对准元件的方法和设备技术

一种采用转台内与电子元件或装配设备一起使用的真空拾取管嘴对准小尺寸元件的方法和装置。该方法包括步骤：用拾取管嘴拾取该元件；测量该元件相对于限定值的位置；将由该拾取管嘴所固持的元件与对准设备接触；用该对准设备固持该元件以及；基于该位置测量移动该对准设备从而对准该元件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般地涉及采用转台(turret)内与电子元件或装配设备一起使用的真空 拾取管嘴(pick-up nozzle)对小尺寸元件进行搬运(handling)以及尤其涉及相对于拾取 管嘴来对准元件的元件对准的方法和装置。
技术介绍
在元件的制造、元件的调整过程中或在元件被集成至印刷电路上之前，这些电子 元件一般经历一系列操作，例如电测试，这一系列操作沿着一条通常是完全自动化的生产 线。因此，这些电子元件由传送带从一个处理站转移到另一个，该传送带例如可以是线性的 或圆形的。圆形传送带被设计用于在放置在旋转转盘外围的多个处理站之间传送小尺寸元 件(以及尤其是电子元件)。这些旋转传送带通常被用于制造和调整电子元件，如上所述。 然而，使用分度转盘(indexed carrousel)的这类设备也被用于其他自动化过程中，例如要 求对小尺寸元件以及特别是无保护元件进行精确搬运的装配、封装和制造过程。参见图1，圆形转台1包括一个可以携带多个索引位置(indexed position)的旋 转圆筒2。若干个处理站3的规则间隔位置限定在该转台周围，每个该位置通常由对呈现在 其上的电子元件执行一个或多个操作的处理站占据。在某些情况下，处理站可占用几个位 置。围绕圆筒放置的所有处理站从而形成一个由在该圆筒上传送的元件经历的连续操作循 环。该圆筒2装配有元件固持器4，其用于从不同的处理站移去或接收这些元件，在该圆筒 移动过程中固持它们以及，如果有必要的话则将它们呈现给后续处理站。大多数情况下，该圆筒的元件固持器4包括一个拾取管嘴，用于通过真空携带并 固持这些电子元件。半导体领域(特别是未封装芯片)中的技术的不断演变已经使得电子元件的尺寸 普遍减小，有时不到1mm2，因此要求处理这些元件的系统的更高精度以及这些系统的搬运 部件的小型化。在其中元件被从一个拾取管嘴转移到另一个承接管嘴的情况下，该元件相对于拾 取管嘴的精确定位变得至关重要。事实上，在元件具有小体积和表面面积情形下真空固持 力在转移时变得很小，并且在真空被切换至有压力时通常会导致元件从该拾取管嘴中心线 被移位。当该转移操作在极小程度地(如果有的话)控制相对于拾取管嘴的角度取向θ 或者Χ、Υ位置的情况下被执行时，可能会生成累积定位误差。此外，元件在相对于与该管嘴 垂直的平面的角度取向ζ的错位可能会导致无法产生相对于承接管嘴的真空密封并且当 它在这些管嘴之间转移时该元件可能被完全丢失。US2006088625描述了一种使用一对具有形成一个腔的配合表面的拾取管嘴和承 接管嘴的微型裸芯(die)转移过程。该腔实现了精确维持裸芯相对于该承接管嘴的位置， 这导致在该两个管嘴之间的裸芯的可靠和准确交换。必须加工制造不同的腔形状以用于每 个尺寸的裸芯。JP1965109公开了一种通过在一个凹室横向往复移动拾取管嘴使被吸附在真空拾 取管嘴上的小型电子元件居中的方法。在专利申请JP59004515中也描述了类似的方法，其 中一个由真空管嘴取出的小元件是通过将该元件与一个挡块(stopper)接触来将其相对 于该管嘴来定位。上文所述的方法仅考虑了 χ和y方向的偏移校正并且校正幅度没有得到很好的控 制。US6044169公开了一种采用相对于承接管嘴的相机测量被吸附在拾取管嘴上的元 件的偏移的方法。该拾取管嘴在χ和y方向上被移动并且绕其轴线旋转从而将该元件与该 承接管嘴对准。在这里，与该拾取管嘴自身的元件偏移未被校正。EP1753284公开了一种电子元件安装设备，包括供应头设备和具有一个吸嘴 (suction nozzle)的元件安装头设备。该元件从该供应头设备被转移至该安装头供应。一 个识别相机识别由该安装头设备固持的元件，以便使安装基板与安装在该安装头设备上的 元件对准。该对准是通过由一 XY工作台在X和Y轴方向移动该基板而实现的。类似的电子元件安装装置在JP2003109979和US20040238117中公开。更特别地是 在JP2003109979中，若干个销(pin)分别参照识别相机确定的半导体芯片位置对准，以便 从晶圆推出芯片并且使用一个具有若干个真空管嘴的安装头拾取它们。在US20040238117 中，芯片在支撑片上的位置由一个识别相机确定从而使用XY工作台相对于拾取头定位该-H-· I I心片。在上述的方法中偏移校正与在基板上的元件位置以及在拾取或安装头上的元件 位置相关地被执行。该校正也仅在X和y方向上被执行。
技术实现思路
因此本专利技术的目的是提出一种新的方法和装置，其至少解决了现有技术中的一些 问题。根据本专利技术，这些目的是通过包括独立权利要求特征的方法和装置来实现的，优 选实施例在从属权利要求和说明书中被示出。那些目的还通过一种方法和一种装置来实现，该方法和装置包括·能够固持和传送元件的拾取管嘴，其连接至负的和可能正的压力源；·用于测量相对于该拾取管嘴或校准工具的元件偏移的工具；·基于该偏移测量，通过对准设备对准该元件或对准该测试设备，以及； 基于该偏移测量移动该对准设备或该测试设备以便分别对准该元件或该测试设 备的致动器。本专利技术的该方法和装置使得在X和/或y方向(垂直于该对准设备或测试设备平 面)、和/或在相对于该对准设备的旋转轴线的角度取向θ和/或沿相对于与该对准设备 垂直的平面的角度取向ζ移动该元件或该测试设备。所提出的装置和方法允许小尺寸元件相对于拾取管嘴、该校准工具、或该转台的 任何其他参考以相比现有技术方案提高的精度和更高移动自由度来被对准。附图说明借助于说明书和附图的描述，本专利技术可以被更好地理解，其中图1示出了包含具有处理站的圆形转台的搬运设备。图2示出了定位在第一处理站拾取元件的拾取管嘴。图3示出了定位在第二处理站且位于观察相机之上的拾取管嘴。图4示出了定位在具有对准管嘴的第三处理站的拾取管嘴。图5示出了本专利技术的另一个实施例，其中拾取管嘴被定位在第三处理站中且位于 对准设备之上。图6示出了本专利技术的另一个实施例，其中拾取管嘴被定位在第三处理站且位于测 试设备之上。具体实施例方式参见图1，元件搬运设备包括圆形转台1，其包括持有若干个拾取管嘴(未示出)的 旋转圆筒2。若干个处理站3的规则间隔位置位于转台周围。在本专利技术中，此设置至少包括 第一处理站3a用于拾取元件，第二处理站3b用于测量该元件在该拾取管嘴上的位置以及第 三处理站3c用于对准该拾取管嘴上的该元件或执行一系列的测试，例如，一系列电测试。在图2中示出了该第一处理站3a的示意性视图。该拾取管嘴21 (固定在圆筒2 的一个末端上)被连接至压力源(未示出)，该压力源能够以受控方式施加负的和可能正的 压力至该管嘴。圆筒2被定位从而对准该拾取管嘴21和位于其下方的元件20 (例如在由 数字30示意性示出的传送带上)。该拾取管嘴21被带至与该元件20的上表面22接触并 且通过施加负压力至该管嘴来拾取该元件20。图3示出了该第二处理站3b，其中持有元件20的该拾取管嘴21在相机单元40上 被移动。该相机40捕获在该拾取管嘴21上持有的该元件20的图像，并且根据该图像确定 该元件的位置值。这些位置值与例如对应于测量的校准工具(很好地居中于该拾取管嘴21 上)的位置值的限定位置值或任何其他的参考位置值进行比本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对准方法，包括以下步骤：（ａ）通过在拾取管嘴（２１）上施加负压力而由该拾取管嘴（２１）拾取元件（２０）；（ｂ）测量该元件相对于限定位置值的位置；其特征在于（ｃ）将由该拾取管嘴（２１）固持的元件（２０）与对准设备（２３，２５）接触；（ｄ）基于步骤（ｂ）中的位置测量移动该对准设备（２３，２５）从而对准该元件（２０）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：P德罗马尔，S马耶尔，
申请(专利权)人：伊斯梅卡半导体控股公司，
类型：发明
国别省市：CH