente 610 ermöglicht, da die Haltevorrichtungen 652 nicht bis an die Oberfläche der aufzunehmenden Bauelemente abgesenkt werden müssen. Auf diese Weise kann ein harter Stoß der Haltevorrichtung 652 gegen die häufig sehr empfindlichen Bauelemente 610 zuverlässig ausgeschlossen werden. Ein vollständig kontaktloser Transfer von Bauelementen wird dann erreicht, wenn das betreffende Bauelement ohne eine Verkip- pung von dem Ansaugelement 623 auf die Haltevorrichtung 652 transferiert wird. In der Regel wird jedoch eine quasi kontaktlose Bauelementaufnahme realisiert, bei der sich zunächst eine Seite des betreffenden Bauelements 610 von dem Ansaugelement 623 löst und mit der Unterseite der Haltevorrichtung 652 in Kontakt kommt. Erst dann wird sich auch die andere
Seite des Bauelements 610 von dem Ansaugelement 623 entfernen, so dass das betreffende Bauelement 610 ohne eine Verkippung von der Haltevorrichtung 652 gehalten werden kann. Die nachfolgende Bestückung der aufgenommenen Bauelemente 610 erfolgt in bekannter Weise durch ein sequentielles Absetzen der aufgenommenen Bauelemente 610 an betreffenden Bauelement- Einbaupositionen eines elektronischen Schaltungsträgers. Beim Absetzen der Bauelemente 610 wird jeweils in bekannter Weise die durch die betreffende Haltevorrichtung vermittelte Ansaugkraft durch ein Abschalten des entsprechenden Unterdrucks reduziert .
Bezugszeichenliste
100 Waferaufnähme
102 Halterung 104 Trägerfolie
110 Bauelement
200 Waferaufnähme
202 Halterung 204 Trägerfolie
210 Bauelement
220 Vakuumaufnahme
221 Gehäuse
222 Regelventil 223 Ansaugelement / Sinterplatte
225 Vakuumerzeugungseinheit
230 HeizVorrichtung
231 Gehäuse
234 Heizstrahler 240 Kamera
250 Bestückkopf
251 Gehäuse
252 Haltevorrichtung / Sauggreifer
302 Halterung
304 Trägerfolie
310 Bauelement
320a erste Vakuumaufnahme
321a Gehäuse 322a Regelventil
323a Ansaugelement / Sinterplatte
320b zweite Vakuumaufnahme
321b Gehäuse
322b Regelventil 323b Ansaugelement / Sinterplatte
330 Heizvorrichtung
331 Gehäuse 334 Heizstrahler
340 Kamera
350 Bestückkopf
351 Gehäuse
352 Haltevorrichtung / Sauggreifer
420 Vakuumaufnahme
410 Bauelement
460 Abdeckblende
500 Waferaufnähme
502 Halterung
504 Trägerfolie
510 Bauelement
520 Vakuumaufnahme
520 erste Vakuumaufnahme
521 Gehäuse
522 Regelventil
523 Ansaugelement / Sinterplatte
610 Bauelement
620 Vakuumaufnahme
621 Gehäuse
622 Regelventil
623 Ansaugelement / Sinterplatte
650 Bestückkopf
651 Gehäuse
652 Haltevorrichtung / Sauggreifer

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Transferieren von elektronischen Bauelementen (210) von einer klebrigen Trägerfolie (204) auf einen Transportkopf (250), aufweisend folgende Schritte:
• Transfer der mit den Bauelementen (210) versehenen Trägerfolie (204) zu einer Vakuumaufnahmevorrichtung (220), welche eine ebene und mit Öffnungen versehene Ansaugfläche (223) aufweist, wobei eine mit den Bauelementen (210) ver- sehene Seite der Trägerfolie (204) der Ansaugfläche (223) zugewandt ist,
• Anlegen eines Unterdrucks an die Vakuumaufnahmevorrichtung
(220) , so dass die Bauelemente (210) von der Ansaugfläche (223) angesaugt werden, • Reduzieren der Klebrigkeit der Trägerfolie (204), so dass die von der Trägerfolie (204) auf die Bauelemente (210) vermittelte Klebekraft kleiner ist als die von der Vakuumaufnahmevorrichtung (220) auf die Bauelemente (210) vermittelte Ansaugkraft, • Entfernen der Trägerfolie (204) von der Vakuumaufnahmevorrichtung (220) , wobei die Bauelemente (210) auf der Vakuumaufnahmevorrichtung (220) verbleiben, und
• Aufnehmen der Bauelemente (210) durch einen Transportkopf
(250), welcher zumindest eine Bauelement-Haltevorrichtung (252) aufweist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem vor dem Entfernen der Trägerfolie (204) von der Vakuumaufnahmevorrichtung (220) die von der Vakuumaufnahmevorrichtung (220) vermittelte Ansaugkraft reduziert wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, bei dem das Reduzieren der Klebrigkeit durch das Einwirken von elektromagnetischer Strahlung auf die Trägerfolie (204) erfolgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das Aufnehmen der Bauelemente (610) derart erfolgt, dass die Bauelement-Haltevorrichtung (652) erst dann unmittelbar mit dem jeweils aufzunehmenden Bauelement (610) in Kontakt kommt, wenn dieses Bauelement (610) bereits zumindest teilweise von der Vakuumaufnahmevorrichtung (620) abgelöst ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem vor dem Aufnehmen der Bauelemente (210) durch den Transportkopf (250) die räumliche Lage der von der Vakuumaufnahmevor- richtung (220) aufgenommenen Bauelemente (210) mittels einer Kamera (240) erfasst wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem zumindest ein Teil der Bauelemente (310) von der Vakuumauf- nahmevorrichtung (320a) auf eine weitere Vakuumaufnahmevorrichtung (320b) transferiert wird,
• welche eine ebene und mit Öffnungen versehene weitere Ansaugfläche (323b) aufweist und
• welche beim Transfer relativ zu der Vakuumaufnahmevorrich- tung (320a) derart positioniert wird, dass die Ansaugfläche
(323a) und die weitere Ansaugfläche (323b) einander gegenüberliegend parallel zueinander ausgerichtet sind.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem zumindest ein Teil der Bauelemente (510) von der Vakuumaufnahmevorrichtung (520) auf ein weitere klebrige Trägerfolie (504) transferiert wird,
• welche beim Transfer relativ zu der Vakuumaufnahmevorrichtung (520) derart positioniert wird, dass die Ansaugfläche (523) und die weitere klebrige Trägerfolie (504) einander gegenüberliegend parallel zueinander ausgerichtet sind.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem wechselweise zumindest eine erste Vakuumaufnahmevorrichtung und eine zweite Vakuumaufnahmevorrichtung verwendet werden, wobei während des Aufnehmens der Bauelemente von der ersten Vakuumaufnahmevorrichtung durch den Transportkopf weitere Bauele- mente von einer anderen Trägerfolie auf die zweite Vakuumaufnahmevorrichtung transferiert werden.
9. Vorrichtung zum Handhaben von elektronischen Bauelementen, insbesondere zur Verwendung als Vakuumaufnahmevorrichtung bei der Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, mit
• einer Vakuumerzeugungseinheit (225) und
• einem Ansaugelement (223) , welches mit der Vakuumerzeigungseinheit (225) pneumatisch gekoppelt ist und welches eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen und eine ebene Ansaugfläche aufweist, wobei bei einer Vakuumerzeugung eine Vielzahl von elektroni- sehen Bauelementen (210) an der ebenen Ansaugfläche gehalten werden können.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, bei der das Ansaugelement (223) aus einem gesinterten Material herge- stellt ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 10, zusätzlich mit einer verschiebbaren Abdeckblende (460) zum partiellen Abde- cken des Ansaugelements.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, bei der das Ansaugelement in verschiedene Teilbereiche aufgeteilt ist, welche individuell mit einem Unterdruck beaufschlagbar sind.
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