DE19962099A1 - Halbleitervorrichtung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Halbleitervorrichtung, bei der ein Komponentenmontagevorgang leicht und korrekt durchgeführt werden kann, indem ein Kleinportal (30) innerhalb eines X-Y-Portals (22a, 22b) vorgesehen wird. Die vorliegende Erfindung stellt eine Halbleitervorrichtung bereit, mit wenigstens einem X-Y-Rahmen (22a, 22b) für eine integrale oder unabhängige Bewegung in einer vorherbestimmten Richtung, einer Hauptantriebseinheit (22c), die an einem ausgewählten Abschnitt des X-Y-Rahmens (22a, 22b) für einen Antrieb des X-Y-Rahmens (22a, 22b) angeordnet ist, wenigstens einer Bewegungseinheit (30), die an dem X-Y-Rahmen (22a, 22b) für eine Bewegung in einer vorherbestimmten Richtung angeordnet ist, einer Nebenantriebseinheit (32) für einen integralen oder unabhängigen Antrieb der Bewegungseinheit (30), wenigstens einem Kopf (72) und einem Videoabschnitt (56a), die an der Bewegungseinheit (30) angeordnet sind, und einem Komponentenversorgungsabschnitt (40) für eine Zufuhr einer Komponente zu dem Kopf (72).

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Halbleitervor­ richtung und insbesondere auf eine Halbleitervorrichtung, mit der eine Montage einer Komponente leichter und präziser durch­ geführt werden kann, indem ein Kleinportal innerhalb eines X- Y-Portals vorgesehen wird.

Im allgemeinen ist eine herkömmliche Flächenmontagevorrichtung einer Halbleitervorrichtung so aufgebaut, daß ein Muster für eine elektronische Komponente durch ein Bildverarbeitungsver­ fahren erkannt wird und eine Montageposition auf einer ge­ druckten Leiterplatte bestimmt wird, um die Komponente zu montieren.

Eine bekannte Halbleitervorrichtung ist in Fig. 1 gezeigt.

Wie es Fig. 1 zeigt, umfaßt die bekannte Halbleitervorrichtung 1 einen X-Y-Rahmen 2, einen Kopf 3, der für eine Bewegung in X-Y-Richtung gelagert ist, einen Komponentenversorgungsab­ schnitt 4, einen Positionsbestimmungsabschnitt 5, und eine Fördereinrichtung 7, die eine Leiterplatte 6 trägt. Außerdem umfaßt der X-Y-Rahmen 2 einen X-Rahmen 2b und einen Y-Rahmen 2a.

Die Funktionsweise der Halbleitervorrichtung mit dem oben­ genannten Aufbau ist wie folgt.

Wenn der Betrieb des X-Y-Rahmens 2 durch eine nicht gezeigte Antriebseinrichtung gesteuert wird, wird der Kopf 3 zu einer zu montierenden elektronischen Komponente 8 auf dem Komponen- elektronische Komponente 8 innerhalb eines Einflußbereiches einer Photoeinrichtung in der Montagerichtung angeordnet.

Eine Saugdüse 3a erfaßt die elektronische Komponente durch Unterdruck, wenn eine Saugeinrichtung betätigt wird, die mit der Saugdüse 3a des Kopfes 3 verbunden ist. In diesem Zustand bewegt sich der Kopf 3 zur Montage der Komponente zu dem Positionsbestimmungsabschnitt 5, wenn der Betrieb des X-Y- Rahmens 2 durch die Antriebseinrichtung gesteuert wird.

Als nächstes bewegt sich der Kopf 3 zu einer durch den Posi­ tionsbestimmungsabschnitt 5 bestimmten Position auf der Lei­ terplatte, die durch die Fördereinrichtung 7 getragen wird. Die durch die Saugdüse 3a des Kopfes 3 ergriffene elektroni­ sche Komponente wird entsprechend montiert.

Die Saugdüse 3a des Kopfes 3 kann die elektronische Komponente freigeben, wenn die damit verbundene Saugeinrichtung ausge­ schaltet wird. Durch die obengenannten Vorgänge kann eine elektronische Komponente 8 auf der Leiterplatte 6 montiert werden.

Die bekannte Halbleitervorrichtung weist einen X-Y-Rahmen mit mehreren Saugdüsen auf. Zur Montage der an der Düse angesaug­ ten Komponente auf der Leiterplatte kann jedoch nur eine Kom­ ponente pro Vorgang durch Betätigung des X-Y-Rahmens auf der Leiterplatte montiert werden.

Hierdurch wird die Produktionseffizienz verschlechtert. Wenn der X-Y-Rahmen unpräzise arbeitet, wird außerdem die Montage­ geschwindigkeit gering und wenn der X-Y-Rahmen groß gebaut ist, ist es schwierig, die Geschwindigkeit und deren Korrektur in den Griff zu bekommen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Halbleitervor­ richtung zu schaffen, die eine hohe Montagegeschwindigkeit hat.

Diese Aufgabe wird durch eine Halbleitervorrichtung gelöst, die ein Paar Y-Achsen-Rahmen, wenigstens einen gegen den Y- Achsen-Rahmen für eine Bewegung in einer vorherbestimmten Richtung angeordneten X-Achsen-Rahmen, eine Hauptantriebsein­ richtung für einen Antrieb des X-Achsen-Rahmens in einer vorherbestimmten Richtung, wenigstens ein X-Y-Kleinportal, das an einer Seite der X-Achse für eine Bewegung in einer vorher­ bestimmten Richtung angeordnet ist, eine Nebenantriebseinrich­ tung für einen Antrieb der Kleinportaleinrichtung, wenigstens zwei Köpfe, die an einer vorherbestimmten Stelle des Klein­ portals für ein Aufnehmen und Plazieren einer elektronischen Komponente angeordnet sind, eine Antriebseinrichtung für einen Antrieb des Kopfes und einen Komponentenversorgungsabschnitt für eine Zufuhr einer Komponente zu dem Kopf umfaßt.

Die erfindungsgemäße Halbleitervorrichtung hat eine hohe Montagegeschwindigkeit, da elektronische Komponenten gleich­ zeitig oder unabhängig durch Verwendung mehrerer Portale ergriffen und auf der Leiterplatte montiert werden können.

Die Genauigkeit der Montage einer Komponente wird dadurch erhöht, dass ein X-Y-Portal für größere Wege und ein genaues Kleinportal in einem vorherbestimmten Arbeitsbereich bewegt wird.

Andere Ziele und Aspekte der Erfindung werden an Hand der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen deutlich, von denen

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer bekannten Halblei­ tervorrichtung ist,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Halbleitervorrichtung ist,

Fig. 3a und 3b Ansichten eines Kleinportals sind,

Fig. 4 eine Ansicht einer Verwendung eines Flächenmotors als Kleinportal ist,

Fig. 5 eine Ansicht ist, die die integrale oder unabhängige Bewegung eines Videoabschnittes und eines Kopfab­ schnittes des Kleinportals von Fig. 4 zeigt.

Eine erfindungsgemäße Komponentenmontagevorrichtung, wie sie in den Fig. 2, 3a und 3b gezeigt ist, umfaßt zwei Y-Rahmen (Y-Achsen-Rahmen) 22a, die in einem vorherbestimmten Abstand voneinander angeordnet sind, wenigstens einen X-Rahmen (X- Achsen-Rahmen) 22b, der quer zum Y-Rahmen 22a für eine Bewe­ gung in einer vorherbestimmten Richtung angeordnet ist, eine Hauptantriebseinrichtung 22c für einen Antrieb des X-Achsen- Rahmens 22b in einer vorherbestimmten Richtung, wenigstens ein X-Y-Kleinportal 30, das an einer Seite der X-Achse für eine Bewegung in einer vorherbestimmten Richtung angeordnet ist, eine Nebenantriebseinrichtung 32 für einen Antrieb der Klein­ portaleinrichtung 30, wenigstens zwei Köpfe 72, die an einer vorherbestimmten Position des Kleinportals 30 für eine Aufnah­ me und Plazierung einer elektronischen Komponente angeordnet sind, eine Antriebseinrichtung 78 für einen Antrieb des Kopfes 72 und einen Komponentenversorgungsabschnitt 40 für eine Zufuhr einer Komponente zum Kopf 72.

Außerdem weist die erfindungsgemäße Halbleitervorrichtung einen Komponentenversorgungsabschnitt 40, der der oberen Seite einer Zuführerbasis 52 zugewandt angeordnet ist, eine Förder­ einrichtung 54 für ein Tragen einer nicht gezeigten Leiter­ platte und eine Videokamera 56 für eine Überprüfung eines Montage- oder Freigabezustands der elektronischen Komponente auf.

Der Y-Rahmen 22a ist an dem oberen Abschnitt eines Grundrah­ mens 50 angeordnet. An einem bestimmten Bereich des Y-Rahmens 22a und des X-Rahmens 22b ist eine Hauptantriebseinrichtung 22c für einen unabhängigen Antrieb des X-Rahmens 22b angeord­ net. Die Hauptantriebseinrichtung 22c verwendet einen Linear­ motor. Der Linearmotor ist ein Drehmagnettyp, der zur Bewegung eines Magnets ausgelegt ist, oder ein Drehspultyp, der zur Bewegung einer Spule ausgelegt ist. Bei der vorliegenden Erfindung wird ein Drehmagnettyp verwendet.

Der X-Rahmen 22b ist, wie es in den Fig. 3 und 3b gezeigt ist, an einer Seite über ein Verbindungsglied 62 mit einer die Nebenantriebseinrichtung 32 aufweisenden Verbindungsplatte 60 verbunden, um als Bewegungseinrichtung einen Videoabschnitt 56a und den Kopf 72 des X-Y-Kleinportals unabhängig oder integral zu betätigen. Das X-Y-Kleinportal 30 umfaßt den Videoabschnitt 56a und den Kopf 72 als Bewegungseinrichtung und die Verbindungsplatte 60 mit der Antriebseinrichtung 32 als Stator. Vorzugsweise wird im Videoabschnitt 56a eine CCD- Kamera verwendet.

Als Nebenantriebseinrichtung 32 kann vorzugsweise ein Flächen­ motor, ein Linearmotor, ein Schrittmotor, ein Drehmotor oder eine Einrichtung für eine Umwandlung einer Drehbewegung in eine Linearbewegung verwendet werden.

Außerdem ist das Verbindungsglied 62 so angeordnet, daß es sich unabhängig in einer vorherbestimmten Richtung mittels der Hauptantriebseinrichtung 22c bewegen kann, die an dem X-Ach­ sen-Rahmen 22b befestigt ist.

Das Kleinportal 30 ist an dem unteren Abschnitt der Verbin­ dungsplatte 60 angeordnet und weist außerdem einen Y'-Rahmen 30a und X'-Rahmen 30b auf. Der Y'-Rahmen 30a und der X'-Rahmen 30b sind, wie es in den Fig. 3a und 3b gezeigt ist, in ihrem Innenraum in vier gleiche Abschnitte oder in sechs gleiche Abschnitte geteilt, um einem Benutzerwunsch entsprechend verschiedene Größen und Formen zu haben.

Das X-Y-Kleinportal 30 kann auch rund, rechteckig, dreieck­ förmig oder diamantenförmig ausgebildet sein. Bei der vor­ liegenden Erfindung ist jedoch die rechteckige Form des X-Y- Kleinportals bevorzugt, da eine Arbeit leicht bezüglich der Form einer Leiterplatte durchgeführt werden kann. Das X-Y- Kleinportal 30 ist so ausgelegt, daß es sich unabhängig oder der Bewegung des X-Rahmens 22b entsprechend oder in einer Mi­ schung der beiden Bewegungsarten bewegen kann.

Je nach Benutzerwunsch können ein oder mehrere X-Y-Kleinporta­ le verwendet werden. Je nach Wunsch des Benutzers kann die Anzahl entsprechend der Größe des X-Y-Kleinportals 30 erhöht oder verringert werden.

Außerdem sind an einer Seite des X'-Rahmens 30b ein Kopfbefe­ stigungsabschnitt 70 und ein Videobefestigungsabschnitt 71 für eine unabhängige Bewegung in einer vorherbestimmten Richtung angeordnet. An dem unteren Abschnitt des Kopfbefestigungs­ abschnittes 70 ist eine Kopfbewegungseinrichtung 80 für eine Bewegung mehrerer Köpfe 72 in einer vorherbestimmten Richtung vorgesehen. An dem unteren Abschnitt des Videobefestigungs­ abschnittes 71 ist eine Videobewegungseinrichtung 81 für eine Bewegung des Videoabschnitts 56a in einer vorherbestimmten Richtung vorgesehen.

Wenn ein Flächenmotor als Nebenantriebseinrichtung 32 ver­ wendet wird, sind, wie es in Fig. 4 gezeigt ist, an dem unte­ ren Abschnitt der Nebenantriebseinrichtung 32 mehrere Köpfe 72 und der Videoabschnitt 56a so angeordnet, daß sich die Köpfe 72 unabhängig von dem Videoabschnitt 56a bewegen können.

Die Köpfe 72 bewegen sich in einem vorherbestimmten Abstand, um die elektronische Komponente zu ergreifen oder freizugeben. Wenn der Kopf 72 sich zu gewissen Positionen x und y bewegen soll, wird der Kopf 72 zuerst durch das X-Y-Portal 30 um x bewegt und dann durch das X-Y-Portal 30 um y bewegt, um die Arbeit durchzuführen. Zu diesem Zeitpunkt ist der Videoab­ schnitt 56a in Betrieb, um zu überprüfen, ob der Kopf 72 die Komponente korrekt greift und freigibt.

Wie es in Fig. 5 gezeigt ist, sind der Videoabschnitt 56a und der Kopfabschnitt 72 für eine unabhängige Bewegung zueinander mit Nebenhalterungen 53 und 73 verbunden.

An den Nebenhalterungen 53 und 73 ist ein Führungsabschnitt 93 mit einer gewissen Form (vorzugsweise Kreuzform) ausgebildet. Außerdem ist an dem unteren Abschnitt des Führungsabschnittes 93 ein X"-Y"-Bewegungsglied 94 angeordnet. Das X"-Y"- Bewegungsglied 94 ist so ausgelegt, daß es sich unabhängig von anderen Gliedern bewegen kann, wenn eine Antriebseinrichtung damit verbunden ist. Der Videoabschnitt 56a und der Kopf 72, die mit dem X"-Y"-Bewegungsglied 94 verbunden sind, können sich daher unabhängig bewegen.

Die Funktionsweise der Halbleitervorrichtung mit dem oben­ genannten Aufbau wird nun beschrieben.

Wie es in den Fig. 2 bis 4 gezeigt ist, kann das X-Y-Kleinpor­ tal 30, das mittels des Verbindungselements 62 an der einen Seite des X-Rahmens 22b angeordnet ist, in einer vorherbe­ stimmten Richtung bewegt werden, da an bestimmten Abschnitten des Y'-Rahmens 30a und des X'-Rahmens 30b Nebenantriebsein­ richtungen 32 angeordnet sind. Da an der Innenseite des Y'-Rahmens 30a und des X'-Rahmens 30b der Videoabschnitt 56a und der Kopf 72 dem Benutzerwunsch entsprechend geteilt an­ geordnet sind, können sich der Videoabschnitt 56a und der Kopf 72 miteinander oder unabhängig voneinander in dem bestimmten Bereich bewegen. Die Anzahl der Videoabschnitte 56a und der Köpfe 72 kann einem Wunsch des Benutzers entsprechend ausge­ legt werden.

Die folgende Beschreibung ist ein Beispiel für den als Neben­ antriebseinrichtung 32 dienenden Flächenmotor.

Bei Verwendung des Flächenmotors werden der Videoabschnitt 56a und die Köpfe 72 unabhängig in X-, Y-Richtung angetrieben und ergreifen die elektronischen Komponenten, die von dem nicht gezeigten Komponentenversorgungsabschnitt zugeführt wurden, und können sie auf der nicht gezeigten gedruckten Leiterplatte montieren. Die an dem vorherbestimmten Abschnitt des Kopfes 72 angeordnete Düse ist hier nicht gezeigt.

Der Kopfmontageabschnitt 70 kann sich frei in der vorherbe­ stimmten Richtung der Bewegung der Köpfe 72 bewegen. Das heißt, die Köpfe 72 ergreifen die elektronischen Komponenten, die von dem Komponentenversorgungsabschnitt zugeführt wurden, so daß die Komponenten miteinander oder unabhängig voneinander auf der Leiterplatte montiert werden können. Außerdem könnnen die elektronischen Komponenten durch das X-Y-Portal zu einer ersten gewünschen Position bewegt werden und durch das kleine X-Y-Portal in einer vorherbestimmten Richtung bewegt werden, um eine zweite Position zu erreichen. Das heißt, daß wenn die elektronische Komponente zu den vorherbestimmten Positionen x' und y' bewegt werden soll, sie sich zuerst zu den Positionen x' und y bewegt und dann zu den Positionen x' und y'. In diesem Fall ist y' gleich y + δ. δ ist der Abstand für die Bewegung durch das Kleinportal und wird durch die mechanische Beziehung zwischen dem X-Y-Portal und dem X-Y-Kleinportal bestimmt.

Vorzugsweise wird ein Linearmotor oder eine Zahnstange und ein Ritzel als Kopfbewegungseinrichtung 80 verwendet, die an dem unteren Abschnitt des Kopfmontageabschnitts 70 angeordnet ist. Die Kopfbewegungseinrichtung 80 muß so angeordnet werden, daß der Kopf 72 sich unabhängig oder integral in der vorherbe­ stimmten Richtung bewegen kann.

Der Videoabschnitt 56a oder der Kopf 72 werden integral be­ wegt, wenn eine normale Arbeit ausgeführt wird. Sie sind jedoch so ausgelegt, daß sie sich bei einem speziellen Ar­ beitsvorgang unabhängig bewegen. Wie es in Fig. 5 gezeigt ist, können sich der Videoabschnitt 56a und der Kopf 72 unabhängig bewegen, da an vorherbestimmten Abschnitten der Nebenhalterun­ gen 53 und 73 ein Führungsabschnitt 93 und das X"-Y"-Bewe­ gungsglied 94 angeordnet sind.

Die Komponente wird daher zu der ersten Position bewegt und in der vorherbestimmten Richtung zur Erreichung der zweiten Position bewegt und falls notwendig zur Verringerung des Fehlers zu einer dritten Position bewegt.

Wenn die Komponente sich zu der Position x", y" bewegen soll, wird die Komponente zuerst zu der ersten Position x', y' bewegt, dann zu der zweiten Position x", y' bewegt und schließlich zu der dritten Position x", y" bewegt. In diesem Fall ist x" gleich x' + δ und y" gleich y' + δ. Deshalb kann δ kompensiert werden.

Es wurde eine spezielle bevorzugte Ausführungsform der Erfin­ dung an Hand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es ist klar, daß verschiedene Veränderungen und Modifizierungen durch einen Fachmann durchgeführt werden können, ohne von dem Schutzbereich oder dem Geist der Erfindung abzuweichen, die in den angehängten Ansprüchen definiert sind.

Claims (12)

1. Halbleitervorrichtung mit
wenigstens einem X-Y-Rahmen (22a, 22b) für eine integrale oder unabhängige Bewegung in einer vorherbestimmten Rich­ tung,
einer an einem ausgewählten Abschnitts des X-Y-Rahmens (22a, 22b) angeordneten Hauptantriebseinrichtung (22c) für einen Antrieb des X-Y-Rahmens (22a, 22b),
wenigstens einer Bewegungseinrichtung (30), die für eine Bewegung in einer vorherbestimmten Richtung an dem X-Y- Rahmen (22a, 22b) angeordnet ist,
einer Nebenantriebseinrichtung (32) für einen integralen oder unabhängigen Antrieb der Bewegungseinrichtung (30),
wenigstens einem Kopf (72) und einem Videoabschnitt (56a), die an der Bewegungseinrichtung (30) angeordnet sind, und
einem Komponentenversorgungsabschnitt (40) für eine Zufuhr einer Komponente zu dem Kopf (72).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungseinrichtung (30) so aufgebaut ist, daß sie innerhalb eines Bereichs des X-Y-Rahmens (22a, 22b) beweg­ bar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Bewegungseinrichtung (30) so aufgebaut ist, daß der Kopf (72) und der Videoabschnitt (56a) sich in­ nerhalb eines gewissen Bereiches durch die Nebenantriebs­ einrichtung (32) bewegen können.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Nebenantriebseinrichtung (32) ein Flächenmotor, ein Linearmotor, ein Schrittmotor, ein Drehmotor oder eine Einrichtung zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine Längsbewegung verwendet wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf (72) und der Videoabschnitt (56a) für eine un­ abhängige Bewegung mit einer Nebenhalterung (53, 73) versehen sind, die einen Führungsabschnitt (93) aufweist.

6. Halbleitervorrichtung mit
einem Paar von Y-Achsen-Rahmen (22a),
wenigstens einem X-Achsen-Rahmen (22b), der für eine Bewegung in einer vorherbestimmten Richtung quer zu dem Y-Achsen-Rahmen (22a) angeordnet ist,
einer Hauptantriebseinrichtung (22c) für einen Antrieb des X-Achsen-Rahmens (22b) in einer vorherbestimmten Richtung,
wenigstens einem X-Y-Kleinportal (30), das an einer Seite der X-Achse für eine Bewegung in einer vorherbestimmten Richtung angeordnet ist,
einer Nebenantriebseinrichtung (32) für einen Antrieb des X-Y-Kleinportals (30),
wenigstens zwei Köpfen (72), die an einer vorherbestimmten Position des Kleinportals (30) für eine Aufnahme und Plazierung einer elektronischen Komponente angeordnet sind,
einer Antriebseinrichtung (94) für einen Antrieb des Kopfes (42), und
einem Komponentenzufuhrabschnitt (40) für eine Zufuhr einer Komponente zu dem Kopf (72).

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei der die Hauptantriebseinrichtung (22c) ein Linearmotor ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das X-Y-Kleinportal (30) so aufgebaut ist, daß es unabhän­ gig bewegt werden kann, der Bewegung des X-Rahmens (22c) entsprechend bewegt werden kann oder in einer Mischung der beiden Bewegungsarten bewegt werden kann.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Nebenantriebseinrichtung ein Flächenmotor, ein Linear­ motor, ein Schrittmotor, ein Drehmotor, oder eine Ein­ richtung für eine Umwandlung einer Drehbewegung in eine Längsbewegung verwendet werden kann.

10. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopfabschnitt wenigstens einen nach oben und nach unten bewegbaren Kopf (72) und wenigstens einen unabhängig in einer vorherbestimmten Richtung bewegbaren Kopf (72) aufweist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 10, dadurch gekennzeich­ net, daß der der nach oben und nach unten bewegbare Kopf (72) zuerst in eine erste Position bewegt wird und dann in einer vorherbestimmten Richtung in eine zweite Position bewegt wird.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der unabhängig bewegbare Kopf (72) an einem vorherbestimm­ ten Abschnitt einer Kopfbewegungseinrichtung (94) angeord­ net ist.