DD290762A5 - Verfahren zum transport und zur positionierung von flexiblen, insbesondere duennen bandfoermigen bauelementetraegern - Google Patents

Abstract

Verfahren zum Transport und zur Positionierung von flexiblen, duennen bandfoermigen Bauelementetraegern mit einem schlupffreien Vorschub fuer eine frei waehlbare Schrittgroesze und Einrichtungen zur Positionierung fuer die Montage hybrider Halbleiterbauelemente. Erfindungsgemaesz werden in einer Bearbeitungsstation benachbarte Markierungen von positionsempfindlichen Fotodioden vor und nach einem Transport von Markierung zu Markierung abgetastet und bezueglich Koordinaten- und Transportfehler sowie Bauelementetyp ausgewertet und die ermittelten Daten nach einem Soll-Ist-Vergleich sowohl der Montageeinrichtung als auch dem Vorschubsystem zugefuehrt.{Halbleiterbauelement; Leiterplattentraegerstreifen; Montage; optische Abtastung; Positionierung; Traegerstreifen; Sensorsystem}

Description

Anwendungsgebiet

Die Erfindung ist anwendbar bei der Montage von hybriden Halbleiterbauelementen auf Leiterplattenbasis.

Charakteristik des bekannten Standes der Tochnlk

Trägorsti oifen in dor Halbloiterfortigung werden über Transportsysteme den einzelnen Bearbeitunfsstationen in den Montageeinrichtungen zugeführt. Der Transportschritt erfolgt über Kurvonscheiben im Pilgerschritt, die dem jeweiligen Bauelemente-Raster angepaßt sind, einem Zangentransport oder über Roibrollen. In jedem Falle erfolgt die Positionierung der Trägerstreifen in den Bearbeitungspositionen durch mechanische Einrichtungen, wie zum Beispiel zylindrische oder kegelige Zentrierstifte, die den Gegebenheiten des Bauelemente-Trägers angepaßt sind.

Diese Lösung ist für dünne Leiterplattonträgerstreifen problematisch, da d'ezur mechanischen Positionierung benutzten Löcher belastet werden und im gesamten Fertigungsablauf die Fertigungstolercnzen negativ beeinflussen.

Des weiteren sind diese Lösungen typspezifisch, d.h. bei einom Wechsel der zu fertigenden Bauelemente (Änderung des Bauelementerasters auf dem Träger) ist eine Umrüstung bzw. Austausch der Transportstrecko erforderlich, der mit unproduktiven Zeiten verbunden ist.

Darüber hinaus existieren Lösungen zur berührungslosen Positionierung mit optischen Mitteln, wie Mustererkennungssystemen und Sensoren zur Abtastung geeigneter Marken (siehe G01D 5/26).

Die bekannten technischen Lösungen sind mit verschiedenen Nachteilen behaftet:

- Der Einsatz von Mustererkennungssystemen ist aufwendig und teuer.

- Abtastung mit optischen Sensoren erfordern ein kompliziertes Markensystem, wenn die Lageabwe^; jhungen quantitativ erfaßt werden sollen. Mit derartigen Sensoren ist die Fehllage in der Regel nur in einer Achse erfaßbar.

- Mechanische Lösungen sind mi! Toleranzen verbunden, die die Bauelementequalität negativ beeinf lusson. Bei großflächigen Bauelementen oder bandförmigen Trägern ist eine Zentrierung, die mit einem Winkelfehler (Orientierungs- oder Schnittfehler) der Bauelemente zum Trägermaterial verbunden ist, aufgrund der Bauelementeführung nur sehr begrenzt möglich. Hinzu kommen die unvermeidlichen Umrüstzeiten beim Typenwechsel.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist eine materialschonende Positionierung dünner, flexibler Trägerstreifen unter Einbeziehung vorhandener Orientierungsfehler und unterschiedlicher Bauelementeraster auf dem Träger.

Darlegung des Wesels der Erfinri ^q

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Realisierung eines Verfahrens, zum Transport und der Positionierung von dünnen, bandförmiger. Bauekmenteträgern bei der Bauelementemontage.

Das Gesamtsystem Trägerstreifen-Transporteinrichtung soll so gestaltet sein, daß bei einheitlichen Außenabmessungen eine mechanische Umrüstung vermieden wird. Ein bestimmter Toleranzbereich der Bauelemente auf dem Träger ist zu akzeptieren. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß auf dem Bauelementeträger am Anfang und Ende jedes Bauelements eine Markierung, bestehend aus einem Durchbruch in einer lichtundurchlässigen Fläche, angebracht wird. Anfangs- und Endmarkierung aufeinanderfolgender Bauelemente können dabei zusammenfallen. Mit einer geeigneten schlupffreien Vorschubeinrichtung wird der Bauelementeträger in eine Boarbeitungsstation transportiert, wobei er ständig gegen eine Bezugskante gedrückt wird. In der Bearbeitungsstation befindet sich ein Sensorsystem mit einer positionsempfindlichen Fotodiode, auf die die Anfangsmarkierung abgebildet wird und aus deren Signalen Differenzwerte zu einer Soilage in x- und y-Richtung berechnet werden. Nach einem weiteren Transportschritt zur Endmarkierung des Bauelements wird der

Abtastprozeß wiederholt. Da das Bauelement sich jetzt vollständig In der Bearbeitungsstation befindet, repräsentieren die gemessenen x- und y-Differenzen Lageabweichungen, die entweder über Veränderungen der Montagekoordinaien der übergeordneten Einrichtung oder in x-Richtung durch das Vorschubsystem ausgeglichen werden. Der Vergleich der Y-Dlfferenzwerte von Anfangs- und Endmarkierung erfaßt Winkelfehler, die ebenfalls über die Montageeinrichtung ausgeglichen worden. Ein Bauelomentetyp wird durch den Abstand von Anfangs- und Endmarkierungen gekennzeichnet.

Ausfuhrungsbeispiel Die Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher er'äutort werden.

Fig. 1: zeigt den Bauelementeträger 1 mit den am Rand angeordneten metallisio.ton Strukturen 4 und Durchbrächen 3. Der Bauelementeträgor ist durch Länge, Breite und Dicke definiert. Anfangs- jnd Endmarken benachbarter Bauelemente 2 fallen zusammen, deren Abstand A ist typspezifisch und definiert ein Ras' er, in wtlchem die Bauolemonte beginnend am Trägeranfang angeordnet sind.

Fig. 2: zeigt einen Ausschnitt aus der Transporteinrichtung. Als Vorschubsystjm 5 werden schrittmotorgetriebene Rollen verwendet, mit denen die Bauelemente 2 in einer Trägerstreifenführui ig 7 so transportiert werden, daß sie mittels Blattfedern ständig gegen die das Sensorsystem 10 tragenden Fühnr igsschiene gedrückt werden. Die Bearbeitungsposition β der Montageeinrichtung ist so angeordnet, daß der Abstand B Montageposiiion-Sensorsystem größer als das maximal auftretende Bauelementeraster ist. Das Sen iorsystem 10 ist in Figur 3 gezeigt. Es besteht aus einer Infrarotdiode 9 und einer positionsempfindlichen Fotodiode 8. Die Flächen dor Fotodiode und der Markierung 4, sowie die auftretenden Trägertoleranzen und Transportungenauigkeiten müssen so aufeinander abgestimmt sein, das in jedor möglichen Lage des Bauelements zum Sensorsystem ein eindoutiges Positionssignal entsteht (Vermeidung von Nebenlicht).

Mit dem Rollensystem wird der Trägeranfang mit schneller Geschwindigkeit zum Sensorsystem transportiert. Es erfolgt die Positionsbestimmung. Dabei werden x- und y-Abweichung dx 1 und dy 1 vom Nullpunkt der Fotodiode (Sollage) festgehalten. Mit dem folgendem Transportschritt wird die Endmarko des Bauelements in das Sensorsystom gefahren. Dabei entspricht der Vorschub V dem Bauelementeraster abzüglich des maximal zu erwartenden Fehlers dm und der Lagedifferenz während der ersten Messung

V = A-dm-dx1.

Es erfolgt olne erneute Markenabtastung mit den Ergebnissen dx2 und dy 2. In der beschriebenen Anordnung wird der Fehlerausgleich dx2 nicht über die Montageeinrichtung, sondern mittels des Vorschubsystems ausgeführt. Voraussetzung ist eine genügend hohe Auflösung des Vorschubantriebs. Mit langsamerem, schlupffreiem Vortrieb wird ein Vorschub

V = B-A-dx2

zur Bejrbeitungsposition ausgeführt.

Die Warte dy2 und (dy 1 - dy2)/A werden der Montageeinrichtung zur Korrektur der Bearbeitungskoordinaten in y

(Absolutverschiebung und Winkelfehler) übergeben.

Die Werte dx 2 und dy 2 werden als dx1 unddyi für das folgende Bauelement weiterverwendet. Nach einem erneuten schnellen

Vorschub

V=2A-B-dm

erfolgt die Zweitmessung für das nächste Bauelement. Diese Bearbeitungsstufen worden zyklisch wiederholt, Zur Typidentifikation wird der Zyklus in der Weise abgewandelt, daß der Vortrieb nach der ersten Messung auf einem Trägerstreifen mit langsamer Geschwindigkeit solange erfolgt, bis die Endmarkierung des Bauelements den Nullpunkt der positionsempfindlichen Fotodiodo erreicht, Aus dor mitlaufenden Schrittzählung ist die Größe A, die dem Abstand zwischen zwei Markierungen entspricht, rekonstruierbar und damit der Typ, der zur Aktivierung entsprechender Variablensätze an die Montageeinrichtung übergeben wird. Aus Zeitgründen erfolgt die Typidentifizierung nur zu Produktionsbeginn oder nach einer Anforderung durch den Bediener oder den L eitrechner der Produktionslinie.

Claims (2)

1. Verfahren zum Transport und zur Positionierung von flexiblen, insbesondere dünnen bandförmigen Bauelementeträgern mit einem schlupffreien Vorschubantrieb für eine frei wählbare Schrittgröße als n-faches einer minimalen Schrittweite mit Einrichtungen zur Positionierung und Korrektur der Positionierung, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Bearbeitungsstation (6) benachbarte Markierungen (3,4), welche für jedes Bauelement (2) auf dem bandförmigen Bauelementeträger (1) flächig .aufgebracht und mit einem Durchbruch versehen sind, von positionsempfindlichen Fotodioden vor bzw. nach einem Transport von Markierung zu Markierung abgetastet und bezüglich Koordinaten- und Transportfehlern in x-Richtung und Koordinaten- und Winkelfehlern in y-Richtung sowie Bauelementetyp ausgewertet werden und daß nach erfolgtem Soll-Ist-Vergleich die Differenzdaten und der Bauelementetyp sowohl der Montageeinrichtung als auch dem Vorschubsystem (5) zugeführt werden.

   Hierzu
2. 2 Seiten Zeichnungen