CH697496B1 - Werkzeug zum Aufnehmen, Absetzen oder Anpressen eines flächigen Objektes und Verwendung des Werkzeugs. - Google Patents

Abstract

Zum Handhaben eines flächigen Objektes (2) wie z.B. eines Halbleiterchips (2) relativ zu einer Arbeitsfläche (7) ist ein gegen die Arbeitsfläche bewegbares Werkzeug (3) vorgesehen, das einen Schaft (4) und einen mit dem Schaft verbundenen Werkzeugkopf (5) mit einer ebenen Stirnseite (6) zum Beaufschlagen einer Anschlagfläche (22) des Objektes mittels Druck aufweist, wobei der Werkzeugkopf (5) mit Hilfe einer Gelenkanordnung (12) derart gelenkig am Schaft (4) gelagert ist, dass zum Ausgleich einer Schieflage in Bezug auf die Winkellage des Objektes (2) und/oder der Arbeitsfläche (7) die Stirnseite (6) anpassbar ist.

Description

  [0001] Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zum Aufnehmen, Absetzen oder Anpressen eines flächigen Objektes, insbesondere eines Halbleiterchips oder einer Klebefolie von einer bzw. auf eine Arbeitsfläche gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 1. Derartige Vorrichtungen können beispielsweise zum Abnehmen ("Picken") von Halbleiterchips von einem Wafer oder einem Magazin eingesetzt werden. Derartige Vorrichtungen werden weiter insbesondere im Bereich der Chipmontage verwendet. Dabei werden Halbleiterchips, insbesondere ungehäuste Halbleiterchips (so genannte "Dice"), auf entsprechende Substrate oder auf andere Dice abgelegt bzw. gebondet. Danach können weitere Verfahrensschritte wie z.B.

   Nachpressen, Aushärten, Wirebonding, Aufschmelzen von Lötverbindungen, Verkapseln und Vereinzeln folgen.

[0002] Für das Verbinden des Chips mit einem Substrat oder mit einer anderen Arbeitsfläche gibt es eine Vielzahl verschiedener Prozesse wie z.B. Kleben, Löten oder Laminieren. Unabhängig davon, welcher Bondprozess angewendet wird, besteht grundsätzlich die Forderung, dass der Chip nach Abschluss des Bondprozesses möglichst planparallel mit der Arbeitsfläche verbunden sein soll.

[0003] Die Forderung nach Planparallelität hat insbesondere mit der Weiterverarbeitung in sogenannten Drahtbondern zu tun, welche ansonsten die Verbindungsdrähte auf verschiedenen Höhen absetzen müssten. Andererseits ist eine ungleichmässige Verbindung immer ungünstig in Bezug auf die Zuverlässigkeit des verkapselten Bauelementes.

   Derartige elektronische Bauelemente sind entweder bereits zu Beginn defekt oder weisen eine kurze Lebensdauer auf. Die genannten Probleme treten in besonders ausgeprägter Form bei sogenannten Multichip-Packages auf, bei denen mehrere einzelne Chips in einem Paket aufeinandergestapelt werden. Bei diesen Multichip-Packages besteht eine zusätzliche Schwierigkeit darin, dass die im Stapel weiter oben liegenden Chips auf ggf. schon zur Arbeitsfläche geneigt liegende untere Chips gebondet werden müssen. Diese Schieflage hat zudem einen statistisch in alle Richtungen verteilten Anteil, welcher nicht durch einen Einstellungsmechanismus mit fixem Winkel ausgeglichen werden kann.

[0004] Ein weiteres Problem besteht darin, dass die zur Herstellung der Verbindung aufgebrachten Kleber oder andere Materialien unregelmässig verteilt sein können.

   Dadurch kann es weiterhin beim Bondprozess zu unregelmässigen Kraftverteilungen und auch zu inneren Spannungen im Halbleiterchip kommen, was sich wiederum negativ auf die Zuverlässigkeit des gekapselten Bauelementes auswirken kann.

[0005] Es sind bereits Lösungsansätze bekannt, die sich mit dieser Problematik beschäftigen. Die US 2003/0 115 747 A1 beschreibt beispielsweise ein Montage-Werkzeug, an dessen Werkzeugkopf ein Halbleiterchip ansaugbar ist. Der Werkzeugkopf weist eine konvexe Stirnseite auf und besteht aus einem elastisch deformierbaren Material. Nachteilig an diesem Werkzeug ist, dass der elastisch deformierbare Werkzeugkopf unter Druck zwar in Bewegungsrichtung nachgibt, sich jedoch gleichzeitig in Querrichtung ausdehnt. Auf den Halbleiterchip wirken somit unvorteilhafte Querkräfte.

   Weiterhin entsteht hier auch eine inhomogene Kraftverteilung, da der Werkzeugkopf in der Mitte stärker verformt wird. Eine ähnliche Vorrichtung zeigt ebenfalls die EP 1 489 655 A1. Hier wird jedoch statt eines Halbleiterchips eine Klebefolie auf ein Substrat fixiert. Nachteilig ist auch hier, dass beim Pressvorgang unvorteilhafte Querkräfte wirken. Die Klebefolie kann sich beim Pressvorgang verziehen oder allenfalls verschieben.

[0006] Aber auch beim Lösen und Aufnehmen eines Chips von einem Wafer können sich erhebliche Probleme durch Abweichungen bezüglich der Parallelität zwischen Aufnahmewerkzeug und Chipoberfläche ergeben. Derartige Pickverfahren sind beispielsweise beschrieben in der US 6 561 743. Eine Lateralbewegung des Chips gegen das Aufnahmewerkzeug während des Pickprozesses sollte dabei möglichst vermieden werden.

   Eine derartige Lateralbewegung kann sich jedoch beim Ansaugen des Chips einstellen, wenn eine Schrägstellung des Picktools relativ zur Chipoberseite gegeben ist.

[0007] Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Bekannten zu vermeiden, insbesondere ein Werkzeug der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welchem ein zu handhabendes, insbesondere ein zu fixierendes oder ein abzuhebendes flächiges Objekt auf schonende Art und Weise behandelt wird. Das Werkzeug soll derart ausgebildet sein, dass innere Spannungen im platzierten bzw. fixierten flächigen Objekt praktisch ausgeschlossen sind und insbesondere dass über verschiedene Bondpositionen statistisch verteilte Schieflagen bei jedem Vorgang selbständig kompensierbar sind. Das Werkzeug soll weiter vielseitig anwendbar und einfach herstellbar sein.

   Schliesslich soll sich das Werkzeug auch als Pick-Werkzeug in einem Pick-Prozess eignen, wobei Beschädigungen des Chips ausgeschlossen werden und wobei mit minimalen Pickkräften gearbeitet werden kann.

[0008] Diese Aufgaben werden erfindungsgemäss mit einer Vorrichtung gelöst, die die Merkmale im Anspruch 1 aufweist. Der Werkzeugkopf kann bevorzugt mit einer ebenen Stirnseite versehen sein. Als flächige Objekte kommen insbesondere Halbleiterchips, besonders bevorzugt ungenauste Halbleiterchips in Frage. Die Vorrichtung kann dabei bereits abgelegte Halbleiterchips auf ein Substrat oder auf andere Halbleiterchips mittels Druck nachpressen oder in einem Arbeitsschritt - wie bei der US 2003/0 115 747 A1 - auflegen und anpressen. Selbstverständlich könnten aber auch Klebefolien (als flächige Objekte) verwendet werden.

   Durch die Verwendung einer vorzugsweise etwa planen Stirnseite des Werkzeugkopfs kann eine gleichmässige Beaufschlagung über die gesamte Fläche des Objektes gewährleistet werden. Mit der Gelenkanordnung können auch schief liegende flächige Objekte auf vorteilhafte Art und Weise mittels Druck beaufschlagt werden. Die Vorrichtung eignet sich weiter auch zum Aufnehmen von flächigen Elementen mit Hilfe einer sogenannten "Pick and Place"-Einrichtung. Derartige Einrichtungen sind beispielsweise aus der WO 97/32 460 bekannt und gebräuchlich. Bei solchen Einrichtungen sind in der Regel nur geringe Presskräfte nötig.

[0009] Vorteilhaft kann es sein, wenn wenigstens die Stirnseite des Werkzeugkopfs starr ausgebildet ist. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass der Werkzeugkopf eine Platte aus einem harten Material ist.

   Die Platte kann insbesondere aus einem Metall wie z.B. Stahl bestehen. Ein solches Werkzeug ist einfach und kostengünstig herstellbar. Auch andere harte Werkstoffe wie z.B. Keramik sind denkbar. Selbstverständlich könnte es aber auch vorteilhaft sein, die Gelenkanordnung mit einem Werkzeugkopf zu kombinieren, der aus einem elastisch deformierbaren Material besteht und/oder dessen Stirnseite konkav ausgebildet ist. Derartige Werkzeugköpfe sind aus der EP 1 489 655 A1 und/oder der US 2003/0 115 747 A1 bekannt.

[0010] Der Werkzeugkopf kann durch ein Kugelgelenk am Schaft gelagert sein.

   Für das Kugelgelenk kann beispielsweise am Schaft ein sphärisch konkaver Abschnitt und am Werkzeugkopf ein komplementärer konvexer Abschnitt angeordnet sein.

[0011] In einer vorteilhaften Ausführungsform weist die Gelenkanordnung ein Gelenkzentrum auf, das zwischen der Stirnseite und einer Rückseite des Werkzeugkopfs liegt. Versuche haben gezeigt, dass es besonders vorteilhaft ist, wenn das Gelenkzentrum etwa auf der Stirnseite des Werkzeugkopfs liegt. Mit dieser Anordnung können Querbewegungen beim Ausgleich der Schieflage vermieden werden.

   Unter Gelenkzentrum wird hier der Drehpunkt der Gelenkanordnung verstanden.

[0012] Die Gelenkanordnung kann als Drehgelenk oder als Biegegelenk ausgestaltet sein.

[0013] Die Gelenkanordnung kann ein Kompensationsmittel enthalten, das beim Beaufschlagen der Anschlagfläche mittels Druck in Pressrichtung nachgibt, wodurch das flächige Objekt besonders schonend behandelt wird.

[0014] Das Kompensationsmittel kann aus einem elastischen Material, insbesondere aus Gummi, Kautschuk oder einem gummiähnlichen Material, bestehen.

[0015] Entweder der Werkzeugkopf oder der Schaft kann einen Gelenkkopf aufweisen, der in eine korrespondierende Gelenkpfanne entweder des Schafts oder des Werkzeugkopfs aufgenommen ist. Die Gelenkanordnung kann weiter einen O-Ring (als Kompensationsmittel) aufweisen, welcher zwischen Gelenkkopf und Gelenkpfanne angeordnet ist.

   Selbstverständlich sind auch andere Elemente aus Gummi oder einem anderen elastischen Material vorstellbar.

[0016] Besonders vorteilhaft kann es sein, wenn der Schaft ein Gelenkkopf mit einer vorzugsweise umlaufenden Nut für den O-Ring aufweist. Dabei kann der mit dem O-Ring versehene Schaft in die Gelenkpfanne des Werkzeugkopfs aufschnappbar sein. Für eine solche Schnappverbindung kann die Gelenkpfanne eine entsprechende Hinterschneidung (vorzugsweise gebildet durch eine Nut) aufweisen.

[0017] Diese Anordnung hat den Vorteil, dass je nach Objekt verschiedene Werkzeugköpfe auf einfach Art und Weise an den Schaft befestigt werden können. Somit zeichnet sich die Vorrichtung durch einen vielseitigen Einsatzbereich aus.

[0018] Vorteilhaft kann es sein, wenn das Werkzeug ein Montage-Werkzeug ist, mit welchem das Objekt gleichzeitig aufgenommen, aufgelegt und fixiert werden kann.

   Dazu kann es einen im Werkzeugkopf angeordneten Vakuumkanal und wenigstens einen im Werkzeugkopf angeordneten Verteilkanal zum Ansaugen des Objektes an die Stirnseite des Werkzeugkopfs aufweisen.

[0019] Zwischen Gelenkkopf und Gelenkpfanne kann ein zentraler Hohlraum gebildet sein, der mit dem Vakuumkanal des Schafts in Verbindung steht und von welchem seitlich ein oder mehrere Verteilkanäle vom Gelenkkopf ausgehen. Der Hohlraum schafft eine vorteilhafte Verteilkammer für ein Vakuum-System zum Ansaugen von Objekten.

[0020] Die Erfindung betrifft auch die Verwendung eines Werkzeugs wie oben beschrieben zum Abheben (picken) von vereinzelten, auf einer Waferfolie haftenden Halbleiterchips, welche mit Hilfe von geeigneten Mitteln in eine Ablöseposition gebracht werden (z.B. needle picking).

   Bei diesen Ablöseverfahren tritt nämlich das Problem auf, dass je nach Umgebung des abzuhebenden Chips unterschiedliche Lateralkräfte über die Folie auf den Chip einwirken und dass sich gegebenenfalls in der Ablöseposition auf den Ausstossmitteln eine Schieflage ergeben kann. Diese Schieflage beeinträchtigt ersichtlicherweise die Saugwirkung, was mit einem erhöhten Anpressdruck kompensiert werden muss. Bei einer ungünstigen Konstellation wird dabei jedoch die gesamte Anpresskraft auf eine einzige Nadelspitze oder auf ein anderes Ausstossmittel eingeleitet, wodurch mechanische Beschädigungen eintreten können.

[0021] Durch die Verwendung des erfindungsgemässen Werkzeugs können diese Nachteile vermieden werden. Ohne übermässige Anpresskräfte liegt das Picktool immer flächig auf dem Chip auf, womit eine gute Ansaugwirkung gewährleistet ist.

   Bei einem optimalen Kontakt zwischen Werkzeugkopf und Chipoberseite werden laterale Verschiebungen zwischen Werkzeug und Chip vermieden.

[0022] Die Verwendung eines erfindungsgemässen Werkzeugs eignet sich auch besonders vorteilhaft zum Aufnehmen und/oder Absetzen einer Klebefolie in einem Prozess zum Verarbeiten von Halbleiterchips. Die Handhabung dieser Klebefolien ist bei der in solchen Prozessen geforderten Präzision besonders schwierig.

[0023] Weitere Vorteile und Einzelmerkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele und aus den Zeichnungen. Es zeigen:
<tb>Fig. 1<sep>eine schematisierte Darstellung eines erfindungsgemässen Werkzeugs zum Anpressen eines bereits auf ein Substrat aufgelegten flächigen Objektes,


  <tb>Fig. 2<sep>ein alternatives Ausführungsbeispiel zu Fig. 1, bei welchem das Werkzeug ein Montage-Werkzeug ist, wobei an den Werkzeugkopf ein zu fixierendes flächiges Objekt lösbar angebracht ist,


  <tb>Fig. 3<sep>eine schematisierte Darstellung eines Werkzeugs in einer ersten unbeaufschlagten Stellung,


  <tb>Fig. 4<sep>das Werkzeug gemäss Fig. 3 in einer zweiten Stellung, in welcher eine Stirnseite des Werkzeugkopfs einseitig auf eine Anschlagfläche auftrifft (Schieflage),


  <tb>Fig. 5<sep>das Werkzeug gemäss Fig. 3 in einer dritten Stellung, in welcher der Werkzeugkopf für einen Pressvorgang an die Anschlagfläche angepasst ist,


  <tb>Fig. 6<sep>eine schematische Darstellung eines Werkzeugs mit einem Kugelgelenk,


  <tb>Fig. 7<sep>ein alternatives Werkzeug mit einem Kugelgelenk,


  <tb>Fig. 8<sep>ein Ausführungsbeispiel eines Werkzeugs mit einem Biegegelenk aus einem elastischen Material,


  <tb>Fig. 9<sep>ein weiters Ausführungsbeispiel eines Werkzeugs mit einem Federelement,


  <tb>Fig. 10<sep>eine Seitenansicht mit einem Teilschnitt auf ein Werkzeug,


  <tb>Fig. 11<sep>eine Explosionsdarstellung des Werkzeugs gemäss Fig. 10 (jeweils im Querschnitt),


  <tb>Fig. 12<sep>eine perspektivische Ansicht eines Werkzeugkopfs für das Werkzeug gemäss Fig. 10,


  <tb>Fig. 13<sep>eine Ansicht auf die Stirnseite des Werkzeugkopfs des Werkzeugs gemäss Fig. 10,


  <tb>Fig. 14<sep> eine weitere Seitenansicht auf den Werkzeugkopf des Werkzeugs gemäss Fig. 10,


  <tb>Fig. 15<sep>eine Seitenansicht auf eine Multi-Chip-Anordnung bestehend aus zwei gestapelten Chips, und


  <tb>Fig. 16<sep>die schematische Darstellung eines Werkzeugs als Pickwerkzeug bei einem Needle-Pick-Ablöseverfahren.

[0024] Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zum Fixieren eines Halbleiterchips 2, beispielsweise eines ungehäusten Halbleiterchips, auf ein auf einer Substratauflage 21 liegendes Substrat 7. Der Halbleiterchip 2 wurde vorgängig auf der mit einem Klebstoff 24 bedeckten Arbeitsfläche 8 aufgesetzt. Der Klebstoff kann - vor dem Aushärten - flüssig sein oder eine pastöse Konsistenz aufweisen. Selbstverständlich kann als Klebstoff auch eine Klebefolie der bekannten Art oder ein fester Klebstoff verwendet werden. Mit Hilfe eines mit 3 bezeichneten Werkzeugs kann der Halbleiterchip 2 gegen die Arbeitsfläche 8 gepresst werden.

   Das Werkzeug 3 besteht aus einem gegen die Arbeitsfläche 8 bewegbaren Schaft 4 und aus einem Werkzeugkopf 5, der mit Hilfe einer Gelenkanordnung 12 gelenkig am Schaft 4 gelagert ist. Der Werkzeugkopf 5 verfügt über eine Stirnseite 6, welche eine Anschlagfläche 22 des Objektes 2 beaufschlagen kann. Im Idealfall verlaufen die Anschlagfläche 22 und die Stirnseite 6 bereits in der dargestellten Ruhestellung des Werkzeugs planparallel. Bei einer vorhandenen Schieflage werden Abweichungen mit Hilfe der Gelenkanordnung 12 in der Arbeitsstellung kompensiert, sodass der Halbleiterchip 2 vollflächig und gleichmässig angepresst wird.

[0025] Wie Fig. 2 zeigt, kann das Werkzeug 3 ebenfalls als Montagewerkzeug verwendet werden. Dazu ist der Werkzeugkopf 5 derart auszubilden, dass der Halbleiterchip 2 lösbar an der Stirnseite 6 des Werkzeugkopfs 5 befestigbar ist.

   Statt eines Halbleiterchips könnte auch eine Klebefolie oder ein anderes flächiges Objekt auf das Substrat abgelegt werden (vgl. dazu auch Fig. 15). Die Unterseite 9 des Chips verläuft etwa planparallel zur Stirnseite 6 des Werkzeugkopfs. Bei einer derartigen Ablegefunktion werden ersichtlicherweise Abweichungen in der Planparallelität zwischen der Unterseite 9 des Chips und der Arbeitsfläche 8 kompensiert, welche hier durch die Klebstoffschicht begrenzt wird.

[0026] Anhand der Fig. 3 bis 5 ist die grundsätzliche Funktionsweise des Werkzeugs 3 dargestellt. In der in Fig. 3 gezeigten ersten Stellung befindet sich der Werkzeugkopf 5 vor dem Beaufschlagen der Anschlagfläche 22 in einer Ruhestellung. Wie aus Fig. 4 hervorgeht, liegen die Stirnseite 6 einerseits und die Anschlagfläche 22 andererseits nicht auf planparallelen Ebenen.

   Diese Ebenen definieren einen mit gamma  gekennzeichneten Neigungswinkel (Schieflage). Wird das Werkzeug 3 weiter in e-Richtung bewegt, so passt sich wegen der Gelenkanordnung 12 die Stirnseite 6 des Gelenkkopfs 5 an die Anschlagfläche 22 an. Diese Stellung ist in Fig. 5 gezeigt, in welcher der Werkzeugkopf an der Anschlagfläche 22 anliegt. Wird die Anschlagfläche 22 nun weiter mit einer Kraft F beaufschlagt, so ergibt sich beim Pressvorgang wenigstens im Bereich der Stirnseite des Werkzeugkopfs eine gleichmässige Kräfteverteilung auf die Anschlagfläche 22. Im Falle einer fixen Werkzeugkopf-Schaft-Anordnung würde sich beim Pressvorgang eine einseitige Kraftverteilung ergeben und zu den oben angegebenen Nachteilen führen.

[0027] In den Fig. 6 bis 9 sind Ausführungsbeispiele von Gelenkanordnungen 12 dargestellt.

   Die Fig. 6 und 7 zeigen ein Kugelgelenk mit einem mit 15 bezeichneten Gelenkzentrum. Das Kugelgelenk gemäss Fig. 7 weist einen Schaft auf, an dessen vorderen Ende ein sphärisch konkaver Abschnitt 13 angeordnet ist. Entsprechend ist am Werkzeugkopf 5 ein komplementärer konvexer Abschnitt 14 angeordnet. Die Anordnung gemäss Fig. 7 ist deshalb besonders vorteilhaft, weil das Gelenkzentrum 15 auf der Stirnseite 6 liegt. Damit können Querbewegungen bzw. Querkräfte bei einem Pressvorgang auf ein zu fixierendes Objekt oder bei einem Platziervorgang mit anschliessendem Bondprozess vollständig vermieden werden. Die Fig. 8 und 9 zeigen, dass die Gelenkanordnung 12 auch als Biegegelenk ausgestaltet sein kann. In Fig. 8 ist der Schaft 4 zur Herstellung des Gelenks mit dem Werkzeugkopf 5 durch ein Element 30 aus einem elastischen und/oder deformierbaren Material verbunden.

   In Fig. 9 ist zur Herstellung des Gelenks der Schaft 4 über eine Federanordnung 31 mit dem Werkzeugkopf 5 verbunden. Bei der Federanordnung kann es sich beispielsweise um eine Schraubenfeder handeln oder auch um eine Tellerfeder, welche zwischen Schaft 4 und Werkzeugkopf 5 eingespannt ist.

[0028] Das Gelenkzentrum 15 liegt vorzugsweise immer zwischen der Stirnseite 6 und der Rückseite 23 des Werkzeugkopfs 5. In bestimmten Fällen wäre allerdings auch eine andere geometrische Anordnung denkbar. Ausserdem wäre es möglich, die Gelenkbewegung mit Begrenzungselementen zu begrenzen, und zwar entweder nur in Bezug auf den maximal möglichen Neigungswinkel und/oder auch in Bezug auf die erlaubte Auslenkrichtung.

[0029] Die Fig. 10 bis 14 zeigen eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung eines Werkzeugs 3 zum Fixieren flächiger Objekte auf einem Substrat.

   Beim in Fig. 10 gezeigten Werkzeug 3 ist der Schaft 4 mit dem O-Ring 16 in der Gelenkpfanne 11 des Werkzeugkopfs 5 aufgeschnappt. Zwischen Gelenkkopf 10 und Gelenkpfanne 11 ist ein zentraler Hohlraum 25 gebildet, der mit einem Vakuumkanal 20 in Verbindung steht. Von diesem gehen Verteilkanäle zum Ansaugen von Objekten an die Stirnseite 6 aus (vgl. nachfolgende Fig. 11 bis 14). Die einzelnen Bauteile des Werkzeugs sind in Fig. 11 dargestellt. Der O-Ring 16 besteht vorteilhaft aus Gummi oder einem anderen elastischen Material und kann in die mit 17 bezeichnete Nut am vorderen Ende des Schafts 4 eingesetzt werden. Am Werkzeugkopf 5 ist zur Aufnahme des O-Rings 16 eine Nut 18 angeordnet.

[0030] Wie aus den Fig. 12 bis 14 hervorgeht, können Verteilkanäle 26 auf einfache Art und Weise mit Hilfe von Bohrungen hergestellt werden.

   Zur Herstellung der Sauglöcher 27 an der Stirnseite 6 des Werkzeugkopfs werden Sacklöcher gebohrt. Die übrigen Querbohrungen 28 verlaufen jeweils parallel zur Stirnseite 6 und sind derart ausgestaltet, dass eine Kanal-Verbindung zwischen Hohlraum (Fig. 10) und Sauglöchern 27 entsteht. Die Bohrungen 28 können jeweils durch Stahlkugeln oder andere Verschlusselemente nach aussen verschlossen werden.

[0031] In Fig. 15 ist der Aufbau eines "stacked die" gezeigt. Ein zweiter Halbleiterchip 2 soll auf eine Klebefolie 29 platziert werden. Diese Klebefolie ist auf einem mit 2 ¾ bezeichneten ersten Halbleiterchip angebracht, der eingebettet in einem Epoxykleber 24 auf einem Substrat 7 angeklebt ist. Die Oberseite der Klebefolie 29 und damit auch die Arbeitsfläche 8 verläuft jedoch nicht planparallel zum Substrat 7 bzw. zur Unterseite 9 des Chips 2.

   Demzufolge muss sich auch die Unterseite 9 des zweiten Chips 2 der entsprechenden Schräglage anpassen können, was durch das beschriebene Werkzeug ermöglicht wird.

[0032] In Fig. 16 ist der Einsatz eines erfindungsgemässen Werkzeugs als Pickwerkzeug insbesondere für das sogenannte Nadelpicken dargestellt. Dabei werden auf an sich bekannte Weise bereits vereinzelte Halbleiterchips 2 von einer Waferfolie 32 abgehoben, wobei der Ablöseprozess von der Folie durch Ausstossnadeln 33 unterstützt wird, welche im Bereich des abzuhebenden Chips von unten gegen die Folie gestossen werden.

   Ein benachbarter Chip 34 bleibt von diesem Vorgang unbeeinflusst, wobei dessen Vorhandensein oder Nichtvorhandensein allerdings das Bewegungsverhalten der Waferfolie 32 beeinflussen kann.

[0033] Ist zwischen der Stirnseite 6 des Werkzeugkopfs 5 und der Anschlagfläche 22 des Chips 2 beim Ausstossen der Nadeln keine Planparallelität vorhanden, kompensiert das Werkzeug 3 die allenfalls vorhandene Schieflage, sodass beim Aufnehmen des Chips keine übermässige punktuelle Belastung an einzelnen Nadeln eintritt.

[0034] Selbstverständlich ist die Verwendung des erfindungsgemässen Werkzeugs nicht auf das Nadelpicken beschränkt. Auch bei anderen Pickverfahren ist die Kompensation einer möglichen Schieflage vorteilhaft.

Claims (12)

1. Werkzeug (3) zum Aufnehmen, Absetzen oder Anpressen eines flächigen Objektes (2), insbesondere eines Halbleiterchips oder einer Klebefolie von einer bzw. auf eine Arbeitsfläche (8), mit einem aus einer Ruhestellung gegen die Arbeitsfläche in eine Arbeitsstellung bewegbaren Schaft (4) und mit einem mit dem Schaft verbundenen Werkzeugkopf (5), der eine Stirnseite (6) zum Beaufschlagen einer Anschlagfläche (22) des Objektes (2) vorzugsweise unter Druck aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugkopf (5) mit Hilfe einer Gelenkanordnung (12) derart gelenkig am Schaft (4) gelagert ist, dass die Stirnseite (6) des Werkzeugkopfs in der Arbeitsstellung selbständig an jede Schieflage des Objektes und/oder der Arbeitsfläche (8) anpassbar ist.

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugkopf (5) eine Platte aus einem harten Material, insbesondere aus Metall, ist.

3. Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugkopf (5) durch ein Kugelgelenk am Schaft (4) gelagert ist.

4. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkanordnung (12) ein Gelenkzentrum (15) aufweist, das zwischen der Stirnseite (6) und einer Rückseite (23) des Werkzeugkopfs (5), vorzugsweise näher bei der Stirnseite (6) und besonders bevorzugt etwa auf der Stirnseite (6) des Werkzeugkopfs (5) liegt.

5. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkanordnung ein Kompensationsmittel enthält, das beim Beaufschlagen der Anschlagfläche (22) unter Druck in Pressrichtung nachgibt.

6. Werkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kompensationsmittel aus einem elastischen Material, insbesondere aus Gummi oder einem gummiähnlichen Material, besteht.

7. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass entweder der Werkzeugkopf (5) oder der Schaft (4) einen Gelenkkopf (10) aufweist, der in eine korrespondierende Gelenkpfanne (11) entweder des Schafts (4) oder des Werkzeugkopfs (5) aufgenommen ist, wobei zwischen Gelenkkopf (10) und Gelenkpfanne (11) ein O-Ring (16) angeordnet ist.

8. Werkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft (4) einen Gelenkkopf (10) mit einer Nut (17) für den O-Ring (16) aufweist, wobei der mit dem O-Ring (16) versehene Schaft (4) in die Gelenkpfanne (11) des Werkzeugkopfs (5) einschnappbar ist.

9. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennnzeichnet, dass der Schaft (4) wenigstens einen Vakuumkanal (20) und der Werkzeugkopf (3) wenigstens einen Verteilkanal (26) zum Ansaugen des Objektes (2) an die Stirnseite (6) aufweist.

10. Werkzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Gelenkkopf (10) und Gelenkpfanne (11) ein zentraler Hohlraum (25) gebildet ist, der mit dem Vakuumkanal (20) in Verbindung steht und von welchem seitlich ein oder mehrere Verteilkanäle (26) ausgehen.

11. Verwendung eines Werkzeugs nach einem der Ansprüche 1 bis 10, zum Abheben (Picken) von vereinzelten, auf einer Waferfolie haftenden Halbleiterchips, welche in eine Ablöseposition gebracht werden.

12. Verwendung eines Werkzeugs nach einem der Ansprüche 1 bis 10, zum Aufnehmen und/oder Absetzen einer Klebefolie in einem Prozess zum Verarbeiten von Halbleiterchips.