WO2024002691A1 - Vorrichtung und verfahren zur herstellung einer kontaktverbindung - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur herstellung einer kontaktverbindung Download PDF

Info

Publication number
WO2024002691A1
WO2024002691A1 PCT/EP2023/065900 EP2023065900W WO2024002691A1 WO 2024002691 A1 WO2024002691 A1 WO 2024002691A1 EP 2023065900 W EP2023065900 W EP 2023065900W WO 2024002691 A1 WO2024002691 A1 WO 2024002691A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
substrate
semiconductor component
radiation
beam path
laser
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/065900
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Matthias Fettke
Andrej KOLBASOW
Svetlana Milz
Original Assignee
Pac Tech - Packaging Technologies Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pac Tech - Packaging Technologies Gmbh filed Critical Pac Tech - Packaging Technologies Gmbh
Publication of WO2024002691A1 publication Critical patent/WO2024002691A1/de

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies
    • H01L24/75—Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • B23K1/0008—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering specially adapted for particular articles or work
    • B23K1/0016—Brazing of electronic components
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • B23K1/005—Soldering by means of radiant energy
    • B23K1/0056—Soldering by means of radiant energy soldering by means of beams, e.g. lasers, E.B.
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/03—Observing, e.g. monitoring, the workpiece
    • B23K26/034—Observing the temperature of the workpiece
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/20—Bonding
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/3494—Heating methods for reflowing of solder
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/36—Electric or electronic devices
    • B23K2101/40—Semiconductor devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/36—Electric or electronic devices
    • B23K2101/42—Printed circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/10—Using electric, magnetic and electromagnetic fields; Using laser light
    • H05K2203/107—Using laser light
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/15—Position of the PCB during processing
    • H05K2203/1581—Treating the backside of the PCB, e.g. for heating during soldering or providing a liquid coating on the backside
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/341—Surface mounted components
    • H05K3/3431—Leadless components
    • H05K3/3436—Leadless components having an array of bottom contacts, e.g. pad grid array or ball grid array components

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for producing a contact connection between at least one connection contact of a substrate and at least one connection contact of a semiconductor component with a joining tool, a laser device and a detection device.
  • solder semiconductor components in particular chips
  • a substrate which can be a circuit board, for example, using a laser soldering system.
  • connection contacts of the chip or the semiconductor component are connected to a solderable connection contact of the substrate via a solder material.
  • the solder can, for example, be dispensed onto the solderable connection contact by means of a solder ball feeding device of the laser soldering system and at least partially melted by means of a laser device in such a way that a cohesive connection can be formed between the connection contacts of the chip or the semiconductor component on the one hand and the connection contact of the substrate on the other hand.
  • connection contact arranged on the chip or on the substrate is at least partially melted in order to create a cohesive connection between the connection contacts of the chip or the semiconductor component and the connection contact of the substrate after applying the chip or the semiconductor component to the substrate to train.
  • the substrate is always larger than the semiconductor component to be placed. Rotating the substrate to protect temperature-sensitive components is therefore usually not possible or can only be implemented with great effort.
  • the device according to the invention is used to produce a contact connection between at least one connection contact of a substrate and at least one connection contact of a semiconductor component, a conductor material track being formed on the substrate, and the device having a joining tool for positioning and joining the semiconductor component on the substrate, wherein a beam channel for optical radiation is formed within the joining tool, and wherein the device further has a laser device for applying laser radiation to the substrate and / or the semiconductor component, and wherein the device further has a detection device for detecting optical radiation.
  • the device according to the invention has a substrate holder on which the substrate can be fixed and on which at least an underside of the substrate can be brought into contact, an optical window with an optically transparent window body being introduced into the substrate holder for the unhindered passage of optical radiation into and/or out of the substrate, the optical window being in a beam path of the laser device or the detection device is arranged.
  • the semiconductor component is preferably designed as a chip.
  • the substrate is preferably designed to be non-conductive and has a conductor material track formed on the substrate. It is conceivable that the semiconductor component to be connected to the substrate is not designed as a chip, but rather is another substrate with a conductor track.
  • the semiconductor component and substrate are also referred to as joining partners, since they are joined to produce a contact connection.
  • joining process refers to the positioning of the joining partners relative to one another, the heating of at least one joining partner and the application of one joining partner to the other, for example under a predetermined contact pressure.
  • the chips can be designed with a housing or as an unhoused semiconductor component and can be applied directly to a substrate.
  • the connection contacts of the chip can be contacted directly with the conductor material track of the substrate.
  • the substrate can be made of plastic material or a ceramic material, with substrate conductor material strips preferably first being formed for connecting electronic semiconductor components.
  • the formation of the conductor material tracks on the substrate can be carried out using a method well known from the prior art.
  • the term “underside of the substrate” refers to the side of the substrate that comes into contact with the substrate holder and faces away from the semiconductor component. Accordingly, the connection contacts are designed on the top side of the substrate opposite the underside for connection to the connection contacts of the semiconductor component.
  • optical radiation is not limited to light visible or perceptible to the naked eye, but rather can encompass the entire electromagnetic spectrum, in particular infrared radiation (heat radiation) and ultraviolet radiation.
  • heat radiation heat radiation
  • ultraviolet radiation ultraviolet radiation.
  • the natural source of optical radiation is the sun, but optical radiation can also be generated artificially.
  • optical window refers to optically transparent panels that are typically designed to provide maximum transmission of optical radiation in a specific wavelength range while simultaneously reducing reflection and absorption.
  • the optical window acts as a thermal insulator, so that the largest possible amount of heat can be transmitted through the optical window.
  • the invention is based on the basic idea that, in addition to a beam channel for applying optical radiation to the top side of a substrate or to a semiconductor component to be arranged on the top side of a substrate, the device also has an optical window in the substrate holder.
  • the optical window By means of the optical window, additional optical radiation can enter the substrate, in particular the underside of the substrate, and/or optical radiation can be reflected and detected through the optical window. This makes it possible to introduce the thermal energy required to produce a contact connection either via the underside of the substrate, i.e. from below in relation to the substrate, or through the beam channel of the joining tool, i.e. from above in relation to the substrate.
  • the semiconductor component to be arranged on the substrate can be positioned without taking the laser device into account, since the joining tool and the detection device are above the substrate due to the application of the laser radiation from below Significantly more space is available. This means that travel paths that are necessary, for example, when changing or aligning the joining tool, the laser device and the detection device above the substrate can be minimized and position deviations during the joining process can thus be prevented.
  • the detection device acts in particular as a device for detecting optical radiation, by means of which the joining process for producing a contact connection, in particular the focusing of the laser radiation on the connection contacts and the heating of the substrate, and also the positioning of the semiconductor component on the substrate is monitored can be. This is preferably done using the optical radiation emitted by the substrate or the semiconductor component.
  • a semiconductor component can be positioned on a substrate by means of the joining tool and attached to the substrate, the required thermal energy being applied to the substrate and/or the semiconductor component by means of the laser device.
  • the laser radiation is applied to the substrate and/or the semiconductor component in such a way that the connection contacts of the substrate and/or the semiconductor component are at least partially melted and, by applying the connection contacts of the semiconductor component to the connection contacts of the substrate, a cohesive connection is created between the connection contacts of the substrate and the connection contacts of the semiconductor component is formed.
  • connection contacts of the substrate and the connection contacts of the semiconductor component in order to form a cohesive connection between the connection contacts of the substrate and the connection contacts of the semiconductor component, a solder material depot, which is arranged between the connection contacts of the substrate and the connection contacts of the semiconductor component, is melted by the laser radiation applied by the laser device. It is also conceivable that the connection contacts or a solder material depot are directly exposed to laser radiation in order to introduce the necessary thermal energy, or that the thermal see energy is introduced into the substrate and/or the semiconductor component by means of laser radiation and is transmitted to the connection contacts of the substrate or the semiconductor component.
  • the detection device is designed in such a way that it can detect the position of the semiconductor component relative to the substrate and also the process parameters of the semiconductor component based on, preferably reflected, optical radiation Joining process, in particular the temperature of the substrate and the semiconductor component, can be monitored using reflected optical radiation.
  • the device according to the invention has a substrate holder on which the substrate can be fixed. The substrate is preferably held in a form-fitting manner on the substrate holder, so that the underside of the substrate rests on the substrate holder and on the optical window and at least partially covers the optical window.
  • the substrate is held on the substrate holder by generating a holding force.
  • the substrate resting on the substrate holder can be subjected to negative pressure.
  • the substrate holder thus enables positioning of the substrate and, at the same time, due to the optical window, unhindered passage of optical radiation into and/or out of the substrate.
  • the device according to the invention can advantageously be used to simultaneously apply laser radiation to the substrate and/or the semiconductor component and detect optical radiation via beam paths that end on the substrate and/or the semiconductor component and impinge on the substrate or the semiconductor component from different directions to monitor the positioning of the joining partners and the joining process.
  • Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
  • the detection device comprises an infrared sensor device and/or an image capture device.
  • the image capture device is preferably designed as a camera.
  • an infrared sensor device is preferably used, which can measure the temperature of the semiconductor component and/or the substrate without contact based on the reflected radiation. It is also conceivable that an infrared sensor device is used to detect the position of the substrate, provided that fiducial marks are arranged on the substrate, the infrared radiation of which can be distinguished from that of the substrate.
  • the infrared sensor device can thus be used to detect the position of the semiconductor component and/or the substrate as well as to monitor the process parameters of the joining process, in particular to monitor the temperature of the joining partners, i.e.
  • the image capture device is preferably used to position the semiconductor component relative to the substrate and/or to position the substrate relative to the substrate holder. It is also conceivable that the device, in particular the detection device, has a processing device.
  • the processing device preferably has at least one processor and/or a volatile and/or non-volatile memory and is designed to further process the position and/or process data, in particular temperature values, recorded by the infrared sensor device and/or the image capture device and depending on the recorded values to control the joining tool and/or the laser device.
  • position deviations can be responded to directly by the processing device controlling the joining tool in order, for example, to correct a position of a semiconductor component relative to the substrate.
  • the processing device of the detection device controls the laser device based on the temperature values recorded by the detection device in order to correct the intensity of the laser radiation and thus the energy input.
  • the processing device for example, outputs an acoustic and/or optical signal if the actual (actual) positioning deviates from the desired (target) positioning or a predefined temperature limit in the semiconductor component or in the substrate is exceeded. The operator can then, if necessary, manually stop operation of the device and/or make corrections. Operation of the device can also be automatically stopped in the event of the above-mentioned deviations in the joining process in order to prevent damage to the substrate, the semiconductor component and/or the device.
  • the optical window is arranged in a beam path of the laser device, and the beam channel of the joining tool is arranged in the beam path of the infrared sensor device.
  • the laser device and the infrared sensor device are arranged such that the beam path of the laser device runs through the optical window and the beam Gang of the infrared sensor device runs through the beam channel of the joining tool.
  • the arrangement according to this embodiment offers the advantage that the substrate can be exposed to laser radiation from below through the optical window and at the same time the infrared radiation reflected by the semiconductor component and/or the substrate can be detected through the beam channel of the joining tool.
  • the temperature of the joining partners and the positioning of the joining partners can be monitored in a simple manner using the infrared sensor device and at the same time energy can be introduced into the substrate in order to create a cohesive connection between the joining partners by melting the connection contacts.
  • the optical window is arranged in a beam path of the infrared sensor device, and the beam channel of the joining tool is arranged in the beam path of the laser device.
  • the infrared sensor device and the laser device are arranged such that the beam path of the infrared sensor device runs through the optical window and the beam path of the laser device runs through the beam channel of the joining tool.
  • the optical window is arranged in a beam path of the image capture device, and the beam channel of the joining tool is arranged in the beam path of the laser device and the infrared sensor device, so that a beam path of the laser source and a beam path of the infrared sensor device run in the beam channel at least in sections at the same time.
  • the image capture device, the infrared sensor device and the laser device are arranged in such a way that the beam path of the image capture device runs through the optical window, and the beam path of the laser device and the infrared sensor device runs through the beam channel of the joining tool.
  • the positioning of the substrate relative to the substrate holder and the positioning of the semiconductor component relative to the substrate can advantageously be detected from below by the image capture device, and in addition, the substrate and / or the semiconductor component can be exposed to laser radiation from above and at the same time that from the semiconductor component and/or substrate reflected infrared radiation are detected by the infrared sensor device for monitoring the temperature of the semiconductor component and/or substrate.
  • the combination of image capture device, infrared sensor device and laser device increases the safety of the process control, since the position measurement can be carried out both by means of the image capture device and by means of the infrared sensor device.
  • the position measurement is preferably carried out using the image capture device and a temperature measurement is carried out using the infrared sensor device.
  • the image capture device and the infrared sensor device are arranged above the substrate and the substrate receptacle and therefore the beam path of the image capture device and the beam path of the infrared sensor device run through the beam channel of the joining tool, while the application of laser radiation by the laser device relative to the substrate receptacle from below through the optical window.
  • the laser device and/or the detection device and/or the substrate holder is arranged on a table that can be moved at least in two axes.
  • the laser device or the substrate holder is preferably arranged on a table that can be moved at least in two axes.
  • the movability of the laser device and/or the detection device and/or the Substrate holding by means of a table that can be moved at least in two axes advantageously offers the possibility of connecting a relatively large-area substrate either to a relatively large-area semiconductor component or to several semiconductor components. This may be necessary in particular if the energy input or the focusing of the laser beam emitted by the laser device is not sufficient to simultaneously heat all of the connection contacts required to produce a contact connection.
  • the laser device by means of the two-axis movable table, moves from a first connection contact of the substrate or a first connection contact group of the substrate, wherein a connection contact group comprises a plurality of connection contacts that can be heated with the laser in one step, to a further connection contact or a further connection contact group is moved, the laser device is positioned at the corresponding position and energy is introduced into the substrate by means of laser radiation.
  • the tool table is preferably movable in two axes in the XY plane, the XY plane being arranged parallel to the support surface of the substrate holder.
  • the tool table can additionally be moved perpendicular to this Further preferably, the tool table is arranged below the substrate holder in order to be able to move the substrate holder and/or the laser device and/or the detection device without affecting the processes taking place above the substrate holder.
  • a base plate and a base for spacing the substrate holder from the base plate are included.
  • the optical window is accessible to the beam path of the laser device and/or the detection device. It has proven to be advantageous, in particular in order to dispense with complex deflection devices for guiding the optical radiation through the optical window, to arrange the laser device and/or the detection device below the substrate holder.
  • the substrate holder on at least one base, preferably two or four bases, and to arrange these bases with a base that runs parallel to the substrate holder to connect the base plate. It is therefore possible to arrange the detection device and/or the laser device between the substrate holder and the base plate. It is possible to fix the laser device and/or detection device relative to the substrate and base plate, or to arrange the detection device and/or laser device on a movable table and thus variably movable between the base plate and substrate holder. It is also conceivable to design the substrate holder to be movable by arranging the at least one base on a tool table that can be moved in two axes.
  • the optical window is flush with the substrate receptacle at least on one side and forms a common flat surface with the substrate receptacle against which the underside of the substrate can be brought into contact.
  • this means that the optical window is introduced into the substrate holder in such a way that the sides of the substrate holder and the optical window facing the substrate form a common flat surface on which the substrate can rest.
  • the optical window is flush with the substrate receptacle on two sides, namely on the top side of the substrate receptacle, which faces the substrate, and on the opposite underside of the substrate receptacle. In other words, this means that the substrate holder and the optical window can have the same thickness.
  • the window In order to enable optical radiation to pass through the optical window as unhindered as possible, it has proven to be advantageous for the window to be made of glass and/or to have an anti-reflection coating.
  • the optical window is preferably made of glass and has an anti-reflection coating. More preferably, the optical window has an anti-reflection coating on the side facing the laser device, i.e. on the side on which the laser radiation hits the optical window. Even more preferably, the optical window has an anti-reflection coating on its upper side facing the substrate and on its underside opposite the upper side.
  • the anti-reflection coating can advantageously prevent back reflections of optical radiation, for example laser radiation, so that the energy of the laser radiation can be introduced almost completely into the substrate or the semiconductor component.
  • the invention relates to a method for producing a contact connection between at least one connection contact of a conductor material track and at least one connection contact of a semiconductor component, in particular a chip, wherein the conductor material track is formed on a non-conductive substrate, and wherein the method comprises at least the following steps:
  • connection contacts of the substrate and/or the semiconductor component is preferably measured based on the detected optical radiation.
  • a force is applied to the semiconductor component by the joining tool, so that a contact pressure is transferred to the connecting contacts of the joining partners that form the contact pairing.
  • At least one registration mark arranged on the substrate and/or the semiconductor component is detected by the detection device and the substrate, the semiconductor component and/or the beam path of the optical radiation is aligned depending on the registered registration mark.
  • fiducial marks refer to any markings on the substrate or the semiconductor component that can be used to position the substrate or semiconductor component.
  • Registration marks are regularly optical reference points that can be used to position the substrate on the substrate holder and to position the laser device, the detection device and/or the semiconductor component relative to the substrate. In addition to positioning the substrate, the registration marks can also be used to determine the size of the substrate.
  • the registration marks are preferably captured using an image capture device.
  • the registration marks are detected, and then, preferably by means of a processing device, the position of one or more registration marks can be compared with an image of the circuit board stored in the processing device, and any expansions, compressions or twists of the circuit board can be compensated for.
  • an infrared sensor device is used to measure the temperature of the substrate and/or the semiconductor component, which detects at least one registration mark based on the infrared radiation reflected by the at least one registration mark under the influence of heat by means of an infrared sensor device. to capture.
  • the registration mark preferably has metallic structures whose reflected infrared radiation differs from the non-conductive substrate of the conductor material web.
  • the temperature of the connection contacts of the substrate and/or the semiconductor component is measured by measuring the infrared radiation reflected from a reference surface of the connection contacts using an infrared sensor device. It has proven to be advantageous to directly measure the temperature of the connection contacts, which are to be at least partially melted to produce a connection, in order to be able to determine the temperature of the connection contacts as precisely as possible and to be able to adapt the temperature profile or energy input as directly as possible.
  • the laser device and/or the detection device is moved at least two axes, in particular below the optical window, for alignment with the substrate.
  • the laser device is preferably moved below the substrate holder and the optical window in two axes relative to the substrate or the substrate holder.
  • the substrate holder is arranged on a table that can be moved at least on two axes and the substrate holder is moved relative to the detection device and/or laser device.
  • FIG. 1 shows a schematic first exemplary embodiment of a device according to the invention
  • FIG. 2 shows a schematic second exemplary embodiment of a device according to the invention
  • 3 shows a schematic third exemplary embodiment of a device according to the invention
  • Fig. 4 shows a schematic fourth embodiment of a device according to the invention.
  • Figures 1 and 2 each show an embodiment of the device according to the invention for producing a contact connection 22 between at least one connection contact 18 of a substrate 04 and at least one connection contact 19 of a semiconductor component 03, the semiconductor component 03 being designed as a chip.
  • an optical window 06 is introduced into the substrate holder 05, which enables the substrate 04 to be exposed to the rear with optical radiation.
  • the underside 41 of the substrate 04 is exposed to laser radiation by the laser device 07, which includes a lens system 08 in addition to the laser emission device 09.
  • the beam path 10 of the laser device 07 runs through the optical window 06 onto the underside 41 of the substrate 04.
  • the semiconductor component 03 and in particular the connection contacts 19 of the semiconductor component 03 can pass through the optical window 06 and that Substrate 04 is exposed to laser radiation and is at least partially melted by the energy input of the laser radiation. It is conceivable that the substrate is designed to be transparent for this purpose.
  • the semiconductor component 03 can be positioned on the substrate 04 and arranged on the substrate 04. After the semiconductor component 03 has been applied to the substrate 04, the at least partially melted connection contacts 19 result in a contact connection 22 between the semiconductor component 03 and the substrate 04, preferably a conductor material web (not shown here) formed on the substrate 04.
  • an infrared sensor device 17 is arranged above the substrate 04, the beam path 15 of the infrared sensor device 17 running through the beam channel 20 formed within the joining tool 02.
  • the reflected radiation reflected by the semiconductor component 03 and passing through the beam channel 20 is detected by the infrared sensor device 17 and evaluated to determine the temperature and/or position.
  • the embodiments according to FIGS. 1 and 2 of the device 01 for producing a contact connection 22 have a tool table 11 which can be moved in the XY direction.
  • the travel path in the Y direction runs into the image plane, the travel path in the X direction perpendicular to it, and another possible travel path in the Z direction in turn runs perpendicular to the 05.
  • the arrangement of the substrate holder 05 on the bases 12, which connect the substrate holder 05 with the base plate 13, serves to provide the required space in order to be able to arrange the laser device 07 below the substrate holder 05 and the optical window 06.
  • the optical window 06 is flush with the top of the substrate receptacle 05 at least on its upper side facing the substrate 04. This allows a flat support surface for the substrate underside 41 to be formed on the top of the substrate holder 05 or the optical window 06.
  • the first exemplary embodiment according to FIG. 1 and the second exemplary embodiment according to FIG. 2 of the device according to the invention differ essentially in the different arrangement of the tool table 11 and the laser device 07.
  • the first exemplary embodiment which is shown with FIG Base 12 arranged on the tool table 11, whereby the substrate holder 05 can be moved in the XY direction by means of the tool table 11.
  • the substrate 04 can therefore be easily positioned compared to the laser device. Position the device 07 and the joining tool 02 and thus also the semiconductor component 03.
  • the laser device 07 of the first exemplary embodiment of the device according to the invention has a laser emission device 09 and a lens system 08, wherein both the lens system 08 and the laser emission device 09 are arranged below the optical window 06 or the substrate 04 in such a way that no deflection the laser radiation is required, and thus the beam path 10 hits the underside of the substrate 41 or through the substrate 04 onto the semiconductor component 03 directly, without being redirected.
  • the laser device 07 according to the second exemplary embodiment shown in FIG.
  • the beam path 10 of the laser radiation first runs in the X direction, starting from the laser emission device 09, to the deflection mirror 21, and from there the beam path continues in the Z direction towards the substrate 04.
  • the laser device 07 is arranged on the tool table 11 and can therefore be moved in the XY direction. According to the second exemplary embodiment, the laser device 07 can therefore be positioned in a simple manner relative to the substrate 04.
  • Fig. 3 shows a third exemplary embodiment of the device according to the invention.
  • the laser device 07 is arranged in the Z direction above the substrate 04 in such a way that the beam path 10 of the laser device 07 runs through the beam channel 20 of the joining tool 02.
  • the laser device 07 has a laser emission device 09 for emitting laser radiation and a lens system 08 for beam expansion or beam focusing.
  • a semiconductor component 03 already has two connection terminals.
  • clock 19 is connected to the substrate 04 or is conductively connected to a conductor material web formed on the substrate 04, not shown here.
  • Another semiconductor component 03 is held by the joining tool 02, for example by pressure, and can be positioned on the substrate 04 by means of the joining tool 02.
  • the semiconductor component 03 held on the joining tool 02 is exposed to laser radiation from above through the beam channel 20.
  • the joining process, in particular the melting of the connection contacts 19, is monitored by the infrared sensor device 17.
  • the infrared sensor device 17 detects infrared radiation reflected by the substrate 04 and/or semiconductor component 03 to determine the temperature and/or the position of the semiconductor component 03 relative to the substrate 04.
  • the infrared sensor device 17 can use the fiducial mark, not shown here, arranged on the substrate 04 based on this Detect reflection radiation and thus also monitor the correct positioning of the substrate 04 relative to the substrate holder 05 and / or relative to the joining tool 02 or the semiconductor component 03 held thereon.
  • the infrared sensor device 17 is arranged below the substrate holder 05, with the beam path 15 of the infrared sensor device 17 running through the optical window 06 to the substrate 04.
  • the arrangement of the infrared sensor device 17 is made possible by the fact that the substrate receptacle 05 is arranged on bases 12, which spaced the substrate receptacle 05 from the base plate 13 of the device 01.
  • the optical window 06 is embedded in the substrate receptacle 05 in such a way that the substrate underside 41 can rest flush on the top of the substrate receptacle 05 and the top of the optical window 06.
  • the bases are 12, on which the substrate holder 05 is arranged, is connected to a tool table 11 which can be moved at least in the XY direction.
  • the substrate receptacle 05 is again arranged at a distance from the base plate 13 by the base 12, the substrate receptacle 05 being due to the arrangement of the base 12 on a tool table 11 in XY -Direction can be moved.
  • the substrate 04 comes into contact with the substrate underside 41 both on the top of the substrate holder 05 and on the top of the optical window 06 introduced into the substrate holder 05.
  • the detection device has both an infrared sensor device 17 and an image capture device designed as a camera 14.
  • the camera 14 is arranged below the substrate holder 05 between the base plate 13 and the substrate holder 05, so that the radiation detected by the camera 14 or the beam path 16 of the camera 14 runs through the optical window 06 and the transparent substrate 04.
  • both the positioning of the substrate 04 on the substrate holder 05 and the positioning of the semiconductor component 03 relative to the substrate 04 can be monitored by means of the camera 14 from below the substrate holder 05.
  • the positioning of the substrate 04 can thus be monitored in a simple manner using registration marks that can be recognized by the camera 14.
  • a semiconductor component 03 is already arranged on the substrate 04 and another semiconductor component 03 is held on the joining tool 02 for positioning on the substrate 04.
  • the semiconductor component 03 is exposed to laser radiation, the energy input of which melts the connection contacts 19 into the semiconductor component 03.
  • the laser device 07 has a laser emission device 09 and a lens system 08. It can be seen that the beam path 10 of the laser beam lung runs through the beam channel 20 of the joining tool 02, and thus the beam channel 20 is arranged in the beam path 10 of the laser device 07 arranged above the substrate holder 05.
  • the device 01 further has an infrared sensor device 17 which detects infrared radiation reflected by the semiconductor component 03 and/or the substrate 04 in order to measure the temperature of the semiconductor component 03 and/or the substrate 04.
  • the infrared beam path 15 is deflected by the deflection mirror 21, so that the reflected radiation hits the infrared sensor device 17, which is not arranged vertically above the semiconductor component 03, but offset. Due to the arrangement of the laser device 07 and the infrared sensor device 17 above the substrate 04, both the beam path 15 of the infrared sensor device 17 and the beam path 10 of the laser device 07 run at least in sections simultaneously in the beam channel 20.
  • the device comprises a camera 14 and a detection device having the infrared sensor device 17, the joining process, in particular the temperature of the joining partners and the positioning of the joining partners, can be determined particularly reliably.
  • the simultaneous use of camera 14 and infrared sensor device 17 is made possible by the fact that at least one beam path 10, 15, 16, in this case the beam path 16 of camera 14, runs through the optical window 06 and the optical radiation can thus be detected below the substrate holder 05 .

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (01) zur Herstellung einer Kontaktverbindung zwischen zumindest einem Anschlusskontakt (18) eines Substrats (04) und zumindest einem Anschlusskontakt (19) eines Halbleiterbauelements (03), wobei auf dem Substrat (04) eine Leitermaterialbahn ausgebildet ist und das Halbleiterbauelement (03) bevorzugt als Chip ausgebildet ist, aufweisend ein Fügewerkzeug (02) zum Positionieren und Fügen des Halbleiterbauelements (03) auf dem Substrat (04), wobei innerhalb des Fügewerkzeugs (02) ein Strahlenkanal (20) für eine optische Strahlung ausgebildet ist, aufweisend eine Lasereinrichtung (07) zur Beaufschlagung des Substrats (04) und/oder des Halbleiterbauelements (03) mit Laserstrahlung, und weiter aufweisend eine Erfassungseinrichtung (14, 17) zur Erfassung einer optischen Strahlung, und weiter aufweisend eine Substrataufnahme (05), auf der das Substrat (04) festlegbar ist und an der zumindest eine Unterseite (41) des Substrats (04) zur Anlage bringbar ist, wobei in die Substrataufnahme (05) ein optisches Fenster (06) mit einem optisch transparenten Fensterkörper zum ungehinderten Durchtritt einer optischen Strahlung in das und/oder aus dem Substrat (04) eingebracht ist, wobei das optische Fenster (06) in einem Strahlengang (10) der Lasereinrichtung (07) und/oder in einem Strahlengang (15, 16) der Erfassungseinrichtung (14, 17) angeordnet ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Kontaktverbindung zwischen zumindest einem Anschlusskontakt (18) einer Leitermaterialbahn und zumindest einem Anschlusskontakt (19) eines Halbleiterbauelements (03), insbesondere eines Chips.

Description

'Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer Kontaktverbindung'
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung einer Kontaktverbindung zwischen zumindest einem Anschlusskontakt eines Substrats und zumindest einem Anschlusskontakt eines Halbleiterbauelements mit einem Fügewerkzeug, einer Lasereinrichtung und einer Erfassungseinrichtung.
Aus dem Stand der Technik i st es hinlänglich bekannt, Halbleiterbauelemente, insbesondere Chips, auf ein Substrat, welches beispielsweise eine Leiterplatte sein kann, mittels eines Laserlötsystems aufzulöten. Dazu werden Anschlusskontakte des Chips bzw. des Halbleiterbauelements über ein Lotmaterial mit einem lötbaren Anschlusskontakt des Substrats verbunden. Das Lot kann beispielsweise mittels einer Lotkugelzuführvorrichtung des Laserlötsystems auf den lötbaren Anschlusskontakt ausgegeben und mittels einer Lasereinrichtung zumindest teilwei se derart aufgeschmolzen werden, dass eine stoffschlüssige Verbindung zwischen den Anschlusskontakten des Chips bzw. des Halbleiterbauelements einerseits und dem Anschlusskontakt des Substrats andererseits ausgebildet werden kann. Auch kann durch das Erwärmen des Chips bzw. des Halbleiterbauelements und/oder des Sub strats ein am Chip oder am Substrat angeordneter Anschlusskontakt zumindest teilweise aufgeschmolzen werden, um eine stoffschlüssige Verbindung zwischen den Anschlusskontakten des Chips bzw. des Halbleiterbauelements und dem Anschlusskontakt des Sub strats nach Aufbringen des Chips bzw. des Halbleiterbauelements auf das Substrat auszubilden.
Zudem ist bei einer Vielzahl der bekannten Verfahren zur Aufbringung eines Halbleiterbauelements auf ein Substrat, wie beispielsweise den als Chip-on-Wafer oder Chip-on-Board bezeichneten Verfahren, das Substrat immer größer als das zu platzierende Halbleiterbauelement. Eine Drehung des Substrats zum Schutz temperatursensibler Bauteile ist daher regelmäßig nicht möglich oder nur äußerst aufwendig umsetzbar.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, das Substrat auf einer Substrataufnahme zu positionieren und die zur Herstellung der stoffschlüssigen Verbindung notwendige Wärmeenergie über die Oberseite des Substrats und/oder über ein Fügewerkzeug, das dem Positionieren und Fügen des Halbleiterbauelements auf dem Sub strat dient, einzubringen. Dadurch, dass die thermische Energie lediglich über die Oberseite des Substrats eingebracht wird, kann es insbesondere bei temperatursensitiven Sub straten zu unerwünschten Verbrennungen des Substrats kommen. Aus dem Stand der Technik i st es daher beispielsweise bei Laserschweißprozessen, bei welchen Verbrennungen mit der vorgenannten Art prinzipiell auch auftreten können, bekannt, eine Erfassungseinrichtung zur Überwachung vorzusehen, insbesondere mit dem Ziel, anhand optischer Strahlung zu erkennen, ob während des Laserschweißprozesses eine Verbrennung aufgetreten ist oder nicht. Dabei kann die optische Strahlung beispielsweise von einer Wärmebildkamera erfasst werden. Die zusätzliche Erfassung einer optischen Strahlung bei aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen zur Herstellung einer Kontaktverbindung, bei der die Laserstrahlung auf eine Oberseite des Sub strats aufgebracht wird, ist j edoch nachteilig oder nicht umsetzbar, da zwi- sehen den oberhalb des Substrats angeordneten Erfassungseinrichtungen, insbesondere einer Kamera, und Lasereinrichtungen immer eine Abweichung (Offset) berücksichtigt und eingestellt werden muss. Zudem kann es in nachteiliger Weise notwendig werden, aufgrund des beengten Raumangebots oberhalb des Sub strats, die Lasereinrichtung und die Erfassungseinrichtung während der Herstellung der Kontaktverbindung zu verfahren, um beispielsweise einen Strahlenkanal freizugeben. Dies kann aufgrund der vertikalen Bewegung der genannten Komponenten gegenüber dem Substrat zu Positionierungsfehlern führen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Herstellung einer Kontaktverbindung vorzuschlagen, mittels der eine verlässliche und kostengünstige Überwachung und Aufbringung der anforderungsgemäßen Laserstrahlung unter Vermeidung von einer Beschädigung des Substrats und Positionierungsfehlern durchführbar ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient zur Herstellung einer Kontaktverbindung zwischen zumindest einem Anschlusskontakt eines Substrats und zumindest einem Anschlusskontakt eines Halbleiterbauelements, wobei auf dem Sub strat eine Leitermaterialbahn ausgebildet ist, und wobei die Vorrichtung ein Fügewerkzeug zur Positionierung und zum Fügen des Halbleiterbauelements auf dem Substrat aufweist, wobei innerhalb des Fügewerkzeugs ein Strahlenkanal für eine opti sche Strahlung ausgebildet ist, und wobei die Vorrichtung weiter eine Lasereinrichtung zur Beaufschlagung des Substrats und/oder des Halbleiterbauelements mit Laserstrahlung aufweist, und wobei die Vorrichtung weiter eine Erfassungseinrichtung zur Erfassung einer optischen Strahlung aufweist. Zudem weist die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Substrataufnahme auf, auf der das Substrat festlegbar ist und an der zumindest eine Unterseite des Substrats zur Anlage bringbar ist, wobei in die Substrataufnahme ein optisches Fenster mit einem optisch transparenten Fensterkörper zum ungehinderten Durchtritt einer optischen Strahlung in das und/oder aus dem Substrat eingebracht ist, wobei das optische Fenster in einem Strahlengang der Lasereinrichtung oder der Erfassungseinrichtung angeordnet ist.
Bevorzugt ist das Halbleiterbauelement als Chip ausgebildet. Das Substrat ist bevorzugt nichtleitend ausgebildet und weist eine auf dem Substrat ausgebildete Leitermaterialbahn auf. Es ist denkbar, dass das mit dem Substrat zu verbindende Halbleiterbauelement nicht als Chip ausgebildet ist, sondern ein weiteres Substrat mit einer Leiterbahn i st. Halbleiterbauelement und Substrat werden im Rahmen der Erfindung auch als Fügepartner bezeichnet, da diese zur Herstellung einer Kontaktverbindung gefügt werden. Der Begriff „Fügevorgang“ betrifft im Rahmen der Erfindung die Positionierung der Fügepartner zueinander, die Erwärmung zumindest eines Fügepartners sowie das Aufbringen eines Fügepartners auf den anderen, beispielsweise unter einem vorgegebenen Anpressdruck.
Die Chips können mit einem Gehäuse oder auch als ein ungehäustes Halbleiterbauelement ausgebildet sein und unmittelbar auf einem Substrat aufgebracht werden. Die Anschlusskontakte des Chips können direkt mit der Leitermaterialbahn des Substrats kontaktiert werden.
Das Substrat kann aus Kunststoffmaterial oder einem keramischen Material ausgebildet sein, wobei bevorzugt zunächst Substratleitermaterialbahnen zur Verbindung elektronischer Halbleiterbauelemente ausgebildet werden. Die Ausbildung der Leitermaterialbahnen auf dem Substrat kann durch ein aus dem Stand der Technik hinlänglich bekanntes Verfahren erfolgen.
Unter dem Begriff „Lasereinrichtung“ kann hier eine Laseremissionseinrichtung zur Emi ssion von Laserstrahlung alleine verstanden werden oder auch eine Laseremissionseinrichtung in Kombination mit einer Strahlungsübertragungseinrichtung, mittels der die Laserstrahlung von der Laseremissionseinrichtung auf das Substrat geführt wird. Als Strahlungsübertragungseinrichtung sind Linsen und/oder Spiegel aufweisende Einrichtungen bekannt.
Der Begriff „Unterseite des Substrats“ betrifft im Rahmen der Erfindung die Seite des Sub strats, die an der Substrataufnahme zur Anlage kommt und von dem Halbleiterbauelement abgewandt ist. Dementsprechend sind die Anschlusskontakte auf der der Unterseite gegenüberliegenden Oberseite des Substrats zur Verbindung mit den Anschlusskontakten des Halbleiterbauelements ausgebildet.
Der Begriff „optische Strahlung“ ist hier nicht auf mit dem bloßen Auge sichtbares bzw. wahrnehmbares Licht beschränkt, sondern kann vielmehr das gesamte elektromagnetische Spektrum, insbesondere auch Infrarotstrahlung (Wärmestrahlung) und Ultraviolettstrahlung, umfassen. Dabei ist die natürliche Quelle optischer Strahlung die Sonne, j edoch kann optische Strahlung auch künstlich erzeugt werden.
Im Rahmen der Erfindung betrifft der Begriff „optisches Fenster“ optisch transparente Platten, die typischerweise derart ausgelegt sind, dass sie eine maximale Transmission von optischer Strahlung in einem bestimmten Wellenlängenbereich bieten und gleichzeitig Reflexion und Absorption reduzieren. Zudem wirkt das optische Fenster als thermi scher Isolator, so dass die größtmögliche Wärmemenge durch das optische Fenster übertragen werden kann.
Der Erfindung liegt der Grundgedanke zugrunde, dass die Vorrichtung neben einem Strahlenkanal zur Aufbringung einer optischen Strahlung auf die Oberseite eines Substrats oder auf ein an der Oberseite eines Substrats anzuordnendes Halbleiterbauelement zusätzlich ein optisches Fenster in der Substrataufnahme aufweist. Mittels des optischen Fensters kann eine zusätzliche optische Strahlung in das Substrat, insbesondere in die Unterseite des Substrats, eingebracht werden, und/oder es kann eine optische Strahlung durch das optische Fenster reflektiert und erfasst werden. Dadurch ist es möglich, die zur Herstellung einer Kontaktverbindung erforderliche thermische Energie entweder über die Unterseite des Substrats, also von unten bezogen auf das Substrat, oder durch den Strahlenkanal des Fügewerkzeugs, also von oben bezogen auf das Substrat, einzubringen. Insbesondere wenn die Laserstrahlung zur Einbringung der notwendigen thermischen Energie durch das optische Fenster in das Substrat eingebracht wird, kann das auf dem Substrat anzuordnende Halbleiterbauelement ohne Berücksichtigung der Lasereinrichtung positioniert werden, da dem Fügewerkzeug sowie der Erfassungseinrichtung aufgrund der Aufbringung der Laserstrahlung von unten oberhalb des Substrats wesentlich mehr Raum zur Verfügung steht. Somit können auch Verfahrwege, die beispielsweise bei einem Wechsel oder einer Ausrichtung des Fügewerkzeugs, der Lasereinrichtung und der Erfassungseinrichtung oberhalb des Substrats notwendig sind, minimiert werden und somit Positionsabweichungen beim Fügevorgang verhindert werden. Zudem ist es möglich, eine direkte und aktive Positionsanpassung beim Fügevorgang der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorzunehmen, da gleichzeitig unterschiedliche optische Strahlungen durch die beiden optischen Strahlungszugänge, nämlich den Strahlenkanal im Fügewerkzeug und das optische Fenster in der Substrataufnahme, aufgebracht bzw. erfasst werden können. Somit ist es möglich, gleichzeitig die Laserstrahlung zur Aufbringung der thermischen Energie durch einen Strahlengang in das Substrat einzubringen und gleichzeitig durch den zweiten Strahlengang mittels der Erfassungseinrichtung eine opti sche Strahlung zu erfassen und anhand dieser die Position des Sub strats gegenüber der Substrataufnahme bzw. des Halbleiterbauelements gegenüber dem Substrat zu ermitteln. Somit ist es vorteilhafterweise möglich, während der Positionierung des Halbleiterbauelements auf dem Sub strat durch das Fügewerkzeug bereits eine Beaufschlagung mit Laserstrahlung vorzunehmen und gleichzeitig die von der Erfassungseinrichtung ermit- telte Position des Halbleiterbauelements gegenüber dem Sub strat zur Steuerung des Positionierungswerkzeugs zu nutzen.
Die Erfassungseinrichtung wirkt im Rahmen der Erfindung insbesondere als eine Einrichtung zur Erfassung einer optischen Strahlung, mittels der der Fügevorgang zur Herstellung einer Kontaktverbindung, insbesondere die Fokussierung der Laserstrahlung auf die Anschlusskontakte und die Erwärmung des Substrats, und zudem die Positionierung des Halbleiterbauelements auf dem Substrat überwacht werden kann. Dies erfolgt bevorzugt anhand der vom Substrat oder vom Halbleiterbauelement emittierten optischen Strahlung.
Mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung einer Kontaktverbindung kann ein Halbleiterbauelement auf einem Substrat mittels des Fügewerkzeugs positioniert und an das Substrat angefügt werden, wobei mittels der Lasereinrichtung die erforderliche thermische Energie auf das Substrat und/oder das Halbleiterbauelement aufgebracht wird. Bevorzugt wird die Laserstrahlung derart auf das Substrat und/oder das Halbleiterbauelement aufgebracht, dass die Anschlusskontakte des Substrats und/oder des Halbleiterbauelements zumindest teilweise aufgeschmolzen werden und durch Aufbringung der Anschlusskontakte des Halbleiterbauelements auf die Anschlusskontakte des Substrats eine stoffschlüssige Verbindung zwischen den Anschlusskontakten des Substrats und den Anschlusskontakten des Halbleiterbauelements ausgebildet wird. Zudem ist es denkbar, dass zur Ausbildung einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen den Anschlusskontakten des Substrats und den Anschlusskontakten des Halbleiterbauelements ein Lotmaterialdepot, welches zwischen den Anschlusskontakten des Substrats und den Anschlusskontakten des Halbleiterbauelements angeordnet wird, durch die von der Lasereinrichtung aufgebrachte Laserstrahlung aufgeschmolzen wird. Weiter ist es denkbar, dass die Anschlusskontakte oder ein Lotmaterialdepot direkt mit Laserstrahlung beaufschlagt werden, um die notwendige thermische Energie einzubringen, oder aber dass die thermi- sehe Energie mittels Laserstrahlung in das Substrat und/oder das Halbleiterbauelement eingebracht wird und an die Anschlusskontakte des Substrats bzw. des Halbleiterbauelements übertragen wird.
Um Fehler bei der Herstellung der Kontaktverbindung, insbesondere beim Fügen des Halbleiterbauelements auf das Substrat, auszuschließen, ist die Erfassungseinrichtung derart ausgebildet, dass diese anhand einer, bevorzugt reflektierten, optischen Strahlung die Position des Halbleiterbauelements gegenüber dem Substrat erfassen kann und zudem auch die Prozessparameter des Fügeprozesses, insbesondere die Temperatur des Sub strats sowie des Halbleiterbauelements, anhand einer reflektierten opti schen Strahlung überwacht werden können. Um die Positionierung des Halbleiterbauelements gegenüber dem Substrat zu vereinfachen, weist die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Substrataufnahme auf, auf der das Substrat festgelegt werden kann. Bevorzugt wird das Sub strat formschlüssig auf der Substrataufnahme gehaltert, so dass die Unterseite des Substrats auf der Substrataufnahme und am optischen Fenster anliegt und das optische Fenster zumindest teilwei se überdeckt. Zudem ist es denkbar, dass das Sub strat auf der Substrataufnahme durch Erzeugung einer Haltekraft gehalten wird. Zur Erzeugung der Haltekraft kann eine Unterdruckbeaufschlagung des auf der Substrataufnahme anliegenden Substrats erfolgen. Die Sub strataufnahme ermöglicht somit eine positionierende Aufnahme des Substrats und gleichzeitig aufgrund des optischen Fensters einen ungehinderten Durchtritt einer optischen Strahlung in das und/oder aus dem Substrat. Zusammenfassend kann mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorteilhafterweise über Strahlengänge, die auf dem Substrat und/oder dem Halbleiterbauelement enden und aus unterschiedlichen Richtungen auf das Substrat oder das Halbleiterbauelement auftreffen, eine gleichzeitige Beaufschlagung des Substrats und/oder des Halbleiterbauelements mit Laserstrahlung sowie eine Erfassung einer optischen Strahlung zur Überwachung der Positionierung der Fügepartner und des Fügevorgangs erfolgen. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. In den Rahmen der Erfindung fallen zudem sämtliche Kombinationen aus mindestens zwei in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen. Es versteht sich, dass sich sämtliche zu der Vorrichtung offenbarten Merkmale und Ausführungsformen in äquivalenter, wenn auch nicht wortgleicher, Art und Weise auch auf das erfindungsgemäße Verfahren beziehen. Hierbei versteht es sich insbesondere, dass sprachübliche Umformungen und/oder ein sinngemäßes Ersetzen von j eweiligen Begrifflichkeiten im Rahmen der üblichen sprachlichen Praxi s, insbesondere das Verwenden von durch die allgemein anerkannte Sprachliteratur gestützten Synonymen, von dem vorliegenden Offenbarungsgehalt umfasst sind, ohne in ihrer j eweiligen Ausformulierung explizit erwähnt zu werden.
Es hat sich al s vorteilhaft erwiesen, wenn die Erfassungseinrichtung eine Infrarotsensoreinrichtung und/oder eine Bilderfassungseinrichtung umfasst. Die Bilderfassungseinrichtung i st bevorzugt als Kamera ausgebildet. Zur Temperaturmessung wird bevorzugt eine Infrarotsensoreinrichtung eingesetzt, welche die Temperatur des Halbleiterbauelements und/oder des Substrats berührungslos aufgrund der reflektierten Strahlung messen kann. Ebenso ist es denkbar, dass eine Infrarotsensoreinrichtung zur Erfassung der Position des Substrats eingesetzt wird, sofern am Substrat Passermarken angeordnet sind, deren Infrarotstrahlung von der des Substrats zu unterscheiden ist. Somit kann die Infrarotsensoreinrichtung durch die Erfassung optischer Strahlung im Infrarotbereich mit einer Wellenlänge zwischen 780 nm und 1 mm zur Erfassung der Position des Halbleiterbauelements und/oder des Substrats sowie zur Überwachung der Prozessparameter des Fügevorgangs, insbesondere zur Überwachung der Temperatur der Fügepartner, also des Halbleiterbauelements und des Substrats, eingesetzt werden. Die Bilderfassungseinrichtung wird bevorzugt zur Positionierung des Halbleiterbauelements gegenüber dem Substrat und/oder zur Positionierung des Substrats gegenüber der Substrataufnahme verwendet. Zudem ist es denkbar, dass die Vorrichtung, insbesondere die Erfassungseinrichtung, eine Verarbeitungseinrichtung aufweist. Die Verarbeitungseinrichtung weist vorzugsweise mindestens einen Prozessor und/oder einen flüchtigen und/oder nichtflüchtigen Speicher auf und ist dazu ausgebildet, die von der Infrarotsensoreinrichtung und/oder der Bilderfassungseinrichtung erfassten Positions- und/oder Prozessdaten, insbesondere Temperaturwerte, weiterzuverarbeiten und in Abhängigkeit der erfassten Werte das Fügewerkzeug und/oder die Lasereinrichtung anzusteuern. Somit kann beispiel sweise bei Positionsabweichungen direkt reagiert werden, indem die Verarbeitungseinrichtung das Fügewerkzeug ansteuert, um bei spielsweise eine Position eines Halbleiterbauelements gegenüber dem Substrat zu korrigieren. Ebenso ist es denkbar, dass die Verarbeitungseinrichtung der Erfassungseinrichtung die Lasereinrichtung aufgrund der von der Erfassungseinrichtung aufgenommenen Temperaturwerte ansteuert, um die Intensität der Laserstrahlung und somit den Energieeintrag zu korrigieren. Es ist zudem denkbar, dass die Verarbeitungseinrichtung beispiel sweise ein akustisches und/oder optisches Signal ausgibt, sofern die tatsächliche (Ist-) Positionierung von der gewünschten (Soll-) Positionierung abweicht oder eine vordefinierte Temperaturgrenze im Halbleiterbauelement oder im Substrat überschritten wird. Der Bediener kann einen Betrieb der Vorrichtung dann gegebenenfalls manuell anhalten und/oder Korrekturen vornehmen. Auch kann ein Betrieb der Vorrichtung im Falle der genannten Abweichungen im Fügevorgang automatisch angehalten werden, um Schädigungen des Substrats, des Halbleiterbauelements und/oder der Vorrichtung zu verhindern.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das optische Fenster in einem Strahlengang der Lasereinrichtung angeordnet, und der Strahlenkanal des Fügewerkzeugs ist im Strahlengang der Infrarotsensoreinrichtung angeordnet. Mit anderen Worten sind die Lasereinrichtung und die Infrarotsensoreinrichtung derart angeordnet, dass der Strahlengang der Lasereinrichtung durch das optische Fenster verläuft und der Strahlen- gang der Infrarotsensoreinrichtung durch den Strahlenkanal des Fügewerkzeugs verläuft. Die Anordnung gemäß dieser Ausführung bietet den Vorteil, dass das Substrat von unten durch das optische Fenster mit Laserstrahlung beaufschlagt werden kann und gleichzeitig durch den Strahlenkanal des Fügewerkzeugs die vom Halbleiterbauelement und/oder dem Substrat reflektierte Infrarotstrahlung erfasst werden kann. Somit kann auf einfache Art und Wei se mittels der Infrarotsensoreinrichtung die Temperatur der Fügepartner und die Positionierung der Fügepartner überwacht und gleichzeitig Energie in das Substrat eingetragen werden, um durch Aufschmelzen der Anschlusskontakte eine stoffschlüssige Verbindung zwischen den Fügepartnern herzustellen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das optische Fenster in einem Strahlengang der Infrarotsensoreinrichtung angeordnet, und der Strahlenkanal des Fügewerkzeugs ist im Strahlengang der Lasereinrichtung angeordnet. Das heißt, dass die Infrarotsensoreinrichtung und die Lasereinrichtung derart angeordnet sind, dass der Strahlengang der Infrarotsensoreinrichtung durch das optische Fenster verläuft und der Strahlengang der Lasereinrichtung durch den Strahlenkanal des Fügewerkzeugs verläuft. Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass Infrarotstrahlung und Laserstrahlung gleichzeitig erfasst und aufgebracht werden können, ohne dass sich die Lasereinrichtung und die Infrarotsensoreinrichtung gegenseitig beeinflussen und/oder aus Platzmangel verfahren werden müssen.
Gemäß einer dritten Ausführungsform ist das optische Fenster in einem Strahlengang der Bilderfassungseinrichtung angeordnet, und der Strahlenkanal des Fügewerkzeugs ist im Strahlengang der Lasereinrichtung und der Infrarotsensoreinrichtung angeordnet, so dass in dem Strahlenkanal zumindest abschnittsweise gleichzeitig ein Strahlengang der Laserquelle und ein Strahlengang der Infrarotsensoreinrichtung verlaufen. Mit anderen Worten sind die Bilderfassungseinrichtung, die Infrarotsensoreinrichtung und die Lasereinrichtung derart angeordnet, dass der Strahlengang der Bilderfassungseinrichtung durch das optische Fenster verläuft, und der Strahlengang der Lasereinrichtung und der Infrarotsensoreinrichtung durch den Strahlenkanal des Fügewerkzeugs verläuft. Gemäß dieser Ausführungsform können vorteilhafterweise die Positionierung des Sub strats gegenüber der Substrataufnahme und die Positionierung des Halbleiterbauelements gegenüber dem Substrat von unten durch die Bilderfassungseinrichtung erfasst werden, und zudem kann von oben das Substrat und/oder das Halbleiterbauelement mit Laserstrahlung beaufschlagt werden und gleichzeitig die vom Halbleiterbauelement und/oder Substrat reflektierte Infrarotstrahlung von der Infrarotsensoreinrichtung zur Überwachung der Temperatur des Halbleiterbauelements und/oder Substrats erfasst werden. Die Kombination von Bilderfassungseinrichtung, Infrarotsensoreinrichtung und Lasereinrichtung erhöht die Sicherheit der Prozessführung, da die Positionsmessung sowohl mittels der Bilderfassungseinrichtung al s auch mittels der Infrarotsensoreinrichtung erfolgen kann. Bevorzugt erfolgt die Positionsmessung mittels der Bilderfassungseinrichtung und eine Temperaturmessung mittel s der Infrarotsensoreinrichtung.
Es ist auch denkbar, dass die Bilderfassungseinrichtung und die Infrarotsensoreinrichtung oberhalb des Substrats und der Substrataufnahme angeordnet sind und daher der Strahlengang der Bilderfassungseinrichtung und der Strahlengang der Infrarotsensoreinrichtung durch den Strahlenkanal des Fügewerkzeugs verlaufen, während die Beaufschlagung mittels Laserstrahlung durch die Lasereinrichtung relativ zur Substrataufnahme von unten durch das optische Fenster erfolgt.
Weiterhin hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Lasereinrichtung und/oder die Erfassungseinrichtung und/oder die Substrataufnahme auf einem zumindest zweiachsig verfahrbaren Tisch angeordnet ist. Bevorzugt ist die Lasereinrichtung oder die Substrataufnahme auf einem zumindest zweiachsig verfahrbaren Tisch angeordnet. Die Verfahrbarkeit der Lasereinrichtung und/oder der Erfassungseinrichtung und/oder der Substrataufnahme mittels eines zumindest zweiachsig verfahrbaren Tischs bietet vorteilhafterwei se die Möglichkeit, ein relativ großflächiges Substrat entweder mit einem relativ großflächigen Halbleiterbauelement oder mit mehreren Halbleiterbauelementen zu verbinden. Dies kann insbesondere dann erforderlich sein, wenn der Energieeintrag oder die Fokussierung des von der Lasereinrichtung emittierten Laserstrahls nicht ausreichend ist, um alle erforderlichen Anschlusskontakte zur Herstellung einer Kontaktverbindung gleichzeitig zu erhitzen. Treten derartige Anforderungen auf, ist es mittels des zweiachsig verfahrbaren Tischs möglich, die Lasereinrichtung und das Sub strat relativ zueinander zu verfahren. Dabei ist es insbesondere denkbar, dass die Lasereinrichtung mittels des zweiachsig verfahrbaren Tischs von einem ersten Anschlusskontakt des Sub strats oder einer ersten Anschlusskontaktgruppe des Substrats, wobei eine Anschlusskontaktgruppe mehrere in einem Schritt mit dem Laser erwärmbare Anschlusskontakte umfasst, zu einem weiteren Anschlusskontakt oder einer weiteren Anschlusskontaktgruppe verfahren wird, die Lasereinrichtung an der entsprechenden Position positioniert wird und Energie mittels Laserstrahlung in das Substrat eingebracht wird. Bevorzugt ist der Werkzeugtisch in zwei Achsen in der X-Y-Ebene verfahrbar, wobei die X-Y-Ebene parallel zur Auflagefläche der Sub strataufnahme angeordnet ist. Es ist j edoch auch denkbar, dass senkrecht zu dieser X-Y-Ebene, das heißt in Z-Richtung eines kartesischen Koordinatensystems, der Werkzeugtisch zusätzlich verfahrbar ist, um beispielsweise die Fokussierung der auf dem Werkzeugtisch angeordneten Erfassungseinrichtung oder Lasereinrichtung zu verändern. Weiter bevorzugt ist der Werkzeugtisch unterhalb der Substrataufnahme angeordnet, um die Sub strataufnahme und/oder die Lasereinrichtung und/oder die Erfassungseinrichtung verfahren zu können, ohne die oberhalb der Substrataufnahme ablaufenden Prozesse zu beeinträchtigen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind eine Basisplatte und ein Sockel zur Beabstandung der Substrataufnahme von der Basisplatte umfasst. Um eine optische Strahlung in das Substrat einzubringen oder eine aus dem Sub strat austretende optische Strahlung zu erfassen, ist es notwendig, dass das optische Fenster für den Strahlengang der Lasereinrichtung und/oder der Erfassungseinrichtung zugänglich ist. Hierbei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, insbesondere um auf aufwendige Umlenkvorrichtungen zur Führung der optischen Strahlung durch das optische Fenster zu verzichten, die Lasereinrichtung und/oder die Erfassungseinrichtung unterhalb der Sub strataufnahme anzuordnen. Um den hierzu erforderlichen Platzbedarf bereitzustellen und gleichzeitig die Genauigkeit und Stabilität der Vorrichtung anforderungsgemäß hoch zu halten, hat es sich al s vorteilhaft erwiesen, die Substrataufnahme auf zumindest einem Sockel, bevorzugt zwei oder vier Sockeln, anzuordnen und diese Sockel mit einer parallel zur Substrataufnahme verlaufenden Basi splatte zu verbinden. Somit ist es möglich, die Erfassungseinrichtung und/oder die Lasereinrichtung zwischen Substrataufnahme und Basi splatte anzuordnen. Dabei ist es möglich, die Lasereinrichtung und/oder Erfassungseinrichtung gegenüber Substrat und Basisplatte festzulegen, oder aber die Erfassungseinrichtung und/oder Lasereinrichtung auf einem verfahrbaren Tisch und somit variabel verfahrbar zwischen Basisplatte und Substrataufnahme anzuordnen. Auch ist es denkbar, die Substrataufnahme durch Anordnung des zumindest einen Sockels auf einem in zwei Achsen verfahrbaren Werkzeugtisch verfahrbar auszubilden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform schließt das optische Fenster mit der Sub strataufnahme zumindest auf einer Seite bündig ab und bildet mit der Substrataufnahme eine gemeinsame ebene Oberfläche aus, an der die Unterseite des Sub strats zur Anlage bringbar ist. Das heißt mit anderen Worten, dass das optische Fenster derart in die Substrataufnahme eingebracht ist, dass die zum Substrat weisenden Seiten der Sub strataufnahme und des optischen Fensters eine gemeinsame ebene Fläche ausbilden, auf der das Substrat aufliegen kann. Somit wird vorteilhafterweise eine möglichst große Auflagefläche für das Sub strat gebildet, wodurch die Positionierung vereinfacht und die Wiederholge- nauigkeit erhöht werden kann. Es ist denkbar, dass das optische Fenster mit der Substrataufnahme auf zwei Seiten, nämlich auf der Oberseite der Substrataufnahme, die zum Substrat weist, und auf der gegenüberliegenden Unterseite der Substrataufnahme, bündig ab schließt. Das heißt mit anderen Worten, dass die Sub strataufnahme und das optische Fenster die gleiche Dicke aufweisen können.
Um einen möglichst ungehinderten Durchtritt optischer Strahlung durch das optische Fenster zu ermöglichen, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass das Fenster aus Glas ist und/oder eine Antireflexionsbeschichtung aufweist. Bevorzugt ist das optische Fenster aus Glas und weist eine Antireflexionsbeschichtung auf. Weiter bevorzugt weist das optische Fenster an der zur Lasereinrichtung weisenden Seite, d.h. an der Seite, an der die Laserstrahlung auf das optische Fenster trifft, eine Antireflexionsbeschichtung auf. Noch mehr bevorzugt weist das optische Fenster an seiner zum Substrat gerichteten Oberseite und seiner der Oberseite gegenüberliegenden Unterseite eine Antireflexionsbeschichtung auf.
Durch die Antireflexionsbeschichtung können vorteilhafterweise Rückreflexionen von optischer Strahlung, beispielsweise der Laserstrahlung, vermieden werden, so dass die Energie der Laserstrahlung nahezu vollständig in das Substrat oder das Halbleiterbauelement eingebracht werden kann.
In einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Kontaktverbindung zwischen zumindest einem Anschlusskontakt einer Leitermaterialbahn und zumindest einem Anschlusskontakt eines Halbleiterbauelements, insbesondere eines Chips, wobei die Leitermaterialbahn auf einem nichtleitenden Substrat ausgebildet ist, und wobei das Verfahren zumindest folgende Schritte umfasst:
Festlegen eines Substrats auf einer Sub strataufnahme, so dass eine Unterseite des Substrats an der Substrataufnahme zur Anlage gebracht wird; Positionierung eines Halbleiterbauelements mittels eines Fügewerkzeugs auf dem Sub strat;
Beaufschlagung des Substrats und/oder des Halbleiterbauelements mit Laserstrahlung zum zumindest teilweisen Aufschmelzen der Anschlusskontakte und zur Herstellung einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen den Anschlusskontakten der Leitermaterialbahn und des Halbleiterbauelements;
Erfassung einer optischen Strahlung mittels einer Erfassungseinrichtung zur Erfassung der Position des Substrats und/oder zur Erfassung der Position des Halbleiterbauelements und/oder zur Messung der Temperatur des Substrats und/oder zur Messung der Temperatur des Halbleiterbauelements.
Es ist erfindungswesentlich, dass zumindest ein Strahlengang einer optischen Strahlung durch ein in die Substrataufnahme eingebrachtes Fenster mit einem optisch transparenten Fensterkörper in das und/oder aus dem Sub strat geführt wird und ein Strahlengang einer weiteren optischen Strahlung durch einen innerhalb des Fügewerkzeugs ausgebildeten Strahlenkanal geführt wird. Bevorzugt wird die Temperatur der Anschlusskontakte des Sub strats und/oder des Halbleiterbauelements anhand der erfassten optischen Strahlung gemessen. Zur Herstellung einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen den Anschlusskontakten der Leitermaterialbahn und des Halbleiterbauelements ist es denkbar, dass nach oder während der Beaufschlagung der Anschlusskontakte mit Laserstrahlung, welche zum zumindest teilwei sen Aufschmelzen der Anschlusskontakte führt, durch das Fügewerkzeug eine Kraft auf das Halbleiterbauelement aufgebracht wird, so dass ein Anpressdruck auf die die Kontaktpaarung bildenden Anschlusskontakte der Fügepartner übertragen wird. Andererseits ist es auch denkbar, dass Halbleiterbauelement und Substrat lediglich aufgrund des Eigengewichts des Halbleiterbauelements gegeneinander anliegen. Die Beaufschlagung mit Laserenergie und die Überwachung des Fügevorgangs erfolgt bei dem erfindungsge- mäßen Verfahren abweichend von bekannten Verfahren über die Ausbildung unterschiedlicher Strahlengänge, wobei ein Strahlengang durch ein in die Substrataufnahme eingebrachtes Fenster geführt wird, und daher das Substrat vorteilhafterweise von zwei Seiten einer Strahlung zugänglich ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird zumindest eine auf dem Sub strat und/oder dem Halbleiterbauelement angeordnete Passermarke von der Erfassungseinrichtung erfasst und das Substrat, das Halbleiterbauelement und/oder der Strahlengang der optischen Strahlung in Abhängigkeit der erfassten Passermarke ausgerichtet. Passermarken betreffen im Rahmen der Erfindung j egliche Markierungen auf dem Sub strat oder dem Halbleiterbauelement, die zur Positionierung von Substrat oder Halbleiterbauelement genutzt werden können. Passermarken sind regelmäßig optische Referenzpunkte, die zur Positionierung des Substrats auf der Substrataufnahme sowie zur Positionierung der Lasereinrichtung, der Erfassungseinrichtung und/oder des Halbleiterbauelements relativ zum Substrat verwendet werden können. Neben der Positionierung des Substrats können die Passermarken auch zur Ermittlung der Größe des Substrats verwendet werden. Bevorzugt werden die Passermarken mittels einer Bilderfassungseinrichtung erfasst. Die Passermarken werden erfasst, und anschließend kann, bevorzugt mittels einer Verarbeitungseinrichtung, die Position einer oder mehrerer Passermarken mit einem in der Verarbeitungseinrichtung hinterlegten Abbild der Leiterplatte verglichen werden, und eventuelle Dehnungen, Stauchungen oder Verdrehungen der Leiterplatte können kompensiert werden.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, insbesondere wenn zur Messung der Temperatur des Substrats und/oder des Halbleiterbauelements eine Infrarotsensoreinrichtung verwendet wird, die zumindest eine Passermarke anhand der von der zumindest einen Passermarke unter Wärmeeinfluss reflektierten Infrarotstrahlung mittels einer Infrarotsensoreinrich- tung zu erfassen. Somit kann, insbesondere wenn zur Temperaturmessung bereits eine Infrarotsensoreinrichtung vorgesehen ist, aufwandsarm auch zumindest eine Passermarke detektiert werden. Dabei weist die Passermarke bevorzugt metallische Strukturen auf, deren reflektierte Infrarotstrahlung sich von dem nichtleitenden Substrat der Leitermaterialbahn unterscheidet.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens erfolgt die Messung der Temperatur der Anschlusskontakte des Substrats und/oder des Halbleiterbauelements mittels der Messung der von einer Referenzoberfläche der Anschlusskontakte reflektierten Infrarotstrahlung mittels einer Infrarotsensoreinrichtung. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, direkt die Temperatur der Anschlusskontakte, die zur Herstellung einer Verbindung zumindest teilweise aufgeschmolzen werden sollen, zu messen, um die Temperatur der Anschlusskontakte möglichst genau bestimmen zu können und den Temperaturverlauf bzw. Energieeintrag möglichst direkt anpassen zu können.
Weiter ist es denkbar, dass das Halbleiterbauelement auf ein zumindest teilweise transparentes Substrat aufgebracht wird bzw. auf eine Leitermaterialbahn, die auf einem zumindest teilweise transparenten Substrat ausgebildet ist, aufgebracht wird. Ein transparentes Sub strat ist im Rahmen der Erfindung ein optisch transparentes Sub strat, das derart ausgelegt ist, dass es eine maximale Transmission von optischer Strahlung in einem bestimmten Wellenlängenbereich bietet und gleichzeitig Reflexion und Absorption reduziert. Bevorzugt ist das Substrat im Bereich der Passermarken zur Erfassung der Passermarken mittels der Erfassungseinrichtung transparent ausgebildet. Somit kann beispielsweise die Erfassung der Passermarken durch das optische Fenster und das Substrat hindurch erfolgen. Dadurch kann die Erfassung der Passermarken auf einfache und flexible Art und Weise von der Unterseite oder der Oberseite des Substrats her erfolgen. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die Lasereinrichtung und/oder die Erfassungseinrichtung zumindest zweiachsig, insbesondere unterhalb des optischen Fensters, zur Ausrichtung gegenüber dem Substrat verfahren. Dies ermöglicht in einfacher Art und Weise die Anbringung mehrerer Halbleiterbauelemente und/oder eines relativ großflächigen Halbleiterbauelements auf einem relativ großflächigen Substrat. Bevorzugt wird die Lasereinrichtung unterhalb der Sub strataufnahme und des optischen Fensters zweiachsig gegenüber dem Substrat bzw. der Substrataufnahme verfahren. Es ist jedoch auch denkbar, dass zur Positionierung des Sub strats die Substrataufnahme auf einem zumindest zweiachsig verfahrbaren Tisch angeordnet ist und die Substrataufnahme gegenüber Erfassungseinrichtung und/oder Lasereinrichtung verfahren wird.
Es versteht sich, dass die zuvor genannten und nachstehend noch zu erläuternden Ausführungsformen und Ausführungsbeispiele nicht nur einzeln, sondern auch in beliebiger Kombination miteinander umsetzbar sind, ohne den Umfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Ebenfalls versteht es sich, dass die zuvor genannten und nachstehend noch zu erläuternden Ausführungsformen und Ausführungsbeispiele sich in äquivalenter oder zumindest ähnlicher Art und Weise auf das erfindungsgemäße Verfahren beziehen, ohne für dieses separat genannt zu werden.
Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisiert dargestellt und werden nachfolgend beispielhaft erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 ein schematisches erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig. 2 ein schematisches zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; Fig- 3 ein schematisches drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; und
Fig. 4 ein schematisches viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Die Figuren 1 und 2 zeigen j eweils eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung einer Kontaktverbindung 22 zwischen zumindest einem Anschlusskontakt 18 eines Substrats 04 und zumindest einem Anschlusskontakt 19 eines Halbleiterbauelements 03 , wobei das Halbleiterbauelement 03 al s Chip ausgebildet ist. Es ist den Figuren 1 und 2 zu entnehmen, dass in die Substrataufnahme 05 ein opti sches Fenster 06 eingebracht ist, das die rückwärtige Beaufschlagung des Substrats 04 mit optischer Strahlung ermöglicht. Vorliegend wird die Unterseite 41 des Substrats 04 durch die Lasereinrichtung 07, die neben der Laseremissionseinrichtung 09 ein Linsensystem 08 umfasst, mit Laserstrahlung beaufschlagt. Der Strahlengang 10 der Lasereinrichtung 07 verläuft durch das optische Fenster 06 auf die Unterseite 41 des Sub strats 04. Gemäß den in den Figuren 1 und 2 gezeigten Ausführungsformen können das Halbleiterbauelement 03 und insbesondere die Anschlusskontakte 19 des Halbleiterbauelements 03 durch das optische Fenster 06 und das Substrat 04 hindurch mit Laserstrahlung beaufschlagt werden und durch den Energieeintrag der Laserstrahlung zumindest teilweise aufgeschmolzen werden. Es ist denkbar, dass das Substrat hierzu transparent ausgebildet ist. Mittels des Fügewerkzeugs 02 kann das Halbleiterbauelement 03 auf dem Sub strat 04 positioniert und auf dem Substrat 04 angeordnet werden. Durch die zumindest teilweise aufgeschmolzenen Anschlusskontakte 19 erfolgt nach Aufbringen des Halbleiterbauelements 03 auf das Substrat 04 eine Kontaktverbindung 22 zwischen Halbleiterbauelement 03 und Substrat 04, bevorzugt einer hier nicht dargestellten auf dem Substrat 04 ausgebildeten Leitermaterialbahn. Zur Messung der Temperatur des Halbleiterbauelements 03 und/oder zur Erfassung der Position des Halbleiterbauelements 03 gegenüber dem Substrat 04 ist oberhalb des Substrats 04 eine Infrarotsensoreinrichtung 17 angeordnet, wobei der Strahlengang 15 der Infrarotsensoreinrichtung 17 durch den innerhalb des Fügewerkzeugs 02 ausgebildeten Strahlenkanal 20 verläuft. Wie in den Figuren 1 und 2 zu erkennen, wird die vom Halbleiterbauelement 03 zurückgeworfene und durch den Strahlenkanal 20 verlaufende Reflexionsstrahlung von der Infrarotsensoreinrichtung 17 erfasst und zur Temperatur- und/oder Positionsermittlung ausgewertet. Weiter weisen die Ausführungsformen gemäß Fig. 1 und Fig. 2 der Vorrichtung 01 zur Herstellung einer Kontaktverbindung 22 einen in X-Y-Richtung verfahrbaren Werkzeugtisch 1 1 auf. Der Verfahrweg in Y-Richtung verläuft dabei in die Bildebene hinein, der Verfahrweg in X-Richtung senkrecht dazu, und ein weiterer möglicher Verfahrweg in Z-Richtung verläuft wiederum senkrecht zur X- und Y-Richtung sowie von der Basisplatte 13 in Richtung der Substrataufnahme 05. Die Anordnung der Substrataufnahme 05 auf den Sockeln 12, die die Substrataufnahme 05 mit der Basisplatte 13 verbinden, dient der Bereitstellung des anforderungsgemäßen Platzbedarfs, um die Lasereinrichtung 07 unterhalb der Substrataufnahme 05 und des optischen Fensters 06 anordnen zu können. Weiter ist den Figuren 1 und 2 zu entnehmen, dass das optische Fenster 06 zumindest an seiner zum Substrat 04 gerichteten Oberseite bündig mit der Oberseite der Sub strataufnahme 05 abschließt. Dadurch lässt sich auf der Oberseite der Sub strataufnahme 05 bzw. des optischen Fensters 06 eine ebene Auflagefläche für die Substratunterseite 41 ausbilden.
Das erste Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und das zweite Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 der erfindungsgemäßen Vorrichtung unterscheiden sich im Wesentlichen durch die unterschiedliche Anordnung des Werkzeugtischs 1 1 und der Lasereinrichtung 07. Im ersten Ausführungsbeispiel, das mit Fig. 1 gezeigt i st, sind die Sockel 12 auf dem Werkzeugtisch 1 1 angeordnet, wodurch die Substrataufnahme 05 in X-Y- Richtung mittels des Werkzeugtischs 1 1 verfahrbar i st. Somit lässt sich das Substrat 04 in einfacher Art und Weise gegenüber der Lasereinrich- tung 07 sowie dem Fügewerkzeug 02 und somit auch dem Halbleiterbauelement 03 positionieren. Des Weiteren weist die Lasereinrichtung 07 des ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Laseremissionseinrichtung 09 und ein Linsensystem 08 auf, wobei sowohl das Linsensystem 08 al s auch die Laseremi ssionseinrichtung 09 derart unterhalb des optischen Fensters 06 bzw. des Substrats 04 angeordnet sind, dass keine Umlenkung der Laserstrahlung erforderlich ist, und somit der Strahlengang 10 direkt, ohne eine Umlenkung zu erfahren, auf die Sub stratunterseite 41 bzw. durch das Substrat 04 hindurch auf das Halbleiterbauelement 03 trifft.
Demgegenüber weist die Lasereinrichtung 07 gemäß dem in Fig. 2 gezeigten zweiten Ausführungsbei spiel neben der Laseremi ssionseinrichtung 09 und dem Linsensystem 08 zusätzlich einen Umlenkspiegel 21 auf, welcher die Laserstrahlung nach Durchlaufen des Linsensystems 08 umlenkt und somit auf das Substrat 04 richtet. Somit verläuft der Strahlengang 10 der Laserstrahlung zuerst in X-Richtung, ausgehend von der Laseremissionseinrichtung 09, bis zum Umlenkspiegel 21 , und von dort aus verläuft der Strahlengang weiter in Z-Richtung auf das Substrat 04 zu. Zudem ist der Fig. 2 zu entnehmen, dass gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel die Lasereinrichtung 07 auf dem Werkzeugtisch 1 1 angeordnet und somit in X-Y-Richtung verfahrbar ist. Somit lässt sich gemäß zweitem Ausführungsbeispiel die Lasereinrichtung 07 in einfacher Art und Weise gegenüber dem Substrat 04 positionieren.
Fig- 3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Die Lasereinrichtung 07 i st in Z-Richtung oberhalb des Substrats 04 angeordnet und zwar derart, dass der Strahlengang 10 der Lasereinrichtung 07 durch den Strahlenkanal 20 des Fügewerkzeugs 02 verläuft. Die Lasereinrichtung 07 weist eine Laseremi ssionseinrichtung 09 zur Emission einer Laserstrahlung sowie ein Linsensystem 08 zur Strahlaufweitung oder Strahlfokussierung auf. Es i st in Fig. 3 zu erkennen, dass bereits ein Halbleiterbauelement 03 über zwei Anschlusskon- takte 19 mit dem Sub strat 04 verbunden ist bzw. mit einer, hier nicht dargestellten, auf dem Substrat 04 ausgebildeten Leitermaterialbahn leitend verbunden ist. Ein weiteres Halbleiterbauelement 03 wird vom Fügewerkzeug 02, beispielsweise durch Unterdrück, gehalten und kann mittels des Fügewerkzeugs 02 auf dem Sub strat 04 positioniert werden. Zum zumindest teilweisen Aufschmelzen der Anschlusskontakte 19 wird das am Fügewerkzeug 02 gehaltene Halbleiterbauelement 03 von oben durch den Strahlenkanal 20 mit Laserstrahlung beaufschlagt. Der Fügevorgang, insbesondere das Aufschmelzen der Anschlusskontakte 19, wird durch die Infrarotsensoreinrichtung 17 überwacht. Die Infrarotsensoreinrichtung 17 erfasst eine vom Substrat 04 und/oder Halbleiterbauelement 03 reflektierte Infrarotstrahlung zur Ermittlung der Temperatur und/oder der Position des Halbleiterbauelements 03 gegenüber dem Sub strat 04. Zudem kann die Infrarotsensoreinrichtung 17 die hier nicht dargestellte, am Substrat 04 angeordnete Passermarke anhand deren Reflexionsstrahlung erkennen und somit auch die korrekte Positionierung des Substrats 04 gegenüber der Substrataufnahme 05 und/oder gegenüber dem Fügewerkzeug 02 bzw. dem daran gehaltenen Halbleiterbauelement 03 überwachen. Die Infrarotsensoreinrichtung 17 ist gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel hierzu unterhalb der Substrataufnahme 05 angeordnet, wobei der Strahlengang 15 der Infrarotsensoreinrichtung 17 durch das opti sche Fenster 06 hindurch zum Sub strat 04 verläuft. Die Anordnung der Infrarotsensoreinrichtung 17 wird dadurch ermöglicht, dass die Substrataufnahme 05 auf Sockeln 12 angeordnet ist, welche die Substrataufnahme 05 von der Basisplatte 13 der Vorrichtung 01 beab standen. Das optische Fenster 06 ist derart in die Sub strataufnahme 05 eingelassen, dass die Substratunterseite 41 flächenbündig auf der Oberseite der Substrataufnahme 05 und der Oberseite des optischen Fensters 06 aufliegen kann. Um die Substrataufnahme 05 und somit das Substrat 04 in einfacher Art und Weise gegenüber der Infrarotsensoreinrichtung 17 und/oder dem Fügewerkzeug 02 positionieren zu können, sind die Sockel 12, auf denen die Substrataufnahme 05 angeordnet ist, mit einem zumindest in X-Y-Richtung verfahrbaren Werkzeugtisch 1 1 verbunden.
Die Fig. 4 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung 01. Gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel ist die Substrataufnahme 05 wiederum durch die Sockel 12 beabstandet von der Basisplatte 13 angeordnet, wobei die Substrataufnahme 05 durch die Anordnung der Sockel 12 auf einem Werkzeugtisch 1 1 in X-Y-Richtung verfahrbar ist. Das Substrat 04 kommt mit der Substratunterseite 41 sowohl an der Oberseite der Sub strataufnahme 05 als auch an der Oberseite des in die Substrataufnahme 05 eingebrachten optischen Fensters 06 zur Anlage. Gemäß dem gezeigten vierten Ausführungsbeispiel weist die Erfassungseinrichtung sowohl eine Infrarotsensoreinrichtung 17 al s auch eine als Kamera 14 ausgebildete Bilderfassungseinrichtung auf. Dabei ist die Kamera 14 unterhalb der Substrataufnahme 05 zwischen Basisplatte 13 und Substrataufnahme 05 angeordnet, so dass die von der Kamera 14 erfasste Strahlung bzw. der Strahlengang 16 der Kamera 14 durch das optische Fenster 06 und das transparent ausgebildete Substrat 04 hindurch verläuft. Somit kann von unterhalb der Substrataufnahme 05 sowohl die Positionierung des Substrats 04 auf der Substrataufnahme 05 als auch die Positionierung des Halbleiterbauelements 03 gegenüber dem Substrat 04 mittels der Kamera 14 überwacht werden. Die Positionierung des Substrats 04 kann somit in einfacher Art und Weise anhand von Passermarken, die von der Kamera 14 erkennbar sind, überwacht werden. Ein Halbleiterbauelement 03 ist bereits am Substrat 04 angeordnet und ein weiteres Halbleiterbauelement 03 am Fügewerkzeug 02 zur Positionierung auf dem Substrat 04 gehaltert. Um die Anschlusskontakte 19 des Halbleiterbauelements 03 zumindest teilweise aufzuschmelzen, wird das Halbleiterbauelement 03 mit Laserstrahlung beaufschlagt, durch deren Energieeintrag in das Halbleiterbauelement 03 die Anschlusskontakte 19 aufschmelzen. Zur Beaufschlagung mit Laserstrahlung weist die Lasereinrichtung 07 eine Laseremi ssionseinrichtung 09 sowie ein Linsensystem 08 auf. Es ist zu erkennen, dass der Strahlengang 10 der Laserstrah- lung durch den Strahlenkanal 20 des Fügewerkzeugs 02 verläuft, und somit der Strahlenkanal 20 in dem Strahlengang 10 der oberhalb der Substrataufnahme 05 angeordneten Lasereinrichtung 07 angeordnet ist. Weiter wei st die Vorrichtung 01 eine Infrarotsensoreinrichtung 17 auf, die zur Messung der Temperatur des Halbleiterbauelements 03 und/oder des Substrats 04 eine vom Halbleiterbauelement 03 und/oder dem Substrat 04 reflektierte Infrarotstrahlung erfasst. Der Infrarotstrahlengang 15 wird durch den Umlenkspiegel 21 abgelenkt, so dass die Reflexionsstrahlung auf die nicht senkrecht oberhalb des Halbleiterbauelements 03 , sondern versetzt angeordnete Infrarotsensoreinrichtung 17 trifft. Durch die Anordnung der Lasereinrichtung 07 und der Infrarotsensoreinrichtung 17 oberhalb des Sub strats 04 verläuft sowohl der Strahlengang 15 der Infrarotsensoreinrichtung 17 als auch der Strahlengang 10 der Lasereinrichtung 07 zumindest ab schnittsweise gleichzeitig im Strahlenkanal 20. Dadurch, dass gemäß dem in Fig. 4 dargestellten vierten Ausführungsbeispiel die Vorrichtung eine Kamera 14 und eine die Infrarotsensoreinrichtung 17 aufweisende Erfassungseinrichtung umfasst, kann der Fügevorgang, insbesondere die Temperatur der Fügepartner sowie die Positionierung der Fügepartner, besonders verlässlich ermittelt werden. Der gleichzeitige Einsatz von Kamera 14 und Infrarotsensoreinrichtung 17 wird dadurch ermöglicht, dass zumindest ein Strahlengang 10, 15, 16, vorliegend der Strahlengang 16 der Kamera 14, durch das opti sche Fenster 06 verläuft und die optische Strahlung somit unterhalb der Substrataufnahme 05 erfasst werden kann.

Claims

Patentansprüche Vorrichtung (01 ) zur Herstellung einer Kontaktverbindung zwischen zumindest einem Anschlusskontakt ( 18) eines Substrats (04) und zumindest einem Anschlusskontakt (19) eines Halbleiterbauelements (03), wobei auf dem Substrat (04) eine Leitermaterialbahn ausgebildet ist und das Halbleiterbauelement (03) bevorzugt als Chip ausgebildet ist, aufweisend ein Fügewerkzeug (02) zum Positionieren und Fügen des Halbleiterbauelements (03) auf dem Substrat (04), wobei innerhalb des Fügewerkzeugs (02) ein Strahlenkanal (20) für eine optische Strahlung ausgebildet ist, aufweisend eine Lasereinrichtung (07) zur Beaufschlagung des Substrats (04) und/oder des Halbleiterbauelements (03) mit Laserstrahlung, und weiter aufweisend eine Erfassungseinrichtung ( 14, 17) zur Erfassung einer optischen Strahlung, und weiter aufweisend eine Substrataufnahme (05), auf der das Substrat (04) festlegbar ist und an der zumindest eine Unterseite (41 ) des Substrats (04) zur Anlage bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass in die Substrataufnahme (05) ein optisches Fenster (06) mit einem optisch transparenten Fensterkörper zum ungehinderten Durchtritt einer optischen Strahlung in das und/oder aus dem Substrat (04) eingebracht ist, wobei das optische Fenster (06) in einem Strahlengang ( 10) der Lasereinrichtung (07) und/oder in einem Strahlengang ( 15, 16) der Erfassungseinrichtung ( 14, 17) angeordnet ist. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinrichtung ( 14, 17) eine Infrarotsensoreinrichtung ( 17) und/oder eine Bilderfassungseinrichtung ( 14) umfasst. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Fenster in einem Strahlengang ( 10) der Lasereinrichtung (07) angeordnet ist und der Strahlenkanal (20) des Fügewerkzeugs (02) im Strahlengang (15) der Infrarotsensoreinrichtung ( 17) angeordnet ist. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Fenster (06) in einem Strahlengang ( 15) der Infrarotsensoreinrichtung ( 17) angeordnet ist und der Strahlenkanal (20) des Fügewerkzeugs (02) im Strahlengang ( 10) der Lasereinrichtung (07) angeordnet ist. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Fenster (06) in einem Strahlengang ( 16) der Bilderfassungseinrichtung ( 14) angeordnet ist und der Strahlenkanal (20) des Fügewerkzeugs (02) im Strahlengang ( 10) der Lasereinrichtung (07) und der Infrarotsensoreinrichtung ( 17) angeordnet ist, so dass in dem Strahlenkanal (20) zumindest ab schnittsweise gleichzeitig ein Strahlengang (10) der Lasereinrichtung (07) und ein Strahlengang ( 15) der Infrarotsensoreinrichtung (17) verlaufen. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bi s 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lasereinrichtung (07) und/oder die Erfassungseinrichtung
( 14) auf einem zumindest zweiachsig verfahrbaren Werkzeugtisch ( 1 1 ) angeordnet ist. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Basisplatte ( 13) und zumindest ein Sockel ( 12) zur Beab- standung der Substrataufnahme (05) von der Basisplatte (13) umfasst sind. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Fenster (06) mit der Substrataufnahme (05) zumindest auf einer Seite bündig abschließt und mit der Substrataufnahme (05) eine gemeinsame ebene Oberfläche ausbildet, an der die Unterseite (41 ) des Substrats (04) zur Anlage bringbar ist. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Fenster (06) aus Glas ist und/oder eine Antireflexionsbeschichtung aufweist.
. Verfahren zur Herstellung einer Kontaktverbindung zwischen zumindest einem Anschlusskontakt ( 18) einer Leitermaterialbahn und zumindest einem Anschlusskontakt ( 19) eines Halbleiterbauelements (03), insbesondere eines Chips, wobei die Leitermaterialbahn auf einem nichtleitenden Substrat (04) ausgebildet ist, wobei das Substrat (04) auf einer Sub strataufnahme (05) derart festgelegt wird, dass eine Unterseite (41 ) des Substrats (04) an der Sub strataufnahme (05) zur Anlage gebracht wird, und wobei ein Halbleiterbauelement (03) mittels eines Fügewerkzeugs (02) auf dem Substrat (04) positioniert wird, und wobei das Substrat (04) zum zumindest teilweisen Aufschmelzen der Anschlusskontakte ( 18, 19) und zur Herstellung einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen den Anschlusskontakten ( 18, 19) der Leitermaterialbahn und des Halbleiterbauelements (03) mit Laserstrahlung beaufschlagt wird, und wobei eine optische Strahlung von einer Erfassungseinrichtung zur Erfassung der Position des Substrats (04) und/oder zur Erfassung der Position des Halbleiterbauelements (03) und/oder zur Messung der Temperatur des Substrats (04) und/oder zur Messung der Temperatur des Halbleiterbauelements (03) erfasst wird, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Strahlengang ( 10, 15, 16) einer optischen Strahlung durch ein in die Substrataufnahme (05) eingebrachtes Fenster (06) mit einem optisch transparenten Fensterkörper in das und/oder aus dem Sub strat (04) geführt wird und ein Strahlengang ( 10, 15, 16) einer weiteren optischen Strahlung durch einen innerhalb des Fügewerkzeugs (02) ausgebildeten Strahlenkanal (20) geführt wird.
1. Verfahren nach Anspruch 10, wobei zumindest eine auf dem Substrat (04) und/oder dem Halbleiterbauelement (03) angeordnete Passermarke von der Erfassungseinrichtung ( 16, 17) erfasst wird und eine Ausrichtung des Substrats (04), des Halbleiterbauelements (03) und/oder des Strahlengangs ( 10, 15, 16) der optischen Strahlung in Abhängigkeit der zumindest einen erfassten Passermarke erfolgt. . Verfahren nach Anspruch 1 1 , wobei die zumindest eine Passermarke anhand der von der zumindest einen Passermarke unter Wärmeeinfluss reflektierten Infrarotstrahlung mittels einer Infrarotsensoreinrichtung ( 17) erfasst wird. 3. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 1 1 , wobei eine Messung der Temperatur zumindest eines Anschlusskontakts ( 18) des Substrats (04) und/oder zumindest eines Anschlusskontakts ( 19) des Halbleiterbauelements (03) mittels der Messung der von einer Referenzoberfläche der Anschlusskontakte ( 18, 19) reflektierten Infrarotstrahlung mittel s einer Infrarotsensoreinrichtung ( 17) erfolgt. . Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13 , wobei das Halbleiterbauelement (03 ) auf ein zumindest teilweise transparentes Substrat (04) aufgebracht wird und die Erfassung der zumindest einen Passermarke durch das optische Fenster (06) und das Substrat (04) hindurch erfolgt. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, wobei die Lasereinrichtung (07) und/oder die Erfassungseinrichtung ( 14, 17) zumindest zweiachsig zur Ausrichtung gegenüber dem Substrat (04), insbesondere unterhalb des optischen Fensters (06), verfahren wird.
PCT/EP2023/065900 2022-06-28 2023-06-14 Vorrichtung und verfahren zur herstellung einer kontaktverbindung WO2024002691A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022116028.9 2022-06-28
DE102022116028.9A DE102022116028A1 (de) 2022-06-28 2022-06-28 Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer Kontaktverbindung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024002691A1 true WO2024002691A1 (de) 2024-01-04

Family

ID=87047805

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2023/065900 WO2024002691A1 (de) 2022-06-28 2023-06-14 Vorrichtung und verfahren zur herstellung einer kontaktverbindung

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102022116028A1 (de)
WO (1) WO2024002691A1 (de)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060191631A1 (en) * 2005-02-10 2006-08-31 Omron Corporation Bonding apparatus
WO2009156505A1 (de) * 2008-06-26 2009-12-30 Reis Robotics Gmbh & Co. Maschinenfabrik Verfahren und vorrichtung zum verbinden von bauteilen mittels laserstrahlung
US20100089879A1 (en) * 2006-09-14 2010-04-15 Valeo Electronique Et Systemes De Liaison Method of bonding a member to a support by addition of material, and device for arranging two elements, one on the other
WO2010050209A1 (ja) * 2008-10-31 2010-05-06 東レ株式会社 電子部品と可撓性フィルム基板の接合方法および接合装置
US20180374738A1 (en) * 2017-06-23 2018-12-27 Samsung Electronics Co., Ltd. Chip mounting apparatus and method using the same

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4038435B2 (ja) 2002-10-15 2008-01-23 Ｊｕｋｉ株式会社 ダイボンディング装置
US10062588B2 (en) 2017-01-18 2018-08-28 Rohinni, LLC Flexible support substrate for transfer of semiconductor devices

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060191631A1 (en) * 2005-02-10 2006-08-31 Omron Corporation Bonding apparatus
US20100089879A1 (en) * 2006-09-14 2010-04-15 Valeo Electronique Et Systemes De Liaison Method of bonding a member to a support by addition of material, and device for arranging two elements, one on the other
WO2009156505A1 (de) * 2008-06-26 2009-12-30 Reis Robotics Gmbh & Co. Maschinenfabrik Verfahren und vorrichtung zum verbinden von bauteilen mittels laserstrahlung
WO2010050209A1 (ja) * 2008-10-31 2010-05-06 東レ株式会社 電子部品と可撓性フィルム基板の接合方法および接合装置
US20180374738A1 (en) * 2017-06-23 2018-12-27 Samsung Electronics Co., Ltd. Chip mounting apparatus and method using the same

Also Published As

Publication number Publication date
DE102022116028A1 (de) 2023-12-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0430861B1 (de) Laserlötsystem für SMD-Elemente
EP2527866B1 (de) Messeinrichtung zur Distanzmessung
DE3318980C2 (de) Vorrichtung zum Justieren beim Projektionskopieren von Masken
EP1032482B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur thermischen verbindung von anschlussflächen zweier substrate
DE60011764T2 (de) Werkstoffsprüfung
DE3114682C2 (de)
DE112007001065T5 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Laserbearbeitung
EP0168351B1 (de) Laser-Pattern-Generator und Verfahren zu dessen Betrieb
DE112015001612T5 (de) Laserbearbeitungseinrichtung und Laserbearbeitungsverfahren
DE102010015023B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Qualitätssicherung und Prozesskontrolle bei der Laserbearbeitung von Werkstücken
DE112017000543T5 (de) Laserstrahl-bestrahlungsvorrichtung
DE4321593A1 (de) Verbindungsverfahren und Vorrichtung
DE102010060958A1 (de) Laserbearbeitungsvorrichtung sowie Positionsermittlungsvorrichtung und Strukturermittlungsvorrichtung für eine Laserbearbeitungsvorrichtung
DE102020130775A1 (de) Vorrichtung zum laserkompressionsschweissen und verfahren für einen halbleiterchip
DE19605255B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betrachten von Beschaltungs- bzw. Verdrahtungsmustern in einer gedruckten Schaltungsplatte
DE102004059154A1 (de) Verfahren zum Überprüfen einer laserbearbeiteten verschlechterten Schicht
DE102010004193B4 (de) Bestückungsautomat und Lötverfahren zum thermischen Verbinden von Bauelementen an ein Substrat
WO2024002691A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur herstellung einer kontaktverbindung
WO2024061851A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum elektrischen kontaktieren von elektronischen bauelementen
DE2343235B2 (de) Verfahren zur Befestigung und Kontaktierung von elektrischen Subminiatur-Bauelementen auf gedruckten Schaltungen
EP0262088B1 (de) Anordnung zur Positionierung und Synchronisation eines Schreiblaserstrahls
WO2022229164A2 (de) Verfahren und system zur herstellung mikrostrukturierter komponenten
DE3829350C2 (de)
DE60008198T2 (de) Halbleiterlasermodul und Verfahren zur Montage eines Halbleiterlaserelements auf diesem
WO2007122062A1 (de) Vorrichtung sowie verfahren zum erhitzen eines substrats

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23734161

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20247012592

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A