[发明专利]布置在膜上电子电路的定位装置

说明书

本发明涉及用于将布置在膜上的电子电路，例如芯片在印刷电路板上，陶瓷基片上或按倒装晶片法的类似物上定位的一种装置，在此借助于布置在膜下的冲压针从膜中抬起芯片，和由吸针或吸头抓住芯片，并且回转180°，由其它的吸针承接芯片，和为了接触线路的直接连接定位在印刷电路板上。

通常将电子电路或芯片以与接点相背的侧面置放在印刷电路板上，并且用细导线连接接点和接触线路。例如通过超声波焊接实现导线与接点的连接。这种方法也称为引线键合。此方法的缺点是明显的。一方面用于制作成品印刷电路板的许多工序曾是必要的，另一方面通过芯片固定的这种方式和方法难于掌握离散影响。

用于引线键合的一种替代方法是倒装晶片法。如开始时指明的那样，在此将芯片的接点直接与印刷电路板的接触线路连接。在此方法上产生了较高的接点可靠性，特另在高频上的较短连接路程，和取消费事的引线键合。为了补偿不同的膨胀系数，在接点接通之后用粘合剂或充填材料充满芯片和印刷电路板之间的空腔。

在此方法上重要的是，芯片和印刷电路板的接点准确地上下重叠。为了达到这一点，必须测量每个芯片和每个印刷电路板的位置和计算修正动作。当印刷电路板的几何形状足够正确时，测量印刷电路板的两个基准点和换算各个安放位置是足够的。否则单个地测量每个单个的安放位置。

芯片额定位置的编程是特别困难的，因为结果的目视修正是不可能的。即芯片和印刷电路板的结构重叠。只能经破坏性的方法检查接点以其重叠的精度。

因此本发明的任务在于，创造开始时所述方式的一种装置，此装置一方面避免现有技术的缺点，而另一方面通过分集调节的可编程性和可再现性具有高度的操作舒适性，并且以简单的构造为特征。

按本发明装置的特征在于，不仅用于从膜中推出芯片的冲压针，而且用于承接的吸针实施同步的，尤其是直线或垂直的运动，吸针是安排在活动地支承在臂中的吸针支座中的，并且此臂是经180°旋转运动用的驱动装置可以驱动的，并且其它的吸针同样是支承在保证吸针四个运动自由度的，即x、y和z方向和旋转的吸针支座中的。

用本发明第一次可能用一个电机不仅实现180°旋转，而且实现垂直的芯片取下运动，和如此控制芯片取下运动，以至于芯片取下运动是与冲压针的运动同步的。这种同步的推出运动是一种决定性的质量优点，因为在此在整个过程期间用冲压针和吸针之间的恒定力抓住芯片。此外在此从来不导致冲压针和吸针之间的，必然会破坏芯片表面的水平相对运动。

此外用本发明能够建立极其合理化制造用的或提高印刷电路板装备中的自动化程度用的机械装置。除此之外用本发明能够极大地提高如此制作的印刷电路板的质量。一个其它的重大优点可见于，通过用于芯片定位的运动过程用的仅一个驱动装置的布置，按本发明装置的构造是很简单的和因此也是经济的。通过第二吸针的运动自由度保证了印刷电路板上芯片的高度质量的定位。

按本发明的一个特别特征安排了两个测量摄像机，在此一个测量摄像机用于印刷电路板的测量，而第二个测量摄像机用于芯片的测量，并且两个测量摄像机是连接到一个计算机上的，并且通过将两个图像叠化到一致上来实现两个测量摄像机的标定，和在计算机中存储了此标定的位置。通过两个测量摄像机可以实现进一步的质量提高。固定地定位和在两点上经测量摄像机测量每个印刷电路板或每个基片。在此已经可能导致对于编程的，原先基片的差值。将印刷电路板的采集，定义的值输入和存储入计算机中。第二测量摄像机测量每个芯片，在此也将这些值输入计算机中。当然也在计算机中存储通过叠化两个图像实现的标定位置。

按本发明的一个进一步发展计算机计算，或在芯片测量之后确定与标定位置的目视偏差，并且按照差值操纵其它的吸针。通过经第二测量摄像机的芯片数据的测量或采集，和经合适软件的相应的分析处理产生了在印刷电路板上芯片定位用的编程辅助。按计算机中的计算值操纵第二吸针。控制的可编程性对于装置在此首先是有利的，在此例如途径、速度和/或时刻或类似的是可编程的。此外有广泛意义的是，所有的值或数据是尤其经计算机设备可再现的。调节的可再现性在如此高度专业化的工艺技术中是不可少的必要性，首先也为了保证完美的质量。

如已提及的那样，按现有技术的芯片额定位置的编程是特别困难的，因为结果的目视修正是不可能的。为了现在对于操作者尽可能简单地制订此过程，己开发按本发明的方法，用此方法将摄像机从芯片结构已摄取的图像和其它摄像机的印刷电路板的叠化图像带到一致就足够了。计算机从此过程中自行求出芯片安放的额定位置。