Patent WO-2019244136-A9 (WO)
Title: Stellantrieb für einen bondkopf
Inventor: AEBISCHER MARKUS
IPC: H01L21/68
Filed: 2019-06-23
Abstract: Die Erfindung ist auf eine Vorrichtung (100) und ein Verfahren zur Montage von Bauelementen auf einem Substrat (160) gerichtet. Während des Betriebs wird die Verarbeitung oft unterbrochen, da die Bauelemente nicht parallel zum Substrat zur Montage bereitgestellt werden. Lösungen zur Steuerung der Neigung erhöhen die Kosten, das Gewicht und die Komplexität des Bondkopfes. Durch die Neigung der Kontaktfläche (185) unter Verwendung vorhandener Antriebe und/oder Aktoren wird eine vereinfachte Neigungskorrektur ermöglicht, die einen hohen Durchsatz und eine hohe Zuverlässigkeit bietet. Der Neigungskorrekturmechanismus besteht aus einem oder mehreren Eingriffselementen (120, 121, 122), einem oder mehreren Verstellelementen (130, 131, 133) und einem oder mehreren Neigepositionsblöcken (117, 118). In einigen Fällen können passive Elemente und Mechanismen verwendet werden. Durch Verschieben des Bondkopfes (110) entlang einer ersten Bewegungsachse (170) oder entlang einer zweiten Bewegungsachse (175) relativ zu dem ersten Verstellelement (130, 131, 133) dreht sich die Kontaktfläche (185) um die zweite Bewegungsachse (175). In einer Ausführungsform ist die Anordnung des ersten Eingriffspaares (120, 130) ein Stift (120) in einer Nut (130), die in einem Winkel von etwa 20 Grad oder mit einem größeren Winkel von z.B. zwischen 30 und 60 Grad zu der ersten Bewegungsachse (170) (Z) in einer YZ-Ebene angeordnet ist. In diesem Beispiel ist die dritte Bewegungsachse (177) als Y definiert. Die Bewegung des Bondkopfes (110) entlang der ersten Bewegungsachse (170) liefert eine Kraft auf das erste Eingriffselement (120) entlang der dritten Bewegungsachse (177). In einer anderen Ausführungsform ist das (weitere) Eingriffselement (122) so modifiziert, dass es einen starren Eingriff ermöglicht, der eine Drehung um zwei Achsen ermöglicht. In diesem einfachen Beispiel besteht das weitere Eingriffselement (122) aus einer Kugel (oder etwas Kugelförmigen) an seinem distalen Ende. Das zugehörige weitere Verstellelement (131) ist an der ersten Verstellposition (132) vorgesehen und kann z.B. eine entsprechend dimensionierte Muffe, Aussparung oder Nut sein. Hier kann ein Sockel entlang der dritten Bewegungsachse (177) ausgerichtet sein. Ein starrer Eingriff kann durch Verschieben des Bondkopfes (110) in die erste Verstellposition (132) erfolgen, so dass die Kugel am distalen Ende des weiteren Eingriffselementes (122) entlang der ersten (170) und zweiten (175) Bewegungsachsen ausgerichtet ist, gefolgt von einer Verschiebung entlang der dritten Bewegungsachse (177), die eine Drehung um den Drehpunkt (115) und damit eine Drehung (Neigung) der Kontaktfläche (185) um die zweite Achse (175) ermöglicht und von einer anschließenden Bewegung entlang der zweiten Bewegungsachse (175) bei im Wesentlichen gleichen Positionen entlang der ersten Bewegungsachse (170) und dritten Bewegungsachse (177), die eine Drehung um den weiteren Drehpunkt (116) und damit eine Drehung (Neigung) der Kontaktfläche (185) um die dritte Bewegungsachse (177) ermöglicht. In einer weiteren Ausführungsform weist die Neigungsverstellung ein Zahnstangeneingriffspaar auf. Das Eingriffselement (121) besteht aus einem Ritzel, das an seinem distalen Ende angeordnet ist, wobei intern ein konventioneller Spindelantrieb am Ritzel (121) angebracht ist, so dass eine Drehung des Ritzels eine Drehung des Spindelantriebs bewirkt, wobei der Schraubenantrieb weiterhin so am Bondkopf (110) befestigt ist, dass eine Drehung des Schraubenantriebes eine Drehung des Bondkopfes (110) um den Drehpunkt (115) und um die zweite Bewegungsachse ermöglicht. Dadurch ergibt sich eine Drehung (Neigung) der Kontaktfläche (185) um die zweite Bewegungsachse (175). Das in der ersten Verstellposition (132) vorgesehene Verstellelement ist eine Zahnstange (133), die so konfiguriert und angeordnet ist, dass sie mit dem Ritzel (121) zusammenwirkt, so dass eine Drehung des Ritzels (121) möglich ist. Die Zahnstange (133) erstreckt sich in diesem Beispiel entlang der ersten Bewegungsachse (170). Das Einrasten kann durch Verschieben des Bondkopfes (110) in die erste Verstellposition (132) erfolgen, so dass das Ritzel (121) am distalen Ende des Ritzels (121) entlang der ersten (170), zweiten (175) und dritten (177) Bewegungsachsen ausgerichtet ist, so dass Ritzel (121) und Zahnstange (133) nahe beieinander liegen. Eine Verschiebung entlang der zweiten Bewegungsachse (175) zur Zahnstange (133) sorgt für einen starren Eingriff. Die anschließende Bewegung entlang der ersten Bewegungsachse (170) bei im Wesentlichen gleichen Positionen entlang der zweiten Bewegungsachse (175) und der dritten Bewegungsachse (177) bewirkt eine Drehung des Ritzels (121), was zu einer Drehung des Spindelantriebs und einer Drehung des Bondkopfes (110) um den Drehpunkt (115) führt. Eine Drehung (Neigung) der Kontaktfläche (185) um die zweite Achse (175) ist daher ebenfalls vorgesehen. Weiterhin kann ein Bondkopf (110) vorgesehen sein, der sich um die zweite Bewegungsachse (175) und die dritte Bewegungsachse (177) drehen kann. Der Bondkopf (110) besteht aus zwei Ritzeln (121), von denen eines für die Drehung um diezweite Bewegungsachse (175) und das andere für die Drehung um die dritte Bewegungsachse (177) konfiguriert und angeordnet ist. Die Vorrichtung (100) stellt auch zwei Zahnstangen (133), eine an einer ersten Verstellposition (132) und die andere an einer zweiten Verstellposition (137) zur Verfügung. Der starre Eingriff in der ersten Verstellposition (132) erfolgt durch Verschieben des Bondkopfes (110) in die erste Verstellposition (132), so dass das Ritzel (121) am distalen Ende des Ritzels (121) entlang der ersten (170), zweiten (175) und dritten (177) Bewegungsachsen ausgerichtet ist, so dass Ritzel (121) und Zahnstangen (133) nahe beieinander liegen. Außer der oben beschriebenen Drehung (Neigung) der Kontaktfläche (185) um die zweite Achse (175) ist auch deren Drehung (Neigung) um die dritte Achse (175) ebenfalls vorgesehen. Der starre Eingriff in der zweiten Verstellposition (137) erfolgt durch Verschieben des Bondkopfes (110) in die zweite Verstellposition (137), so dass das Ritzel (121) am distalen Ende des Ritzels (121) entlang der ersten (170), zweiten (175) und dritten (177) Bewegungsachsen ausgerichtet ist, so dass Ritzel (121) und Zahnstange (133) nahe beieinander liegen. Eine Verschiebung entlang der ersten Bewegungsachsen (170) zur Zahnstange (133) sorgt für einen starren Eingriff. Die anschließende Bewegung entlang der dritten Bewegungsachse (177) bei im Wesentlichen gleichen Positionen entlang der ersten (170) und zweiten (175) Bewegungsachsen bewirkt eine Drehung des Ritzels (121), was zu einer Drehung des Spindelantriebs und einer Drehung des Bondkopfes (110) um die dritte Achse (177) führt.