用于将电子或光学部件安装在基板上的方法和设备技术

本发明专利技术提供用于将电子或光学部件安装在基板上的方法和设备，方法包括：用安装在结合头上的抽吸构件接收部件；借助于第一移动轴和第二移动轴使结合头相对于基板移位，以将部件定位在基板上方的目标位置中；借助于第三移动轴降低抽吸构件直至部件接触基板，且产生预定结合力，抽吸构件以该预定结合力将部件压靠基板；和借助于第一移动轴使结合头和/或基板移位校正值W1和/或借助于第二移动轴使结合头和/或基板移位校正值W2，以便对在结合力的形成期间产生的抽吸构件的倾斜位置进行校正；和/或测量和记录抽吸构件的倾斜位置；和/或测量作为抽吸构件的倾斜位置的结果而存在的剪切力，且记录和/或补偿剪切力。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供用于将电子或光学部件安装在基板上的方法和设备，方法包括：用安装在结合头上的抽吸构件接收部件；借助于第一移动轴和第二移动轴使结合头相对于基板移位，以将部件定位在基板上方的目标位置中；借助于第三移动轴降低抽吸构件直至部件接触基板，且产生预定结合力，抽吸构件以该预定结合力将部件压靠基板；和借助于第一移动轴使结合头和/或基板移位校正值W1和/或借助于第二移动轴使结合头和/或基板移位校正值W2，以便对在结合力的形成期间产生的抽吸构件的倾斜位置进行校正；和/或测量和记录抽吸构件的倾斜位置；和/或测量作为抽吸构件的倾斜位置的结果而存在的剪切力，且记录和/或补偿剪切力。【专利说明】
本专利技术涉及用于将电子或光学部件特别是半导体芯片（也称为裸片）安装在基板 上的方法。 用于将电子或光学部件安装在基板上的方法和设备
技术介绍
在半导体工业中，通过在本领域中称为裸片结合器或取放机的自动半导体安装机 进行部件的安装。部件经常是放置且结合在不同类型的基板上的半导体芯片。部件被芯片 抓取器特别是抽吸构件拾取，被移动到基板上方的安放位置，且在精确限定的位置处放置 在基板上。芯片抓取器或抽吸构件通常可旋转地绕它的纵向轴安装在结合头上。结合头固 定到取放系统，所述取放系统实现了在三个空间方向X、Y、Z上所要求的移动。Z方向在该 情况中且参考下文对应于坚直方向，而XY平面形成水平平面。 除在XY平面内高精度地定位部件外，很重要的是以平面平行的方式放置部件且 在基板上无剪切力。部件的倾斜放置可能导致不希望的特性，例如保持力的降低，电接触不 充分或缺失，在部件和基板之间的热传递不规则，或对于部件的损坏。剪切力可能导致半导 体芯片的滑移。 在安装过程期间当部件压靠基板时严重的问题是由于压力产生了反作用力，所述 反作用力在该过程中产生且远不能视作不必考虑，且所述反作用力可能导致取放系统和/ 或基部的变形，基板位于基部上。这样的变形可能导致结合头相对于基板表面的倾斜，且因 此导致轴向误差（倾斜），导致部件相对于基板的表面的各倾斜位置。这样的变形可能进 一步产生剪切力，且可能因此导致半导体芯片的滑移。基于取放系统1的简单的示意性图 示，图1和图2图示了轴向误差的发生，在所述取放系统1上固定了结合头2,所述结合头2 包括用于拾取半导体芯片4的抽吸构件3、基板基部5,基板6安放且被紧密保持在基板基 部5上。由抽吸构件3施加在基板5上的力通常已知为结合力。图1示出了在无载荷状态 下的结合头2,且图2示出了在结合力F的影响下的结合头2,所述结合力产生了轴向误差。 轴向误差以角度Θ表不。 已知为避免此不希望的轴向误差，将取放系统尽可能刚性地布置。尽管在轻构造 中的优化的技术，这不可避免地导致了相对大的质量。由于庞大的构造，与给定的驱动动力 相结合半导体裸片结合器的生产率明显降低。此外，即使在取放系统和基板基部的大质量 构造的情况中，仍不可完全防止抽吸构件在压在基板上期间的略微展开。 在下文中，术语"倾斜"和"倾斜位置"和从其衍生的术语被同义地使用。
技术实现思路
因此本专利技术基于如下目的，即识别和/或消除由于取放系统和/或基板基部在结 合力形成期间的变形所导致的抽吸构件的潜在轴向误差和另外的问题，而不必将取放系统 以特别刚性的方式布置。 本专利技术基于如下发现，即取决于系统的构造，由结合力导致的系统的变形大体上 导致两个不希望的效果，其中一个是主要效果且另一个是次要效果。第一效果是由所述变 形导致的结合头的倾斜和位置偏移，这导致了抽吸构件的倾斜位置（倾斜）。在系统的变形 导致结合头绕与抽吸构件能够相对于结合头倾斜所绕的枢转点不同的枢转点倾斜时，产生 了抽吸构件的倾斜位置。由作用在抽吸构件上的恢复力导致第二效果，这可能导致部件在 基板上的滑移。当系统的变形导致结果是结合头相对于抽吸构件倾斜时，此恢复力在结合 头的轴承内产生且作用在抽吸构件上。 根据本专利技术的第一方面，通过第一方法进行第一效果的补偿，所述第一方法包括 如下步骤： (A)用安装在结合头上的抽吸构件接收所述部件，其中借助于生成平面的第一移 动轴和第二移动轴，所述结合头能够相对于所述基板移位，并且其中借助于垂直于前述平 面延伸的第三移动轴，所述结合头和/或所述抽吸构件能够移位； (B)借助于所述第一移动轴和所述第二移动轴使所述结合头移位，以便将所述部 件定位在所述基板的上方的目标位置中； (C)借助于所述第三移动轴降低所述抽吸构件，直至所述部件接触所述基板为止， 并且产生预定结合力，所述抽吸构件以所述预定结合力将所述部件压靠所述基板；以及 (D)借助于第一移动轴使结合头和/或基板移位校正值A和/或借助于第二移动 轴使结合头和/或基板移位约校正值W 2，以便对在所述结合力的形成期间产生的所述抽吸 构件的倾斜位置进行校正，其中 -借助于存储的校准数据确定所述校正值A和所述校正值W2，或者 -由传感器提供的测量值和存储的校准数据确定所述校正值Wi和所述校正值W2， 或者 -借助于基于由传感器提供的测量信号的闭环控制单元产生所述校正值A和所述 校正值W2。 根据本专利技术的第二方面，第二方法包括第一方法的步骤A至步骤C和如下步骤： (D)借助于传感器，测量抽吸构件的潜在倾斜位置或取决于抽吸构件的潜在倾斜 位置的物理量； (E)将由传感器提供的测量值记录，且可选择地 (F)当由传感器提供的测量值导致抽吸构件的倾斜位置超过预定极限值的结果时 终止过程。 取决于抽吸构件的倾斜位置的物理量例如是转矩。在该情况中例如两轴或多轴转 矩传感器作为传感器是合适的，所述传感器至少测量在XZ平面和YZ平面内由抽吸构件的 倾斜位置产生的转矩。也可使用可测量抽吸构件的倾斜位置的任何其它传感器作为传感 器。传感器例如可以是光学传感器，所述光学传感器检测抽吸构件的相互成距离布置且因 此限定了平面的三个点的高度。平面在空间中的位置取决于抽吸构件的位置。 根据第三方面通过第三方法进行第二效果的补偿，所述第三方法包括第一方法的 步骤A至步骤C，且包括如下的步骤： (D)借助于传感器，测量至少一个剪切力，所述剪切力作为由所述结合头作用在所 述抽吸构件上的力的结果而存在；和 (E)促动至少一个促动器，利用所述至少一个促动器能够产生在预定方向上作用 在所述结合头上的力，用于补偿或减小被测量的所述至少一个剪切力。 适合于此目的的半导体安装设备优选地包括两个促动器。在该情况中，传感器优 选地构造为使其测量在XY平面内在X方向上和/或在Y方向上产生的剪切力。促动器的 力的方向处在XY平面内。优选地，第一促动器的力的方向是X方向，且第二促动器的力方 向是Y方向。则步骤D和E是： (D)通过传感器测量第一和第二剪切力；和 (E)促动第一促动器和/或第二促动器，其中可通过第一促动器产生在第一方向 上作用在结合头上的力，且可通过第二促动器产生在第二方向上作用在结合头上的力，用 于补偿或减小被测量的一个剪切力/两个剪切力。 然而，适合于该目的的半导体安装设备也可包括三个促动器，所述三个促动器在 角度上各自相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于将电子或光学部件安装在基板(6)上的方法，所述方法包括：用安装在结合头(2)上的抽吸构件(3)接收所述部件，其中借助于生成平面的第一移动轴和第二移动轴，所述结合头(2)能够相对于所述基板(6)移位，并且其中借助于垂直于前述平面延伸的第三移动轴，所述结合头(2)和/或所述抽吸构件(3)能够移位；借助于所述第一移动轴和所述第二移动轴使所述结合头(2)移位，以便将所述部件定位在所述基板(6)的上方的目标位置中；借助于所述第三移动轴降低所述抽吸构件(3)，直至所述部件接触所述基板(6)为止，并且产生预定结合力，所述抽吸构件(3)以所述预定结合力将所述部件压靠所述基板(6)；以及使所述结合头(2)和/或所述基板(6)沿第一方向移位校正值W1和/或沿第二方向移位校正值W2，以便对在所述结合力的形成期间产生的所述抽吸构件(3)的倾斜位置进行校正；其中借助于存储的校准数据确定所述校正值W1和所述校正值W2，或者由传感器(14)提供的测量值和存储的校准数据确定所述校正值W1和所述校正值W2，或者借助于基于由传感器(14)提供的测量信号的闭环控制产生所述校正值W1和所述校正值W2。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：翰尼斯·科斯特纳，安德鲁斯·迈尔，哈拉尔德·迈克斯纳，雨果·普里斯陶茨，
申请(专利权)人：贝思瑞士股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH