DE102018117825A1 - Bestücken eines Bauelementeträgers unter Verwendung von Versatzinformationen zwischen an einander gegenüberliegenden Seites eines Referenz-Bauelements ausgebildeten strukturellen Merkmalen - Google Patents

Bestücken eines Bauelementeträgers unter Verwendung von Versatzinformationen zwischen an einander gegenüberliegenden Seites eines Referenz-Bauelements ausgebildeten strukturellen Merkmalen Download PDF

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Martin Prüfer
Karl Heinz Besch
Matthias Hedrich
Sylvester Demmel
Harald Stanzl
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ASM Assembly Systems GmbH and Co KG
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Abstract

Beschrieben sind ein Verfahren und eine Bestückmaschine (100) zum Bestücken eines Bauelementeträgers (180) mit Bauelementen (190, 490c). Das Verfahren weist auf (a) Erfassen eines ersten Bildes von einer ersten Seite eines ersten Bauelementes, an welcher ein erstes strukturelles Merkmal (296a, 496a) erkennbar ist; (b) optisches Erfassen eines zweiten Bildes von einer zweiten Seite des ersten Bauelementes (190, 490c), an welcher ein zweites strukturelles Merkmal (294, 296b, 496b) erkennbar ist, wobei die erste Seite und die zweite Seite einander gegenüberliegend sind; (c) Ermitteln eines räumlichen Versatzes (c1) zwischen dem ersten strukturellen Merkmal (296a, 496a) und dem zweiten strukturellen Merkmal (294, 296b, 496b); (d) optisches Erfassen eines Bildes von einer Seite eines zweiten Bauelements (190, 490c); (e) Bestimmen einer räumlichen Position des zweiten Bauelements (190, 490c) basierend auf dem erfassten Bild der Seite des zweiten Bauelements (190, 490c); und (f) Montieren des zweiten Bauelements (190, 490c) auf den Bauelementeträger (180) basierend auf der bestimmten räumlichen Position des zweiten Bauelements (190, 490c) und des ermittelten räumlichen Versatzes (c1).

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestücken eines Bauelementeträgers mit elektronischen Bauelementen, welche vor einer Montage auf dem Bauelementeträger zwei einander gegenüberliegenden Seiten optisch vermessen werden.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Bei der Fertigung von gehäusten elektronischen Bauelementen werden ungehäuste (Halbleiter-) Chips, so genannte „Bare Dies“, auf einen Bauelementeträger bzw. Träger bestückt. Im Rahmen des sogenannten „embedded Wafer Level Package“ (eWLP) Prozesses werden dazu ein oder mehrere Chips pro Verpackung (Package) mit der aktiven Seite nach oben auf eine an dem Träger befindliche Klebefolie aufgesetzt. Anschließend wird eine Vielzahl von aufgesetzten Chips mit einer Masse aus Kunststoff vergossen, welche später das Gehäuse darstellt. Das gesamte Vergussprodukt wird dann unter hohem Druck gebacken und anschließend von dem Träger bzw. der Klebefolie gelöst. In nachfolgenden Prozess-Schritten werden die Chips dann kontaktiert, ggf. elektrisch verbunden und als elektrische Anschlusskontakte dienende Lotkugeln aufgebracht. Am Ende wird das gesamte weiterverarbeitete Vergussprodukt zu einzelnen Bauelementen zersägt oder anderweitig vereinzelt.
  • Anschaulich ausgedrückt ist eWLP eine Gehäusebauform für integrierte Schaltungen, bei der die elektrischen Anschlusskontakte auf einem aus Chips und Vergussmasse künstlich hergestellten Wafer erzeugt werden. Dabei werden auch alle notwendigen Bearbeitungsschritte für das Ausbilden eines Gehäuses auf dem künstlichen Wafer durchgeführt. Dies erlaubt gegenüber klassischen Gehäusetechnologien, bei denen das sog. „Wire Bonding“ zum Einsatz kommt, die Herstellung extrem kleiner und flacher Gehäuse mit exzellenten elektrischen und thermischen Eigenschaften bei besonders niedrigen Herstellungskosten. Mit dieser Technologie können Bauelemente beispielsweise als Ball Grid Array (BGA) hergestellt werden.
  • Die Handhabung von noch ungehäusten Chips im Rahmen eines eWLP Prozesses erfolgt typischerweise mit einer im Vergleich zu der bekannten Surface Mount Technologie (modifizierten) Bestückmaschine. Eine solche Bestückmaschine weist einen Bestückkopf auf, mit dem die Chips an vordefinierten Bestückpositionen auf dem jeweiligen Träger montiert bzw. platziert werden. Dabei sind die Anforderungen an die Positionsgenauigkeit der Bestückung besonders hoch.
  • Für hochgenaue Bestückungen, beispielsweise für eWLP Prozesses, ist es häufig notwendig, die zu bestückenden (ungehäusten) Bauelemente anhand der Strukturen an ihrer Oberseite auf einem Bauelementeträger zu montieren. Mit einer herkömmlichen Bauelement-Kamera eines Bestückautomaten können jedoch nur Strukturen auf der Bauelement-Unterseite vermessen werden. Ein Offset bzw. ein räumlicher Versatz zwischen Strukturen an der Oberseite und Strukturen an der Unterseite kann durch eine zusätzliche Messung der Oberseite mit einer (zusätzlichen) Kamera ermittelt. Eine solche zusätzliche Vermessung des Bauelements verlangsamt den Bestückablauf. Dies mag bei Bestückaufträgen, wo lediglich einige wenige Bauelemente mit einer so hohen Genauigkeit auf einen Bauelementeträger bestückt werden müssen, kaum ins Gewicht fallen. Bei der Fertigung von gehäusten elektronischen Bauelementen mittels „eWLP“ wird ein Bauelementträger jedoch mit einer Vielzahl von Bauelementen, beispielsweise 100.000, bestückt, so dass bereits geringste „Verlangsamungen“ des Bestückprozesses zu einer erheblichen Effizienzeinbuße führen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung für eine hochgenaue und trotzdem zeitlich effiziente Bestückung eines Bauelementeträgers mit Bauelementen anzugeben, wobei Informationen über an unterschiedlichen Seiten der Bauelemente vorhandenen strukturellen Merkmalen berücksichtigt werden.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Bestücken eines Bauelementeträgers mit elektronischen Bauelementen beschrieben. Das beschriebene Verfahren weist auf (a) insbesondere mittels einer ersten Kamera, optisches Erfassen eines ersten Bildes von einer ersten Seite eines ersten Bauelementes, an welcher ein erstes strukturelles Merkmal des ersten Bauelementes erkennbar ist; (b) insbesondere mittels einer zweiten Kamera, optisches Erfassen eines zweiten Bildes von einer zweiten Seite des ersten Bauelementes, an welcher ein zweites strukturelles Merkmal des ersten Bauelementes erkennbar ist, wobei die erste Seite und die zweite Seite einander gegenüberliegend sind; (c) Ermitteln eines räumlichen Versatzes zwischen dem ersten strukturellen Merkmal und dem zweiten strukturellen Merkmal; (d) insbesondere mittels der ersten Kamera oder der zweiten Kamera, optisches Erfassen eines Bildes von einer Seite eines zweiten Bauelements; (e) Bestimmen einer räumlichen Position des zweiten Bauelements basierend auf dem erfassten Bild der Seite des zweiten Bauelements; und (f) Montieren des zweiten Bauelements auf den Bauelementeträger basierend auf der bestimmten räumlichen Position des zweiten Bauelements und des ermittelten räumlichen Versatzes zwischen dem ersten strukturellen Merkmal und dem zweiten strukturellen Merkmal des ersten Bauelements.
  • Dem beschriebenen Verfahren liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine hochgenaue Bestückung von einer Mehrzahl bzw. einer Serie von Bauelementen auf effiziente bzw. auf schnelle Weise dadurch realisiert werden kann, dass ein erstes Bauelement als Referenz-Bauelement verwendet wird und nur für dieses der räumliche Versatz zwischen einer optisch erfassbaren Struktur an einer Oberseite des Referenz-Bauelementes und einer optisch erfassbaren Struktur an einer Unterseite des Referenz-Bauelementes ermittelt wird. Diese Ermittlung des räumlichen Versatzes sollte mit einer besonders hohen Genauigkeit durchgeführt werden, wobei der Faktor Zeit für diese Ermittlung eher eine untergeordnete Rolle spielen kann. Danach wird dann das zweite Bauelement an lediglich einer seiner Seiten mit lediglich einer Kamera optisch erfasst und bei einer nachfolgenden Bestückung des zweiten Bauelements wird nicht nur die Bildinformation des von lediglich einer Seite aufgenommenen Bildes des zweiten Bauelements, sondern auch der für das erste Referenz-Bauelement ermittelte räumliche Versatz berücksichtigt. Bei dem beschriebenen Verfahren geht man davon aus, dass zumindest für eine gewisse Anzahl von Bauelementen (bevorzugt von einer Charge oder, bei Halbleiterchips, von einem Wafer), ein möglicher räumlicher Versatze zwischen den an der Oberseite und an der Unterseite zumindest annähernd gleich ist.
  • Unter dem Begriff „elektronisches Bauelement“ oder „Bauelement“ können in diesem Dokument alle bestückungsfähigen Elemente verstanden werden, welche an einem Bauelementeträger angebracht bzw. montiert werden können. Der Begriff „Bauelement“ kann gehäuste Bauelemente und insbesondere ungehäuste Bauelemente bzw. Chips umfassen. Dazu zählen zwei- oder mehrpolige SMT-Bauelemente oder andere hochintegrierte flächige, runde oder anders geformte Bauelemente wie beispielsweise Ball Grid Arrays, Bare Dies, Flip Chips oder einzelne Teile wie z.B. Halbleiter-Chips eines Halbleiterwafers, welche insbesondere nach dem Strukturieren und dem Schneiden des Wafers zu fertigen Bauelementen weiterverarbeitet werden.
  • Unter dem Begriff „Bauelementeträger“ können in diesem Dokument jede Art von bestückungsfähigen Medien, insbesondere Substrate oder Leiterplatten, verstanden werden. Ein bestückungsfähiges Medium, insbesondere eine Leiterplatte, kann starr oder auch flexibel sein. Es kann auch sowohl zumindest einen ersten starren Bereich als auch zumindest einen flexiblen Bereich aufweisen. Ein bestückungsfähiges Medium kann auch ein temporärer Träger sein, an dem zum Zwecke einer Fertigung von Bauelementen, beispielsweise mittels eines sog. „embedded Wafer Level Package“ (eWLP) Prozesses, noch ungehäuste Chips angebracht werden. Ein solcher temporärer Träger kann eine klebrige Folie sein, die in bekannter Weise an einer Rahmenstruktur aufgespannt ist. Die klebrige Folie kann eine wärmelösbare Folie (sog. thermo release foil) sein, so dass die angeklebten Chips unter dem Einsatz von Wärmeenergie auf einfache Weise von der (zuvor) klebrigen Folie abgelöst werden können.
  • Unter dem Begriff „montieren“ bzw. „Montage“ kann in diesem Dokument jede Art der Befestigung eines elektronischen Bauelements an den Bauelementeträger verstanden werden. Die Befestigung kann dabei dauerhaft sein, beispielsweise bei einer Bestückung einer Leiterplatte mit einem nachfolgenden Aufschmelzen und Verfestigen von Lotmaterial. Die Befestigung kann auch temporär sein, beispielsweise bei einer Bestückung einer aufgespannten Trägerfolie zum Herstellen eines künstlichen Wafers für eine Herstellung von verpackten Halbleiter-Bauelementen.
  • Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung sind erste als Referenz verwendete Bauelement und das zweite Bauelement vom selben Typ. Dann kann nämlich mit besonders hoher Genauigkeit davon ausgegangen werden, dass der für das erste Bauelement ermittelte räumliche Versatz gleich ist zu einem (nicht ermittelten) räumlichen Versatz zwischen einander entsprechenden Strukturen des zweiten Bauelements.
  • Der bestimmte Versatz betrifft insbesondere einen Versatz in einer Ebene, welche parallel zu den beiden Seiten des ersten Bauelementes orientiert ist. Bei einem quaderförmigen Bauelement sind dies bevorzugt die beiden großen Hauptseiten, wobei an zumindest einer der beiden Hauptseiten elektrische Anschlusskontakte des Bauelements ausgebildet sind.
  • Abhängig von dem speziellen Anwendungsfall können die strukturellen Merkmale beispielsweise elektrische Anschlusskontakte des betreffenden Bauelements, Kanten eines Gehäuses bzw. einer Verpackung des betreffenden Bauelements, Kanten des (Halbleiter)Chips eines ungehäusten Bauelements, eine (kleiner) Chip eines eine transparente Verpackung aufweisenden (LED-) Bauelements, etc. sein.
  • Der beschriebene räumliche Versatz, welcher in diesem Dokument anschaulich auch als Offset bezeichnet wird, kann eine real vorhandener Versatz und/oder ein virtueller Versatz sein. Ein realer Versatz kann beispielsweise bei Halbleiterchips durch Ungenauigkeiten in verschiedenen Lithographie-Schritten bei der Herstellung der Chips auf Wafer-Ebene entstehen. Ein virtueller Versatz kann beispielsweise dann auftreten, wenn die optischen Achsen der beiden Kameras nicht perfekt (parallel) zueinander ausgerichtet sind. Dann muss zwar in der Realität kein räumlicher Versatz vorhanden sein, trotzdem muss für eine hochgenaue Bestückung auch ein virtueller Versatz durch eine geeignete Positionskompensation bei der Montage des zweiten Bauelements berücksichtigt werden.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Verfahren ferner auf (a) Bestimmen einer räumlichen Position des ersten Bauelements basierend auf (i) dem erfassten ersten Bild der ersten Seite des ersten Bauelements und/oder (ii) dem erfassten zweiten Bild der zweiten Seite des ersten Bauelements; und (b) Montieren des ersten Bauelements auf den Bauelementeträger basierend auf der bestimmten räumlichen Position des ersten Bauelements und des ermittelten räumlichen Versatzes zwischen dem ersten strukturellen Merkmal und dem zweiten strukturellen Merkmal des ersten Bauelements.
  • Bei dieser Ausführungsform ist das erste für die Bestimmung des räumlichen Versatzes bzw. des Offsets verwendete (Referenz-) Bauelement ein reales Bauelement, welches später ein Teil des resultierenden Bestückinhalts des bestückten Bauelementeträgers ist. Dadurch werden weder gesonderte Referenz-Bauelemente benötigt noch muss das als Referenz verwendete Bauelement nach einer Ermittlung des Versatzes aus dem Bestückprozess entfernt werden. Dies hat den Vorteil, dass das beschriebene Verfahren im Rahmen einer längeren Bestückung des Bauelementeträgers mit einer Vielzahl von Bauelementen auf einfache Weise von Zeit zu Zeit wiederholt werden kann und dabei der Wert des räumlichen Versatzes immer wieder aktualisiert werden kann. Dadurch können zum einen Ungenauigkeiten einer Bestückung zumindest annähernd eliminiert werden, welche darauf beruhen, dass sich innerhalb einer Serie von Bauelementen von Bauelement zu Bauelement der genannte räumliche Versatz (beispielsweise infolge von zeitlich nicht perfekt konstanten Produktionsbedingungen) ändert. Auch unerwünschte thermische Drifts von Komponenten einer Bestückmaschine, mit bzw. in dem das beschriebene Verfahren durchgeführt wird, können dadurch zumindest teilweise eliminiert werden.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung bezieht sich die räumliche Position des zweiten Bauelements auf eine optische erfassbare Struktur (an der betreffenden Seite des zweiten Bauelements).
  • Die optische erfassbare Struktur kann jedes funktionale Merkmal des zweiten Bauelements sein, welches für einen Betrieb des zweiten Bauelements charakteristisch und/oder notwendig ist. Abhängig von der Art dieses funktionalen Merkmals kann sich dieses entweder (a) an einer ersten Seite befinden und von der genannten ersten Kamera aufgenommen werden oder (b) an einer gegenüberliegenden zweiten Seite des zweiten Bauelements befinden und dementsprechend von der genannten zweiten Kamera aufgenommen werden.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst die optische erfassbare Struktur elektrische Anschlusskontakte des zweiten Bauelements.
  • Eine Montage des zweiten Bauelements basierend auf der Position der elektrischen Anschlusskontakte (und nicht basierend auf anderen optisch erfassbaren Strukturen, welche für die Funktion des zweiten Bauelements nicht oder nur von untergeordneter Bedeutung sind) hat den Vorteil, dass das zweite Bauelement stets zuverlässig auf einem Bauelementeträger, beispielsweise eine Leiterplatte oder ein Halbleitersubstrat, elektrisch kontaktiert werden kann. Dies gilt auch dann, wenn die beteiligten elektrischen Anschlussflächen (der Anschlusskontakte und/oder der Anschlusspads auf dem Bauelementeträger) sehr klein sind und/oder räumlich sehr nahe beieinander liegen. Dieser Aspekt gewinnt mit zunehmender Miniaturisierung von elektronischen Baugruppen immer mehr an Bedeutung.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das zweite Bauelement ein Licht emittierendes Halbleiterbauelement und die optische erfassbare Struktur umfasst eine Licht emittierende Fläche des Halbleiterbauelements.
  • Eine Montage des Licht emittierenden Halbleiterbauelements basierend auf der exakten Position der Licht emittierenden Fläche kann insbesondere bei optoelektronischen Anwendungen von großem Vorteil sein, weil dadurch die Lichtquelle (und nicht so sehr die elektrischen Anschlusskontakte) des Licht emittierenden Halbleiterbauelements exakt positioniert wird. Dadurch können auf einem Bauelementeträger optische Strahlengänge hochgenau „verlegt“ bzw. ausgebildet werden. Anschaulich ausgedrückt ist eine Montage des Licht emittierenden Halbleiterbauelements in Bezug auf die Licht emittierende Fläche immer dann von Vorteil, wenn die „optischen“ Genauigkeitsanforderungen an die Position einer Lichtquelle höher sind als die „elektrischen“ Genauigkeitsanforderungen an eine korrekte elektrische Kontaktierung.
  • Das Licht emittierende Halbleiterbauelement kann eine Leuchtdiode (LED) oder eine Laserdiode, beispielsweise ein Oberflächenemitter Laser (VCSEL) sein.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst das erste strukturelle Merkmal Kanten der ersten Seite des ersten Bauelements. Alternativ umfasst das zweite strukturelle Merkmal Kanten der zweiten Seite des ersten Bauelements. Ferner zeigt das erfasste Bild der Seite des zweiten Bauelements Kanten des zweiten Bauelements. Dies hat den Vorteil, dass das Bestimmen der räumlichen Position des zweiten Bauelements auf klar und deutlich erkennbaren Strukturen basiert und damit mit einer hohen Genauigkeit und Zuverlässigkeit durchgeführt werden kann.
  • Ein weiterer bei manchen Anwendungen, insbesondere bei der Bestückung von Halbleiter-Chips, die direkt von einem Wafer entnommen werden, bedeutender Vorteil dieser Ausführungsform ergibt sich dann, wenn die Bauelemente nicht perfekt quaderförmig sind, sondern schräge bzw. zu einer Grundfläche geneigte Seitenflächen haben. Solch schräge Seitenflächen können beispielsweise durch einen nicht optimalen mechanischen oder mittels Laserstrahlung durchgeführten Sägevorgang zum Vereinzeln der Halbleiter-Chips entstehen. Durch die in diesem Dokument beschriebene Bestimmung des räumlichen Versatzes, in dieser Ausführungsform zwischen den Kanten der einen Seite und dem strukturellen Merkmal auf der anderen Seite, kann eine solche Schrägstellung von zumindest einer Seitenfläche berücksichtigt werden. Selbstverständlich geht man auch bei dieser Ausführungsform davon aus, dass die Schrägstellung der an dem beschriebenen Verfahren „beteiligten“ Bauelemente zumindest annähernd gleich ist.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Verfahren für jedes von zumindest einem weiteren Bauelement ferner auf: (a) optisches Erfassen eines weiteren Bildes von einer Seite des weiteren Bauelements; (b) Bestimmen einer weiteren räumlichen Position basierend auf dem erfassten weiteren Bild des weiteren Bauelements; und (c) Montieren des weiteren Bauelements auf den Bauelementeträger basierend auf der bestimmten weiteren räumlichen Position des weiteren Bauelements und des ermittelten räumlichen Versatzes zwischen dem ersten strukturellen Merkmal und dem zweiten strukturellen Merkmal des ersten Bauelements.
  • Das erste Bauelement kann also als Referenz-Bauelement nicht nur für die Bestückung bzw. die Montage des zweiten Bauelements sondern für eine im Prinzip beliebige Anzahl von nachfolgenden weiteren Bauelementen verwendet werden, welche basierend auf den ermittelten räumlichen Strukturinformationen von der ersten Seite des ersten Bauelements und der zweiten Seite des ersten Bauelements mit einer hohen räumlichen Genauigkeit auf den Bauelementeträger montiert bzw. aufgesetzt werden (sollen).
  • Abhängig von dem jeweiligen Anwendungsfall und von der geforderten Genauigkeit kann die Anzahl der verarbeiteten weiteren Bauelemente kleiner als 5000, bevorzugt kleiner als 2000 und weiter bevorzugt kleiner als 500 sein.
  • Die Anzahl der weiteren Bauelemente, die basierend auf der Strukturinformation des ersten Bauelements mit hoher Genauigkeit weiterverarbeitet werden können, kann insbesondere von eventuellen Strukturabweichungen der Bauelemente in Bezug zu dem ersten (Referenz) Bauelement abhängen, welche Strukturabweichungen zu erwarten bzw. zu besorgen sind. So kann die Anzahl an weiteren Bauelementen von der Größe einer Produktionscharge abhängen, wobei angenommen wird, dass alle Bauelemente dieser Produktionscharge zumindest annähernd die gleichen räumlich strukturellen Eigenschaften aufweisen.
  • Im Falle der Verarbeitung von ungehäusten elektronischen Bauelementen (Chips), die direkt von einem Wafer entnommen und auf dem Bauelementeträger aufgesetzt werden, kann z.B. davon ausgegangen werden, dass alle Chips dieses Wafers räumlich strukturell so ähnlich sind, dass der erste Chip (von diesem Wafer) als ein geeigneter Referenz-Chip für alle weiteren Chips dieses Wafers verwendet werden kann. Dies ist zum Beispiel dann der Fall, wenn alle Chips dieses Wafers mit ein und derselben Sägevorrichtung vereinzelt wurden, die für eine zumindest annähernd gleiche Größe und/oder Form der einzelnen Chips sorgt. Für eine solche Weiterverarbeitung eines Wafers kann die Genauigkeit weiter erhöht werden, wenn beispielsweise nur diejenigen Chips als die „weiteren Bauelemente“ prozessiert werden, welche in Bezug auf den ersten Chip (Referenz-Chip) in der gleichen Reihe auf dem Wafer angeordnet sind. Dies bedeutet, dass für jede Reihe von Chips auf dem Wafer jeweils ein erstes Bauelement als Referenz Bauelement bzw. als Referenz-Chip verwendet wird.
  • An dieser Stelle wird darauf hingewiesen, dass bei einem derartigen Prozessieren von Halbleiterchips der Bauelementeträger typischerweise eine bestückungsfähige temporär adhäsive Folie ist, die auf bzw. an einem Rahmen aufgespannt ist. Die Gesamtheit aller auf dieser Folie montierten Chips wird häufig auch als künstlicher Wafer bezeichnet.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Verfahren ferner auf ein temporäres Platzieren zumindest des ersten Bauelements auf einem optisch transparenten Ablageelement, wobei das erste Bauelement sowohl von oben erfasst als auch von unten durch das optisch transparente Ablageelement hindurch erfasst. Dies hat den Vorteil, dass zumindest das als Referenz Bauelement verwendete erste Bauelement von beiden Seiten optisch erfasst werden kann, ohne dass es dafür bewegt werden muss. Eine wie immer ausgestaltete Handhabung des ersten Bauelements nach dem Erfassen des ersten Bildes und vor dem Erfassen des zweiten Bildes, welche Handhabung stets eine gewisse Ungenauigkeit bei der Ermittlung des räumlichen Versatzes zur Folge haben würde, ist damit nicht erforderlich. Das Erfassen des ersten Bildes und das Erfassen des zweiten Bildes können somit zumindest annähernd gleichzeitig erfolgen, was u.a. für eine zügige Durchführung des beschriebenen Verfahrens von Vorteil ist.
  • Das optisch transparente Ablageelement kann beispielsweise mittels einer Glasplatte realisiert werden. Durch eine geeignete Oberflächenbehandlung der Glasplatte, beispielsweise durch das Ausbilden einer Anti-Reflexbeschichtung, kann dazu beigetragen werden, dass das betreffende Bauelement auch durch die Glasplatte hindurch mit einer hohen optischen Genauigkeit erfasst werden kann. Die zumindest eine Referenzmarkierung kann an dem Ablageelement angebracht oder ausgebildet sein, beispielsweise mittels einer geeigneten Fräsung oder Ätzung zumindest einer Oberfläche der Glasplatte. Eine Referenzmarkierung kann auch mittels geeigneter Referenzbausteine realisiert werden können, welche auf das optisch transparente Ablageelement abgelegt werden.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das optisch transparente Ablageelement zumindest eine Referenzmarkierung auf. Außerdem weist das Verfahren auf (a) Erfassen einer ersten Referenzposition der Referenzmarkierung in einem ersten Kamerabild einer ersten Kamera, welche das erste Bild von der ersten Seite des ersten Bauelementes aufgenommen hat; (b) Erfassen einer zweiten Referenzposition der Referenzmarkierung in einem zweiten Kamerabild einer zweiten Kamera, welche das zweite Bild von der zweiten Seite des ersten Bauelementes aufgenommen hat; und (c) Bestimmen der relativen räumliche Lage und/oder der relativen Orientierung zwischen der ersten Kamera und der zweiten Kamera basierend auf den räumlichen Lagen der beiden Referenzpositionen in den beiden Kamerabildern.
  • Eine genaue Kenntnis der relativen Positionierung bzw. Orientierung der beiden Kameras kann dazu verwendet werden, Fehler, die sich aus einer räumlich nicht perfekten Positionierung bzw. Ausrichtung der beiden Kameras zueinander ergeben, im Rahmen einer Bildauswertung der Kamerabilder zu berücksichtigen und in geeigneter Weise zu kompensieren. Dadurch kann die Bestückgenauigkeit weiter erhöht werden.
  • Das beschriebene Bestimmen der relativen Positionierung bzw. Ausrichtung kann insbesondere nach einem initialen Einrichten der beiden Kameras (in einer Bestückmaschine) erfolgen. Ferner kann das beschriebene Bestimmen auch im Laufe eines (größeren) Bestückungsauftrages wiederholt durchgeführt werden. Dann können auch unerwünschte zeitliche Drifts in Bezug auf die relativen Positionierung bzw. Ausrichtung der beiden Kameras erfasst und auf geeignete Weise kompensiert werden.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das optisch transparente Ablageelement zumindest eine Referenzmarkierung. Ferner weist das Verfahren auf (a) zyklisches Erfassen der Referenzmarkierung in einer Mehrzahl von Kamerabildern; (b) Bestimmen, für jedes und in jedem Kamerabild, einer Position der Referenzmarkierung; und (c) Ermitteln eines zeitlichen Drifts der Position der Referenzmarkierung in der Mehrzahl von Kamerabildern. Das Montieren des zweiten Bauelements und/oder des zumindest eines weiteren Bauelements erfolgt ferner basierend auf der ermittelten Drift.
  • Durch das beschriebene zyklische bzw. wiederholte Erfassen der Referenzmarkierung können zeitliche Drifts erkannt werden, welche einen Einfluss auf alle räumlichen Vermessungen, insbesondere auf das Ermitteln des räumlichen Versatzes zwischen dem ersten strukturellen Merkmal und dem zweiten strukturellen Merkmal und das Bestimmen der räumlichen Position des zweiten Bauelements und/oder der weiteren Bauelemente haben. Durch eine (quantitative) Kenntnis eines solchen Driftverhaltens können solche zeitlichen Veränderungen zumindest teilweise dadurch kompensiert werden, dass die Montageposition des zweiten und/oder der weiteren Bauelemente in geeigneter Weise modifiziert wird. Dadurch kann die Bestückgenauigkeit auch über einen längeren Zeitraum hinweg auf einem hohen Niveau gehalten werden.
  • Drifts, welche auf unerwünschte Weise räumliche Vermessungen beeinflussen, treten beispielsweise in einer Kamera auf. Durch thermische Ausdehnungen von Komponenten der Kamera, beispielsweise eine Halterung für eine Optik oder für einen Sensorchip, wird die optische Abbildung in der Kamera beeinflusst, so dass im Ergebnis Strukturen, hier die Referenzmarkierung(en), in den von der betreffenden Kamera aufgenommenen Kamerabildern „von Kamerabild zu Kamerabild wandern“.
  • Anschaulich ausgedrückt stellt die Erfassung des ersten Bauelements als Referenz-Bauelement eine „Initialmessung“ dar. Nach dieser Initialmessung wird die Position der zumindest einen Referenzmarkierung in weiteren Kamerabildern beobachtet. Anhand des „Wanderns“ der Referenzmarkierung(en) wird dann der Drift bestimmt, welcher bei der Montage des zweiten Bauelements bzw. der weiteren Bauelemente durch eine geeignete Re-Positionierung eines Bestückkopfes kompensiert wird, welcher das betreffende Bauelement an dem Bauelementeträger aufsetzt bzw. montiert.
  • Wie bereits vorstehend erwähnt, entstehen solche Drifts insbesondere durch thermische Ausdehnungen und/oder Verspannungen in der betreffenden Kamera.
  • Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass solche Drifts es auch an anderer Stelle einer Bestückmaschine, beispielsweise an einem Portalsystem auftreten können, welches einen Bestückkopf und/oder die betreffende Kamera trägt und für ein Verfahren bzw. ein Positionieren dieser Komponenten zuständig ist.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass es keine prinzipielle Obergrenze für die Anzahl an Referenzmarkierungen gibt, welche im Rahmen des hier beschriebenen Verfahrens zyklisch erfasst werden und für die jeweils eine zeitliche Drift ermittelt wird. Allgemein gilt, je höher die Anzahl an berücksichtigten Referenzmarkierungen ist, desto genauer können thermische Ausdehnungen und/oder Verspannungen in der betreffenden Bestückmaschine erkannt und durch geeignete Positionierungen des Bestückkopfes kompensiert werden.
  • Bevorzugt ist die zumindest eine Referenzmarkierung an einer Stelle angeordnet, an der sie die Erfassung des betreffenden Bauelements nicht stört. Dies bedeutet, dass innerhalb eines Erfassungsbereiches der betreffenden Kamera ein Teilbereich dafür vorgesehen ist, das betreffende Bauelement abzubilden, und dass innerhalb des Erfassungsbereiches zumindest ein anderer davon beabstandeter Teilbereich dafür vorgesehen ist, die zumindest eine Referenzmarkierung zu zeigen. In bevorzugten Ausführungsformen befinden sich einige Referenzmarkierungen in zwei einander gegenüberliegenden Randbereichen des Erfassungsbereiches oder in einem rahmenförmigen Erfassungsbereich, welcher einen mittleren Erfassungsbereich umgibt, der für die Abbildung des jeweiligen Bauelements vorgesehen ist.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung werden die zumindest eine Referenzmarkierung und ein Bauelement gemeinsam erfasst. Dies hat den Vorteil, dass zur Ermittlung des zeitlichen Drifts keine zusätzlichen Kamerabilder aufgenommen werden müssen, so dass das beschriebene Verfahren zügig durchgeführt werden kann.
  • Anschaulich ausgedrückt wird mit jeder Bildaufnahme eines Bauelements, des ersten Bauelements, des zweiten Bauelements und/oder des zumindest einen weiteren Bauelements auch gleichzeitig die zumindest eine Referenzmarkierung erfasst. Die Positionsbestimmungen der Referenzmarkierung in den verschiedenen Bildaufnahmen erfolgt dann mittels einer geeigneten Bildauswertung, welche bei einer geeigneten Prozessorleistung zeitneutral durchgeführt werden kann und die Durchführung des beschriebenen Verfahrens nicht verlangsamt.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung werden auf einem Kamerachip zumindest zwei ausgewählte räumliche Bildbereiche definiert, welche das jeweilige Bauelement und die zumindest eine Referenzmarkierung zeigen. Für das Bestimmen einer Position der Referenzmarkierung und das Bestimmen einer Position eines Bauelements und/oder einer weiteren Position eines weiteren Bauelements werden dann lediglich Bilddaten der ausgewählten räumlichen Bildbereiche verwendet. Dies hat den Vorteil, dass die Menge an Daten signifikant reduziert werden kann, welche von dem jeweiligen Kamerachip auf eine Datenverarbeitungseinrichtung übertragen werden muss, damit dort eine geeignete Bildauswertung durchgeführt werden kann. Eine solche Datenmengen-Reduzierung kann einen wichtigen Beitrag dafür leisten, dass die Geschwindigkeit, mit der das hier beschriebene Verfahren durchgeführt werden kann, nicht von notwendigen Datenübertragungen begrenzt wird. Alle Informationen, die anhand von Bildaufnahmen über den betreffenden Bestückvorgang gewonnen werden und die einen wichtigen Beitrag für eine hohe Bestückgenauigkeit leisten, können in Bezug auf andere (mechanische) Verfahrensschritte, wie insbesondere eine Handhabung der betreffenden Bauelemente, zeitneutral durchgeführt werden.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Verfahren ferner auf (a) Drehen des ersten Bauelements um 180° um eine Drehachse, die senkrecht zu der ersten Seite und/oder senkrecht zu der zweiten Seite des Bauelementes orientiert ist; (b) optisches Erfassen eines dritten Bildes von dem ersten strukturellen Merkmal des um 180° gedrehten ersten Bauelements mittels einer ersten Kamera; (c) optisches Erfassen eines vierten Bildes von dem zweiten strukturellen Merkmal des um 180° gedrehten ersten Bauelements mittels einer zweiten Kamera; und (d) Ermitteln eines weiteren räumlichen Versatzes zwischen dem ersten strukturellen Merkmal und dem zweiten strukturellen Merkmal, wenn sich das erste Bauelement in der um 180° gedrehten Position befindet. Das Montieren des zweiten Bauelements auf den Bauelementeträger erfolgt ferner basierend auf dem ermittelten weiteren räumlichen Versatz.
  • Durch das beschriebene zweimalige Bestimmen des räumlichen Versatzes zwischen den beiden strukturellen Merkmalen, einmal wenn sich das erste Bauelement in eine ersten Winkellage befindet und ein zweites Mal, wenn sich das Bauelement in einer dazu um 180° gedrehten zweiten Winkellage befindet, können Abweichungen von einer gewünschten Orientierung von zumindest einer der beiden Kameras erkannt werden. Eine solche Erkennung basiert auf folgenden Überlegungen:
    • (A) Üblicherweise sind die beiden Kameras derart zueinander orientiert, dass ihre optischen Achsen parallel bzw. weiter bevorzugt kollinear zueinander angeordnet sind. Dies bedeutet bei einem quaderförmigen Bauelement, dass sowohl die erste Seite des Bauelements als auch die zweite Seite des Bauelements von der jeweiligen Kamera unter einem senkrechten Betrachtungswinkel erfasst wird. Liegt nun eine unerwünschte Verkippung eine Kamera vor, dann erfasst diese das Bauelements unter einem leicht schrägen Winkel. Aufgrund von Parallaxeneffekten erscheint dann das strukturelle Merkmal, welches sich auf derjenigen Seite befindet, die der betreffenden Kamera zugewandt ist, in dem betreffenden Kamerabild an einer geringfügig verschobenen Position. Daraus ergibt sich ein virtueller räumlicher Versatz zwischen den beiden strukturellen Merkmalen.
    • (B) Bei einer perfekten parallelen Orientierung der beiden Kameras gibt es also keinen solchen virtuellen räumlichen Versatz. Ein ermittelter realer räumlicher Versatz zwischen den beiden strukturellen Merkmalen ist dann in der zweiten Winkellage genau entgegengesetzt zu dem entsprechenden realen räumlichen Versatz in der ersten Winkellage. Dies bedeutet, dass ein „Gleichanteil“ bei den beiden räumlichen Versätzen ein direktes Maß für die Richtung und das Ausmaß der Verkippung der Kamera ist. Bei einer Kenntnis der geometrischen Dimensionen der Komponenten, die an den betreffenden optischen Abbildungen beteiligt sind, kann die (unerwünschte) Verkippung der betreffenden Kamera bei der Montage des zweiten Bauelements und/oder bei der Montage von weiteren Bauelementen berücksichtigt und durch eine geeignete Positionierung des Bestückkopfes beim Aufsetzen des betreffenden Bauelements kompensiert werden.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass die beschriebene (quantitative) Bestimmung einer unerwünschten Verkippung einer Kameraachse während eines längeren Bestückungsvorgangs eines Bauelementeträgers auch zyklisch mit weiteren Bauelementen wiederholt werden kann. Auf diese Weise kann auch eine zeitliche Drift in Bezug auf eine veränderliche Verkippung der betreffenden Kamera ermittelt und progressiv, d.h. in vorausschauender Weise, bei der Montage von „nachfolgenden“ weiteren Bauelementen berücksichtigt bzw. kompensiert werden.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird beschrieben eine Bestückmaschine zum Bestücken eines Bauelementeträgers mit elektronischen Bauelementen. Die beschriebene Bestückmaschine weist auf (a) ein Chassis; (b) eine an dem Chassis angebrachte Aufnahmevorrichtung zum Aufnehmen eines zu bestückenden Bauelementeträgers; (c) ein Portalsystem mit einer stationären Komponente, welche stationär an dem Chassis angebracht ist, und mit einer beweglichen Komponente, welche relativ zu der stationären Komponente positioniert werden kann; (d) einen Bestückkopf, welcher an der beweglichen Komponente angebracht ist und welcher konfiguriert ist, Bauelemente aufzugreifen und nach einer geeigneten Positionierung der beweglichen Komponente den Bauelementeträger mit den Bauelementen zu bestücken, wobei jedes Bauelement an einer vorbestimmten Bestückposition auf den Bauelementeträger montiert wird; (e) eine erste optische Erfassungseinrichtung zum optischen Erfassen eines Bauelementes von einer ersten Seite; (f) eine zweite optische Erfassungseinrichtung zum optischen Erfassen des Bauelementes von einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite; und (g) eine Datenverarbeitungseinrichtung, welche kommunikativ mit dem Portalsystem, dem Bestückkopf und den beiden optische Erfassungseinrichtungen gekoppelt ist und welche konfiguriert ist, das vorstehend beschriebene Verfahren zu steuern bzw. ablaufen zu lassen.
  • Auch der beschriebenen Bestückmaschine liegt die Erkenntnis zugrunde, dass ein erstes Bauelement als ein Referenz-Bauelement von zwei einander gegenüberliegenden Seiten optisch vermessen wird und dabei Informationen über einen Bauelement-individuellen bzw. Bauelement-spezifischen räumlichen Versatz zwischen zumindest einer optisch erfassbaren Struktur an einer Oberseite des Referenz-Bauelementes und zumindest einer optisch erfassbaren Struktur an einer Unterseite des Referenz-Bauelementes ermittelt werden können. Diese Bauelement-individuellen Versatzinformationen können dann unter der Annahme, dass bei nachfolgenden Bauelementen ein ähnlicher Versatz gegeben ist, bei der Montage der nachfolgenden Bauelemente berücksichtigt werden. Dadurch kann, wie bereits vorstehend beschrieben, eine hochgenaue Bestückung von einer Mehrzahl bzw. einer Serie von Bauelementen auf effiziente sowie auf schnelle Weise erreicht werden.
  • Die optische Erfassungseinrichtung kann beispielsweise jeweils eine Kamera sein. Bei dieser Ausführungsform sind die beiden optischen Erfassungseinrichtungen mittels (a) einer einzigen Kamera realisiert, welche das betreffende Bauelement von einer Seite aus erfasst, und (b) einer Beleuchtungseinrichtung, welche auf der gegenüberliegenden anderen Seite des Bauelements angeordnet ist. Die Beleuchtungseinrichtung beleuchtet das Bauelement derart, dass die Kamera einen Schattenwurf des Bauelements erfasst und zumindest die Außenkonturen des Bauelements anhand des resultierenden Schattenbildes erkennen kann.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die erste optische Erfassungseinrichtung eine in Bezug zu dem Chassis stationäre Kamera. Die erste optische Erfassungseinrichtung ist bevorzugt eine sog. Bauelement-Kamera, welche die Bauelemente von unten erfasst. An dieser ersten optischen Erfassungseinrichtung bzw. ersten Kamera kann direkt oder indirekt das vorstehend beschriebene optisch transparente Ablageelement angebracht sein. Das zu erfassende Bauelement kann dann von dem Bestückkopf aufgegriffen und auf das Ablageelement aufgelegt werden, wo es dann von unten von der ersten Kamera, gegebenenfalls zusammen mit an dem optisch transparenten Ablageelement ausgebildeten Referenzmarkierungen, erfasst wird.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die zweite optische Erfassungseinrichtung eine in Bezug zu dem Chassis bewegliche Kamera.
  • Bei herkömmlichen Bestückautomaten wird eine solche (zweite) Kamera häufig als eine Leiterplatten-Kamera oder eine Bauelementeträger-Kamera bezeichnet, die Markierungen auf einem zu bestückenden Bauelementeträger erkennt und daraus Informationen über die genaue Positionierung des Bauelementeträgers innerhalb eines Bestückbereiches des Bestückautomaten ermittelt. Die zweite optische Erfassungseinrichtung bzw. zweite Kamera kann an der beweglichen Komponente des Portalsystems angebracht sein. Auch eine direkte oder indirekte Anbringung an dem Bestückkopf ist möglich. Alternativ kann für die zweite Kamera auch ein eigenes Positioniersystem vorgesehen sein.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf unterschiedliche Erfindungsgegenstände beschrieben wurden. Insbesondere sind einige Ausführungsformen der Erfindung mit Vorrichtungsansprüchen und andere Ausführungsformen der Erfindung mit Verfahrensansprüchen beschrieben. Dem Fachmann wird jedoch bei der Lektüre dieser Anmeldung sofort klar werden, dass, sofern nicht explizit anders angegeben, zusätzlich zu einer Kombination von Merkmalen, die zu einem Typ von Erfindungsgegenstand gehören, auch eine beliebige Kombination von Merkmalen möglich ist, die zu unterschiedlichen Typen von Erfindungsgegenständen gehören.
  • Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden beispielhaften Beschreibung derzeit bevorzugter Ausführungsformen. Die einzelnen Figuren der Zeichnung dieses Dokuments sind lediglich als schematisch und als nicht maßstabsgetreu anzusehen.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt eine Bestückmaschine gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, welche zwei Kameras und eine Datenverarbeitungseinrichtung aufweist, um an einem Bauelement einen räumlichen Versatz zwischen an gegenüberliegenden Seiten vorhandenen strukturellen Merkmalen zu ermitteln.
    • 2 illustriert ein Halbleiter-Bauelement mit schrägen Seitenflächen.
    • 3a bis 3c illustrieren verschiedenen Möglichkeiten zum optischen Erfassen eines Bauelements an zwei einander gegenüberliegenden Seiten.
    • 4a illustriert eine Ermittlung der relativen Lagen zwischen einer ersten Kamera und einer zweiten Kamera.
    • 4b illustriert eine gleichzeitige Vermessung einer Unterseite eines Bauelements mit einer ersten Kamera und eine Ermittlung eines zeitlichen Drifts für einen optischen Verzug der ersten Kamera anhand von Referenzmarkierungen, die an einer Glasplatte mit einem Durchbruch ausgebildet sind.
    • 4c illustriert eine gleichzeitige Vermessung der Unterseite und der Oberseite eines Halbleiter-Bauelements, um einen Offset zwischen (i) einer an der Unterseite ausgebildeten optisch erkennbaren ersten Struktur und (ii) einer an der Oberseite ausgebildeten optisch erkennbaren zweiten Struktur zu ermitteln.
    • 5a und 5b zeigen optisch transparente Auflageelemente mit daran angebrachten bzw. ausgebildeten Referenzmarkierungen.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Es wird darauf hingewiesen, dass in der folgenden detaillierten Beschreibung Merkmale bzw. Komponenten von unterschiedlichen Ausführungsformen, die mit den entsprechenden Merkmalen bzw. Komponenten von einer anderen Ausführungsform nach gleich oder zumindest funktionsgleich sind, mit den gleichen Bezugszeichen oder mit Bezugszeichen versehen sind, welche in den letzten beiden Ziffern identisch sind mit den Bezugszeichen von entsprechenden gleichen oder zumindest funktionsgleichen Merkmalen bzw. Komponenten. Zur Vermeidung von unnötigen Wiederholungen werden bereits anhand einer vorher beschriebenen Ausführungsform erläuterte Merkmale bzw. Komponenten an späterer Stelle nicht mehr im Detail erläutert.
  • Ferner wird darauf hingewiesen, dass die nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen lediglich eine beschränkte Auswahl an möglichen Ausführungsvarianten der Erfindung darstellen. Insbesondere ist es möglich, die Merkmale einzelner Ausführungsformen in geeigneter Weise miteinander zu kombinieren, so dass für den Fachmann mit den hier explizit dargestellten Ausführungsvarianten eine Vielzahl von verschiedenen Ausführungsformen als offensichtlich offenbart anzusehen sind.
  • Außerdem wird darauf hingewiesen, dass raumbezogene Begriffe, wie beispielsweise „vorne“ und „hinten“, „oben“ und „unten“, „links“ und „rechts“, etc. verwendet werden, um die Beziehung eines Elements zu einem anderen Element oder zu anderen Elementen zu beschreiben, wie in den Figuren veranschaulicht. Demnach können die raumbezogenen Begriffe für Ausrichtungen gelten, welche sich von den Ausrichtungen unterscheiden, die in den Figuren dargestellt sind. Es versteht sich jedoch von selbst, dass sich alle solchen raumbezogenen Begriffe der Einfachheit der Beschreibung halber auf die in den Zeichnungen dargestellten Ausrichtungen beziehen und nicht unbedingt einschränkend sind, da die jeweils dargestellte Vorrichtung, Komponente etc., wenn sie in Verwendung ist, Ausrichtungen annehmen kann, die von den in der Zeichnung dargestellten Ausrichtungen verschieden sein können.
  • 1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Bestückmaschine 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Bestückmaschine 100 wird bei der hier beschriebenen Anwendung dazu verwendet, als ungehäuste Halbleiter-Chips ausgebildete Bauelemente 190 direkt von einem (gesägten bzw. vereinzelten) Wafer 185 zu entnehmen und auf einem Bauelementeträger 180, hier eine in nicht dargestellter Weise von einem Rahmen aufgespannte Trägerfolie, aufzusetzen bzw. zu montieren. Der auf der Trägerfolie montierte Bestückinhalt, welcher einen sogenannten künstlichen Wafer darstellt, kann dann zur Fertigung von gehäusten elektronischen Bauelementen verwendet werden, beispielsweise mittels des vorstehend beschriebenen eWLP Prozesses.
  • Die Bestückmaschine 100 weist ein Chassis 102 auf, welches eine Rahmen-bzw. Stützstruktur für verschiedene Komponenten der Bestückmaschine 100 darstellt. Eine in 1 mit dem Bezugszeichen 120 versehene Bauelement-Zuführeinrichtung stellt dem Bestückprozess den Wafer 185 bereit. Zu bestückende Bauelementeträger 180 werden mittels einer Transportvorrichtung 104 in einen Bestückbereich der Bestückmaschine 100 transportiert und dort dem Bestückprozess bereitgestellt. An einer Bestückposition wird der betreffende Bauelementeträger 180 in nicht dargestellter Weise fixiert, so dass die Transportvorrichtung auch eine Aufnahmevorrichtung 104 für den zu bestückenden Bauelementeträger 180 darstellt. Mittels der Transportvorrichtung 104 werden die zu bestückenden Bauelementeträger 180 jedoch nicht nur dem Bestückprozess zugeführt, sondern nach einer zumindest teilweisen Bestückung der Bauelementeträger 180 auch abtransportiert, so dass nachfolgend ein nächster Bauelementeträger 180 bestückt werden kann.
  • Der eigentliche Bestückvorgang wird von einem Bestückkopf 130 durchgeführt. Der Bestückkopf 130 ist in einer zur Transportrichtung (Pfeil x) der Bauelementeträger 180 parallelen Richtung (Doppelpfeil x) verschiebbar an einem verfahrbaren Trägerarm 114 angebracht. Der verfahrbare Trägerarm 114 ist an einem stationären Trägerarm 112 angebracht, welcher fest mit dem Chassis 102 verbunden ist und die Transportvorrichtung 104 brückenartig überspannt. Der verfahrbare Trägerarm 114 ist quer (Doppelpfeil y) zur Transportrichtung verfahrbar. Der stationäre Trägerarm 112 stellt eine stationäre Komponente eines Portalsystems 110 der Bestückmaschine 100 dar, der verfahrbare Trägerarm 114 stellt eine bewegliche Komponente des Portalsystems 110 dar. Das Personalsystem 110 ermöglicht somit eine zweidimensionale Bewegung bzw. Positionierung des Bestückkopfes 130 in einer xy-Ebene, welche durch die x-Richtung sowie die y-Richtung aufgespannt ist.
  • Vor dem Montagevorgang von zumindest einem Bauelement 190 wird der Bestückkopf 130 mittels des Portalsystems 110 zu der Bauelement-Zuführeinrichtung 120 gefahren, wo er das zumindest eine Bauelement 190 aufnimmt. Anschließend wird er über den zu bestückenden Bauelementeträger 180 verfahren, wo er das zumindest eine Bauelement 190 auf dem Bauelementeträger 180 absetzt.
  • Die Bestückmaschine 100 weist ferner zwei Kameras auf, eine erste stationäre Kamera 140 und eine zweite bewegliche Kamera 150.
  • Die erste stationäre Kamera 140 ist gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel zwischen der Bauelement-Zuführeinrichtung 120 und dem Bestückbereich angeordnet, in dem sich der zu bestückende Bauelementeträger 180 befindet. Die stationäre Kamera 140 ist direkt oder indirekt mit dem Chassis 102 verbunden und hat ein Gesichtsfeld, welches nach oben gerichtet ist, d. h. in 1 aus der Zeichenebene heraus. Die erste Kamera 140 kann ein Bauelement 190, welches von dem Bestückkopf 130 mittels eines nicht dargestellten Sauggreifers gehalten wird, von unten vermessen, sofern sich der Bestückkopf 130 über der ersten Kamera 140 befindet. Die erste Kamera 140 wird daher auch als Bauelement-Kamera bezeichnet.
  • Die zweite bewegliche Kamera 150 ist gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel an dem verfahrbaren Trägerarm 140 angebracht und kann genauso wie der Bestückkopf 130 entlang der mit einem Doppelpfeil illustrierten x-Richtung verfahren werden. Die zweite Kamera 150, welche auch direkt an dem Bestückkopf 130 angebracht sein kann, hat ein nach unten gerichtetes Gesichtsfeld, d.h. von oben in die Zeichenebene von 1 hinein. Die zweite Kamera 150 kann somit auf dem Bauelementeträger 180 angebrachte bzw. ausgebildete Markierungen (nicht dargestellt) erkennen, so dass die zweite Kamera 150 auch als eine Bauelementeträger-Kamera bezeichnet werden kann.
  • Die Bestückmaschine 100 weist ferner eine Datenverarbeitungseinrichtung 160 auf, welche, schematisch durch gestrichelten Linien dargestellt, mit den beiden Kameras 140 und 150 sowie mit dem Bestückkopf 130 kommunikativ gekoppelt ist. Die Datenverarbeitungseinrichtung 160 sorgt, durch eine geeignete Ansteuerung von Antriebsmotoren bzw. Aktuatoren für den Betrieb des Bestückkopfes 130. Ferner wird gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel eine Bildverarbeitung der von den beiden Kameras 140 und 150 aufgenommenen Bildern ebenfalls von der Datenverarbeitungseinrichtung 160 vorgenommen.
  • 2 illustriert ein Halbleiter-Bauelement 190, welches aus einem Wafer mittels eines Sägevorgangs vereinzelt wurde. Die Erfinder der in diesem Dokument beschriebenen Erfindung haben erkannt, dass in der Praxis ein solcher Sägevorgang nie perfekt ist und zu einem Bauelement 190 führt, welches einen Bauelementkörper 292 mit schrägen Seitenflächen 293 hat. Die Strukturen 294, die an der oberen (zweiten) Seite des Bauelementkörpers 292 ausgebildet sind, sind elektrische Anschlusskontakte 294. Eine von oben das Bauelement 190 erfassende Kamera (in 2 nicht dargestellt) kann neben den elektrischen Anschlusskontakten 294 an der Oberseite des Bauelementkörpers 292 Kanten 296b erkennen. Eine von unten das Bauelement 190 erfassende Kamera (ebenfalls nicht dargestellt) kann die Kanten 296a an der Unterseite des Bauelementkörpers 292 erkennen.
  • Ein Schrägstellungswinkel der Seitenflächen 293 ist typischerweise bei unterschiedlichen Wafern unterschiedlich. Die Erfinder haben jedoch erkannt, dass bei ein und demselben Wafer die aus diesem Wafer stammenden Bauelemente 190 in der Regel einen im Wesentlichen konstanten Schrägstellungswinkel haben. Die Schrägstellung der Seitenflächen 293 führt zu einem Abstand c1 zwischen eine an der Oberseite vorhandenen Kante 296b des Bauelementkörpers 292 und der entsprechenden an der Unterseite vorhandenen Kante 296a des Bauelementkörpers 292. Bei einem Schrägstellungswinkel von Null wäre c1 natürlich Null.
  • Eine Erkennung der Mitte des Bauelements 190 erfolgt üblicherweise mittels (a) einer Kamera, welche das Bauelement 190 von oben betrachtet, und (b) einer anderen Kamera, welche das Bauelement von unten betrachtet. Von oben erkennt die betreffende Kamera einen Abstand a1 zwischen der Struktur der Bauelement-Anschlusskontakte 294 und der in 2 rechten oberen Kante 296b des Bauelementkörpers 292. Die von unten das Bauelement 190 betrachtende Kamera erkennt eine unterschiedliche Mittenposition des Bauelements 190. Dies ist in 2 dadurch verdeutlicht, dass ein im Vergleich zu dem Abstand a1 kleinerer Abstand b1 eingezeichnet ist, welcher den (horizontalen) Abstand zwischen der Struktur der Bauelement-Anschlusskontakte 294 und der in 2 rechten unteren Kante 296a des Bauelementkörpers 292 darstellt.
  • 3a bis 3c illustrieren verschiedenen Möglichkeiten zum optischen Erfassen eines Bauelements 190 an zwei einander gegenüberliegenden Seiten. Aus Gründen der Einfachheit der Darstellung ist das Bauelement 190 (mit schrägen Seitenflächen) nicht wie in 2 mittels eines Parallelogramms sondern jeweils mittels eines Trapezes illustriert.
  • 3a zeigt eine derzeit bevorzugte Ausführungsform, bei der zum beidseitigen optischen Erfassen des Bauelements 190 die beiden in 1 dargestellten Kameras, die erste stationäre Kamera 140 sowie die zweite bewegliche Kamera 150, verwendet werden. Dazu wird das Bauelement 190 auf einem optisch transparenten Ablageelement 370 abgelegt, welches gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel eine optisch hochwertige Glasplatte ist. Die Glasplatte 370 befindet sich zwischen den beiden Kameras 140 und 150. Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Glasplatte 370 direkt an einem Gehäuse 341 der Kamera 140 angebracht. Ferner weist gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel die Glasplatte 370 noch Referenzmarkierungen 372 auf, welche für eine Kalibrierung der relativen Positionen bzw. Ausrichtungen der beiden Kameras 140 und 150 zueinander verwendet werden. Eine erste Beleuchtungseinrichtung 342, welche der ersten Kamera 140 zugeordnet ist, sorgt für eine Beleuchtung des Bauelements 190 (sowie der Referenzmarkierungen 372) von unten. Das Bauelement 190 und (auch die Referenzmarkierungen 372) werden also von unten durch die Glasplatte 370 hindurch beleuchtet. Auch die optische Erfassung des Bauelements 190 sowie der Referenzmarkierungen 372 durch die erste Kamera 140 erfolgt durch die Glasplatte 370 hindurch. Ferner ist eine zweite Beleuchtungseinrichtung 152 vorgesehen, welche der zweiten Kamera 150 zugeordnet ist und welche das Bauelement 190 sowie die Referenzmarkierungen 372 von oben beleuchtet. In entsprechender Weise erfasst die zweite Kamera 150 das Bauelement 190 sowie die Referenzmarkierungen 372 von oben, ohne dass die entsprechenden Lichtstrahlen die Glasplatte 370 durchdringen müssen.
  • Zum Bestimmen der „Schrägseitigkeit“ und des damit verbundenen räumlichen Versatzes zwischen (a) der (Kanten an der) Oberseite des Bauelements 190 bzw. der daran ausgebildeten Struktur der elektrischen Anschlusskontakte 294 und (b) (den Kanten an der Unterseite) des Bauelements 190 wird das Bauelement 190 von einem Wafer entnommen und auf der Glasplatte 370 (zwischen den Referenzmarkierungen 372) platziert. Dann wird das Bauelement 190 von beiden Seiten optisch erfasst und, gegebenenfalls unter Berücksichtigung der in den beiden entsprechenden Kamerabildern dargestellten Positionen der Referenzmarkierungen 372, der räumliche Versatz bestimmt. Die Auswertung der beiden resultierenden Kamerabilder erfolgt durch eine den beiden entsprechenden Kameras nachgeschalteten Datenverarbeitungseinrichtung (nicht dargestellt).
  • 3b zeigt eine zweiseitige Vermessung des Bauelements 190, wobei lediglich eine Kamera 150 verwendet wird, welche das Bauelement 190 von oben erfasst. Zur Erkennung der Oberseite des Bauelements 190 wird die zweite Beleuchtungseinrichtung 352 aktiviert. Die Erfassung des Bauelements 190 erfolgt somit unter einer Hellfeldbeleuchtung. Zur Erkennung der Unterseite des Bauelements 190 wird die zweite Beleuchtungseinrichtung 352 ausgeschaltet und die erste Beleuchtungseinrichtung 342 aktiviert, welche sich unterhalb der Glasplatte 370 befindet. Die Kamera 150 erkennt das Bauelement 190 somit anhand eines Schattenbildes des Bauelements 190 (unter einer Dunkelfeldbeleuchtung).
  • 3c zeigt eine weitere Variante einer zweiseitigen Vermessung des Bauelements 190, bei der ein drehbares Handhabungswerkzeug 350 zum Einsatz kommt. Die Oberseite des Bauelements 190 wird mittels einer Bauelement-Kamera 150 auf die gleiche Art und Weise erfasst, wie dies bei den Varianten von 3a und 3b der Fall ist. Zum optischen Erfassen der Unterseite des Bauelements 190 wird die Kamera 150 von der Glasplatte 370 wegbewegt (vgl. Doppelpfeil 351) so dass ein Zugriff auf das Bauelement 190 von oben möglich ist. Dieser Zugriff erfolgt durch das drehbare Handhabungswerkzeug 375, welches einen Grundkörper 377 sowie mehrere von dem Grundkörper radial abstehende Bauelement-Haltevorrichtungen 379 aufweist. Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Bauelement-Haltevorrichtungen Sauggreifer 379. Ferner kann gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel das Handhabungswerkzeug 375 translatorisch verfahren werden (vgl. Doppelpfeil 376) und um eine Drehachse 375a rotiert werden. Dadurch kann das Bauelement 190 von der Glasplatte 370 entnommen und in den optischen Erfassungsbereich einer Kamera 140 gebracht werden, welche, ggf. mit Hilfe einer ersten Beleuchtungseinrichtung 342, das Bauelement 190 von unten erfasst.
  • Im Folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung beschrieben, welche eine besonders genaue Ermittlung des räumlichen Versatzes zwischen Strukturen an der Oberseite eines Bauelements und Strukturen an einer Unterseite des Bauelements ermöglichen. Die hohe Genauigkeit wird dabei insbesondere durch eine Kalibrierung der zum Einsatz kommenden Kameras und durch eine geeignete Berücksichtigung von (mit der Zeit veränderlichen) Positionen, Orientierungen und/oder inneren Geometrien der Kameras erreicht, welche natürlich zu gewissen Abbildungsfehlern führen. Diese Abbildungsfehler können durch die nachstehend beschriebenen Kalibrierungsmaßnahmen auf geeignete Weise (insbesondere in einer Bildverarbeitung) zumindest annähernd kompensiert werden.
  • Die Kalibrierung basiert auf einer Vermessung von den vorstehend bereits erwähnten Referenzmarkierungen, die an einem optisch transparenten Ablageelement für ein zu erfassendes Bauelement ausgebildet sind. Diese Referenzmarkierungen werden von beiden Kameras, d.h. der ersten stationären Bauelement-Kamera und der zweiten verfahrbaren Bauelementeträger-Kamera erfasst. Die Referenzmarkierungen sind im Randbereich des Gesichtsfeldes der stationären Kamera in der Fokusebene der stationären Kamera angeordnet und können ebenfalls durch eine geeignete Positionierung der verfahrbaren Kamera erfasst werden. Dies bedeutet: Beide Kameras messen identische Strukturen genau an der für die Offsetermittlung relevanten Stelle.
  • (A) Zur Ermittlung der relativen Ausrichtung der beiden Kameras zueinander werden dieselben Referenzmarkierungen von beiden Kameras erfasst und deren genaue räumliche Positionen werden in beiden Kamerabildern vermessen. Danach werden die vermessenen räumlichen Positionen als Referenzwerte für eine nachfolgende Driftkompensation in einem Speicher abgespeichert.
  • (B) Zur Ermittlung des räumlichen Versatzes (Offset) zwischen Strukturen an der Oberseite des Bauelements und Strukturen an der Unterseite des Bauelements wird das betreffende Bauelement auf das optisch transparente Ablageelement gelegt, beidseitig vermessen und der räumliche Versatz wird durch eine Auswertung der beiden entsprechenden Kamerabilder ermittelt. Dann wird das Bauelement von einem Bestückkopf abgeholt und unter Berücksichtigung des ermittelten räumlichen Versatzes auf einem Bauelementeträger montiert.
  • (C) Kompensation von Drift: Die Referenzmarkierungen werden im Laufe der Abarbeitung eines (längeren) Bestückauftrags zyklisch bzw. wiederholt (von Zeit zu Zeit) vermessen. Dabei wird die Differenz der gemessenen Positionen der Referenzmarkierungen im Vergleich zu dem Wert, der zum Zeitpunkt (A) ermittelt worden ist, ermittelt. Dabei werden aktualisierte Kalibrierwerte ermittelt, welche bei der Montage von weiteren Bauelementen berücksichtigt werden können.
  • Eine Variante dieser zyklischen Driftkompensation mittels Vermessung der Referenzmarkierungen mit beiden Kameras ist das Vermessen der Referenzmarkierungen im Rahmen der ohnehin durchgeführten Messungen der abgelegten Bauelemente von unten mit der stationären Kamera (siehe Ablauf der o.g. Ermittlung des Offsets). Hier kann dann zwar nur der Drift der stationären (Bauelemente-) Kamera kompensiert werden, dafür wird aber keine (nennenswerte) zusätzliche Messzeit benötigt.
  • Bei einigen Sensoren von Kameras besteht mittels der Funktionalität eines sog. „Multi Windowing“ die Möglichkeit, mehrere Bildbereiche zu definieren und zur Minimierung der Übertragungszeit der Bilddaten in eine nachgeschaltete Datenverarbeitungseinrichtung nur genau die relevanten Bildbereiche zu übertragen (d.h. nur die Bildbereiche des Bauelements und der Referenzmarkierungen). Ein möglicher Ablauf wäre, in größeren zeitlichen Abständen die Referenzmarkierungen mittels beider Kameras in zwei zusätzlichen Messungen zu vermessen um den kompletten Drift zu kompensieren (wie oben beschrieben) und zwischen diesen Messungen mehrere, (fast) zeitneutrale Messungen der Referenzmarkierungen mit der stationären Kamera von unten gemeinsam mit den Messungen abgelegter Bauelemente durchzuführen, um zumindest einen Teil des Drifts (d.h. Drift der stationären Kamera) zeitlich höher aufgelöst und zumindest annähernd zeitneutral zu korrigieren.
  • (D) Ferner können Fehler bei der Ermittlung des Offsets erkannt und kompensiert werden, welche durch eine Nicht-Parallelität der optischen Achsen beider Kameras hervorgerufen werden. Hierzu wird der Offset zwischen Ober- und Unterseite eines Bauelements zweimal bestimmt. Einmal in einer ersten Winkellage und ein zweites Mal in einer zweiten Winkellage, in der das Bauelement um 180° gedreht ist. Dabei ist die Drehachse senkrecht zu der Oberfläche des optisch transparenten Ablageelements. Weist das Bauelement einen Offset zwischen Ober- und Unterseite auf, so wird dieser Offset aufgrund der 180°-Drehung in beiden Messungen in entgegengesetzter Richtung bestimmt. Liegt jedoch eine Schiefstellung der optischen Achsen beider Kameras vor, so ist der Offset in beiden Messungen identisch. Der Anteil der Schiefstellung lässt sich somit berechnen, indem der Gleichanteil des Offsets beider Messungen bestimmt wird. Dieser kann anschließend zur Korrektur weiterer Messungen verwendet werden, da sich die Schiefstellung über der Zeit nicht wesentlich ändern sollte.
  • 4a illustriert eine Ermittlung der relativen Lagen zwischen (a) einer ersten stationären Kamera 140 mit einer optischen Achse 441 und (b) einer zweiten verfahrbaren Kamera 150. Wie aus 4a ersichtlich, vermessen beide Kameras (gleichzeitig) die Position einer Referenzmarkierung 374. Anhand der Positionen der Referenzmarkierung in beiden resultierenden Kamerabildern kann die relative räumliche Lage und/oder die Orientierung zwischen beiden Kameras ermittelt werden.
  • 4b illustriert eine gleichzeitige Vermessung mit einer ersten stationären Kamera 140 (a) von einer Unterseite eines Bauelements 490b und (b) von zwei Referenzmarkierungen 374. Durch eine widerholte Vermessung der Positionen der Referenzmarkierungen 374 in einer zeitlichen Abfolge von Kamerabildern, die bevorzugt jeweils ein unterschiedliches Bauelement 490b zeigen, kann ein zeitlicher Drift für einen optischen Verzug der Kamera 140 ermittelt werden.
  • Wie aus 4b ersichtlich, sind gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel die Referenzmarkierungen 374 an einer Referenzplatte 470 angebracht, welche eine Öffnung aufweist, durch welche hindurch die Kamera 140 das Bauelement 490b erfasst. Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Bauelement 490b ein in einem Gehäuse verpacktes Bauelement mit gebogenen Anschlusskontakten.
  • 4c illustriert eine gleichzeitige Vermessung der Unterseite und der Oberseite eines Halbleiter-Bauelements 490c, um einen Offset zwischen (i) einer an der Unterseite ausgebildeten optisch erkennbaren ersten Struktur496a und (ii) einer an der Oberseite ausgebildeten optisch erkennbaren zweiten Struktur496b zu ermitteln. Diese Art der beidseitigen Vermessung entspricht im Wesentlichen der Offset-Vermessung, die vorstehend anhand von 3a erläutert worden ist.
  • 5a und 5b zeigen jeweils ein optisch transparentes Auflageelement 370 mit daran angebrachten bzw. ausgebildeten Referenzmarkierungen 372. Bei dem in 5a dargestellten Ausführungsbeispiel befinden sich die Referenzmarkierungen 372 an seitlichen Bereichen des Auflageelements 370. Der Bereich in der Mitte ist für die Ablage eines Bauelements vorgesehen und ist frei von Referenzmarkierungen. Bei dem in 5b dargestellten Beispiel ist die Anzahl an Referenzmarkierungen 372 etwas höher und die Referenzmarkierungen 372 sind in einem rahmenartigen Randbereich um die Mitte des Auflageelements 370 herum angeordnet.
  • Es wird angemerkt, dass der Begriff „aufweisen“ nicht andere Elemente ausschließt und dass das „ein“ nicht eine Mehrzahl ausschließt. Auch können Elemente, die in Zusammenhang mit unterschiedlichen Ausführungsbeispielen beschrieben sind, kombiniert werden. Es sollte auch angemerkt werden, dass Bezugszeichen in den Ansprüchen nicht als den Schutzbereich der Ansprüche beschränkend ausgelegt werden sollen.
  • Bezugszeichenliste
    • 100
    Bestückmaschine
    102
    Chassis
    104
    Aufnahmevorrichtung / Transportvorrichtung
    110
    Portalsystem
    112
    stationäre Komponente / stationärer Trägerarm
    114
    bewegliche Komponente / verfahrbarer Trägerarm
    120
    Bauelement-Zuführeinrichtung
    130
    Bestückkopf
    140
    erste Kamera / stationäre Kamera / Bauelement-Kamera
    150
    zweite Kamera / bewegliche Kamera / Bauelementeträger-Kamera
    160
    Datenverarbeitungseinrichtung
    180
    Bauelementeträger
    185
    Wafer
    190
    Bauelement / Chip
    292
    Bauelementkörper
    293
    schräge Seitenflächen
    294
    Anschlusskontakte
    296a
    Kante an erster Seite / Unterseite
    296b
    Kante an zweiter Seite / Oberseite
    a1
    Abstand
    b1
    Abstand
    c1
    räumlicher Versatz
    341
    Gehäuse
    342
    erste Beleuchtungseinrichtung
    351
    Bewegung zweite Kamera
    352
    zweite Beleuchtungseinrichtung
    370
    optisch transparentes Ablageelement / Glasplatte
    372
    Referenzmarkierungen
    375
    drehbares Handhabungswerkzeug
    375a
    Drehachse
    376
    Bewegung Handhabungswerkzeug
    377
    Grundkörper
    379
    Bauelement-Haltevorrichtungen / Sauggreifer
    441
    optische Achse
    470
    Referenzplatte
    490b
    Bauelement (mit gebogenen Anschlusskontakten)
    490c
    Bauelement
    496a
    erstes strukturelles Merkmal (an Unterseite)
    496b
    zweites strukturelles Merkmal (an Oberseite)

Claims (16)

  1. Verfahren zum Bestücken eines Bauelementeträgers (180) mit elektronischen Bauelementen (190, 490c), das Verfahren aufweisend optisches Erfassen eines ersten Bildes von einer ersten Seite eines ersten Bauelementes, an welcher ein erstes strukturelles Merkmal (296a, 496a) des ersten Bauelements (190, 490c) erkennbar ist; optisches Erfassen eines zweiten Bildes von einer zweiten Seite des ersten Bauelementes (190, 490c), an welcher ein zweites strukturelles Merkmal (294, 296b, 496b) des ersten Bauelementes (190, 490c) erkennbar ist, wobei die erste Seite und die zweite Seite einander gegenüberliegend sind; Ermitteln eines räumlichen Versatzes (c1) zwischen dem ersten strukturellen Merkmal (296a, 496a) und dem zweiten strukturellen Merkmal (294, 296b, 496b); optisches Erfassen eines Bildes von einer Seite eines zweiten Bauelements (190, 490c); Bestimmen einer räumlichen Position des zweiten Bauelements (190, 490c) basierend auf dem erfassten Bild der Seite des zweiten Bauelements (190, 490c); und Montieren des zweiten Bauelements (190, 490c) auf den Bauelementeträger (180) basierend auf der bestimmten räumlichen Position des zweiten Bauelements (190, 490c) und des ermittelten räumlichen Versatzes (c1) zwischen dem ersten strukturellen Merkmal (296a, 496a) und dem zweiten strukturellen Merkmal (294, 296b, 496b) des ersten Bauelements.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, ferner aufweisend Bestimmen einer räumlichen Position des ersten Bauelements (190, 490c) basierend auf (i) dem erfassten ersten Bild der ersten Seite des ersten Bauelements (190, 490c) und/oder (ii) dem erfassten zweiten Bild der zweiten Seite des ersten Bauelements (190, 490c); und Montieren des ersten Bauelements (190, 490c) auf den Bauelementeträger (180) basierend auf der bestimmten räumlichen Position des ersten Bauelements (190, 490c) und des ermittelten räumlichen Versatzes zwischen dem ersten strukturellen Merkmal (294, 296a, 496a) und dem zweiten strukturellen Merkmal (296b, 496b) des ersten Bauelements (190, 490c).
  3. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei sich die räumliche Position des zweiten Bauelements (190, 490c) auf eine optische erfassbare Struktur (296a, 294, 296b, 496a, 496b) bezieht.
  4. Verfahren gemäß dem vorangehenden Anspruch, wobei die optische erfassbare Struktur elektrische Anschlusskontakte (294) des zweiten Bauelements (190, 490c) umfasst.
  5. Verfahren gemäß einem der beiden vorangehenden Ansprüche, wobei das zweite Bauelement ein Licht emittierendes Halbleiterbauelement (190, 490c) ist und die optische erfassbare Struktur eine Licht emittierende Fläche des Halbleiterbauelements (190, 490c) umfasst.
  6. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das erste strukturelle Merkmal Kanten (296a) der ersten Seite des ersten Bauelements (190, 490c) umfasst oder das zweite strukturelle Merkmal Kanten (296b) der zweiten Seite des ersten Bauelements (190, 490c) umfasst und wobei das erfasste Bild der Seite des zweiten Bauelements (190, 490c) Kanten (296b) des zweiten Bauelements (190, 490c) zeigt.
  7. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, ferner aufweisend, für jedes von zumindest einem weiteren Bauelement (190, 490c): optisches Erfassen eines weiteren Bildes von einer Seite des weiteren Bauelements (190, 490c); Bestimmen einer weiteren räumlichen Position basierend auf dem erfassten weiteren Bild des weiteren Bauelements (190, 490c); und Montieren des weiteren Bauelements (190, 490c) auf den Bauelementeträger (180) basierend auf der bestimmten weiteren räumlichen Position des weiteren Bauelements (190, 490c) und des ermittelten räumlichen Versatzes (c1) zwischen dem ersten strukturellen Merkmal (296a, 496a) und dem zweiten strukturellen Merkmal (294, 296b, 496b) des ersten Bauelements (190, 490c).
  8. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, ferner aufweisend temporäres Platzieren zumindest des ersten Bauelements (190, 490c) auf einem optisch transparenten Ablageelement (370), wobei das erste Bauelement (190, 490c) sowohl von oben erfasst als auch von unten durch das optisch transparente Ablageelement (370) hindurch erfasst.
  9. Verfahren gemäß dem vorangehenden Anspruch 8, wobei das optisch transparente Ablageelement (370) zumindest eine Referenzmarkierung (372, 374) aufweist, wobei das Verfahren ferner aufweist Erfassen einer ersten Referenzposition der Referenzmarkierung (372, 374) in einem ersten Kamerabild einer ersten Kamera (140), welche das erste Bild von der ersten Seite des ersten Bauelementes (190, 490c) aufgenommen hat; Erfassen einer zweiten Referenzposition der Referenzmarkierung (372, 374) in einem zweiten Kamerabild einer zweiten Kamera (150), welche das zweite Bild von der zweiten Seite des ersten Bauelementes (190, 490c) aufgenommen hat; und Bestimmen der relativen räumliche Lage und/oder der relativen Orientierung zwischen der ersten Kamera (140) und der zweiten Kamera (150) basierend auf den räumlichen Lagen der beiden Referenzpositionen in den beiden Kamerabildern.
  10. Verfahren gemäß dem vorangehenden Anspruch 8, wobei das optisch transparente Ablageelement (370) zumindest eine Referenzmarkierung (372, 374) aufweist, wobei das Verfahren ferner aufweist zyklisches Erfassen der Referenzmarkierung (372, 374) in einer Mehrzahl von Kamerabildern; Bestimmen, für jedes und in jedem Kamerabild, einer Position der Referenzmarkierung (372, 374); und Ermitteln einer zeitlichen Drift der Position der Referenzmarkierung (372) in der Mehrzahl von Kamerabildern; wobei das Montieren des zweiten Bauelements (190, 490c) und/oder, sofern rückbezogen auf Anspruch 6, des zumindest einen weiteren Bauelements (190, 490c) ferner erfolgt basierend auf der ermittelten Drift.
  11. Verfahren gemäß dem vorangehenden Anspruch, wobei die zumindest eine Referenzmarkierung (372, 374) und ein Bauelement (190, 490c) gemeinsam erfasst werden.
  12. Verfahren gemäß dem vorangehenden Anspruch, wobei auf einem Kamerachip zumindest zwei ausgewählte räumliche Bildbereiche definiert werden, welche das jeweilige Bauelement (190, 490c) und die zumindest eine Referenzmarkierung (372, 374) zeigen, wobei für das Bestimmen einer Position der Referenzmarkierung (372, 374) und das Bestimmen einer Position eines Bauelements (190, 490c) und/oder einer weiteren Position eines weiteren Bauelements (190, 490c) lediglich Bilddaten der ausgewählten räumlichen Bildbereiche verwendet werden.
  13. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, ferner aufweisend Drehen des ersten Bauelements (190, 490c) um 180° um eine Drehachse, die senkrecht zu der ersten Seite und/oder senkrecht zu der zweiten Seite des Bauelementes (190, 490c) orientiert ist; optisches Erfassen eines dritten Bildes von dem ersten strukturellen Merkmal (296a, 496a) des um 180° gedrehten ersten Bauelements (190, 490c) mittels einer ersten Kamera (140); optisches Erfassen eines vierten Bildes von dem zweiten strukturellen Merkmal (294, 296b, 496b) des um 180° gedrehten ersten Bauelements (190, 490c) mittels einer zweiten Kamera (150); und Ermitteln eines weiteren räumlichen Versatzes zwischen dem ersten strukturellen Merkmal (296a, 496a) und dem zweiten strukturellen Merkmal (294, 296b, 496b), wenn sich das erste Bauelement (190, 490c) in der um 180° gedrehten Position befindet; wobei das Montieren des zweiten Bauelements (190, 490c) auf den Bauelementeträger (180) ferner basierend auf dem ermittelten weiteren räumlichen Versatz (c1) erfolgt.
  14. Bestückmaschine (100) zum Bestücken eines Bauelementeträgers (180) mit elektronischen Bauelementen (190, 490c), die Bestückmaschine (100) aufweisend ein Chassis (102); eine an dem Chassis (102) angebrachte Aufnahmevorrichtung (104) zum Aufnehmen eines zu bestückenden Bauelementeträgers (180); ein Portalsystem (110) mit einer stationären Komponente (112), welche stationär an dem Chassis (102) angebracht ist, und mit einer beweglichen Komponente (114), welche relativ zu der stationären Komponente (112) positioniert werden kann; einen Bestückkopf (130), welcher an der beweglichen Komponente (114) angebracht ist und welcher konfiguriert ist, Bauelemente (190, 490c) aufzugreifen und nach einer geeigneten Positionierung der beweglichen Komponente (114) den Bauelementeträger (180) mit den Bauelementen (190, 490c) zu bestücken, wobei jedes Bauelement (190, 490c) an einer vorbestimmten Bestückposition auf den Bauelementeträger (180) montiert wird; eine erste optische Erfassungseinrichtung (140) zum optischen Erfassen eines Bauelementes (190, 490c) von einer ersten Seite; eine zweite optische Erfassungseinrichtung (150) zum optischen Erfassen des Bauelementes (190, 490c) von einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite; und eine Datenverarbeitungseinrichtung (160), welche kommunikativ mit dem Portalsystem (110), dem Bestückkopf (130) und den beiden optischen Erfassungseinrichtungen (140, 150) gekoppelt ist und welche konfiguriert ist, das Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche zu steuern.
  15. Bestückmaschine (100) gemäß dem vorangehenden Anspruch, wobei die erste optische Erfassungseinrichtung eine in Bezug zu dem Chassis stationäre Kamera (140) ist.
  16. Bestückmaschine (100) gemäß einem der beiden vorangehenden Ansprüche, wobei die zweite optische Erfassungseinrichtung eine in Bezug zu dem Chassis bewegliche Kamera (150) ist.
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