技術領域

本發明涉及放置設備的放置頭的運動學保持系統，該放置設備用于具體地在半導體工業中將電子部件或光學部件安裝在襯底上。

背景技術

半導體工業中的放置設備需要以高精度且高產量地運行。這樣的放置設備的一個例子是貼片機或取放機器，其將半導體芯片形式的部件放置且結合到諸如引線框的襯底上。所述部件由放置頭具體地通過吸力在拾取位置處接收，經由放置設備的XYZ操縱系統移動到襯底上方的放置點，之后被放置在襯底上精確限定的位置處。放置頭固定到放置頭支撐件上，并且經由所述支撐件聯接到XYZ操縱系統。Z方向通常對應于豎直方向，而XY平面形成水平平面。

除了在XY平面上的部件的高精度放置以外，還非常重要的是部件還以平面平行的方式放置在襯底上。部件的傾斜放置會導致不期望的性質，例如，保持力降低，電接觸變差或喪失，部件和襯底之間的熱傳遞不均勻，或者對部件造成損壞。

在放置過程期間，要考慮的問題是，當部件被壓到襯底上時，由于產生的遠非微不足道的擠壓力將引起反作用力，該反作用力會導致放置頭引導裝置即放置頭支撐件和/或XYZ操縱系統變形。在剛性連接到放置頭支撐件上的放置頭中，這種變形導致放置頭的傾斜，從而導致軸線誤差(“傾斜度”)，所述軸線誤差會引起部件相對于襯底表面產生各種傾斜位置，并且進一步地導致部件在XYZ平面上產生不期望的偏移。

在現有技術情形下發生的這樣的變形在圖2中示意性地示出。從如圖1所示的未加載的位置開始、由于變形引起的放置頭2連同放置頭支撐件1的傾斜度而導致的軸線誤差或傾斜誤差被標示為“傾斜度”。在放置頭2的底端處發生的另外的側向偏移被標示為“a”，該放置頭上保持有未示出的部件?！癋”指示作用在放置頭2上的反作用力，該反作用力在放置頭2垂直地壓到襯底3上時由擠壓力產生。

為了避免這種不期望的軸線誤差，已知的是盡可能堅硬地制成放置頭支撐件。盡管采用輕量構造中的最好技術，也不可避免地導致相對大的質量。由于這種厚重構造，在給定的驅動功率下，放置設備的生產量會顯著地減少。此外，即使在放置頭支撐件高度厚重的布置的情況下，也決不能完全地防止放置頭在其頂端處會總是稍微地屈服，當部件被壓到襯底上時，所述放置頭頂端容納所述部件。

還已知的方法是以對稱的方式布置放置頭支撐件。在這種對稱布置的情況下，放置頭將在兩側上被均勻地支撐。雖然這防止了由于擠壓力而導致的放置頭的傾斜度，但是相對于其設計而言，放置設備的布置，具體地是放置頭支撐件和放置頭的布置，將會受到非常大的限制。這導致機構設計方面的缺陷，類似可訪問性降低以及復雜或過多的部件等。

放置頭保持系統可以從WO2008/052594A1中獲知。放置頭通過包括空氣軸承的滑動接頭而可傾斜地固定到工具保持器。在將放置頭在無元部件而具有釋放的空氣軸承的情況下放置在襯底上的方式下，發生放置頭的傾斜位置的補償，其中，放置頭將以放置頭的底面與襯底表面平行的方式，相對于放置頭支撐件自動地對準。之后，鎖定空氣軸承，并從襯底升起放置頭。放置頭相對于放置頭支撐件的調整后的傾斜角度在該過程中被保持，并用于接下來的放置過程。此外，以僅象征性的方式暗示了調整設備，當在不壓靠襯底的情況下設定具體的傾斜位置時，借助于該調整設備，能夠用激活的空氣軸承將放置頭定位。因此，WO2008/052594A1僅涉及在實際放置過程之前，執行放置頭的預設定。不能由此已知的保持系統實現在放置過程期間的放置頭的軸線誤差的持續補償。

發明內容

因此，本發明所基于的目的是提供一種用于放置頭的保持系統，即使所述保持系統具有不對稱的放置頭支撐件，也能夠以高放置力且高產量地將元部件高精度地、平面平行地放置在襯底上，而不必以特別堅硬的方式布置放置頭引導裝置。

在根據本發明的保持系統中，所述放置頭對準裝置包括至少一個長度可變的保持構件，該保持構件布置在所述放置頭支撐件和所述放置頭之間且與所述接頭成間距，該保持構件確定所述放置頭相對于所述放置頭支撐件的樞轉位置，并且該保持構件的長度在放置操作期間可以根據由所述放置頭壓抵所述襯底的擠壓力而導致的所述放置頭引導裝置的變形，以補償由所述放置頭引導裝置的變形導致的所述放置頭的軸線誤差的方式而改變。

因此，根據權利要求1所述的本發明的保持系統的特征在于，設置長度可變的保持構件，其中，由于所述保持構件長度的改變，該保持構件使放置頭產生相對于放置頭支撐件的關于接頭的樞轉移動，放置頭經由該接頭被支撐在放置頭支撐件上。長度可變的保持構件可以涉及呈彈簧形式的受動元件，或者呈行程控制或力控制的致動器形式的主動元件。