此處將介紹一種借助輻射源松開剛性基板上電子元件的工裝和方法。

背景技術(shù)：

在轉(zhuǎn)移電子元件、尤其是轉(zhuǎn)移分散電子元件時(shí)通常會(huì)遇到困難，這些電子元件正在面臨不斷小型化的趨勢(shì)，增加了相關(guān)操作的難度，比如從載體基板上取出電子元件，并且精度方面要求也不斷提高。

為了將芯片相互隔開，通常在載體膜上安裝晶片并通過如鋸切過程的分離方法拆分為獨(dú)立的芯片。

為了將各個(gè)芯片從載體膜上拆下，已知可借助如針即所謂“彈出器”的排出器經(jīng)載體膜接觸到芯片，將芯片抬起脫離載體膜。

de69001797t2介紹了一種借助針從粘結(jié)層釋放芯片的工裝。該粘結(jié)層安置在模型上，針可以穿過該模型作用在粘結(jié)層上。為了簡(jiǎn)化從粘結(jié)層上松開芯片，另外設(shè)置一個(gè)輻射源，可使用紫外線輻射穿過模型中的開孔照射粘結(jié)層，從而降低粘結(jié)層的粘合力。被紫外線輻射照射的粘結(jié)層區(qū)域應(yīng)限定為用于固定待松開芯片的粘結(jié)層區(qū)域的邊緣部分。

一種已經(jīng)過實(shí)踐驗(yàn)證的方法介紹了借助排出器松開載體膜上的芯片，其中排出器是穿過載體膜作用于芯片上。其中，載體膜與其上布置的芯片一起被抬起并發(fā)生形變，從而將芯片從被粘合劑涂裝的載體膜上松開。這樣可降低待松開芯片邊緣區(qū)域的張力或剝離應(yīng)力，從而實(shí)現(xiàn)芯片的脫離。但前提條件是芯片相對(duì)載體膜相對(duì)剛性，使得作用在載體膜上的針拉伸載體膜，從而抬起載體膜的待松開芯片。

然而，這種脫離方法卻不適合許多不同應(yīng)用。例如，當(dāng)電子元件與載體膜在扭曲剛性方面幾乎相同，因此是柔性而不是剛性的。例如當(dāng)電子元件的厚度小于30μm時(shí)，便可能出現(xiàn)這種情況。在加工機(jī)械敏感電子元件時(shí)，例如mems(英語：microelectromechanicalsystems微電子機(jī)械系統(tǒng))部件或邊緣長(zhǎng)度小于0.2mm的極小部件，若使用此類脫離方法會(huì)十分困難。在承載待松開電子元件的剛性載體基板上也同樣無法使用該脫離方法，因?yàn)楸卷毚┻^載體膜的針在這種情況下很難或根本無法穿過。

另外，基于最新技術(shù)現(xiàn)狀已知可借助輻射源不接觸地松開載體基板上的芯片。現(xiàn)有方式是借助偏轉(zhuǎn)單元和聚焦透鏡將加工輻射引導(dǎo)至載體基板上的芯片表面，從而實(shí)現(xiàn)加熱。通過這樣被加熱的芯片可將熱量傳導(dǎo)至芯片和載體之間受熱可分離的粘合劑，從而實(shí)現(xiàn)芯片脫離。

de10117880b4公開了一種方法，其中借助剛性載體的熱吸收至少可以部分地松開芯片，并使用真空吸管移動(dòng)到采集基板上。熱吸收通過穿過載體大面積作用在載體粘合劑層的輻射源實(shí)現(xiàn)。

文件us2009/0000109a1介紹了電子元件的采集方法，電子元件的安裝方案和電機(jī)部件安裝工裝。這些電子元件可借助紫外線從使用粘合劑涂裝的載體上脫離，并隨后使用轉(zhuǎn)移工具移至目標(biāo)基板。

文件jp2006-222181a也介紹將電子元件從載體移至目標(biāo)基板的方法和工裝。在jp2006-22181a公開的文件中，也出現(xiàn)了借助紫外線將電子元件從載體上脫離的工裝和方法，其中紫外線可禁用粘合劑。

us2006/0207497a1介紹了將電子元件移至目標(biāo)基板的方法和工裝。為此首先應(yīng)將電子元件從載體上松開，其中在載體上是使用膠粘帶緊固電子元件。通過輻射、特別是紫外線輻射可以減弱膠粘帶的粘合屬性。隨后可使用一種機(jī)械裝置將電子元件移至目標(biāo)基板。

公開文獻(xiàn)de102013112666a1介紹了從薄膜上松開半導(dǎo)體芯片的方法。其中借助設(shè)置期間的光學(xué)檢查進(jìn)程計(jì)算并確定控制脫離方法preepeeling工藝步驟的持續(xù)時(shí)間。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

待解決的問題

目前任務(wù)是提供一種工裝及方法，用于將電子元件從剛性基板上松開，可確保這種對(duì)待松開電子元件的可靠操作同樣適用于各種不同應(yīng)用，尤其可以滿足處理薄膜狀電子元件的要求。另一項(xiàng)任務(wù)是可以實(shí)現(xiàn)對(duì)剛性基板上電子元件快速、精確地操作。

此處介紹的解決方案

為了解決該項(xiàng)任務(wù)，推薦擁有符合權(quán)利要求1特征的工裝和擁有符合權(quán)利要求14特征的方法。

可松開剛性基板上電子元件的工作包含輻射源，可用于借助紅外線波長(zhǎng)范圍內(nèi)的波長(zhǎng)形成電磁輻射的加工輻射。該工裝的控制單元設(shè)計(jì)借助至少一個(gè)執(zhí)行器，使加工輻射和工裝內(nèi)承載至少一個(gè)電子元件的剛性基板相向移動(dòng)，從而將待松開的電子元件相對(duì)向加工輻射處定位。該加工輻射設(shè)計(jì)用于穿過基板在基板和待松開電子元件之間輻射區(qū)域內(nèi)的待松開電子元件上激發(fā)熱吸收，從而解除待松開電子元件和基板之間的接合、尤其是粘合劑接合。在輻射區(qū)域內(nèi)，加工輻射的寬度或直徑至少覆蓋待松開電子元件朝向基板的接觸面的寬度或邊緣長(zhǎng)度。

該加工輻射在所述工裝內(nèi)至少優(yōu)先在電子元件上激發(fā)熱吸收。通過加熱該部件將解除朝向基板的部件表面上的接合、尤其是粘合劑接合。

其優(yōu)勢(shì)在于僅松開該電子元件下方的區(qū)域，朝向該電子元件的接合側(cè)、尤其是粘合劑接合側(cè)首先做出反應(yīng)。這樣就可以避免殘余接合意外共同轉(zhuǎn)移。

此處所述用于松開剛性基板上電子元件的工裝，其可保證對(duì)各種不同電子元件、尤其是特別薄、柔性、微小或機(jī)械敏感的電子元件的可靠操作。

另外，此處推薦的解決方案，即對(duì)待松開電子元件的作用區(qū)加工輻射區(qū)域限定在加工輻射范圍內(nèi)，其中該加工輻射范圍沿待松開電子元件的整個(gè)接觸面延伸。換句話說，這樣可以確保對(duì)待松開電子元件接觸面的加工輻射僅作用在輻射范圍內(nèi)。從而避免因能源傳遞對(duì)靠近待松開電子元件的電子元件造成影響。借助加工輻射由此形成的精確熱量傳遞可以避免意外松開相鄰電子元件，改善了電子元件操作的精確性。

相比基于最新技術(shù)現(xiàn)狀已知的工裝，該加工輻射還能均勻并大面積作用在輻射區(qū)域上。這樣可以顯著減少借助加工輻射實(shí)現(xiàn)電子元件松開所需能源傳遞的持續(xù)時(shí)間。

設(shè)計(jì)和特性

上述公開文獻(xiàn)涉及一款用于從剛性基板上松開電子元件的工裝。其中所述電子元件尤其是指也被作為“芯片(chip)”或“晶片(die)”的半導(dǎo)體部件。此類部件一般擁有含多個(gè)側(cè)面的棱柱形結(jié)構(gòu)和兩個(gè)(上和下)多邊形、特別是矩形接觸面。待松開電子元件朝向基板的接觸面，如果被設(shè)計(jì)為矩形，則具有第一最大寬度或邊緣長(zhǎng)度，和第二最小寬度或邊緣長(zhǎng)度。相應(yīng)地，當(dāng)輻射區(qū)域?yàn)闄E圓形，則加工輻射的橫截面在輻射區(qū)域內(nèi)具有第一最大寬度或第一最大直徑、特別是橢圓直徑，和第二最小寬度或第二最小直徑。其中，加工輻射的第一寬度或第一直徑優(yōu)選對(duì)應(yīng)接觸面的第一寬度或邊緣長(zhǎng)度，加工輻射的第二寬度或第二直徑對(duì)應(yīng)截面的第一寬度或邊緣長(zhǎng)度。

在該工裝內(nèi)待接收的剛性基板被設(shè)計(jì)用于接收至少一個(gè)電子元件。布置在該基板上的電子元件可以設(shè)計(jì)為剛性。另外，此處所述工裝可實(shí)現(xiàn)對(duì)薄膜狀電子元件的處理，即扭曲剛性極小的電子元件。

該基板可采用玻璃、玻璃陶瓷和/或塑料材質(zhì)。在工裝內(nèi)待容納的基板優(yōu)選采用對(duì)加工輻射透明的材料。在本發(fā)明中，透明是指該基板對(duì)電磁輻射的波長(zhǎng)范圍是可滲透的。該波長(zhǎng)范圍在紅外線波長(zhǎng)范圍內(nèi)?；宓倪@種透明設(shè)計(jì)可以避免或減弱對(duì)經(jīng)過該基板的加工輻射的吸收，從而避免在基板內(nèi)不必要的熱量吸收。

在一種規(guī)格中，該基板是一種透明的晶片薄膜，其與優(yōu)選對(duì)紅外線透明且熱穩(wěn)定的結(jié)合劑、尤其是粘合劑固定在底板上，其中該底板采用玻璃、玻璃陶瓷和/或塑料材質(zhì)。

該輻射源設(shè)計(jì)用于生成加工輻射，其中該加工輻射穿過基板。該加工輻射以一種符合基板的方式優(yōu)選擁有可滲透基板的電磁輻射。同時(shí)，該加工輻射包含的電磁輻射波長(zhǎng)在紅外線波長(zhǎng)范圍內(nèi)。例如，該加工輻射包含的電磁輻射波長(zhǎng)在短波紅外輻射范圍內(nèi)，也就是說波長(zhǎng)范圍在780nm至1400nm。該輻射源可以是激光器、尤其是光纖激光器，其中該光纖激光器可生成直徑6至9mm加工輻射并具有脈沖或非脈沖運(yùn)行模式。該激光器輸出功率可達(dá)50瓦，其中每個(gè)脈沖的能量為0.8至1mj，每次脈沖的持續(xù)時(shí)間為100至300ms?；蛘撸}沖持續(xù)時(shí)間也可能不在此范圍內(nèi)，例如10至30ms，并取決于待松開的電子元件和/或在待松開電子元件和基板之間的連接。

另外，該輻射源還設(shè)計(jì)用于借助通過輻射范圍內(nèi)加工輻射實(shí)現(xiàn)的熱傳遞以至少部分地松開待松開電子元件和基板之間的連接。該待松開的連接可確保將所述至少一個(gè)電子元件固定在所述剛性基板的第二層上，其中所述待松開的連接可以是粘合層形式的粘合劑連接并布置在輻射范圍內(nèi)、尤其是沿待松開電子元件的整個(gè)接觸面。所述粘合層優(yōu)選包含一種粘合劑、尤其是熱脫離的粘合劑，也就是一種在加熱條件下失去附著或粘合特性或劇烈減弱的粘合劑。所述粘合層優(yōu)選采用粘合劑薄膜的形式，并至少部分地沿基板的第二層延伸。在另一種結(jié)構(gòu)型式中，所述粘合層擁有起泡層，其設(shè)計(jì)用于在加工輻射的作用下實(shí)現(xiàn)體積增長(zhǎng)，例如通過在起泡層形成起泡，從而可將布置在基板上的電子元件松開。

在另一種結(jié)構(gòu)型式中，所述工裝還包含設(shè)有通孔的遮光板，布置在工裝內(nèi)待接收基板的第一層加工輻射路線上，該層與待接收基板的包含至少一個(gè)電子元件的第二層相對(duì)。所述加工輻射設(shè)計(jì)用于穿過隔板通孔和基板作用在輻射范圍內(nèi)的待松開電子元件上。相應(yīng)地，控制單元設(shè)計(jì)用于借助所述至少一個(gè)執(zhí)行器將遮光板和基板相向移動(dòng)，從而將待松開電子元件定在遮光板通孔和/或加工輻射的相對(duì)位置上。在輻射區(qū)域內(nèi)，經(jīng)通孔射出的加工輻射的橫截面基本對(duì)應(yīng)待松開電子元件朝向基板的接觸面。這使得加工輻射可以同時(shí)、均勻地作用在整個(gè)輻射區(qū)域內(nèi)，其中所述輻射區(qū)域在待松開電子元件和基板之間延伸。這樣就可以借助加工輻射進(jìn)一步縮短松開電子元件所需的能源轉(zhuǎn)移時(shí)間。

所述遮光板安置在基板前的加工輻射路徑中。在一種規(guī)格中，所述遮光板可布置在工裝內(nèi)待接收基板的第一層上，并設(shè)計(jì)為剛性板。所述遮光板優(yōu)選設(shè)計(jì)用于使加工輻射成形。在本公開文獻(xiàn)中加工輻射的成形是指調(diào)整加工輻射的橫截面形狀，也就是加工輻射的橫截面輪廓。換句話說，遮光板用于調(diào)節(jié)加工輻射以適合待松開電子元件的形狀和/或尺寸。為了實(shí)現(xiàn)工裝的低成本可配置性或適合各種不同的待松開電子元件，可將遮光板可松弛得固定在工裝內(nèi)，使得所述遮光板更換簡(jiǎn)便。

遮光板內(nèi)設(shè)置的通孔優(yōu)選沿加工輻射的方向和/或遮光板的厚度方向延伸。所述通孔可設(shè)計(jì)為圓柱形或棱柱形，其中通孔的側(cè)壁相互平行。在一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)形式中，遮光板的通孔橫截面符合待松開電子元件的接觸面。遮光板優(yōu)選布置在工裝內(nèi)，使得通孔中心對(duì)準(zhǔn)加工輻射。換句話說，通孔中軸線與加工輻射同心。為了方便調(diào)節(jié)所述工裝以適合處理各種不同的待松開電子元件，遮光板的通孔橫截面可以是可調(diào)節(jié)的。

所述經(jīng)輻射源形成的加工輻射被引導(dǎo)穿過遮光板的通孔。其中，所述遮光板優(yōu)選采用對(duì)加工輻射不透明的材質(zhì)，使得加工輻射僅沿通孔穿過遮光板。在一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)型式中，所述加工輻射在遮光板區(qū)域內(nèi)主要與所述通孔同心布置。另外，所述加工輻射在遮光板區(qū)域內(nèi)平性取向。

在背向基板的一側(cè)，也就是遮光板沿加工輻射方向的前側(cè)，遮光板可能擁有經(jīng)加工輻射所輻射的輻射面。在設(shè)計(jì)時(shí)可使通孔橫截面完全布置在所述輻射面內(nèi)。在所述輻射面和通孔橫截面未重合的區(qū)域內(nèi)，遮光板可能吸收和/或反射部分加工輻射。相應(yīng)地，所述遮光板就可以用于對(duì)加工輻射成形，從而確保加工輻射區(qū)域內(nèi)的加工輻射橫截面基本對(duì)應(yīng)待松開電子元件的接觸面。

在進(jìn)一步改進(jìn)中，所述工裝另外可能包含輻射調(diào)節(jié)單元，引導(dǎo)加工輻射，并可用于改變加工輻射的輻射路徑、聚焦加工輻射和/或在輻射區(qū)域內(nèi)形成加工輻射的強(qiáng)度分布。所述輻射調(diào)節(jié)單元可以布置在輻射源和遮光板之間的加工輻射路徑上。所述輻射調(diào)節(jié)單元優(yōu)選沿加工輻射方向緊挨著布置在遮光板前方。另外，所述輻射調(diào)節(jié)單元還可用于使加工輻射平行取向和/或可變化地調(diào)節(jié)加工輻射的橫截面、尤其是直徑即橫截面尺寸。所述輻射調(diào)節(jié)單元優(yōu)選用于調(diào)節(jié)加工輻射橫截面的尺寸，其中加工輻射橫截面的輪廓線條縱橫比基本保持不變。換句話說，通過所述輻射調(diào)節(jié)單元可以更改加工輻射橫截面的尺寸，相反同時(shí)保持加工輻射的橫截面形狀。在一種實(shí)施例中，通過所述輻射調(diào)節(jié)單元可以調(diào)節(jié)輻射在遮光板上的加工輻射的橫截面、尤其是直徑，使得遮光板上僅加工輻射形成的輻射面可調(diào)。所述輻射面優(yōu)選基本設(shè)計(jì)為圓形，其中通過所述輻射調(diào)節(jié)單元可以調(diào)節(jié)輻射面的直徑。所述輻射調(diào)節(jié)單元可以確保一方面加工輻射沿通孔的整個(gè)橫截面通過遮光板，另一方面降低經(jīng)遮光板吸收和/或反射的加工輻射。換句話說，借助所述輻射調(diào)節(jié)單元可以調(diào)節(jié)加工輻射以適合遮光板通孔的橫截面。

為了調(diào)節(jié)加工輻射，所述輻射調(diào)節(jié)單元可能具有可調(diào)節(jié)的第一透鏡單元和可調(diào)節(jié)的第二透鏡單元，其中第一透鏡單元具有正屈光力，第二透鏡單元具有負(fù)屈光力。第一和第二透鏡各自可能具有多個(gè)光學(xué)件，例如彼此相對(duì)可以調(diào)節(jié)的透鏡。同時(shí)，在調(diào)節(jié)第一和第二透鏡時(shí)實(shí)現(xiàn)第一透鏡單元和第二透鏡單元之間的間距。另外，可以將第一和/或第二透鏡可固定在透鏡支架滑座上，其中所述透鏡支架滑座可通過透鏡執(zhí)行器可調(diào)節(jié)地定位第一和/或第二透鏡單元，例如通過電子透鏡驅(qū)動(dòng)器或集成在透鏡支架滑座中的電氣機(jī)械驅(qū)動(dòng)器。尤其也可更改透鏡單元彼此間的間距。

在其中一種實(shí)施例中，所述控制單元可用于透鏡執(zhí)行器定位透鏡單元。也可由操作者手動(dòng)輸入透鏡位置。另外，所述控制單元還可用于控制輻射源的強(qiáng)度。也可由操作者手動(dòng)輸入輻射強(qiáng)度。

所述輻射調(diào)節(jié)單元可以設(shè)計(jì)成輻射降低單元，其中加工輻射首先穿過第一透鏡單元，然后穿過第二透鏡單元?；蛘?，斛輻射調(diào)節(jié)單元也可設(shè)計(jì)成輻射擴(kuò)展單元，其中加工輻射首先穿過第二透鏡單元，然后穿過第一透鏡單元。

在其中一種工裝實(shí)施例中，所述輻射調(diào)節(jié)單元可以布置在遮光板后方的加工輻射的輻射路徑中，其中遮光板在加工輻射的輻射路徑內(nèi)緊挨著布置在輻射源后方。這種結(jié)構(gòu)型式具有有利效果，所述輻射調(diào)節(jié)單元的結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單。例如，通過將遮光板在加工輻射的輻射路徑內(nèi)緊挨著布置在輻射源后方，加工輻射將首先成形，也就是在其穿過輻射調(diào)節(jié)單元之前，首先在橫截面形狀上調(diào)整。為了調(diào)節(jié)加工輻射的橫截面、尤其是加工輻射的橫截面尺寸以適合待松開的電子元件，可將加工輻射引導(dǎo)穿過所述輻射調(diào)節(jié)單元。為此，所述輻射調(diào)節(jié)單元具有含正屈光力的可調(diào)節(jié)的第一透鏡單元，其中所述第一透鏡單元可被設(shè)計(jì)成聚焦透鏡。尤其是所述輻射調(diào)節(jié)單元可由聚焦透鏡組成。在調(diào)節(jié)第一透鏡單元可使其沿加工輻射的輻射方向可移動(dòng)，從而可以調(diào)節(jié)加工輻射的橫截面、尤其是加工輻射的橫截面尺寸，使得加工輻射的至少一個(gè)寬度或者至少一個(gè)直徑符合待松開電子元件的至少一個(gè)寬度或邊緣長(zhǎng)度，或者加工輻射的橫截面基本符合待松開電子元件的接觸面。

輻射調(diào)節(jié)單元的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)在于，在沒有輻射調(diào)節(jié)單元的情況下，松開極小部件的激光輻射需要遮光板具有非常小的通孔。這可能導(dǎo)致激光輻射無法可靠地到達(dá)部件。輻射調(diào)節(jié)單元的使用解決了這個(gè)難題，因?yàn)樗试S減少穿過所述遮光板成形的激光輻射。同時(shí)，輻射調(diào)節(jié)單元的使用可允許操作大量尺寸不同的大小部件。

同時(shí)，通過聚焦透鏡到基板的間距調(diào)節(jié)輻射區(qū)域內(nèi)的加工輻射橫截面尺寸。例如，當(dāng)輻射調(diào)節(jié)單元聚焦透鏡和基板之間的間距縮小時(shí)，輻射區(qū)域內(nèi)加工輻射的橫截面尺寸將增大。相應(yīng)地，當(dāng)輻射調(diào)節(jié)單元聚焦透鏡和基板之間的間距增大時(shí)，輻射區(qū)域內(nèi)加工輻射的橫截面尺寸將縮小。

另外，工裝可能包含偏轉(zhuǎn)單元，所述偏轉(zhuǎn)單元布置在加工輻射的輻射路徑內(nèi)并可用于偏轉(zhuǎn)加工輻射，例如偏轉(zhuǎn)90°。換句話說，所述偏轉(zhuǎn)單元可用于改變加工輻射的輻射路徑。為此，所述偏轉(zhuǎn)單元采用偏轉(zhuǎn)鏡形式，并且布置在加工輻射的輻射路徑中。例如，所述偏轉(zhuǎn)鏡可布置在輻射源和遮光板之間、在輻射源和輻射調(diào)節(jié)單元之間、在基板和遮光板之間，或在遮光板和輻射調(diào)節(jié)單元之間。使用偏轉(zhuǎn)單元可使得工裝結(jié)構(gòu)緊湊，節(jié)省了空間。

在進(jìn)一步改進(jìn)中，所述工裝具有圖像數(shù)據(jù)采集單元，用于采集用于待松開電子元件的圖像數(shù)據(jù)。所述圖像數(shù)據(jù)采集單元優(yōu)選具有光學(xué)軸，該光學(xué)軸與遮光板通孔沿z方向延伸的縱軸重合。在本公開文獻(xiàn)中，通孔縱軸是指通孔沿其延伸并且位于通孔內(nèi)的軸，優(yōu)選理解為通孔的中心軸。所述圖像數(shù)據(jù)采集單元可為控制單元提供待松開電子元件的定位圖像數(shù)據(jù)。

相應(yīng)地，所述控制單元用于借助至少一個(gè)執(zhí)行器并根據(jù)經(jīng)圖像數(shù)據(jù)采集單元采集到的圖像數(shù)據(jù)對(duì)待松開的電子元件相對(duì)遮光板通孔進(jìn)行定位。在其中一種規(guī)格中，所述至少一個(gè)執(zhí)行器用于將含至少一個(gè)電子元件的基板和遮光板彼此相對(duì)沿x方向和/或y方向移動(dòng)，和/或圍繞沿z方向延伸的軸線擺動(dòng)。

在本公開文獻(xiàn)中，x、y和z方向?qū)?yīng)非同面的矢量，也就是說線性不相關(guān)并且優(yōu)選彼此垂直布置。

為了確保松開通過對(duì)基板進(jìn)行加工輻射而脫離的電子元件，所述工裝可具有抓取單元、尤其是真空夾具。所述抓取單元可用于將通過加工輻射至少部分松開的電子元件從基板上脫離并抓取。另外，所述抓取單元可將電子元件保存在中間存儲(chǔ)器內(nèi)，例如以另一個(gè)基板、部件傳送帶或支架盤的形式，尤其是不結(jié)合即可再次取出的方式。或者所述抓取單元可用于在將抓取的電子元件轉(zhuǎn)移至其他抓取單元之前，將電子元件沿縱向或軸承旋轉(zhuǎn)180°。所述工裝另外還可具有用于中間存儲(chǔ)器的運(yùn)輸單元，所述運(yùn)輸單元沿與抓取單元移動(dòng)方向的垂直方向移動(dòng)中間存儲(chǔ)器。

此處還將介紹用于松開剛性基板上電子元件的方法。該方法包含為剛性基板提供承載至少一個(gè)電子元件的一側(cè)。另外，紅外線波長(zhǎng)范圍內(nèi)的電磁輻射形成加工輻射，用于激發(fā)熱傳遞，從而松開在待松開電子元件和基板之間的粘合劑連接。另外，含至少一個(gè)電子元件的基板和加工輻射彼此相向移動(dòng)，使得相對(duì)加工輻射定位待轉(zhuǎn)移的電子元件。在另一步方法步驟中，借助加工輻射作用在基板和待松開電子元件之間輻射區(qū)域內(nèi)的待松開電子元件。加工輻射穿過基板，使得待松開電子元件至少部分地脫離基板。輻射區(qū)域內(nèi)加工輻射的至少一個(gè)寬度或一個(gè)直徑基本對(duì)應(yīng)待松開電子元件朝向基板的接觸面的至少一個(gè)寬度或一個(gè)邊緣長(zhǎng)度。

在進(jìn)一步優(yōu)化中，所述方法包括下列步驟：

引導(dǎo)加工輻射穿過遮光板的通孔，使得經(jīng)通孔射出的輻射區(qū)域內(nèi)的加工輻射橫截面基本對(duì)應(yīng)待松開部件朝向剛性基板的接觸面；

借助輻射調(diào)節(jié)單元調(diào)節(jié)加工輻射、尤其是遮光板區(qū)域或輻射區(qū)域內(nèi)加工輻射橫截面的直徑或尺寸；

借助輻射調(diào)節(jié)單元使加工輻射平行取向，使得加工輻射穿過遮光板通孔，并在通孔區(qū)域內(nèi)平行取向，和/或與通孔同心；和/或

采集用于待松開電子元件定位的圖像數(shù)據(jù)，其中基板和加工輻射根據(jù)所采集的圖像數(shù)據(jù)彼此相向移動(dòng)，其中基板和遮光板彼此相對(duì)沿x方向和/或y方向移動(dòng)，和/或圍繞沿平行于遮光板通孔縱軸的z方向延伸軸線擺動(dòng)。

附圖說明

對(duì)于專業(yè)人士來說，根據(jù)基于未限制理解的實(shí)施例的下列描述和附圖可以理解其他目標(biāo)、特征、優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用可能。其中，所有介紹和/或圖示的特征單獨(dú)或以任意形式組合都構(gòu)成了本披露的對(duì)象，無論是其在權(quán)利要求或節(jié)選中分組如何。

圖1示出了工裝第一實(shí)施例的示意性側(cè)視圖，所述工裝用于松開基板上的電子元件。

圖2示出了圖1所示截面a-a的剖面圖。

圖3示出了圖1所示工裝的放大片段圖。

圖4示出了工裝第二實(shí)施例的示意性側(cè)視圖，所述工裝用于松開基板上的電子元件。

圖5示出了抓取工裝第一實(shí)施例的示意性側(cè)視圖，其中所述抓取工裝用于從基板上抓取已松開的電子元件。

圖6示出了抓取工裝第二實(shí)施例的示意性俯視圖，其中所述抓取工裝用于從基板上抓取已松開的電子元件。

具體實(shí)施方式

圖1示出了工裝10的第一實(shí)施例，所述工裝10用于松開基板12上的電子元件14。所述基板12被設(shè)計(jì)成含第一層16和與其相對(duì)、支撐電子元件14的第二層18的剛性板，其中基板可沿x和y方向延伸。在基板12的第二層18上布置了許多分散的電子元件14?；?2夾持在支柱20內(nèi)，所述支柱包含第一線性驅(qū)動(dòng)器la1和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器da。工裝10的控制單元ecu用于借助線性驅(qū)動(dòng)器la1將基板12沿x軸和y軸可控制地移動(dòng)，并借助旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器da圍繞沿z軸方向延伸的軸線可控制地?cái)[動(dòng)，從而相對(duì)遮光板定位基板12上的待松開電子元件14。

遮光板22被設(shè)計(jì)為剛性板，與基板12的第一層16相距且平行布置。遮光板22在其接近中心區(qū)域設(shè)有沿遮光板22厚度方向延伸的通孔24。通孔24具有沿z軸方向延伸的中心縱軸m，并被設(shè)計(jì)為方形。遮光板22另外借助此處未示出的其他支柱可松開地固定在工裝10內(nèi)。

工裝10包含輻射源26，用于形成電磁輻射的加工輻射28，其中所述加工輻射28用于將被基板12容納的電子元件14從基板12上脫離。加工輻射28引導(dǎo)穿過遮光板22的通孔24和基板12，從而作用下基板12和待松開部件14之間輻射區(qū)域30內(nèi)的待松開部件14。為此，基板12含有對(duì)加工輻射28透明的材料。

在遮光板22和輻射源26之間加工輻射28的輻射路徑內(nèi)，工裝10另外具有輻射調(diào)節(jié)單元32和偏轉(zhuǎn)鏡34，其中偏轉(zhuǎn)鏡34沿加工輻射28的方向布置在輻射調(diào)節(jié)單元32前面。

在加工輻射28的第一區(qū)域36內(nèi)，加工輻射28以電磁輻射的形式從輻射源26中射出，其中所述電磁輻射例如可具有780nm至1400nm的波長(zhǎng)范圍，并引導(dǎo)至沿x方向的偏轉(zhuǎn)鏡34方向。偏轉(zhuǎn)鏡34用于將加工輻射28偏轉(zhuǎn)90°，引導(dǎo)加工輻射28至沿z軸方向的第二區(qū)域38，其中所述第二區(qū)域38沿加工輻射28觀察位于偏轉(zhuǎn)鏡34的后方。因此，加工輻射28是經(jīng)輻射調(diào)節(jié)單元導(dǎo)向的。

輻射調(diào)節(jié)單元32具有可調(diào)節(jié)的第一透鏡單元40和可調(diào)節(jié)的第二透鏡單元42，其各自可具有多個(gè)光學(xué)件。第一透鏡單元40具有正屈光力，相反第二透鏡單元42具有負(fù)屈光力。加工輻射28首先被引導(dǎo)經(jīng)過具有正屈光力的第一透鏡單元40和具有負(fù)屈光力的第二透鏡單元42，其中加工輻射28的第二區(qū)域38加工輻射28的橫截面大于第三區(qū)域44，其中所述第二區(qū)域38沿加工輻射28方向位于輻射調(diào)節(jié)單元32的后方。換句話說，在圖1所示實(shí)施例中，輻射調(diào)節(jié)單元32采用輻射降低單元的形式。輻射調(diào)節(jié)單元32用于可變地調(diào)節(jié)加工輻射28的橫截面、尤其是加工輻射28的橫截面尺寸，并使加工輻射28平行取向。為此，輻射調(diào)節(jié)單元32具有第二線性驅(qū)動(dòng)la2用于調(diào)節(jié)第一和第二透鏡單元40和42?？刂茊卧猠cu設(shè)計(jì)用于借助第二線性驅(qū)動(dòng)器la2使第一和第二透鏡單元40和42彼此相向沿z軸方向可控地移動(dòng)，從而可以調(diào)節(jié)第一和第二透鏡單元40和42之間的間距d。

圖2示出了圖1所示截面a-a的剖面圖，根據(jù)圖2，加工輻射28在穿過輻射調(diào)節(jié)單元32之后到達(dá)遮光板22。遮光板22被加工輻射28輻射的區(qū)域在此被稱作輻射面46。輻射面46具有直徑為d1的幾乎圓形的形狀。遮光板22的通孔24被設(shè)計(jì)為含矩形橫截面48，所述矩形橫截面48含對(duì)角線d2。通孔24的橫截面48完全布置在輻射面46內(nèi)，使得輻射面46的直徑d1大于通孔24的橫截面48對(duì)角線d2。如圖1和圖2所示，僅有部分加工輻射28穿過通孔24，對(duì)應(yīng)通孔24的橫截面48。通孔24的橫截面48的形狀基本對(duì)應(yīng)待松開電子元件的接觸面52。加工輻射28的其余部分50未到達(dá)通孔24的橫截面48，將被遮光板22吸收或反射。這樣在加工輻射28到達(dá)輻射區(qū)域30之前，借助遮光板22對(duì)加工輻射28成形。因此，在借助遮光板22調(diào)節(jié)加工輻射28的橫截面形狀之前，首先借助輻射調(diào)節(jié)單元32調(diào)節(jié)加工輻射28的橫截面尺寸。

輻射調(diào)節(jié)單元32設(shè)計(jì)用于可變地調(diào)節(jié)遮光板22上的輻射面46。特別有利的是，當(dāng)輻射調(diào)節(jié)單元32調(diào)節(jié)輻射面46使得輻射面46與通孔24的橫截面48同心，并且輻射面46的直徑d1大于橫截面48的對(duì)角線d2。為了改善工裝10的能量效率，可以控制輻射調(diào)節(jié)單元32降低被遮光板22吸收的加工輻射28部分輻射50，同時(shí)確保沿通孔24整個(gè)橫截面48的輻射。為此，可以減少輻射面46的直徑d1和橫截面48的對(duì)角線d2之間的差別，同時(shí)確保通孔24橫截面48完全布置在輻射面46內(nèi)。

如圖1所示，僅通過通孔24橫截面48的加工輻射28的部分輻射到達(dá)基板12和待松開電子元件14之間的輻射區(qū)域30。其中，加工輻射28的橫截面在輻射區(qū)域30內(nèi)基本符合待松開電子元件14朝向基板12的接觸面52。在加工輻射28的第四區(qū)域54內(nèi)，其中所述第四區(qū)域54位于輻射區(qū)域30和遮光板22輻射面46之間加工輻射28的輻射路徑內(nèi)，加工輻射28平行取向并且與通孔24同心布置。

工裝10另外包含圖像數(shù)據(jù)采集單元56，與基板12的第二層18相對(duì)布置。圖像數(shù)據(jù)采集單元56的光學(xué)軸線o與遮光板22通孔24沿z軸方向延伸的縱軸m重合。圖像數(shù)據(jù)采集單元56設(shè)計(jì)用于采集定位待松開電子元件14的圖像數(shù)據(jù)bd并提供給控制單元ecu。在此基礎(chǔ)上，控制單元ecu設(shè)計(jì)用于根據(jù)經(jīng)圖像數(shù)據(jù)采集單元52采集到的圖像數(shù)據(jù)bd控制第一線性驅(qū)動(dòng)器la1和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器da，其中借助第一線性驅(qū)動(dòng)器la1和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器da可移動(dòng)含電子元件14的基板12，從而將待松開的電子元件14在經(jīng)y軸和x軸張緊的平面內(nèi)相對(duì)遮光板22通孔24進(jìn)行定位。

工裝10另外具有此處未示出的真空夾具，用于將通過加工輻射28松開的電子元件14從基板上取出。

圖3示出了輻射區(qū)域30的放大片段圖。在基板12的第二層18上，在基板和電子元件14之間布置了粘合劑薄膜，沿基板12的第二層18延伸。粘合劑薄膜58包含熱脫離粘合劑，其在電子元件14接觸面52和基板12之間形成粘合劑連接，從而將電子元件14固定在基板12上。如圖3所示，輻射區(qū)域30沿待松開部件的整個(gè)接觸面12延伸。到達(dá)輻射范圍30內(nèi)的加工輻射28可通過粘合劑層54和/或通過待松開電子元件14接觸層52被吸收，從而將加工輻射28的能量轉(zhuǎn)化為熱量。換句話說，在輻射區(qū)域30內(nèi)的粘合劑58中經(jīng)加工輻射28激發(fā)形成熱流。由此形成向粘合劑薄膜58的熱傳遞使得粘合劑薄膜58的粘合劑在輻射區(qū)域30內(nèi)失去了粘附和粘合屬性，從而實(shí)現(xiàn)待松開電子元件14和基板12之間粘合劑連接的脫離。

在下面介紹的另一種實(shí)施例中，類似或作用相同的零部件將采用與前述實(shí)施例相同的基準(zhǔn)符號(hào)。在另一種實(shí)施例中未重新介紹的零部件在其屬性方面與前述實(shí)施例中的相應(yīng)零部件相同。

圖4示出了用于轉(zhuǎn)移基板12上電子元件14的工裝10的第二種實(shí)施例。與圖1至3所示實(shí)施例不同，遮光板22位于輻射源26和偏轉(zhuǎn)鏡34之間加工輻射28的輻射路徑中。因此，加工輻射28在從輻射源26的第一區(qū)域36中射出之后直接到達(dá)遮光板22，并被引導(dǎo)穿過通孔24。這樣，加工輻射28經(jīng)遮光板2成形，并通過偏轉(zhuǎn)鏡24引導(dǎo)至輻射調(diào)節(jié)單元32。換句話說，在縮小加工輻射28的尺寸之前，首先對(duì)加工輻射28成形。相應(yīng)地，與圖1所示實(shí)施例相比，遮光板22通孔24的直徑更大。例如，通孔24的直徑可達(dá)8mm。

通孔24對(duì)準(zhǔn)加工輻射28的中心，使得通孔24的中縱軸線m與加工輻射28同心并沿x軸布置。在第一區(qū)域36和加工輻射28輻射路徑中的某個(gè)區(qū)域內(nèi)，加工輻射28緊挨著在偏轉(zhuǎn)鏡34的前方、后方平行取向。經(jīng)遮光板22成形的加工輻射28橫截面形狀即使在通過偏轉(zhuǎn)鏡34和輻射調(diào)節(jié)單元32之后也基本得到保持。換句話說，加工輻射28在進(jìn)一步輻射路徑內(nèi)、也就是說在加工輻射28的第二區(qū)域38和第三區(qū)域44中基本保持了輪廓線的縱橫比。

基于圖4的第二實(shí)施例和圖1至圖3所示實(shí)施例的不同還在于輻射調(diào)節(jié)單元32不具有第二透鏡單元32，因此工裝10的結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單。

加工輻射28在到達(dá)輻射區(qū)域30之前，首先在輻射調(diào)節(jié)單元32通過第一透鏡單元40。第一透鏡單元40采用聚焦透鏡的方式，借助第二線性驅(qū)動(dòng)器la2沿z軸相對(duì)基板12可移動(dòng)，從而調(diào)節(jié)第一透鏡單元40和基板12之間的間距d’。在加工輻射28的第三區(qū)域44內(nèi)，加工輻射28得到聚焦，其中所述第三區(qū)域44位于輻射調(diào)節(jié)單元32后方加工輻射28的輻射路徑內(nèi)。通過調(diào)節(jié)間距d’可以無級(jí)調(diào)節(jié)輻射區(qū)域30內(nèi)加工輻射28的橫截面尺寸。為了設(shè)置輻射區(qū)域30內(nèi)加工輻射28的最小橫截面，在選擇間距d’時(shí)使其對(duì)應(yīng)第一透鏡單元40的焦距。

圖5示出了抓取工裝的側(cè)視圖，用于抓取從基板12上松開的電子元件14。出于概覽原因，在該圖示中并未示出工裝10，其可用于松開基板12上的電子元件14。所述抓取工裝具有抓取單元60，設(shè)計(jì)用于將已松開的電子元件14從基板12上抓取，圍繞x軸旋轉(zhuǎn)180°，送至另一個(gè)抓取單元62的轉(zhuǎn)移點(diǎn)。抓取單元62設(shè)計(jì)用于沿z軸移動(dòng)。另一個(gè)抓取單元62設(shè)計(jì)用于從抓取單元60的轉(zhuǎn)移點(diǎn)抓取電子元件14，并保存在中間存儲(chǔ)器內(nèi)，如圖6所示。相應(yīng)地，另一抓取單元62沿y軸和z軸可移動(dòng)。抓取單元60和另一抓取單元62均為真空夾具。

在其中一種規(guī)格中，除了抓取單元60和抓取單元62之外還采用了另一個(gè)抓取單元(未示出)。在該規(guī)格中，抓取單元60對(duì)部件14的抓取可交替由抓取單元62和另一個(gè)抓取單元(未示出)實(shí)現(xiàn)。

圖6示出了抓取工裝的另一實(shí)施例。另一抓取單元62從基板12上抓取已松開的電子元件14，并沿y軸運(yùn)輸至中間存儲(chǔ)器64。中間存儲(chǔ)器64在本實(shí)施例中作為沿x軸、即與另一抓取單元62垂直方向的可移動(dòng)部件傳送帶，電子元件14保存在其上并可再次被抓取。中間存儲(chǔ)器64也可設(shè)計(jì)為沿x軸可移動(dòng)的傳送帶，其上布置至少一個(gè)抓取基板或支架盤用于抓取多個(gè)電子元件。