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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Vorrichtung oder ein Verfahren zur Bestimmung eines Positionierungsfehlers einer oder mehrerer aufnehmbarer Komponenten, wie z. B. Chips oder elektrischer Komponenten, vor der Platzierung auf einem oder mehreren Substraten. Vorzugsweise kann die Aufnahme vor dem Bonden mit dem einen oder den mehreren Substraten in einer Bondvorrichtung erfolgen.
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Stand der Technik
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Aus dem Stand der Technik sind ähnliche Vorrichtungen und Komponenten bekannt, wie sie beispielsweise in der
US 2009/0070992 A1 beschrieben sind. Diese Patentanmeldung beschreibt eine Vorrichtung zur Halbleitermontage, die ein Bestückungssystem mit einem Bondkopf enthält, welches ein erstes Antriebssystem und ein zweites Antriebssystem zum Verschieben des Bondkopfes in einer vorgegebenen Richtung aufweist. Das erste Antriebssystem weist einen ersten Schwenkarm und einen ersten stationär angeordneten Antrieb auf, welcher zum Hin- und Herschwenken des Schwenkarms innerhalb eines vorgegebenen Schwenkbereichs verwendet wird. Das zweite Antriebssystem ist auf dem Schwenkarm montiert und umfasst einen stationär angeordneten Elektromotor.
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Bei der Halbleitermontage werden Komponenten häufig zwischen Manipulatoren und Aktoren transferiert, die so angeordnet sind, dass sie Komponenten zwischen Stationen zum Beladen, Entladen oder Prozessieren bewegen. Um die Position der Komponenten an diesen Stationen zu erfassen, werden in der Regel eine oder mehrere Inspektionskameras zur Verfügung gestellt, und die mit den Kameras durchgeführten Messungen werden verwendet, um den Zielort zu bestimmen, an den sich ein Manipulator oder Aktuator bewegen muss, um die Komponenten aufzunehmen oder zu bestücken. Dennoch kommt es immer noch häufig zu unerwarteten Positionierungsfehlern, die die Qualität der Halbleitermontage beeinträchtigen.
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Aufgabe der Erfindung
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Ein Ziel der Erfindung ist es, die Positionierungsgenauigkeit einer Komponente auf einem Substrat durch Bestimmung eines Positionierungsfehlers der Komponente beim Wechseln zu einem Greifer zu erhöhen.
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Lösung der Aufgabe
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Durch die Bestimmung von Positionierungsfehlern einer aufnehmbaren Komponente kann die Positionierungsgenauigkeit der Vorrichtung im Falle von Positionierungsfehlern, die während der Aufnahme einer Komponente auftreten können, erhöht werden.
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In einem ersten Aspekt wird ein Verfahren zum Bestimmen eines Positionierungsfehlers einer aufnehmbaren Komponente bereitgestellt, bevor die Komponente auf einem Substrat befestigt wird, unter Verwendung einer Vorrichtung, wobei die Komponente eine oder mehrere Komponentenmarkierungen und eine Befestigungsfläche umfasst, die zum Anbringen an dem Substrat geeignet ist. Die Komponente umfasst zudem eine Greiffläche, die gegenüber der Befestigungsfläche angeordnet ist. Die Vorrichtung umfasst einen Aufnahme- und Platzierungsaktuator, der so angeordnet ist, dass er an einer Platzierungsposition und an einer Komponentenwechselposition einsetzbar ist. Der Aufnahme- und Platzierungsaktuator umfasst einen Greifer zum wieder lösbaren Befestigen an der Greiffläche der Komponente. Die Vorrichtung umfasst einen Komponentenhalter zum wieder lösbaren Anbringen an der Befestigungsfläche der Komponente und mindestens eine Untersichtskamera, die so angeordnet ist, dass sie mindestens ein Aufwärtsbild von mindestens einem Teil der Befestigungsfläche der Komponente erstellt. Das Verfahren umfasst den Schritt des Anbringens der Befestigungsfläche der Komponente am Komponentenhalter, den Schritt des Bewegens des Komponentenhalters mit der befestigten Komponente zur Komponentenwechselposition, den Schritt des Verwendens der mindestens einen Untersichtskamera an der Komponentenwechselposition, um mindestens eine erste Untersichtsaufnahme einer ersten Komponentenmarkierung zu machen, den Schritt des Bewegens des Aufnahme- und Platzierungsaktuators zur Komponentenwechselposition, den Schritt des Anbringens der Greiffläche der Komponente an dem Greifer und des Lösens der Befestigungsfläche der Komponente von dem Komponentenhalter, den Schritt des Verwendens der mindestens einen Untersichtskamera an der Komponentenwechselposition, um mindestens eine zweite Untersichtsaufnahme einer zweiten Komponentenmarkierung zu machen, und den Schritt des Bestimmens eines Positionierungsfehlers der Komponente unter Verwendung der mindestens einen zweiten Untersichtsaufnahme und der mindestens einen ersten Untersichtsaufnahme.
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Durch die Bestimmung von Positionsfehlern unter Verwendung entsprechender Komponentenmarkierungen kann die Genauigkeit der Fehlerbestimmung erhöht werden. Dies kann bei der Aufnahme von Komponenten mit ungenauen Komponentenmarkierungen vorteilhaft sein, beispielsweise bei der Aufnahme von Chips mit rauen, unregelmäßigen Kanten, die durch ungenaues Sägen entstanden sind. Dies kann bei Flip-Chip-Komponenten von Vorteil sein.
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In einem optionalen Aspekt des Verfahrens umfasst die Vorrichtung mindestens eine Aufsichtskamera, die angeordnet ist, um mindestens eine Aufsichtsaufnahme von mindestens einem Teil der Greiffläche der Komponente zu machen, wobei das Verfahren den Schritt der Verwendung der mindestens einen Aufsichtskamera an der Komponentenwechselposition umfasst, um mindestens eine erste Aufsichtsaufnahme einer dritten Komponentenmarkierung zu machen.
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In einem optionalen Aspekt des Verfahrens umfasst das Verfahren den Schritt des Bereitstellens des Substrats an der Platzierungsposition, den Schritt des Bewegens des Aufnahme- und Platzierungsaktuators an die Platzierungsposition mit der befestigten Komponente, und den Schritt des Bestückens der Komponente auf dem Substrat an der Platzierungsposition.
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In einem optionalen Aspekt des Verfahrens umfasst das Verfahren den Schritt des zumindest teilweisen Korrigierens des Positionierungsfehlers der Komponente durch Ändern einer oder mehrerer Positionen und/oder Ausrichtungen, ausgewählt aus der Gruppe, die eine Drehung der Komponente, eine Verschiebung der Komponente, eine Neigung der Komponente, eine Drehung des Substrats, eine Verschiebung des Substrats umfasst, eine Neigung des Substrats, eine Drehung des Aufnahme- und Platzierungsaktuators, eine Verschiebung des Aufnahme- und Platzierungsaktuators, eine Neigung des Aufnahme- und Platzierungsaktuators, eine Drehung des Greifers, eine Verschiebung des Greifers, eine Neigung des Greifers, eine Drehung des Komponentenhalters, eine Verschiebung des Komponentenhalters, eine Neigung des Komponentenhalters oder eine beliebige Kombination davon.
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In einem optionalen Aspekt des Verfahrens umfasst die Vorrichtung eine Komponentenladeposition, und das Verfahren umfasst den Schritt des Bereitstellens der Komponente in der Komponentenladeposition, den Schritt des Bewegens des Komponentenhalters in die Komponentenladeposition, den Schritt des Befestigens der Komponente am Komponentenhalter und den Schritt des Bewegens des Komponentenhalters mit der befestigten Komponente in die Komponentenwechselposition.
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In einem optionalen Aspekt des Verfahrens umfasst das Substrat mindestens eine Substratmarkierung.
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In einem optionalen Aspekt des Verfahrens umfasst das Verfahren den Schritt des Verwendens der mindestens einen Aufsichtskamera an der Platzierungsposition, um mindestens eine zweite Aufsichtsaufnahme eines Teils des Substrats und/oder mindestens einer Substratmarkierung zu machen, und den Schritt des Bestimmens einer vierten Position und/oder Ausrichtung des Substrats unter Verwendung der mindestens einen zweiten Abbildungsaufnahme.
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In ähnlicher Weise wird eine Vorrichtung zur Verfügung gestellt, um eine Komponente aufzunehmen, bevor die Komponente zur Befestigung auf ein Substrat platziert wird, wobei die Komponente eine oder mehrere Komponentenmarkierungen und eine Befestigungsfläche umfasst, die zum Anbringen auf dem Substrat geeignet ist. Die Komponente umfasst eine Greiffläche, die so angeordnet ist, dass sie der Befestigungsfläche gegenüberliegt.
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Die Vorrichtung umfasst einen Aufnahme- und Platzierungsaktuator, der so angeordnet ist, dass er sich an einer Platzierungsposition und an einer Komponentenwechselposition befindet, und der einen Greifer umfasst, der wieder lösbar an der Greiffläche der Komponente befestigt werden kann.
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Die Vorrichtung umfasst einen Komponentenhalter zum wieder lösbaren Anbringen an der Befestigungsfläche der Komponente und mindestens eine Untersichtskamera, die so angeordnet ist, um mindestens eine Untersichtsaufnahme von mindestens einem Teil der Befestigungsfläche der Komponente zu machen.
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Die Vorrichtung ist so angeordnet, um die Befestigungsfläche der Komponente an dem Komponentenhalter anzubringen, und ist so angeordnet, um den Komponentenhalter mit der befestigten Komponente in die Komponentenwechselposition zu bewegen,
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Die mindestens eine Untersichtskamera ist so angeordnet, um mindestens eine erste Untersichtsaufnahme einer ersten Komponentenmarkierung an der Komponentenwechselposition zu machen, und wobei die Vorrichtung so angeordnet ist, um den Aufnahme- und Platzierungsaktuator zur Komponentenwechselposition zu bewegen;
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Die Vorrichtung ist zudem so angeordnet, um die Greifflächen der Komponente an dem Greifer anzubringen und so angeordnet, um die Befestigungsfläche der Komponente von dem Komponentenhalter zu lösen, und die mindestens eine Untersichtskamera ist so angeordnet, um mindestens eine zweite Untersichtsaufnahme einer zweiten Komponentenmarkierung an der Komponentenwechselposition zu machen, und wobei die Vorrichtung zudem so angeordnet ist, um einen Positionsfehler der Komponente unter Verwendung der mindestens einen zweiten Aufwärtsaufnahme und der mindestens einen ersten Aufwärtsaufnahme zu bestimmen.
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In einem optionalen Aspekt der Vorrichtung umfasst die Vorrichtung mindestens eine Aufsichtskamera, die so angeordnet ist, dass sie mindestens eine Aufsichtsaufnahme von mindestens einem Teil der Greiffläche der Komponente macht, wobei die mindestens eine Aufsichtskamera so angeordnet ist, dass sie mindestens eine erste Aufsichtsaufnahme einer dritten Komponentenmarkierung an der Komponentenwechselposition macht.
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In einem optionalen Aspekt der Vorrichtung umfasst der Komponentenhalter eine Aufnahmefläche mit einem Komponentenhaltebereich.
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Der Bereich zum Halten der Komponente ist geeignet, um mindestens einen Teil der Befestigungsfläche der Komponente aufzunehmen und zu halten.
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In einem optionalen Aspekt der Vorrichtung umfasst der Komponentenhalter eine hintere Fläche, die als eine der Aufnahmefläche gegenüberliegende Fläche angeordnet ist, ein oder mehrere Strahlungsfenster, die so angeordnet sind, dass eine Beleuchtungsstrahlung zwischen der Aufnahmefläche und der hinteren Fläche hindurchtreten kann, wobei die mindestens eine Untersichtskamera so angeordnet ist, dass sie die mindestens eine erste Untersichtsaufnahme und/oder die mindestens eine zweite Untersichtsaufnahme unter Verwendung von Beleuchtungsstrahlung macht, die zwischen der Aufnahmefläche und der hinteren Fläche hindurchtritt.
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In einem optionalen Aspekt der Vorrichtung umfasst das eine oder die mehreren Strahlungsfenster eine oder mehrere Öffnungen und/oder einen oder mehrere Bereiche, die zumindest teilweise für Beleuchtungsstrahlung transparent sind.
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In einem optionalen Aspekt der Vorrichtung sind das eine oder die mehreren Strahlungsfenster zumindest teilweise in dem Bereich angeordnet, in dem die Komponente gehalten wird.
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In einem optionalen Aspekt der Vorrichtung wird die mindestens eine Komponentenmarkierung aus der Gruppe ausgewählt, die Folgendes umfasst: ein oder mehrere strukturelle Merkmale von mindestens einem Teil einer Komponente, ein oder mehrere optische Merkmale von mindestens einem Teil einer Komponente, mindestens ein Teil einer Referenzmarke auf der Komponente oder eine beliebige Kombination davon.
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In einem optionalen Aspekt der Vorrichtung ist die mindestens eine Aufsichtskamera so angeordnet, um mindestens eine zweite Aufsichtsaufnahme der mindestens einen Substratmarkierung an der Platzierungsposition zu machen, und die Vorrichtung ist so angeordnet, um eine vierte Position und/oder Ausrichtung des Substrats unter Verwendung der mindestens einen zweiten Aufsichtsaufnahme zu bestimmen.
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In einem optionalen Aspekt der Vorrichtung sind die mindestens eine Aufsichtskamera und/oder die mindestens eine Untersichtskamera so angeordnet, um mindestens einen Teil einer Oberfläche der Komponente zu beleuchten.
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In einem optionalen Aspekt der Vorrichtung umfasst die Vorrichtung eine Komponentenladeposition, wobei die Vorrichtung so angeordnet ist, dass sie die Komponente an der Komponentenladeposition bereitstellt, den Komponentenhalter an die Komponentenladeposition bewegt, um die Komponente an dem Komponentenhalter anzubringen und den Komponentenhalter mit der befestigten Komponente an die Komponentenwechselposition zu bewegen.
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In einem optionalen Aspekt der Vorrichtung umfasst das Substrat mindestens eine Substratmarkierung.
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In einem optionalen Aspekt der Vorrichtung und des Verfahrens wird die mindestens eine Substratmarkierung aus der Gruppe ausgewählt, die ein oder mehrere strukturelle Merkmale von mindestens einem Teil eines Substrats, ein oder mehrere optische Merkmale von mindestens einem Teil eines Substrats, mindestens einen Teil einer Referenzmarke auf einem Substrat oder eine beliebige Kombination davon umfasst.
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In einem optionalen Aspekt der Vorrichtung ist die mindestens eine Aufsichtskamera so angeordnet, um mindestens eine zweite Aufsichtsaufnahme der mindestens einen Substratmarkierung an der Platzierungsposition zu machen, und die Vorrichtung ist so angeordnet, um eine vierte Position und/oder Ausrichtung des Substrats unter Verwendung der mindestens einen zweiten Aufsichtsaufnahme zu bestimmen.
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In einem optionalen Aspekt der Vorrichtung und des Verfahrens, wobei die Komponente aus der Gruppe ausgewählt ist, die ein oder mehrere Dies, ein oder mehrere Halbleitergehäuse, einen oder mehrere Chips, einen oder mehrere Flip-Chips, einen oder mehrere integrierte Schaltkreise, ein oder mehrere weitere Substrate, ein oder mehrere optische Elemente, ein oder mehrere elektronische Elemente, ein oder mehrere elektrooptische Elemente oder eine beliebige Kombination davon umfasst.
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In einem optionalen Aspekt der Vorrichtung umfasst die Vorrichtung zusätzlich mindestens eine Aufsichtskamera, die so angeordnet ist, dass sie mindestens eine Aufsichtsaufnahme von mindestens einem Teil der Greiffläche der Komponente macht.
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In einem optionalen Aspekt der Vorrichtung ist die mindestens eine Aufsichtskamera zusätzlich so angeordnet, um mindestens eine erste Aufsichtsaufnahme einer ersten Komponentenmarkierung an der Komponentenwechselposition zu machen.
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In einem optionalen Aspekt der Vorrichtung ist die mindestens eine Untersichtskamera so angeordnet, um mindestens eine zweite Untersichtsaufnahme einer dritten Komponentenmarkierung an der Komponentenwechselposition zu machen, wobei die Vorrichtung so angeordnet ist, um einen Positionierungsfehler der Komponente unter Verwendung der mindestens einen zweiten Untersichtsaufnahme und der mindestens einen ersten Untersichtsaufnahme zu bestimmen.
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In einem optionalen Aspekt der Vorrichtung und des Verfahrens sind die erste Komponentenmarkierung und die zweite Komponentenmarkierung physikalisch unterschiedlich, physikalisch ähnlich, physikalisch gleich, physikalisch identisch, optisch unterschiedlich, optisch ähnlich, optisch gleich, optisch identisch oder eine Kombination davon.
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Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den Figuren, einschliesslich 1, die einen schematischen Querschnitt, von einer Seite aus gesehen, der relevanten Teile einer Vorrichtung zur Aufnahme einer oder mehrerer Komponenten und zum Befestigen der einen oder mehreren Komponenten auf einem oder mehreren Substraten zeigt.
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Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den Figuren, einschließlich 2A bis 2D, die ausgewählte Schritte in einem Verfahren zur Aufnahme einer Komponente und zum Bestücken eines Substrats zeigen.
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Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den Figuren, einschließlich 3A bis 3D, die ausgewählte Schritte in einem verbesserten Verfahren zur Aufnahme einer Komponente und zum Bestücken eines Substrats zum Anbringen der Komponente zeigen.
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Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den Figuren, einschließlich 4A bis 4B, die Aspekte einer verbesserten Vorrichtung zum Aufnehmen einer Komponente vor dem Bestücken eines Substrats zum Anbringen der Komponente zeigen.
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Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den Figuren, welche 5A bis 5B umfassen, die Aspekte eines verbesserten Komponentenhalters zum wieder lösbaren Anbringen an einer Komponente zeigen.
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Detailierte Beschreibung
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In den Figuren sind eine erste Achse 910, eine zweite Achse 920 und eine dritte Achse 930 gezeigt, um es dem Fachmann leichter zu machen, die verschiedenen Ansichten und Teile miteinander zu betrachten. Die erste Achse 910 steht senkrecht zur zweiten Achse 920, und die dritte Achse 930 steht senkrecht sowohl zur ersten Achse 910 als auch zur zweiten Achse 920. Es wird davon ausgegangen, dass im Gebrauch die erste Achse 910 in Y-Richtung, die zweite Achse 920 in X-Richtung und die dritte Achse 930 in Z-Richtung verläuft. Üblicherweise sind die Y-Achse 910 und die X-Achse 920 im Gebrauch im Wesentlichen horizontal, horizontal oder ungefähr horizontal. Funktionell betrachtet, können die X-Achse 920 und die Y-Achse 910 vertauscht werden. Im Gebrauch ist die Z-Achse 930 üblicherweise im Wesentlichen vertikal, vertikal oder ungefähr vertikal. Um die Beschreibung der verschiedenen Komponenten zu verdeutlichen, zeigen die Figuren die Teile in diesen Ausrichtungen. Um die Beschreibung der verschiedenen Komponenten zu verdeutlichen, wurden einige relative Begriffe verwendet, wie beispielsweise oben, unten, oben, Seite und Basis, um dieser Konvention zu entsprechen.
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Die in dieser Offenbarung beschriebene Vorrichtung kann von einem Fachmann so angeordnet werden, dass sie mit unterschiedlichen Abweichungen von den Ausrichtungen und Nennkoordinatenachsen betreibbar ist.
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1 zeigt einen schematischen Querschnitt, von einer Seite aus betrachtet, relevanter Teile einer Vorrichtung 100, die zur Aufnahme einer oder mehrerer Komponenten 600 an einer Komponentenwechselposition 810 geeignet ist, bevor die eine oder mehreren Komponenten 600 auf ein oder mehrere Substrate 300 gemäß einem der hier offenbaren Verfahren bestückt werden. In dem in 1 dargestellten Beispiel ist die Vorrichtung 100 geeignet, die eine oder mehreren Komponenten 600 auf einem oder mehreren Substraten 300 zum Befestigen an einer Platzierungsposition 800 gemäß einem der hierin offenbaren Verfahren zu bestücken. Insbesondere wird die Vorrichtung 100 betrachtet, wenn man auf eine Ebene blickt, die die X-Achse 920 umfasst, die nominell eine positive Richtung von links nach rechts aufweist, und die Z-Achse 930, die nominell eine positive Richtung von unten nach oben aufweist. Die Y-Achse 910 ist nominell so dargestellt, dass sie eine positive Richtung aus der Zeichnung heraus, in Richtung des Betrachters, aufweist.
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Bei der Vorrichtung 100 kann es sich beispielsweise um ein System zur Aufnahme und Platzierung von Komponenten (oder Dies) handeln. Die Vorrichtung 100 kann z. B. eine Bondvorrichtung für Komponenten (oder Dies) sein. Die Dies haben in der Regel eine rechteckige Form, aber auch runde Formen sind möglich.
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Es kann vorteilhaft sein, die Vorrichtung so anzuordnen, dass sie die eine oder mehreren Komponenten 600 auf dem einen oder mehreren Substraten 300 mit einer Präzision im Mikrometer- oder Submikrometerbereich bestückt.
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Wie im Folgenden beschrieben, ist die Vorrichtung 100 so angeordnet, um einen oder mehrere Positionierungsfehler zu bestimmen, um Alignment-Fehler zwischen einer Komponente nach der Platzierung auf einem Substrat zu überwachen und optional zu reduzieren. Im Allgemeinen kann ein tatsächlicher und/oder vorhergesagter Grad der Fehlausrichtung mit jedem geeigneten Mittel korrigiert werden, um zumindest einen geringen Grad an Bewegung in einer oder mehreren Richtungen einer Komponente und/oder eines Substrats zur Verfügung zu stellen. Eine oder mehrere dieser Korrekturen können zu jedem geeigneten Zeitpunkt zur Verfügung gestellt werden, beispielsweise während einer Beladung, während einer Entladung, während eines Transfers zwischen Stationen, während einer Anfangsphase des Bestückens einer Komponente auf ein Substrat und/oder nach dem Bestücken einer Komponente auf ein Substrat. Die eine oder mehrere Korrekturen können in der Praxis durch ungefähr lineare Bewegungen entlang einer oder mehrerer Achsen 910, 920, 930 und/oder durch ungefähr rotierende Bewegungen um eine oder mehrere Achsen 910, 920, 930 durchgeführt werden. Unterschiede in der Ausrichtung können auch als Unterschiede in der Neigung beschrieben werden.
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Die hier vorliegenden Verfahren und Vorrichtungen zur Aufnahme einer oder mehrerer Komponenten 600 sind nicht auf Dies beschränkt - die eine oder mehreren Komponenten 600 können aus der Gruppe ausgewählt werden, die Folgendes umfasst: einen oder mehrere Dies, ein oder mehrere Halbleitergehäuse, einen oder mehrere Chips, einen oder mehrere Flip-Chips, einen oder mehrere integrierte Schaltkreise, ein oder mehrere weitere Substrate 300, ein oder mehrere optische Elemente, ein oder mehrere elektronische Elemente, ein oder mehrere elektro-optische Elemente oder eine beliebige Kombination davon. So kann beispielsweise eine Komponente 600 auf einem Substrat 300 bestückt werden, eine oder mehrere Komponenten 600 können auf einem Substrat 300 bestückt werden, eine Komponente 600 kann auf einem oder mehreren Substraten 300 bestückt werden.
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Die eine oder die mehreren Komponenten 600 umfassen eine oder mehrere Komponentenmarkierungen, die z. B. von einer oder mehreren Inspektionskameras optisch erfasst werden können und so angeordnet sind, dass sie bei der Bestimmung einer oder mehrerer Positionen und/oder Ausrichtungen der einen oder mehreren Komponenten 600 helfen. Die eine oder mehreren Komponenten 600 umfassen eine Befestigungsfläche 601, die zum Anbringen an dem einen oder den mehreren Substraten 300 geeignet ist, und eine gegenüberliegende Greiffläche, die zum Anbringen an einem Greifer 160 geeignet ist.
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Vorzugsweise kann die Komponentenwechselposition 810 eine oder mehrere Komponentenmarkierungen umfassen.
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Optional kann das eine oder die mehreren Substrate 300 mindestens eine Substratmarkierung (oder ein Substratausrichtungstarget) umfassen, die von einer oder mehreren Inspektionskameras erfasst werden kann und so angeordnet ist, dass sie bei der Bestimmung einer oder mehrerer Positionen und/oder Ausrichtungen des einen oder der mehreren Substrate 300 hilft. Bei der mindestens einen Substratmarkierung kann es sich um jedes geeignete Objekt zur Ausrichtung handeln. Beispielsweise kann eine Substratmarkierung aus der Gruppe ausgewählt werden, die Folgendes umfasst: ein oder mehrere strukturelle Merkmale von mindestens einem Teil eines Substrats 300, ein oder mehrere optische Merkmale von mindestens einem Teil eines Substrats 300, mindestens ein Teil einer Referenzmarke auf einem Substrat oder eine beliebige Kombination davon.
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Vorzugsweise kann die Platzierungsposition 800 eine oder mehrere Platzierungspositionsmarkierungen oder eine oder mehrere nominelle Substratplatz-Markierungen umfassen.
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Das eine oder die mehreren Substrate 300 können jedes Objekt sein, das mindestens eine befestigte Fläche an einer Platzierungsposition aufweist, wobei die befestigte Fläche des einen oder der mehreren Substrate 300 geeignet ist, die Befestigungsfläche 601 der einen oder der mehreren Komponenten 600 aufzunehmen. Das eine oder die mehreren Substrate 300 können beispielsweise aus der Gruppe ausgewählt werden, die Folgendes umfasst: ein oder mehrere metallische Substrate, einen oder mehrere Substratstreifen, einen oder mehrere Leiterrahmen, einen oder mehrere Wafer, eine oder mehrere weitere Komponenten 600 oder eine beliebige Kombination davon. Das eine oder die mehreren Substrate 300 können auch als ein oder mehrere Medien bezeichnet werden.
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1 zeigt die Vorrichtung 100, die einen Aufnahme- und Platzierungsaktuator 150, eine optionale Komponenten-Zuführvorrichtung (oder Zuführeinheit) 120 zum Bereitstellen der einen oder mehreren Komponenten 600 und eine optionale Substrat-Zuführvorrichtung (oder Zuführeinheit) 140 zum Bereitstellen der einen oder mehreren Substrate 300 umfasst. Die optionale Komponenten-Zuführeinheit 120 befindet sich an einer Komponenten-Ladeposition (Ladeposition) 820 und kann ein optionales Komponenten-Handhabungssystem umfassen, beispielsweise einen Wafer, ein Magazin, ein Waffle-Pack oder ein Band. Ein Komponentenwechsler 170 ist so angeordnet (in 1 nicht dargestellt), um eine oder mehrere Komponenten in einem Halter (nicht dargestellt) zu halten und eine oder mehrere gehaltene Komponenten 600 zu einer Komponentenwechselposition 810 zu bewegen. Die Substrat-Zuführvorrichtung 140 ist in einer Platzierungsposition 800 für die Komponenten bestückt.
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Alternativ kann die Vorrichtung auch als Bondvorrichtung ausgebildet sein, die einen Bondkopf anstelle eines Aufnahme- und Platzierungsaktuators umfasst.
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1 zeigt ein Beispiel für einen Aufnahme- und Platzierungsantrieb, der ein erstes Antriebssystem 210 und ein zweites Antriebssystem 220 für den Aufnahme- und Platzierungsaktuator 150 umfasst. Das zweite Antriebssystem 220 ist auf jede geeignete Weise an dem ersten Antriebssystem 210 befestigt. Jede geeignete Konfiguration des Antriebs kann die Vorrichtung 100 umfassen. Beispielsweise kann das erste Antriebssystem 210 so angeordnet sein, um den Aufnahme- und Platzierungsaktuator 150 positiv und negativ entlang der X-Achse 920 zu bewegen, und das zweite Antriebssystem 220 kann so angeordnet sein, um den Aufnahme- und Platzierungsaktuator 150 positiv und negativ entlang der Y-Achse 910 zu bewegen, wodurch der Aufnahme- und Platzierungsaktuator 150 zwischen der Komponentenwechselposition 810 und der Komponentenplatzierungsposition 800 bewegt werden kann.
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Wie in 1 dargestellt, umfasst die Vorrichtung mindestens eine Untersichtskamera 410 (oder aufwärtsgerichtete Kamera) und vorzugsweise mindestens eine Aufsichtskamera 510 (oder abwärtsgerichtete Kamera). Im Zusammenhang mit dieser Offenbarung ist eine Kamera ein optisches System, das so angeordnet ist, dass es ein Bild erfasst. Im Zusammenhang mit dieser Offenbarung bedeutet „nach oben blickend“, dass die Kamera ungefähr in die positive Richtung der Z-Achse 930 gerichtet ist. Im Rahmen dieser Offenbarung bedeutet „Blick nach unten“, dass die Kamera ungefähr in die negative Richtung der Z-Achse 930 gerichtet ist.
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Die mindestens eine Untersichtskamera 410 ist so angeordnet, um mindestens eine Untersichtsaufnahme von einer oder mehreren Komponenten 600 zu machen. In dem in 1 dargestellten Beispiel ist die mindestens eine Untersichtskamera 410 so angeordnet, um mindestens eine Untersichtsaufnahme einer Oberfläche einer Komponente 600 an der Komponentenwechselposition 810 zu machen. Vorzugsweise kann die mindestens eine Untersichtskamera 410 eine Beleuchtungsquelle umfassen, die geeignet ist, einen Teil einer Oberfläche einer Komponente 600 zu beleuchten. Zusätzlich oder alternativ können auch eine oder mehrere Beleuchtungsquellen zur Verfügung gestellt werden, welche nicht in der mindestens einen Untersichtskamera 410 umfasst sind. Es kann auch von Vorteil sein, wenn der mindestens einen Untersichtskamera 410 eine direkte Beleuchtungsquelle zur Verfügung gestellt wird und vorzugsweise eine indirekte Beleuchtung unter Verwendung einer oder mehrerer Beleuchtungsquellen, die nicht in der mindestens einen Untersichtskamera 410 umfasst sind.
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Die vorzugsweise mindestens eine Aufsichtskamera 510 kann so angeordnet sein, dass sie mindestens eine Aufsichtsaufnahme von einer oder mehreren Komponenten 600 macht. In dem in 1 dargestellten Beispiel ist die mindestens eine Aufsichtskamera 510 so angeordnet, um mindestens eine Aufsichtsaufnahme von einer Oberfläche einer Komponente 600 an der Komponentenwechselposition 810 zu machen.
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Vorzugsweise kann die mindestens eine Aufsichtskamera 510 eine Beleuchtungsquelle umfassen, die geeignet ist, einen Teil einer Oberfläche einer Komponente 600 zu beleuchten. Zusätzlich oder alternativ können auch eine oder mehrere Beleuchtungsquellen zur Verfügung gestellt werden, welche nicht in der mindestens einen Aufsichtskamera 510 umfasst sind. Es kann auch von Vorteil sein, dass die mindestens eine Aufsichtskamera 510 eine direkte Beleuchtungsquelle umfasst und vorzugsweise eine indirekte Beleuchtung unter Verwendung einer oder mehrerer Beleuchtungsquellen, die nicht in der mindestens einen Aufsichtskamera 510 umfasst sind, zur Verfügung gestellt wird.
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Vorzugsweise ist die mindestens eine Aufsichtskamera 510 so angeordnet, um mindestens eine Aufsichtsaufnahme einer Oberfläche eines Substrats 300 an der Platzierungsposition 800 für die Komponente zu machen.
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Jede Kamera 410, 510 umfasst einen oder mehrere Bildsensoren (nicht abgebildet) und ein oder mehrere optische Elemente (nicht abgebildet). Der oder die Bildsensoren können jedes geeignete optische Erkennungsverfahren verwenden, beispielsweise CMOS. Erforderlichenfalls können die Strahlengänge unter Verwendung eines oder mehrerer geeignet konfigurierter Umlenkspiegel (nicht abgebildet) abgelenkt werden.
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In dem in 1 dargestellten Beispiel ist die mindestens eine Aufsichtskamera 510 an dem Aufnahme- und Platzierungsaktuator 150 befestigt.
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Wie in 1 dargestellt, umfasst der Aufnahme- und Platzierungsaktuator 150 einen Komponentengreifer 160, der so angeordnet ist, dass er während der Verwendung wieder lösbar an der Greiferfläche 602 einer Komponente 600 befestigt ist und die Befestigung während der Bewegungen des Aufnahme- und Platzierungsaktuators 150 und/oder des Greifers 160 beibehält. Der Greifer 160 ist beispielsweise vakuumbetrieben, wobei ein gewisser Grad an Unterdruck verwendet werden kann, um eine Komponente 600 im Greifer 160 zu halten. Der Greifer 160 ist so angeordnet, dass er um die Z-Achse 930 drehbar ist.
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In dem in 1 dargestellten Beispiel ist die Vorrichtung 100 so angeordnet, dass sie zumindest einen Teil eines Platzierungsprozesses an der Platzierungsposition 800 zur Verfügung stellt. Während des mindestens einen Teils des Platzierungsprozesses wird die Befestigungsfläche 601 der einen oder mehreren Komponenten 600 mit dem einen oder den mehreren Substraten 300 in Kontakt gebracht, so dass eine oder mehrere Prozessierungen auf mindestens einem Teil der Befestigungsfläche 601 durchgeführt werden können. Die Befestigungsfläche 601 ist typischerweise zumindest ein Teil eines gegenseitigen Bereichs des Kontakts zwischen einer Komponente und einem Substrat.
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In dem in 1 dargestellten Beispiel ist das erste Antriebssystem 210 so angeordnet, um den Aufnahme- und Platzierungsaktuator 150 über relativ lange Strecken zu transportieren, nämlich von der Komponentenwechselposition 810, in der der Aufnahme- und Platzierungsaktuator 150 und der Greifer 160 ein Bauteil 600 von dem Komponentenwechsler 170 aufnehmen, zu der Platzierungsposition 800, in der der Aufnahme- und Platzierungsaktuator 150 und der Greifer 160 das Bauteil 600 auf ein Substrat 300 bestücken. Die Anforderungen an die Positionsgenauigkeit des ersten Antriebssystems 210 können relativ gering sein, eine Positionsgenauigkeit von +/- 2 µm ist in der Regel ausreichend. In dem in 1 gezeigten Beispiel ist das erste Antriebssystem 210 als sogenanntes „Gantry“ mit zwei oder mehr mechanisch hochstabilen Bewegungsachsen ausgeführt, von denen zwei Bewegungsachsen Bewegungen des Aufnahme- und Platzierungsaktuators 150 entlang zweier senkrecht zueinander verlaufender Achsen 910, 920 ermöglichen.
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Typischerweise sind Bewegungen des Aufnahme- und Platzierungsaktuators 150 entlang der Z-Achse 930 erforderlich, um eine Komponente 600 aus der Komponentenwechsler-Einheit 170 auszuschließen und um die Komponente 600 in einer beabsichtigten Platzierungsposition auf einem Substrat 300 zu bestücken. Diese Bewegung entlang der Z-Achse 930 kann auf vielfältige Weise erfolgen, beispielsweise indem dem ersten Antriebssystem 210 eine dritte, stabile oder hochstabile Bewegungsachse zur Verfügung gestellt wird, die so angeordnet ist, dass sie eine Bewegung entlang der Z-Achse 930 des Aufnahme- und Platzierungsaktuators ermöglicht. Zusätzlich oder alternativ kann das zweite Antriebssystem 220 mit einem zusätzlichen, hochpräzisen Antrieb versehen werden, der so angeordnet wird, um Bewegungen des Aufnahme- und Platzierungsaktuators 150 entlang der Z-Achse 930 zur Verfügung zu stellen. Zusätzlich oder alternativ kann der Aufnahme- und Platzierungsaktuator 150 einen Hochpräzisionsantrieb umfassen, der so angeordnet ist, dass er Bewegungen des Greifers 160 entlang der Z-Achse 930 zur Verfügung stellt. Die Vorrichtung 100 kann nur eine, zwei oder alle drei der oben genannten Bewegungsachsen / Antriebe für die Bewegungen entlang der Z-Achse 930 umfassen.
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In dem in 1 gezeigten Beispiel ist das zweite Antriebssystem 220 so angeordnet, um den Aufnahme- und Platzierungsaktuator 150 zwischen den Bearbeitungspositionen zu bewegen, und auch, um hochpräzise Korrekturbewegungen des Aufnahme- und Platzierungsaktuators 150 in zwei verschiedenen Richtungen 910, 920 zu ermöglichen.
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In dem in 1 dargestellten Beispiel umfasst der Aufnahme- und Platzierungsaktuator 150 vorzugsweise einen Antrieb für die Drehung des Komponenten-Greifers 160 um die Z-Achse 930.
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Zusätzlich oder alternativ kann der Komponentenwechsler 170 so angeordnet sein, dass er eine oder mehrere Komponenten 600 um die Z-Achse 930 dreht, um mindestens einen Grad an Winkelfehler zu reduzieren oder zu eliminieren.
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Zusätzlich oder alternativ kann die Substrat-Zuführvorrichtung 140 so angeordnet sein, dass sie ein oder mehrere Substrate 300 um die Z-Achse 930 dreht, um mindestens einen Grad des Winkelfehlers zu reduzieren oder zu beseitigen.
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In dem in 1 gezeigten Beispiel ist der Bewegungsbereich des zweiten Antriebssystems 220 typischerweise klein oder sehr klein im Vergleich zum Bewegungsbereich des ersten Antriebssystems 210. Das zweite Antriebssystem 220 ist so angeordnet, um den Aufnahme- und Platzierungsaktuator 150 zu einer oder mehreren Bearbeitungspositionen zu bewegen, und ist so angeordnet, um hochpräzise Korrekturbewegungen des Aufnahme- und Platzierungsaktuators 150 in zwei verschiedenen Richtungen 910, 920 zur Verfügung zu stellen.
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Die eine oder die mehreren Komponenten 600 umfassen eine erste Oberfläche, die unter Verwendung der in 1 verwendeten Ausrichtungen nominell als die obere Oberfläche beschrieben wird. Die erste Fläche ist geeignet, um wieder lösbar an dem Greifer 160 befestigt zu werden, und wird daher auch als Greiferfläche 602 bezeichnet. Die eine oder mehrere Komponenten 600 umfassen eine zweite Oberfläche, die unter Verwendung der in 1 verwendeten Ausrichtungen nominell als Bodenfläche bezeichnet wird. Die zweite Fläche ist geeignet, um an einem Substrat befestigt zu werden, und wird daher auch als Befestigungsfläche 601 bezeichnet. Die zweite Fläche ist geeignet, um wieder lösbar an dem Komponentenhalter 130 angebracht zu werden.
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Die Vorrichtung 100 ist so angeordnet, dass sie in der Komponentenwechselposition 810 eine Komponente 600, die am Greifer 160 befestigt ist, entlang der Z-Achse 930 vom Halter 130 wegbewegt.
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Die oben in Bezug auf 1 beschriebene Vorrichtung 100 und alle hierin beschriebenen Varianten und Ausführungsformen sind zur Durchführung der hier offenbaren verbesserten Verfahren geeignet.
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2A bis 2D zeigen ausgewählte Schritte eines Verfahrens zur Aufnahme einer Komponente und zum Bestücken eines Substrats mit der Komponente. Die in 1 gezeigte Vorrichtung kann geändert werden, um das Verfahren unter Verwendung modifizierter Komponenten und Module durchzuführen. Die in 2A bis 2D mit denselben Bezugszeichen geänderten Komponenten und Module funktionieren in ähnlicher Weise wie die entsprechenden Komponenten und Module in 1, sind aber nicht identisch. Die Module und Komponenten in 2A bis 2D sind in einem schematischen Querschnitt, von einer Seite betrachtet, während der Aufnahme und Bestückung dargestellt. Insbesondere werden die Komponenten und Module betrachtet, wenn man auf eine Ebene blickt, die die X-Achse 920 umfasst, die nominell eine positive Richtung von links nach rechts aufweist, und die Z-Achse 930, die nominell eine positive Richtung von unten nach oben aufweist. Die Y-Achse 910 ist nominell so dargestellt, dass sie eine positive Richtung aus der Zeichnung heraus, in Richtung des Betrachters, aufweist.
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Wie in 2A gezeigt, hält ein Komponentenwechsler 9170 eine Komponente 600 auf einem Komponentenhalter 9130 in einer Komponentenwechselposition 9810. An der Komponentenwechselposition 9810 wird eine Aufsichtskamera 9510 verwendet, um eine Aufnahme der Komponente 600 zu machen, die sich innerhalb des Sichtfelds 9515 der Aufsichtskamera 9510 befindet. Das Bild wird anschließend verwendet, um eine Position der Komponente 600 zu bestimmen.
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Nachdem die Aufnahme gemacht wurde, ist der Aufnahme- und Platzierungsaktuator 150 in die Komponentenwechselposition 9810 bewegbar.
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Wie in 2B gezeigt, wird der Aufnahme- und Platzierungsaktuator 150 so positioniert, dass der Greifer 160 der Komponente 600 zugewandt ist und dass sich der Greifer 160 in der Nähe der Komponente 600 befindet. Wie in 2B gezeigt, wird der Aufnahme- und Platzierungsaktuator 150 an der Komponentenwechselposition 9810 an der Komponente 600 befestigt.
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Nach dem Anbringen des Greifers 160 an der Komponente 600 löst der Komponentenhalter 9130 die Komponente 600 wieder.
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Wie in 2C gezeigt, wird der Aufnahme- und Platzierungsaktuator 150 vom Komponentenhalter 9130 wegbewegt, während die Komponente 600 vom Greifer 160 festgehalten wird, wodurch ein Spielraum für die weitere Bewegung der Komponente 600 zur Platzierungsposition 800 geschaffen wird.
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Nachdem ein ausreichender Freiraum geschaffen wurde, sind der Aufnahme- und Platzierungsaktuator 150 und die Komponente 600 in die Platzierungsposition 800 bewegbar.
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Wie in 2D gezeigt, wird von der Vorrichtung 100 ein Substrat 300 zur Verfügung gestellt, das in die Platzierungsposition 800 gebracht wird. Wie in 2D gezeigt, ist der Aufnahme- und Platzierungsaktuator 150 so beweglich, dass sich die Komponente 600 in der Nähe des Substrats 300 befindet. Wie in 2D gezeigt, wird die Komponente 600 durch den Greifer 160 bestückt, der die Komponente 600 an der Platzierungsposition 800 wieder löst.
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Ein Nachteil des Aufnahmeverfahrens besteht darin, dass signifikante Verschiebungsfehler, die beim Anbringen der Komponente 600 am Greifer 160 gemacht werden, während der Aufnahmeschritte nicht erkannt oder gemessen werden. Signifikante Verschiebungsfehler können zum Beispiel bis zu einigen Mikrometern betragen. Zum Beispiel können signifikante Verschiebungsfehler bis zu fünf Mikrometer (µm) betragen. Dies führt häufig zu einem nicht erkannten Alignment-Fehler zwischen der Komponente 600 und dem Substrat 300 an der Platzierungsposition 800. Mit anderen Worten, vor dem Bestücken kann es zu einem unerkannten Positions- und/oder Ausrichtungsfehler zwischen der Komponente 600 und dem Substrat 300 an der Platzierungsposition 800 für die Komponente kommen.
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Um das Risiko von unerkannten Alignment-Fehlern zu reduzieren, werden vorliegend verbesserte Verfahren zur Aufnahme beschrieben. Diese verbesserten Verfahren zum Alignment können auch das Ausmaß der nicht erkannten Ausrichtungsfehler reduzieren. Zum Beispiel können die signifikanten Verschiebungsfehler auf weniger als ein Mikrometer (µm) reduziert werden. Zum Beispiel können die signifikanten Verschiebungsfehler auf weniger als 500 Nanometer (nm) reduziert werden. Zum Beispiel können die signifikanten Verschiebungsfehler auf ungefähr 100 nm bis 500 nm reduziert werden.
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3A bis 3D zeigen ausgewählte Schritte aus einem verbesserten Verfahren. Die in 1 gezeigte Vorrichtung ist für die Durchführung des verbesserten Verfahrens zur Aufnahme einer Komponente 600 und zum Bestücken eines Substrats 300 geeignet. Die in 3A bis 3D mit denselben Bezugszeichen gezeigten Komponenten und Module funktionieren auf die gleiche Weise wie die entsprechenden Komponenten und Module in 1. Die Module und Komponenten in 3A bis 3D sind in einem schematischen Querschnitt, von einer Seite aus betrachtet, während der Aufnahme und Platzierung dargestellt. Insbesondere werden die Komponenten und Module mit Blick auf eine Ebene betrachtet, die die X-Achse 920 umfasst, die nominell eine positive Richtung von links nach rechts aufweist, und die Z-Achse 930, die nominell eine positive Richtung von unten nach oben aufweist. Die Y-Achse 910 ist nominell so dargestellt, dass sie eine positive Richtung aus der Zeichnung heraus, in Richtung des Betrachters, aufweist.
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Wie in 3A gezeigt, hält der Komponentenwechsler 170 eine Komponente 600 auf einer Aufnahmefläche 131 des Komponentenhalters 130 an der Komponentenwechselposition 810 fest. Die Aufnahmefläche 131 des Komponentenhalters 130 ist geeignet, zumindest einen Teil der Befestigungsfläche 601 der Komponente 600 aufzunehmen und festzuhalten. In dem in 3A gezeigten Beispiel wird die Befestigungsfläche 601 der Komponente 600 von der Aufnahmefläche 131 des Komponentenhalters 130 aufgenommen. In dem in 3A gezeigten Beispiel umfasst der Komponentenhalter 130 eine hintere Fläche 132, die so angeordnet ist, dass sie der Aufnahmefläche 131 gegenüberliegt.
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In dem in 3A dargestellten Beispiel ist die mindestens eine Aufsichtskamera 510 so angeordnet, um mindestens eine Aufsichtsaufnahme von mindestens einem Teil der Greiffläche 602 der Komponente 600 an der Komponentenwechselposition 810 zu machen. In dem in 3A dargestellten Beispiel wird die mindestens eine Aufsichtskamera 510 verwendet, um mindestens eine erste Aufsichtsaufnahme 710 einer ersten Komponentenmarkierung, die die Komponente 600 umfasst, zu machen. Die mindestens eine erste Aufsichtsaufnahme 710 kann vorzugsweise dazu verwendet werden, einen Positionierungsfehler der Komponente 600 zu bestimmen. Die mindestens eine erste Aufsichtsaufnahme 710 kann vorzugsweise verwendet werden, um eine erste Position und/oder Ausrichtung der Komponente 600 zu bestimmen.
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In dem in 3A dargestellten Beispiel ist die mindestens eine Untersichtskamera 410 so angeordnet, um mindestens eine Untersichtsaufnahme von mindestens einem Teil der Befestigungsfläche 601 der Komponente 600 an der Komponentenwechselposition 810 zu machen. In dem in 3A dargestellten Beispiel wird die mindestens eine Untersichtskamera 410 verwendet, um mindestens eine erste Untersichtsaufnahme 720 einer zweiten Komponentenmarkierung, die die Komponente umfasst, zu machen. Die mindestens eine erste Untersichtsaufnahme 720 wird anschließend zur Bestimmung eines Positionierungsfehlers der Komponente 600 verwendet. Die mindestens eine erste Untersichtsaufnahme 720 kann vorzugsweise dazu verwendet werden, eine zweite Position und/oder Ausrichtung der Komponente 600 zu bestimmen.
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Es kann jede geeignete Komponentenmarkierung verwendet werden. Beispielsweise eine oder mehrere Markierungen aus der Gruppe, die Folgendes umfasst: ein oder mehrere strukturelle Merkmale mindestens eines Teils der Komponente 600, ein oder mehrere optische Merkmale mindestens eines Teils der Komponente 600, mindestens ein Teil eines Referenzpunktes auf einer Komponente oder eine beliebige Kombination davon. Die strukturellen Merkmale können z.B. eine oder mehrere Kanten, eine oder mehrere Ecken, eine oder mehrere Facetten umfassen. Eine zweite Komponentenmarkierung kann beispielsweise zumindest einen Teil einer Kante umfassen, beispielsweise eine Sägekante. Komponentenmarkierungen können physisch unterschiedlich, physisch ähnlich, physisch gleich, physisch identisch, optisch unterschiedlich, optisch ähnlich, optisch gleich, optisch identisch oder eine Kombination davon sein. Zum Beispiel kann dieselbe physische Komponentenmarkierung als mehrere unterschiedliche Komponentenmarkierungen betrachtet werden, wenn sie unter einer oder mehreren unterschiedlichen optischen Anordnungen und/oder Ausrichtungen betrachtet wird.
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Es kann von Vorteil sein, wenn eine zweite Komponentenmarkierung und eine dritte Komponentenmarkierung zumindest einen Teil einer aktiven Chip-Struktur umfasst, die in der Greiferoberfläche 602 einer Komponente enthalten ist, da so eine höhere Genauigkeit erreicht werden kann.
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In dem in 3A gezeigten Beispiel ist der Komponentenwechsler 170 so angeordnet, dass die mindestens eine Aufsichtskamera 510 auf die Aufnahmefläche 131 des Komponentenhalters 130 gerichtet ist.
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In dem in 3A dargestellten Beispiel ist der Komponentenwechsler 170 so angeordnet, dass die mindestens eine Aufsichtskamera 510 der Greiferfläche 602 der Komponente 600 zugewandt ist, wobei eine oder mehrere Aufsichtsaufnahmen von einer oder mehreren ersten Komponentenmarkierungen gemacht werden.
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Bei dem in 3A dargestellten Beispiel ist der Komponentenwechsler 170 so angeordnet, dass die mindestens eine Untersichtskamera 410 der hinteren Fläche 132 des Komponentenhalters 130 zugewandt ist.
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In dem in 3A dargestellten Beispiel ist der Komponentenhalter 130 so angeordnet, dass die mindestens eine Untersichtskamera 410 mindestens einem Teil der Befestigungsfläche 601 der Komponente 600 zugewandt ist, wodurch eine oder mehrere Untersichtsaufnahmen von einer oder mehreren zweiten Komponentenmarkierungen gemacht werden.
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Beispielsweise können ein oder mehrere Strahlungsfenster (nicht dargestellt) in dem Komponentenhalter 130 vorgesehen sein und so angeordnet werden, dass eine Beleuchtungsstrahlung sich zwischen der Aufnahmefläche 131 und der hinteren Fläche 132 des Komponentenhalters erstrecken kann.
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Beispielsweise kann ein Komponentenhalter eine transparente Platte, beispielsweise eine Glasplatte, mit Vakuumlöchern sein, wodurch relativ große Strahlungsfenster zur Verfügung gestellt werden. Dies kann vorteilhaft sein, weil es einen gewissen Grad an gleichzeitiger Oberflächeninspektion ermöglicht.
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Das eine oder die mehreren Strahlungsfenster können sich beispielsweise an einer oder mehreren Ecken einer Komponente befinden. Das eine oder die mehreren Strahlungsfenster können beispielsweise ungefähr in der Mitte einer oder mehrerer Seiten einer Komponente angeordnet sein.
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Nachdem die Vorrichtung die mindestens eine erste Untersichtsaufnahme 710 und die mindestens eine erste Untersichtsaufnahme 720 gemacht hat, bewegt sie den Aufnahme- und Platzierungsaktuator 150 in die Komponentenwechselposition 810. Vorzugsweise können vorgegebene relative Positionen und/oder Ausrichtungen zwischen dem Aufnahme- und Platzierungsaktuator 150 und der Aufsichtskamera 510 verwendet werden, um die Genauigkeit der Bewegung zu beeinflussen. Zusätzlich oder alternativ kann die mindestens eine erste Aufsichtsaufnahme 710 zur Bestimmung einer ersten Aufsichtsposition und/oder Ausrichtung der Komponente 600 verwendet werden, um die Genauigkeit der Bewegung zu beeinflussen.
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Wie in 3B gezeigt, ist der Aufnahme- und Platzierungsaktuator 150 so positioniert, dass der Greifer 160 der Greiferfläche 602 der Komponente 600 zugewandt ist und dass der Greifer 160 sich in der Nähe der Greiferfläche 602 der Komponente 600 befindet. Wie in 3B gezeigt, wird der Greifer 160 an der Komponentenwechselposition 810 an der Greiferfläche 602 der Komponente 600 befestigt.
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Nach dem Anbringen des Greifers 160 an der Greiffläche 602 der Komponente 600 löst die Aufnahmefläche 131 des Komponentenhalters 130 die Befestigungsfläche 601 der Komponente 600 wieder.
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Wie in 3C gezeigt, ist der Aufnahme- und Platzierungsaktuator 150 entlang der Z-Achse 930 vom Komponentenhalter 130 weg von der Aufnahmefläche 131 des Komponentenhalters 130 beweglich, während die Komponente 600 vom Greifer 160 festgehalten wird. Nach dem Wiederlösen durch den Komponentenhalter 130 und der Bewegung entlang der Z-Achse 930 wird die Komponente 600 zudem in einer weiteren Inspektionsposition 932 positioniert. In dem in 3C gezeigten Beispiel wird die Befestigungsfläche 601 der Komponente 600 an einer weiteren Inspektionsposition 932 positioniert. In dem in 3C dargestellten Beispiel wird die Befestigungsfläche 601 der Komponente 600 in einem Sichtfeld 415 der mindestens einen Untersichtskamera 410 gehalten. In dem in 3C dargestellten Beispiel wird eine Position der unmittelbaren Nähe zwischen der Befestigungsfläche 601 der Komponente 600 und der Aufnahmefläche 131 des Halters 130 beibehalten, während mindestens eine zweite Untersichtsaufnahme 730 gemacht wird. Im Rahmen dieser Offenbarung bedeutet „nahe“, dass der durchschnittliche Abstand zwischen der Befestigungsfläche 601 der Komponente 600 und der Aufnahmefläche 131 des Halters 130 im Bereich von 10 bis 200 µm liegen kann.
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An der Komponentenwechselposition 810 wird die Untersichtskamera 410 verwendet, um an der weiteren Inspektionsposition 932 mindestens eine zweite Untersichtsaufnahme 730 der dritten Komponentenmarkierung zu machen.
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Es kann vorteilhaft sein, die weitere Inspektionsposition 932 der Komponente 600 so anzuordnen, dass die Befestigungsfläche 601 der Komponente 600 in einem optimalen Abbildungsbereich der Untersichtskamera 410 gehalten wird, um beispielsweise die in 3A gezeigte mindestens eine erste Untersichtsaufnahme 720 und die in 3C gezeigte mindestens eine zweite Untersichtsaufnahme 730 zu machen. Dadurch kann ein höherer Grad an Genauigkeit zur Verfügung gestellt werden, da Unterschiede in den optischen Pfaden und optischen Konfigurationen reduziert werden, wenn Positionen und/oder Ausrichtungen der dritten Komponentenmarkierung mit Positionen und/oder Ausrichtungen der zweiten Komponentenmarkierung verglichen werden. Zusätzlich oder alternativ kann ein Fokus der Untersichtskamera 410 um fokussiert werden, um die mindestens einen dritten Bilder 730 in einem optimalen Abbildungsbereich aufzunehmen. Vorzugsweise können die dritte Komponentenmarkierung und die zweite Komponentenmarkierung eines oder mehrere der gleichen strukturellen Merkmale einer Komponente, beispielsweise eine oder mehrere Kanten, gemeinsam haben. Zusätzlich oder alternativ können die dritte Komponentenmarkierung und die zweite Komponentenmarkierung eine oder mehrere der gleichen optischen Eigenschaften der Komponente aufweisen. Zusätzlich oder alternativ können die dritte Komponentenmarkierung und die zweite Komponentenmarkierung die gleiche Oberfläche einer Komponente umfassen. Zusätzlich oder alternativ kann die dritte Komponentenmarkierung und/oder die zweite Komponentenmarkierung in der Befestigungsfläche 601 der Komponente 600 umfasst sein.
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Die mindestens eine zweite Untersichtsaufnahme 730 wird zusammen mit der mindestens einen ersten Untersichtsaufnahme 720 verwendet, um einen Positionierungsfehler der Komponente 600 zu ermitteln. Beispielsweise kann eine zweite Position und/oder Ausrichtung der Komponente 600 unter Verwendung der mindestens einen ersten Untersichtsaufnahme 720 bestimmt werden. So kann beispielsweise eine dritte Position und/oder Ausrichtung der Komponente 600 unter Verwendung der mindestens einen zweiten Untersichtsaufnahme 730 bestimmt werden. Beispielsweise kann der Positionierungsfehler der Komponente 600 unter Verwendung der dritten Position und/oder Ausrichtung mit der zweiten Position und/oder Ausrichtung bestimmt werden. Der Positionierungsfehler der Komponente 600 entspricht einer Differenz zwischen der zweiten Komponentenposition (befestigt am Komponentenhalter 130) und der dritten Komponentenposition (befestigt am Greifer 160 nach dem Wiederlösen vom Komponentenhalter 130), die durch eine Komponentenverschiebung beim Wiederlösen vom Komponentenhalter 130 verursacht wird.
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Zusätzlich oder alternativ kann der nach dem in 3C gezeigten Schritt ermittelte Positionierungsfehler der Komponente 600 zumindest teilweise korrigiert werden, bevor die Komponente 600 an der Platzierungsposition 800 auf das Substrat 300 bestückt wird.
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Vorzugsweise kann die zumindest teilweise Korrektur für eine oder mehrere nachfolgende Komponenten beibehalten werden. Zum Beispiel kann der Positionierungsfehler der Komponente 600 zumindest teilweise korrigiert werden, indem eine oder mehrere geeignete Positionen und/oder Ausrichtungen geändert werden, die aus der Gruppe ausgewählt werden, die Folgendes umfasst: eine Drehung der Komponente 600, eine Verschiebung der Komponente 600, eine Neigung der Komponente 600, eine Drehung des Substrats 300, eine Verschiebung des Substrats 300, eine Neigung des Substrats 300, eine Drehung des Aufnahme- und Platzierungsaktuators 150, eine Verschiebung des Aufnahme- und Platzierungsaktuators 150, eine Neigung des Aufnahme- und Platzierungsaktuators 150, eine Drehung des Greifers 160, eine Verschiebung des Greifers 160, eine Neigung des Greifers 160, oder eine beliebige Kombination davon. Zusätzlich oder alternativ kann ein erwarteter Positionierungsfehler einer nachfolgenden Komponente zumindest teilweise korrigiert werden, indem eine oder mehrere geeignete Positionen und/oder Ausrichtungen aus der Gruppe geändert werden, die Folgendes umfasst: eine Drehung des Komponentenhalters 130, eine Verschiebung des Komponentenhalters 130, eine Neigung des Komponentenhalters 130 oder eine beliebige Kombination davon.
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Vorzugsweise bewegt die Vorrichtung den Aufnahme- und Platzierungsaktuator 150 weiter von dem Komponentenhalter 130 weg, während die Komponente 600 von dem Greifer 160 gehalten wird, wenn der Abstand für eine weitere Bewegung nach dem in 3C dargestellten Schritt zu gering ist. Nachdem ein ausreichender Abstand geschaffen wurde, sind der Aufnahme- und Platzierungsaktuator 150 und die Komponente 600 durch die Vorrichtung in die Platzierungsposition 800 bewegbar.
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Wie in 3D gezeigt, wird von der Vorrichtung 100 ein Substrat 300 zur Verfügung gestellt, um die Platzierungsposition 800 zu bestücken. Wie in 3D gezeigt, bewegt die Vorrichtung den Aufnahme- und Platzierungsaktuator 150 so, dass sich die Befestigungsfläche 601 der Komponente 600 in der Nähe des Substrats 300 und/oder der Platzierungsposition 800 befindet, wobei optional ein oder mehrere Positionierungsfehler der Komponente 600 zumindest teilweise korrigiert werden. Wie in 3D gezeigt, bestückt die Vorrichtung 100 dann die Befestigungsfläche 601 der Komponente 600 auf dem Substrat 300, indem der Greifer 160 die Greiferfläche 602 der Komponente 600 an der Platzierungsposition 800 wieder löst.
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In dem in 4A und 4B gezeigten Beispiel werden Aspekte einer verbesserten Vorrichtung, wie sie in 1 gezeigt ist, dargestellt. Die in 4A und 4B mit denselben Bezugszeichen gezeigten Komponenten und Module funktionieren auf die gleiche Weise wie die entsprechenden Komponenten und Module in 1 und 3A bis 3D. In dem in 4A bis 4B dargestellten Beispiel sind auch optionale Verfahrensschritte gezeigt, welche vor dem oben in 3A dargestellten Schritt durchgeführt werden können, um eine Komponente 600 zur Verfügung zu stellen, die an einer Aufnahmefläche 131 des Komponentenhalters 130 an der Komponentenwechselposition 810 gehalten wird. Die Komponenten und Module in 4A bis 4B sind in einem schematischen Querschnitt, von einer Seite betrachtet, während des Ladens der Komponenten und vor dem Wechsel der Komponenten dargestellt. Insbesondere werden die Komponenten und Module mit Blick auf eine Ebene betrachtet, die die X-Achse 920 umfasst, die nominell eine positive Richtung von links nach rechts aufweist, und die Z-Achse 930, die nominell eine positive Richtung von unten nach oben aufweist. Die Y-Achse 910 ist nominell so dargestellt, dass sie eine positive Richtung aus der Zeichnung heraus, in Richtung des Betrachters, aufweist.
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Wie in 4A gezeigt, ist der Komponentenwechsler 170 so angeordnet, um eine Komponente 600 an der Komponentenladeposition 820 von einer vorzugsweise vorhandenen Komponentenzuführung 120 aufzunehmen, und so angeordnet, um die Komponente 600 auf dem Komponentenhalter 130 zu halten.
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Wie in 4B gezeigt, ist der Komponentenwechsler 170 so angeordnet, dass er die Komponente 600 auf dem Komponentenhalter 130 an der Komponentenwechselposition 810 festhält und so angeordnet, dass er die Komponente 600 an den Aufnahme- und Platzierungsaktuator (nicht dargestellt) wieder löst. Vorzugsweise kann die Bauteilzuführung 120 so angeordnet sein, dass sie das Bauteil festhält und wieder löst. Jeder geeignete Komponentenwechsler 170 kann in der in 1 dargestellten Vorrichtung verwendet werden.
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In dem in 4A und 4B dargestellten Beispiel kann ein Komponentenwechsler 170 vom Typ „Flip-Unit“ zur Verfügung gestellt werden, der einen Komponentenhalter 130 umfasst, der ein Mittel (nicht dargestellt) zur Wechslerrotation 240 in beiden Richtungen um die erste Achse (Y-Achse) 910 umfasst und ein Wechslerelement 175 umfasst, das den Komponentenhalter 130 mit dem Mittel zur Wechslerrotation (nicht dargestellt) verbindet. In dem in 4A und 4B gezeigten Beispiel ist der Komponentenwechsler 170 so angeordnet, dass er sich zwischen der in 4A gezeigten Komponentenladeposition 820 und der in 4B gezeigten Komponentenwechselposition 810 über einen ungefähren Halbkreis im und gegen den Uhrzeigersinn dreht.
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In dem in 4A gezeigten Beispiel ist der Komponentenwechsler 170 um die erste Achse (Y) 910 gegen den Uhrzeigersinn um 240 gedreht worden, die Aufnahmefläche 131 des Komponentenhalters 130 ist in die Nähe der Befestigungsfläche 601 der Komponente 600 bewegt worden, und die Befestigungsfläche 601 der Komponente 600 ist an der Aufnahmefläche 131 des Komponentenhalters 130 befestigt worden.
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Nach Aufnahme der Komponente 600 an der Komponentenladeposition 820 dreht sich der Komponentenwechsler 170 im Uhrzeigersinn um die erste Achse (Y) 910 zur Komponentenwechselposition 810.
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In dem in 4B gezeigten Beispiel hält der Komponentenwechsler 170 die Komponente 600 an der Aufnahmefläche 131 des Komponentenhalters 130 in der Komponentenwechselposition 810 fest. In dem in 4B dargestellten Beispiel ist der Komponentenwechsler 170 so angeordnet, dass die mindestens eine Untersichtskamera 410 der hinteren Fläche 132 des Komponentenhalters 130 zugewandt ist. In dem in 4B dargestellten Beispiel wird die Befestigungsfläche 601 der Komponente 600 in einem Sichtfeld 415 der mindestens einen Untersichtskamera 410 gehalten. In dem in 4B dargestellten Beispiel ist die mindestens eine Untersichtskamera 410 zumindest einem Teil der Befestigungsfläche 601 der Komponente 600 zugewandt, wodurch eine oder mehrere Untersichtsaufnahmen von einer oder mehreren zweiten Komponentenmarkierungen gemacht werden. In dem in 4B dargestellten Beispiel sind ein oder mehrere Strahlungsfenster (nicht dargestellt) in dem Komponentenhalter 130 vorgesehen und werden so angeordnet, um eine Beleuchtungsstrahlung sich zwischen der Aufnahmefläche 131 und der hinteren Fläche 132 des Komponentenhalters 130 erstrecken zu lassen.
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Nach dem Festhalten der Komponente 600 auf der Aufnahmefläche 131 des Komponentenhalters 130 an der Komponentenwechselposition 810 ist der in 4B dargestellte Komponentenwechsler 170 geeignet, die Schritte der in 3A bis 3D dargestellten und oben beschriebenen verbesserten Verfahren durchzuführen. Insbesondere ist der in 4A bis 4B dargestellte Komponentenwechsler 170 zur Durchführung des in 3C dargestellten Schritts geeignet, wobei die Befestigungsfläche 601 der Komponente 600 an der weiteren Inspektionsposition (nicht dargestellt) gehalten wird, während mindestens eine zweite Untersichtsaufnahme (nicht dargestellt) gemacht wird. Der in 4A bis 4B dargestellte Komponentenwechsler 170 ist zur Durchführung des in 3C dargestellten Schritts geeignet, wobei die Befestigungsfläche 601 der Komponente 600 in einem Sichtfeld 415 der mindestens einen Untersichtskamera 410 gehalten wird.
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5A und 5B zeigen Aspekte eines verbesserten Komponentenhalters 130 zum wieder lösbaren Anbringen an einer Komponente. Das in 5A und 5B gezeigte Beispiel ist zur Verwendung in dem in 3A bis 3D gezeigten Komponentenwechsler 170 geeignet. Die in 5A und 5B mit denselben Bezugszeichen gezeigten Komponenten und Module funktionieren auf die gleiche Weise wie die entsprechenden Komponenten und Module in 1, 3A bis 3D und 4A und 4B. Das in 5A und 5B gezeigte Beispiel ist zur Verwendung in dem in 4A und 4B gezeigten
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Komponentenwechsler 170 geeignet. Die Module und Komponenten in 5A und 5B sind in einer schematischen Ansicht von oben nach unten betrachtet dargestellt. Insbesondere werden die Komponenten und Module mit Blick auf eine Ebene betrachtet, die die X-Achse 920 umfasst, die nominell eine positive Richtung von links nach rechts aufweist, und die Y-Achse 910, die nominell eine positive Richtung von oben nach unten aufweist. Die Z-Achse 930 ist nominell so dargestellt, dass sie eine positive Richtung aus der Zeichnung heraus, in Richtung des Betrachters, aufweist.
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In dem in 5A dargestellten Beispiel ist die Befestigungsfläche 131 des Komponentenhalters 130 in der Zeichenebene ohne Komponente (nicht abgebildet) gezeigt. In dem in 5A dargestellten Beispiel ist die Ausdehnung eines Komponentenhaltebereichs 137 dargestellt, der zur Verfügung gestellt wird, um eine Komponente (nicht dargestellt) aufzunehmen und lösbar an einer Komponente (nicht dargestellt) zu befestigen, wobei die Ausdehnung des Komponentenhaltebereichs 137 vorgegeben und/oder gesteuert wird, um den erwarteten Abmessungen und Ausrichtungen der aufzunehmenden Komponenten (nicht dargestellt) zu entsprechen. In dem in 5A dargestellten Beispiel umfasst der Komponentenhalter 130 zudem ein oder mehrere Strahlungsfenster 135, die so angeordnet sind, dass sich eine Beleuchtungsstrahlung zwischen der Aufnahmefläche 131 und der hinteren Fläche (nicht dargestellt) des Komponentenhalters 130 erstreckt. In dem in 5A gezeigten Beispiel sind das eine oder die mehreren Strahlungsfenster 135 zumindest teilweise in dem Komponentenhaltebereich 137 angeordnet. In dem in 5A gezeigten Beispiel werden das eine oder die mehreren Strahlungsfenster 135 in der Nähe einer Position zur Verfügung gestellt, an der eine Ecke einer Komponente (nicht dargestellt) während des Gebrauchs voraussichtlich positioniert wird. In dem in 5A gezeigten Beispiel werden das eine oder die mehreren Strahlungsfenster 135 an Positionen zur Verfügung gestellt, an denen voraussichtlich eine Kante einer Komponente (nicht dargestellt) im Gebrauch positioniert sein wird.
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In dem in 5A dargestellten Beispiel ist die mindestens eine Untersichtskamera (nicht dargestellt) direkt hinter dem Komponentenhalter 130 positioniert, wobei die Ausdehnung eines Sichtfeldes 415 der mindestens einen Untersichtskamera (nicht dargestellt) ebenfalls gezeigt ist. In dem in 5A dargestellten Beispiel sind das eine oder die mehreren Strahlungsfenster 135 zumindest teilweise im Sichtfeld 415 der mindestens einen Untersichtskamera (nicht dargestellt) angeordnet. In dem in 5A dargestellten Beispiel sind das eine oder die mehreren Strahlungsfenster 135 im Wesentlichen im Sichtfeld 415 der mindestens einen Untersichtskamera (nicht dargestellt) angeordnet. In dem in 5A dargestellten Beispiel sind das eine oder die mehreren Strahlungsfenster 135 vollständig im Sichtfeld 415 der mindestens einen Untersichtskamera (nicht abgebildet) angeordnet. Bei dem in 5A dargestellten Beispiel ist die Ausdehnung des Komponentenhaltebereichs 137 zumindest teilweise im Sichtfeld 415 der mindestens einen Untersichtskamera (nicht abgebildet) angeordnet. In dem in 5A dargestellten Beispiel ist die Ausdehnung des Komponentenhaltebereichs 137 im Wesentlichen im Sichtfeld 415 der mindestens einen Untersichtskamera (nicht abgebildet) angeordnet. In dem in 5A dargestellten Beispiel ist das Sichtfeld 415 der mindestens einen Untersichtskamera (nicht dargestellt) symmetrisch um die Ausdehnung des Komponentenhaltebereichs 137 angeordnet. In dem in 5A dargestellten Beispiel ist die Ausdehnung des Komponentenhaltebereichs 137 vollständig im Sichtfeld 415 der mindestens einen Untersichtskamera (nicht abgebildet) angeordnet. In dem in 5A dargestellten Beispiel ist das Sichtfeld 415 der mindestens einen Untersichtskamera (nicht dargestellt) so angeordnet, dass es zumindest einen Teil des Komponentenhaltebereichs 137 umschließt.
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Das in 5B gezeigte Beispiel ist das gleiche wie das in 5A gezeigte, mit Ausnahme der folgenden fünf Unterschiede:
- Unterschied 1: Es wird eine Komponente 600 gezeigt, die an der Befestigungsfläche 131 befestigt ist;
- Unterschied 2: Die Komponente 600 ist im Komponentenhaltebereich (nicht abgebildet) gezeigt;
- Unterschied 3: die Komponente 600 ist mit der negativen Y- / negativen X-Ecke in der Nähe des einen oder anderen Strahlungsfensters 135 gezeigt;
- Unterschied 4: die Komponente 600 ist mit einem Teil der negativen X-Kante in dem einen oder anderen Strahlungsfenster 135 gezeigt; und
- Unterschied 5: die Komponente 600 ist mit einem Teil der negativen Y-Kante in dem einen oder anderen Strahlungsfenster 135 gezeigt.
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Vorzugsweise kann der Komponentenhalter 130 Mittel zum Wiederlösen und/oder Festhalten einer Komponente umfassen, beispielsweise Kanäle und eine Vakuumversorgung.
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Vorzugsweise kann der Komponentenhalter 130 so angeordnet sein, dass er für eine oder mehrere Komponentenabmessungen und/oder eine oder mehrere Komponentenausrichtungen geeignet ist.
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Vorzugsweise können das eine oder die mehreren Strahlungsfenster 135 so angeordnet sein, dass sie sich im Komponentenhaltebereich 137 befinden.
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Vorzugsweise können das eine oder die mehreren Strahlungsfenster 135 eine oder mehrere Öffnungen umfassen.
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Vorzugsweise können das eine oder die mehreren Strahlungsfenster 135 einen oder mehrere Bereiche umfassen, die zumindest teilweise für Beleuchtungsstrahlung durchlässig sind, beispielsweise Glas- oder Kunststofffenster in einem Komponentenhalter 130 aus Metall. Zum Beispiel können ein oder mehrere Strahlungsfenster aus undurchsichtigem Material zur Verfügung gestellt werden.
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Vorzugsweise kann das Sichtfeld 415 der mindestens einen Untersichtskamera (nicht abgebildet) so angeordnet sein, dass es einen Teil des Komponentenhaltebereichs 137 umschließt.
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Vorzugsweise kann das Sichtfeld 415 der mindestens einen Untersichtskamera (nicht abgebildet) so angeordnet sein, dass es einen Teil des Komponentenhaltebereichs 137 umschließt.
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Vorzugsweise kann zumindest ein Teil des einen oder der mehreren Strahlungsfenster 135 an symmetrischen Positionen im Komponentenhaltebereich 137 zur Verfügung gestellt werden.
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Vorzugsweise kann zumindest ein Teil des einen oder der mehreren Strahlungsfenster 135 an asymmetrischen Positionen in dem Komponentenhaltebereich 137 zur Verfügung gestellt werden.
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Vorzugsweise können das eine oder die mehreren Strahlungsfenster 135 an Positionen zur Verfügung gestellt werden, die sich in der Nähe von Stellen befinden, an denen eine Vielzahl von Ecken einer Komponente (nicht gezeigt) während des Gebrauchs positioniert werden soll.
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Vorzugsweise können das eine oder die mehreren Strahlungsfenster 135 an Stellen zur Verfügung gestellt werden, an denen eine Vielzahl von Kanten einer Komponente (nicht gezeigt) während des Gebrauchs positioniert werden soll.
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Zusammenfassend werden also ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung eines Positionierungsfehlers eines aufnehmbaren Bauteils bereitgestellt, wobei die Vorrichtung 100 einen Komponentenhalter 130 zum lösbaren Anbringen an dem Bauteil 600 umfasst, wobei das Verfahren die Verwendung einer Untersichtskamera 410 an einer Komponentenwechselposition umfasst, um ein erstes Bild 720 einer ersten Komponentenmarkierung zu erstellen, das Bauteil an einem Greifer 160 anzubringen, das Bauteil freizugeben, die Untersichtskamera zu verwenden, um ein zweites Bild 730 einer zweiten Komponentenmarkierung zu erstellen, und einen Positionsfehler unter Verwendung des zweiten Bildes mit dem ersten Bild zu bestimmen.
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Durch die Bestimmung von Positionsfehlern anhand entsprechender Komponentenmarkierungen kann die Genauigkeit der Fehlerbestimmung erhöht werden. Dies kann bei der Aufnahme von Komponenten mit ungenauen Komponentenmarkierungen vorteilhaft sein, beispielsweise bei der Aufnahme von Chips mit rauen, unregelmäßigen Kanten aufgrund von ungenauen Sägearbeiten. Dies kann bei Flip-Chip-Komponenten von Vorteil sein.
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Vorzugsweise kann die Vorrichtung während eines oder mehrerer Schritte der hier vorliegenden Verfahren so vorkonfiguriert werden, dass sie einen oder mehrere vorgegebene Vorgänge durchführt, um den Durchsatz zu verbessern. Zusätzlich oder alternativ kann die Vorrichtung so vorkonfiguriert werden, dass sie eine oder mehrere Operationen zur Verwendung steuert.
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In dieser Offenbarung werden viele Funktionsweisen und Merkmale beschrieben, die einen Aufnahme- und Platzierungsaktuator umfassen oder an einem Aufnahme- und Platzierungsaktuator befestigt sind oder mit einem Aufnahme- und Platzierungsaktuator in Verbindung stehen, aber diese sollten nur als Beispiele betrachtet werden. Ein Fachmann kann eine oder mehrere dieser Funktionen und Merkmale so ausbilden und anordnen, dass sie nur teilweise in einem Aufnahme- und Platzierungsaktuator umfasst sind oder nur teilweise an einem Aufnahme- und Platzierungsaktuator befestigt sind oder nur teilweise mit einem Aufnahme- und Platzierungsaktuator verbunden sind.
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In den vorliegenden Ausführungsformen können ein oder mehrere Positionierungsfehler unter Verwendung eines oder mehrerer Bilder bestimmt werden. Alle hier beschriebenen und vorliegenden Ausführungsformen können jedoch auch durch Verwendung einer beliebigen geeigneten Form der Positionserkennung und/oder -erfassung zur Verfügung gestellt werden, beispielsweise durch Bildanalyse, Zeilenabtastung oder Positionserfassung. In ähnlicher Weise können in den vorliegenden Ausführungsformen ein oder mehrere Bilder unter Verwendung einer oder mehrerer Kameras gemacht werden. Alle hier beschriebenen und vorliegenden Ausführungsformen können jedoch auch durch Bereitstellen eines beliebigen optischen Systems oder einer Positionserkennungs- oder Positionserfassungsvorrichtung, beispielsweise einer Kamera, eines Zeilenscanners oder einer positionssensitiven Vorrichtung (PSD), ähnliche Vorteile zur Verfügung stellen.
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Zum Beispiel können eine oder mehrere Untersichtskameras in einem ungefähren Winkel von 90 Grad positioniert werden, wobei Reflektoren, beispielsweise Spiegel, zur Verfügung gestellt werden, um den optischen Pfad umzulenken.
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Zum Beispiel können eine oder mehrere Untersichtskameras mit zwei oder mehr 45-Grad-Reflektoren, beispielsweise Spiegeln, positioniert werden, um die eine oder mehreren Aufsichtskameras als eine oder mehrere Untersichtskameras anzuordnen.
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Zum Beispiel können eine oder mehrere Aufsichtskameras in einem ungefähren Winkel von 90 Grad positioniert werden, wobei Reflektoren, beispielsweise Spiegel, zur Verfügung gestellt werden, um den optischen Pfad umzulenken.
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Zum Beispiel können eine oder mehrere Untersichtskameras mit zwei oder mehr 45-Grad-Reflektoren, wie beispielsweise Spiegeln, positioniert werden, um die eine oder mehreren Untersichtskameras als eine oder mehrere Aufsichtskameras anzuordnen.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Vorrichtung zur Aufnahme und Bestückung
- 120
- Zuführvorrichtung oder Zuführeinheit für Komponenten
- 130
- Komponentenhalter
- 131
- Aufnahmefläche
- 132
- hintere Fläche
- 135
- Strahlungsfenster
- 137
- Komponentenhaltebereich
- 140
- Substrat-Zuführvorrichtung oder -Zuführeinheit
- 150
- Aufnahme- und Platzierungsaktuator
- 160
- Komponenten-Greifer
- 170
- Komponentenwechsler
- 175
- Wechslerelement
- 210
- erstes Antriebssystem
- 220
- zweites Antriebssystem
- 240
- Wechslerrotation
- 300
- Substrat
- 410
- Untersichtskamera
- 415
- Sichtfeld der Untersichtskamera
- 510
- Aufsichtskamera
- 515
- Sichtfeld der Aufsichtskamera
- 520
- optische Achse einer Aufsichtskamera
- 600
- Komponente
- 601
- Befestigungsfläche
- 602
- Greifer-Oberfläche
- 710
- erste Aufsichtsaufnahme
- 720
- erste Untersichtsaufnahme
- 730
- zweite Untersichtsaufnahme
- 800
- Platzierungsposition der Komponente
- 810
- Komponentenwechselposition
- 820
- Ladeposition der Komponente
- 910
- erste Achse (Y)
- 920
- zweite Achse (X)
- 930
- dritte Achse (Z)
- 932
- zudem Inspektionsposition
- 9130
- Komponentenhalter
- 9170
- Komponentenwechsler
- 9510
- Aufsichtskamera
- 9515
- Sichtfeld der Aufsichtskamera
- 9810
- Komponentenwechselposition
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2009/0070992 A1 [0002]