[发明专利]用于将部件安装在基板上的设备和方法

说明书

本发明涉及用于将部件安装在基板上的设备和方法。设备包括：结合头，具有部件夹持器；第一驱动系统，用于使托架移动经过相对长的距离；第二驱动系统，被附接到托架，用于使结合头在名义工作位置和待机位置之间来回移动；驱动件或旋转驱动件，驱动件被附接到结合头用于使部件夹持器旋转，旋转驱动件用于使基板绕轴线旋转；至少一个基板相机，被附接到托架；和至少一个部件相机。第二驱动系统也被设计成用结合头执行高精度校正移动，或者第三驱动系统被设置成用基板执行高精度校正移动。至少一个基准标记被附接到结合头或部件夹持器。

技术领域

本发明涉及用于将基板上的部件(通常为电子或光学部件，特别是半导体芯片和倒装芯片)安装在基板上的设备和方法。在该领域中，该安装也被称为结合过程或组装过程。

背景技术

这种类型的设备尤其用于半导体工业。这样的设备的例子是裸片结合器或取放机(Pick and Place machines)，用这样的设备，呈半导体芯片、倒装芯片、微机械、微光学和电光学部件等形式的部件被沉积在基板(诸如引线框架、印刷电路板、陶瓷等)上并且被结合。部件在取出位置被结合头拾取，特别是被吸入、移动到基板场所并沉积在基板上的精确限定的位置处。结合头是取放系统的一部分，取放系统能够实现结合头在至少三个空间方向上的移动。为了使部件能够准确地定位在基板上，必须确定由结合头夹持的部件相对于结合头的定位轴线的精确定位以及基板场所的精确定位。

市场上可得的安装设备在最佳情况下实现2微米至3微米的定位精度，且标准偏差为3西格玛。

发明内容

本发明的目的是开发一种设备和方法，与现有技术相比，该设备和方法实现较高的放置精度。

根据本发明的设备包括：结合头，所述结合头具有部件夹持器；第一驱动系统，所述第一驱动系统用于使托架移动经过相对长距离；第二驱动系统，所述第二驱动系统被附接到所述托架，用于使所述结合头在名义工作位置和待机位置之间来回移动；驱动件或旋转驱动件，所述驱动件被附接到所述结合头，用于使所述部件夹持器旋转，所述旋转驱动件用于使所述基板绕垂直于基板表面延伸的轴线旋转；至少一个基板相机，所述至少一个基板相机被附接到所述托架；以及至少一个部件相机。所述结合头或所述部件夹持器包含至少一个基准标记，所述至少一个基准标记分别由至少一个部件相机和所述至少一个基板相机两者使用以确定所述部件相对于所述结合头的位置或所述结合头相对于基板场所的位置。基板包含至少一个基板标记，并且所述部件包含至少一个部件标记或适合用作部件标记的结构。

第一驱动系统用于以相对低的定位精度将结合头移动相对长的距离。第二驱动系统用于使结合头在名义工作位置和待机位置之间来回移动。在名义工作位置中，结合头覆盖被附接到基板的基板标记，并且因此暂时移动到待机位置，在待机位置，结合头不再覆盖基板标记，使得基板相机能够拍摄基板标记的图像。第二驱动系统优选地还用于以非常高的定位精度将结合头移动相对小的距离，即，执行结合头的高精度校正移动。替换地，可以提供第三驱动系统以执行基板的高精度校正移动。

合并到该说明书中并构成该说明书的一部分的附图示出本发明的一个或更多个实施例，且与详细描述一起用于解释本发明的原理和实施。这些附图并未按比例绘制。

附图说明

图1示意性地示出了根据本发明的用于将部件安装在基板上的设备的第一实施例，

图2示意性地示出了根据本发明的用于将部件安装在基板上的设备的第二实施例，并且

图3-5示出了在根据本发明的组装过程中拍摄的快照。

具体实施方式

图1示意性地示出了根据本发明的用于将部件1安装在基板2上的设备的第一实施例。基板2包含至少一个基板标记23(图3)。部件1特别是倒装芯片，但也包括其它半导体芯片。部件1也可以是电子的、光学的或电光的或任何其它要以微米范围或亚微米范围的精度安装的部件。