专利名称：用于从基本平直的元件阵列中分离元件的顶料单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于从基本平直的元件阵列中分离元件的顶料单元，包
括
若干顶料元件，这些顶料元件建构并布置或可布置成用于从元件阵列中 分离其中一个元件，
其中，所述分离在一个顶料方向上进行，所述顶料方向基本垂直于所述 元件阵列的平面，所述顶料元件中用于或可用于分离所述元件的顶料元件处 于所述顶料单元内部的一个工作位置上。
背景技术：
现有技术中已知有这类顶料单元。例如欧洲专利说明书EP 1 057 388 Bl 中所公开的"晶片给料器"用于从半导体晶片中分离半导体芯片。此处公开 若干顶料针，借助这些顶料针从晶片中分离出芯片，再用吸管拣取芯片。
上述现有技术的不足之处在于，在使用芯片尺寸明显更大或明显更小的 其他晶片的情况下，顶料单元与这个新尺寸并不匹配。例如当芯片尺寸明显 更小时，会出现部分顶料针接触并移动相邻芯片的情况，这种非期望情况会 导致系统发生故障。当芯片尺寸过大时，芯片在分离过程中会受到不均匀的 机械负荷，从而致使芯片在被运离的过程中受损。因此，使用芯片尺寸不同 的新晶片时，必须对整个顶料单元进行手动更换，将其更换成与芯片匹配的分离单元。这一点在现有技术中同样为已知技术。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种用于从基本平直的元件阵列中分离元件 的顶料单元，这种顶料单元可改善顶料单元与不同元件之间的匹配度，例如 改善顶料单元与不同元件的几何外形之间的匹配度。
这个目的通过一种用于从基本平直的元件阵列中分离元件的顶料单元
而达成，所述顶料单元包括
若干顶料元件，这些顶料元件建构和布置或可布置成用于从元件阵列中 分离其中一个元件，
其中，所述分离在顶料方向上进行，所述顶料方向基本垂直于所述元件 阵列的平面，所述顶料元件中用于或可用于分离所述元件的顶料元件处于所
述顶料单元内部的工作位置上。所述顶料单元还包括一个转换机构，借助所 述转换机构可将工作位置上的第 一顶料元件组合转换到工作位置上的第二 顶料元件组合，所述第一顶料元件组合和所述第二顶料元件组合所包含的顶 料元件具有不同的空间布局。
通过在顶料单元内部设置转换机构，可使设置在顶料单元内的顶料元件 的几何布局与待顶出的元件的特定几何形状或发生改变后的几何形状相匹 配，而无需在此过程中对整个顶料单元进行更换。因此，通过这种顶料单元 可以更快、更灵活和更简单的方式使顶料单元与不同元件，例如与需要从元 件阵列中分离出来的不同几何形状的元件相匹配。
在本说明书中，"分离元件，，这一表述还包括从基本平直的元件阵列中 顶出、分隔、隔离、拣选和/或分割元件。这些单词在此也可用作"分离" 的同义词。
所述元件可以是电子元件，特别是半导体元器件。举例而言，其可以是单个元件，如电阻器、晶体管或类似元件(或者说这些元件的较小组合)。 此外，电子元件也可以是集成电路(即所谓的IC )或光电子元件(如二极管 或激光器，特别是半导体激光器)或上述元件的组合。元件还可建构为所谓
的"表面贴装元件，，(SMD: surface mounted device,表面贴装器件)。此 外，元件还可以是优选也是用半导体材料(例如硅)制成的微型机械元件或 《鼓机械部件。元件还可包括(例如)由陶t;材料构成的板片，这些板片是在 薄膜上进行操作，随后以彼此分离的形式被布置成嵌镶结构。除此之外，所 述元件也可由上述单个元件的不同元件组合构成。
举例而言，大致平直的元件阵列可由平放在载体上的松散的元件组合构 成。此外，这个元件阵列的元件可以彼此相连，其实现方式是使元件粘附在 共用载体上。这种载体可建构为薄膜，其中，所述粘附可通过胶粘剂而实现。 此外，所述元件也可直接机械耦合，其中，单个元件之间可设置标定断裂点， 这些标定断裂点在分离元件时会发生断裂。所述元件阵列可包括相同的元 件，也可完全由相同的元件构成。此外，所述元件阵列也可包括不同类型的 元件。
基本平直的阵列指的是元件以常规装配精度或定位精度位于同 一 平面 内的阵列。其中，该阵列的单个元件的高度之间完全可以存在偏差，例如小
于10%、小于20%或小于30%范围内的偏差。引起这种偏差的可以是偶然原因，
也可以是系统原因，例如由载体发生弯曲而引起。
所述顶料单元的顶料元件用于从上述元件阵列中分离出 一个元件。举例 而言，这可以通过顶料元件的机械接触而实现。其中，这种机械接触可直接 或间接存在于顶料元件与元件之间。举例而言，顶料元件与元件之间的间接 接触可以通过用于承载元件的载体(例如上面放置有元件的载体膜)而实现。 这类顶料元件的接触区可建构为针形、印章形或类似形状。通过使用这种顶 料元件，可以准机械方式从平直的元件阵列中"推出，，或"拔出，，所述元件。
此外，所迷顶料元件还可建构为可间4妄在待分离元件上施力。这种顶刮-
9元件可建构为风嘴，风嘴可进一步建构为吸管或吹管。这样就可借助一个或 多个吸管将元件固定住，随后再使其与顶料单元分离。吹管可以通过排出的 空气在待分离元件上施力，以便从平直阵列中分离所述元件。施加在待分 离元件上的力可以是^f兹性质或电性质的力。
所述顶料单元的顶料元件可以是相同的顶料元件，顶料单元也可包括 (例如)如上文所述的不同类型的顶料元件。
所述顶料单元可具有两个或两个以上的顶料元件，优选具有两个、三个、 四个或五个顶料元件。此外，所述顶料单元可包括四个可布置成(例如)矩 形或正方形的顶料元件。所述顶料单元还可包括五个顶料元件，其中的四个 顶料元件可布置成矩形或正方形，第五个顶料元件位于这四个顶料元件之 间，特定而言处于这四个顶料元件之间的中心位置上。
"所述分离在顶料方向上进行，所述顶料方向基本垂直于所述元件阵列 的平面，，这一说明与所述分离的开始时间相关。也就是说，被分离的元件沿 基本垂直于所述阵列的平面的方向离开平直的元件阵列。元件离开所述阵列 的平面后，可沿基本任意的方向进行进一步运动。
"基本垂直，，在此指的是，分离元件的运动方向基本垂直于所述元件阵
于70度或大于80度的角。
顶巧T平;Tj日3
阵列中分离出元件时，就说明所述顶料元件处于工作位置。举例而言，所述 机械作用可以通过这些顶料元件的直接机械接触而实现，或者通过从顶料元 件中吹出或吸入空气而实现。其中，可以仅使存在于所述顶料单元中的多个 顶料元件中的一个顶料元件处于工作位置。此外，也可^f吏多个(例如两个、 三个、四个、五个或五个以上的)顶料元件处于工作位置。也可使所述顶料
单元的所有顶料元件都处于工作位置。
此处需要说明的是，"工作位置"这一概念涉及的是顶料元件在顶料单元内部的位置。顶料元件是否确实对待分离元件产生机械作用，还取决于顶 料单元相对于元件阵列和/或相对于待分离或已分离元件的位置。
在本说明部分范围内，顶料元件组合指的是处于所述顶料单元内部的工 作位置上的各个顶料元件。如上文所述，这种顶料元件组合可由所述顶料单 元的一个、多个或全部顶料元件组成。特定而言可以是两个、三个、四个或 五个顶料元件。也就是说，顶料元件组合是所述顶料单元的顶料元件中那些 在分离元件的过程中确实对元件产生机械作用的顶料元件。
前面的说明部分所指的第一和第二顶料元件组合可部分具有相同的顶 料元件。此外，这两个顶料元件组合可具有相同数量的顶料元件或不同数量 的顶料元件。第一和第二顶料元件组合的顶料元件可以相同，且仅具有不同 的空间布局。
当两个顶料元件组合的单个顶料元件的位置不完全相同时，两个顶料元 件组合具有不同的空间布局。举例而言，当两个顶料元件组合的顶料元件数 量不同时，就会出现不同的空间布局。当第一顶料元件组合中的至少一个顶 料元件相对于第二顶料元件组合中相应的顶冲+元件之间存在空间位移时，也 会出现不同的空间布局。
所述顶料单元还可建构为，所述顶料单元的顶料元件包括机械耦合顶料 元件组。这种机械耦合顶料元件组的机械耦合建构为，顶料元件组的所有顶 料元件可在转换机构的转换过程中进入或离开工作位置。此外，所述机械耦 合还可建构为，顶料元件组的顶料元件只能一起进入或离开工作位置。
所述顶料单元也可包括多组这样的机械耦合顶料元件，例如两组、三组、 四组或更多。
一个机械耦合顶料元件组可包括两个或两个以上(例如三个、 四个或五个)的顶并+元件。
此外，所述顶料单元还可包括一个或多个不从属于机械耦合顶料元件组 的顶料元件，即不与其他顶料元件机械耦合的顶料元件。
在这些实施方式范围内，机械耦合指的是刚性机械耦合或通过一个或多个活节而实现的活动机械耦合。在此情况下，才几械顶料元件可以采取可相对 移动和/或转动的方式进行安装，或者通过一个或多个旋转接头彼此相连。 旋转接头可建构为铰链、旋转接头、旋转轴或球节。
这种建构方案的优点在于可以使所述顶料单元在第 一和第二顶料元件 组合之间的转换得到进一 步的加速和筒化，从而使所述顶料单元以更快的速 度与元件的特定几何形状相匹配。在机械耦合顶料元件组内可设置特定的标 准几何形状或基本几何形状，所述标准几何形状或基本几何形状可在转换机 构的转换过程中进入或离开工作位置。
此外，第一和第二顶料元件组合可具有相同的顶料元件，转换机构建构 为用于改变这些顶料元件的空间布局。空间布局的改变可由顶料元件组的一 个、多个或所有顶料元件的位置改变构成。本发明的这种建构方案可以改善 与不同元件之间的匹配性，因为这种建构方案允许在顶料元件数量保持不变 的情况下只改变顶料元件的相应间距。
根据本发明的 一种有利建构方案，前一段落中所说明的顶料元件组同时 还可建构为机械相连的顶料元件组。通过这种方式可在顶料元件组内实现特 殊的基本图形，随后，顶料元件组可并立地一起进入或离开工作位置。借此 也能使所述顶料单元与元件的不同情况之间的匹配得到简化和加速。
速，即将所述顶料单元建构为在转换机构的转换过程中，工作位置上的顶 料元件组的所有顶料元件同时改变其相对位置。此处也可将所述顶料单元建 构为，可以在保持所述基本几何图形的情况下，在转换过程中改变顶料元件 的相对间距。如果顶料元件布置成矩形或正方形，借助所述建构方案就可在 长宽比保持恒定的情况下，通过转换过程增大或缩小正方形或矩形。
所述转换机构可包括齿轮传动装置和/或摩擦传动装置和/或行星齿轮 系，其用于相对改变至少一个顶料元件的位置。此外，为能相对改变至少一 个顶料元件的位置，所述转换机构可具有用于在槽内部对销子进行导引的导
12引装置。
根据另 一有利建构方案，在一个机械耦合顶料元件组内对顶料元件的传 动可以通过相同类型的传动机构而实现。其中，可对顶料元件组中的单个、 多个或所有顶料元件进行传动。这种建构方案简化了所述顶料单元的结构和 /或制备，或降低了所述顶料单元的结构和/或制备成本。
此外，所述转换机构还可具有一个闭锁装置，用于锁定至少一个顶料元 件在不同位置上。所述闭锁装置特定而言可建构为可拆卸闭锁装置。借此可 以简单的方式使所述顶料单元具有可匹配性，并且在匹配完成后具有更高的 稳定度。所述转换机构特定而言可包括用于锁定至少 一个顶料元件的不同位 置的闭锁装置。通过这种方式既可以可靠地将一个或多个顶料元件锁定在工 作位置，又可以简单的方式使其离开工作位置，其中，通过闭锁装置还能将 顶料元件锁定于这样一个被动位置。所述闭锁装置可建构为卡口式闭锁装置 或以突出部嵌入槽中的方式而实现。
根据本发明的一种有利建构方案，所述顶料单元绕一个基本平行于顶料 方向的第 一轴可旋转地支承，并且沿 一条基本平行于顶料方向的第二轴可移 动地安装。通过沿第二轴进行的移动，可从所述阵列中顶出元件后或在顶料 过程结束后，使顶料单元返回至待用位置。其中，所述第一轴和所述第二轴 基本上可以为同一个轴。
此外，通过顶料单元绕第一轴所进行的旋转和/或顶料单元沿第二轴所 进行的移动，可对所述转换机构进行驱动。这可以简化所述顶料单元在不同 顶料元件组之间的转换。其中，所述驱动可通过一次或多次旋转或一次或多 次移动而实现。此外，所述驱动也可通过旋转和移动的组合而实现。
通过这种建构方案可对所述转换机构进行极为有效的控制，因为顶料单 元的旋转驱动装置和移动驱动装置不仅可用于实现真正意义上的顶料过程 和顶料单元的位置匹配，还可用于对转换机构进行操纵。通过这种建构方案
可节省一个或多个用于转换机构的分立式外部驱动装置，简化顶料单元的机械结构以及降低其成本。
此外，所述顶料单元可建构为，当所迷顶料单元处于第一状态时，借助 绕第一轴的旋转，使得用于分离元件的顶料元件組在相对空间布局恒定不变 的情况下发生旋转或可发生旋转，当所述顶料单元处于第二状态时，借助绕 第一轴的旋转对转换组件进行驱动或可对转换组件进行驱动。通过这种方式 可使顶料单元的旋转驱动装置具有两种与顶料单元状态相关的作用。在第一 状态下，所述旋转驱动装置整体而言可引起顶料单元的旋转，在第二状态下， 所述旋转驱动装置可使顶料元件组的空间布局发生变化。
选实施方式，顶料单元在第 一状态与第二状态之间的转换通过顶料单元沿第 二轴的运动而实现。这种建构方案的优点在于，顶料单元在两个状态之间的 转换也是或也可通过为了从平直的元件阵列中分离元件而设置的驱动装置 而实现。在此情况下，除了为实现顶料单元的正常工作业已设置的驱动装置 外，驱动转换机构方面就无需再设置其他的外部驱动装置。这可以筒化这种 可调顶料单元的结构，从而降低其成本。
上述目的还通过一种借助上述顶料单元从元件阵列中分离一个或多个
元件的方法而达成，其中，所述方法包括下列步骤
a) 将所述顶料单元A^第一顶料元件组合转换至第二顶料元件组合；
b) 通过所述顶料单元在顶料方向上的运动，从所述元件阵列中分离一个 元件。
所述方法在步骤b)之后还可设置以下步骤
c) 使所述顶料单元和/或所述元件阵列在平行于所述元件阵列的平面的 方向上运动；随后继续实施步骤b)。
其中，可一直实施由工作步骤b)和工作步骤c)组成的循环，直到从所 述元件阵列中分离出所需元件或所需的相同类型的元件为止。随后可再次从 步骤a)开始实施所述方法。
14通过这种方式可从一个或多个元件阵列中分离不同类型的元件，其中， 顶料单元与不同类型元件之间的匹配相比现有技术，速度有所加快，复杂程 度有所减小。
所述方法还可进一步建构为，实施步骤b)时，在分离元件之前使顶料单 元整体进行旋转。借此可使工作位置上的顶料元件(顶料元件组)的位置与 待分离元件的外形和位置之间达到最佳匹配。
除此之外，上述目的还通过一种用于从元件阵列中分离元件的装置而达
成，其包括
一个根据前面的说明部分进行建构的顶料单元； 一个用于固定所述元件阵列的装置； 一个用于使所述元件阵列进行运动的装置。
举例而言，这种装置可建构为所谓的"晶片给料器，，，可在自动贴装机 中用于装配电路板或用于半导体元件的总装(例如"引线框"或类似元件的 装配)。
这种装置还可具有倒装芯片组装所用的"传送头"。借助这种传送头可 拣取被顶料单元分离的元件，并将其移交给其他装配头作进一步处理，例如 上述应用范围内的进一步处理。
下面借助附图对本发明进行示范性说明，其中
图la、 lb、 lc为示范性顶料单元的可能配置的示意图;
图2为具有三个顶料元件的顶料单元的实施例；
图3a、 3b为调节才几构的实施例；
图4a、 4b为调节才几构的第二实施例；
图5a、 5b为调节机构的第三实施例；
15图6a、 6b、 6c为借助闭锁装置进行高度调节的实施例；图7为图2所示的顶料头的其他可能配置；图8为图2所示的顶料头处于转换状态；以及图9为顶料单元的其他可能实施例。
具体实施例方式
图1以示意图形式显示顶料单元10的一个实施例，顶料单元10用于从晶片72中顶出半导体芯片70,晶片72粘在薄膜74上，已被拆解(通常为锯)成单个芯片70。其中，半导体芯片70为前面的说明部分所指的"元件"，薄膜74上的晶片72为前面的说明部分所指的"基本平直的元件阵列"。图la至图lc显示的是顶料单元10的可能配置。
附图描述中所用的方向说明例如"水平"或"垂直"，分别与相应附图中的图示内容有关。
图la所示的顶料单元IO具有三个建构为顶料针的顶料元件12、14、20。其中的两个顶料针12、 14通过承载元件16机械耦合成一个顶料元件组。顶
16的移动。中间顶料针20相对于外侧顶料针12、 14可在垂直方向上进行独立移动。机械耦合的顶料针12和14在垂直方向上只能进行共同移动。
在图la中，针尖12、 14处于顶料位置，这个顶料位置在图1中用与顶料针12、 14的针尖高度齐平的水平虚线90表示。顶料单元10的垂直运动使顶料针12、 14与薄膜74及其上面的芯片70相接触，芯片70在向上的垂直运动过程中被顶出晶片72，被抓持器、所谓的传送头或自动装配机的装配头拣取或可被拣取。芯片70被拣取后，顶料头IO重新回到图la所示的位置，在此过程中，所述实施例中的薄膜74与芯片70分离，这样就可将芯片70运离晶片72。
左侧顶料针12在图la中的水平位置用垂直点线82表示。中间顶料针20的位置用线条80表示，右侧顶料针14的位置用线条84表示。
图lb显示的是顶料头10的其他配置，其中，顶料头与其他晶片78的更大尺寸的芯片76相匹配。为优化芯片76的机械负荷和/或为实现更可靠的顶料，左侧顶料针12从位置82移动到更外侧的位置86，右侧顶料4十14从位置84移动到更外侧的位置88。在此情况下，这些顶料针更靠近芯片76的棱角或边缘。
图lc显示的是顶料头10的其他可能配置。其中，中间顶料针20同样从图la和图lb所示的被动位置移动到工作位置，在图lc中，这一点可从中间顶料针的针尖同样与虚线90的高度齐平中看出。在此情况下，当顶料头10上升时，这三个顶料针12、 14、 20均会与载体膜79及芯片76接触。借此可进一步减小芯片76所受到的机械负荷。
在"i全释前面的说明部分所用的"顶料元件组"和"工作位置上的顶料元件组合"等概念时，还需说明的是，在图1中，左侧和右侧顶料针12、 14从属于一组(机械耦合)顶料元件，中间顶料针20从属于第二组(机械耦合)顶料元件。此外，在图la和图lb中，外侧顶料针12、 14构成工作位置上的顶料元件组，而在图lc中，这三个顶料针12、 14、 20—起构成工作位置上的顶料元件组。
图2显示的是可转换或可调节顶料头110 (例如用于提供半导体芯片的给料单元的顶料头)的实施例。顶料头110包括两个具有针形突出部113、115的外侧顶料元件112、 114，借助这些针形突出部可从晶片172中顶出芯片170,晶片172位于载体膜174上。此处的顶料头110为前面的说明部分所指的顶料单元的一种可能建构方式，芯片170和晶片172则对应于前面的说明部分所指的元件和元件阵列。顶料头IIO还包括中间顶料元件UO,其具有针形突出部122和多个不同的支承元件124、 125、 126和"8，这些支承元件用于为中间顶料针尖122调节不同的高度。在图2中，外侧顶料元件112和114处于工作位置，当顶料头110向上做垂直移动时，外侧顶料针113、115的针尖会向上顶起芯片170。中间顶料元件120及其顶料针122则处于顶料头110内部的被动位置上。
顶料头IIO还包括外侧保持元件130,这个保持元件具有向上突出的轴132、 134，其中，右侧顶料元件114以可绕右轴132旋转的方式进行安装，左侧顶料元件112以可绕左轴134旋转的方式进行安装。此外，顶料头还包括内侧保持元件140,这个保持元件具有两个导销142、 144。其中，右侧导销142伸入右侧顶料元件的槽117内，左侧导销144则伸入左侧顶料元件112的槽116内。内侧保持元件还包括两个支承元件146、 148，中间顶料元件120的两个支承元件124、 125 4氐靠在这两个支承元件上。通过这个机构使中间顶料元件120的垂直位置得到固定。
图2还显示了具有突出部150的外部固定装置154,突出部150伸入顶料头110的内部，并在此处具有一个印章形加宽部152。顶料头110可相对于这个印章形加宽部150和固定装置154在垂直方向160上进行运动。印章形突出部152相对于(例如)中间顶料元件120或内侧保持元件140的相对位置会在这一运动过程中发生变化。
为对转换机构(下文将借助图7和图8对其进行示范性说明)进行操纵，可以降低顶料头110,使印章形突出部152的顶侧与中间顶料针120的底侧相接触。为借助这一接触通过印章形突出部152对中间顶料针120进行固定(例如相对于顶料头110其余部分的旋转而言)，可将印章形突出部152的顶侧和中间顶料针120的底侧至少局部建构为摩擦连接或爪形耦合。此外，为能对转换机构进行操纵，也可升高顶料头IIO，使印章形突出部152的底侧与内侧保持元件140接触。在此情况下，印章形突出部152与内侧保持元件140的接触区也可以至少局部建构为摩擦连接或爪形耦合，以便通过印章形突出部152对内侧保持元件140进行固定。
18在采用如图2所示的配置的情况下，沿垂直方向160升高顶料头IIO时，
芯片170与其下面的薄膜174 —起在左侧顶料针113和右侧顶料针115的作用下沿垂直方向相对于晶片172升高，以便在这个位置上被抓持器、传送头或自动装配机的装配头拣取。随后可使顶料头110重新回到图2所示的位置，在此过程中，薄膜174与芯片170分离。随后就可借助取料单元进一步移动芯片170。
顶料头110具有两个转换机构。
第 一转换机构包括中间顶料元件12 G与中间保持单元14 Q的支承元件146、 148共同作用的突出部124、 125、 126和128。当中间顶料元件120的上部突出部124、 125抵靠在突出部146、 148上时，中间顶料元件120处于被动位置，外侧顶料元件112、 114及其顶料针113、 115则处于工作位置。而当(例如中间顶料元件120进行组合式提升-旋转运动后)突出部126抵靠在支承元件146上， 一个图2中未作图示的突出部抵靠在支承元件148上时，外侧顶料针113、 115的针尖和中间顶料针120的针尖均处于同一高度。在此情况下，外侧顶料元件112、 114和中间顶料元件120都处于工作位置，从而构成工作位置上的顶料元件组合。
当中间顶料元件120(例如以组合式提升-旋转运动的方式)进一步升高，使得突出部128抵靠在支承元件146上， 一个图2中未作图示的突出部抵靠在支承元件148上时，中间顶料元件120的顶料针122的针尖就会突出在外侧顶料元件112、 114的顶料针113、 115之上。在此情况下，只有中间顶料元件120处于工作位置，外侧顶料元件112、 114则处于#:动位置。
下文还将联系图7和图6对这个第一转换机构的工作方式和其他建构方式进行说明。
顶料单元110的第二转换机构能引起外侧顶料元件112、 114的位置变化。这个转换机构包括内侧保持元件140与采用可旋转安装方式的外侧顶料元件112、 114的槽116、 117共同作用的销子142、 144。
19下文将联系图3和图8对这个第二转换机构的原理和工作方式进行详细说明。
在图2所示的实施例中，外侧顶料元件112、 114通过外侧保持元件130机械耦合，构成一个机械耦合顶料元件组。中间顶料元件120构成一个与此无关的其他顶料元件组。
接下来的三个附图显示的是转换机构的实施例，这些转换机构用于改变相应顶料元件的空间布局。
图3a所示的转换机构200包括外侧保持环230、与之同心布置的内侧保持环240和四个成正方形布置的复数个顶料元件212。为简化图示起见，附图中只为其中 一个顶料元件和外侧保持环及内侧保持环230、 24 0的其中一个被分配给顶料元件的元件标注参考符号。顶料元件212各包括一个用于从元件阵列中顶出元件的顶料针213。顶料元件212还包括槽216,其中，每个顶料元件212的槽216中均插有内侧支承环240的一个销子244。顶料元件212各自通过轴234与外侧支承环230相连，并以可绕轴234旋转的方式进行安装。
图3b显示的是图3a所示的转换机构200在借助转换过程使顶料元件212的空间布局发生变化之后所处的状态。在本实施例中，所实施的转换过程相当于外侧支承环230进行相对于内侧支承环240的转动。由于销子244插在顶料元件212的槽216内，顶料元件212的顶料针213向外运动，这会增大顶料针的相对间距。在本实施例中，仅通过一次转换运动即可改变所有顶料针213之间的相对间距，其中，顶料针213的基本正方形布局保持不变。借此可以极简单的方式使顶料针213的布局与不同尺寸的、基本呈正方形的元件相匹配。
图4a显示的是转换机构300的另一可能性。与前一个实施例相同，此处所示的实施例也包括四个带有顶料针313的顶料元件312，其中，为清楚起见，附图中只为顶料元件312和相应的细节标注一次参考符号。顶料元件312各自与一个齿环346相连，此外还通过旋转轴348以可旋 转的方式与支承环340相连。转换机构300还包括外侧齿环330，外侧齿环 330分别与顶料元件312的齿轮346啮合。
图4b显示的是图4a所示的转换机构300在实施过转换过程后所处的状 态，这个转换过程就是使外侧齿环330相对于支承环340逆时针转动。在此 过程中，顶料元件312的顶料针313仍然向外移动，其中，顶料针313的基 本正方形布局保持不变。借此同样可以简单和极有效的方式使顶料元件312 与不同尺寸的、基本呈正方形的元件相匹配。
图3所示的那些顶料元件212和图4所示的那些顶料元件312都可构成 一个机械耦合的组件组。
图5显示的是转换机构400的另一实施例，其中，为清楚起见，此处未 对真正意义上的顶料元件进行图示。这个实施例中同样存在四个具有相同作 用的机构，为清楚起见，附图中同样也只为其中一个机构标注了参考符号。
图5a显示的是转换机构400的分解图。转换机构400由带有四个长形 弯槽442的前槽盘440构成。此外，这个机构还由带有四个长形弯槽452的 第二槽盘450构成，第二槽盘位于前槽盘的后面。其中，前槽盘440的槽442 与后槽盘450的槽452彼此——对应。彼此对应的槽442、 452的弯曲方向 相反。
图5b显示的是已组装完毕的转换机构的正视图，其中，后槽盘450被 前槽盘440遮住。前槽盘440和后槽盘450的槽442和452采取可以形成圆 形开口 410的布置方式，顶料元件的顶料针可从这些开口中穿过，向上突出 在转换^L构的外部。通过相对转动槽盘440、 450，可使圓形开口 410向外移 动，这会使图5b未作图示的、从这些开口中穿过的顶料针同样向外移动。 通过这种方式同样可建构 一种简单的转换机构，借助这种转换机构可使顶料 元件基本呈正方形的布局与待顶出元件的规格相匹配。
图6显示的是用于顶料元件520的转换机构500的另一可能性。图3、图4和图5所示的实施例用于改变顶料元件的水平布置，图6所示的转换机 构500则主要用于改变顶料元件的垂直位置。
图6a显示的是具有针形突出部522的顶料元件520，借助这个针形突出 部可沿垂直方向从元件阵列中顶出单个元件。顶料元件520包括固定销524, 这个固定销抵靠在保持环540的下槽546中。为能锁定顶料元件520的位置， 保持环540的下缘与顶料元件的底板526之间存在弹簧550。
图6b显示的是图6a所示的转换机构在实施过第一转换分步后所处的状 态，这个第一转换分步就是克服弹簧550的弹力作用相对于支承环540垂直 向上移动转换元件。这次移动的幅度达到了将顶料元件520的固定销524推 到保持环540的上缘上方的程度。
图6c显示的是图6b所示的转换机构在实施过两个其他转换分步后所处 的状态。其中的第一转换分步是使顶料元件520旋转90度，从而使顶料元 件520的固定销524到达保持环的上槽547的上方。另一转换分步是相对于 支承环降低顶料元件520，直至固定销524抵靠在上部固定槽547中。至此， 顶料元件被上部固定槽锁定在这个垂直位置上。这一锁定一方面通过槽547、 另一方面通过弹簧550而实现，其中，通过槽547和弹簧550的共同作用， 可以实现特别有效的锁定。
致使转换机构500从图6a所示的状态转变到图6c所示的状态的转换分 步序列是前面的说明部分所指的"转换过程"的一个例子。
图7显示的是图2所示的顶料元件110在对第一转换机构进行过操纵后 所处的状态，第一转换机构用于改变中间顶料元件UO的垂直位置，上文已 联系图2对其进行过说明。与图2不同的是，此处并未对待顶出芯片及其所 属晶片进行图示。
从顶料头110如图2所示的状态出发，通过下列转换步骤可实现图7所 示的状态
一 降低顶料头110，直到固定在外部的元件150的印章形突出部
22152接触到中间顶料元件120的底侧为止。借此使中间顶料元件U0得到相 对于外侧支承元件130、 140的固定。
— 通过进一步降低顶料头110以及使支承元件130、 140同时进行 共同旋转，可实现图7所示的状态，即顶料元件120的突出部126、 127抵 靠在内侧支承环140的支承元件146、 148上。
一 随后可再次向上移动顶料头110,在此情况下，中间顶料元件 120的新垂直位置锁定在所示的位置上，在这个位置上，无论中间顶料元件 120还是外侧顶料元件112、 114的针尖113、 115、 122都位于同一平面内， 亦即，中间顶料元件120和外侧顶料元件112、 114均处于工作位置，从而 构成工作位置上的顶料元件组合。
除图2、图7和图8所示的实施方式外，还可在使用如图6所示的槽和/ 或弹簧机构的情况下通过闭锁装置锁定中间顶料元件120的垂直位置。特定
而言可以将上述机构结合起来，以类似于图6所示的方式进行锁定。
通过以相应方式继续实施上述转换过程，可进一步达到图7未作图示的 状态，即中间顶料元件120的突出部128抵靠在内侧保持元件140的支承元 件146上。在此情况下，中间顶^F元件120的针尖122位于外侧顶料元件112、 114的针尖113、 115的上方，处于工作位置上。外侧顶料元件112、 114的 针尖113、 115处于被动位置，在顶料头110的这个状态下并不参与顶料过 程。在此情况下，只有中间顶料元件120构成工作位置上的顶料元件组合。 图8显示的仍是图2所示的顶料头IIO在对第二转换机构进行操纵时所 处的状态，上文已联系图2对这个第二转换机构进行过说明。其中，垂直向 上移动顶料头110，直到固定在外部的元件150的印章形突出部152接触到 内侧支承环140的上缘为止。借此使内侧支承环140得到相对于外侧支承环 130的固定。通过转动外侧支承环130,使外侧支承环130的旋转轴132、 134 发生相对于内侧支承环140的销子142、 144的运动。这使得外侧顶料元件 112、 114在外侧顶料元件112、 114上的槽116、 117的导引下发生围绕外侧支承环的轴132、 134所进行的旋转。这个机构与图3所示的用于调节顶料 元件位置的调节机构之间也具可比性。外侧顶料元件112、 114通过这种方 式而产生的运动会使其顶料针113、 115的间距发生变化，从而使顶料头110 与待顶出元件发生改变后的外形相匹配。
图9显示的是前面的说明部分所指的顶料单元610的另一实施例。顶料 单元610包括五个同心支承环620、 630、 640、 650、 660,其中，四个外侧 支承环620、 630、 640、 650各具有四个顶料针尖622、 632、 642、 652，为 清楚起见，图9中仅为这四个顶料针尖中的一个标注了参考符号。最里面的 支承环660具有一个顶料针尖662。支承环62G、 630、 640、 650、 660可以 彼此独立地进行伸缩移动。在图9所示的状态下，外侧支承环620和最里面 的支承环660处于工作位置，其中，这些支承环的针尖622、 662位于同一 平面上，在顶料过程中将待顶出元件顶离元件阵列。通过使支承环620、 630、 640、 650进行相应的相对移动，可使一个、两个或两个以上建构为带针尖支 承环的顶料元件处于工作位置。
图9所示的顶料单元610也可进行简单改动，从而达到与需要借助顶料 单元从元件阵列中分离出来的元件发生改变后的几何外形相匹配这一 目的。
本发明说明了 一种通过使用顶料元件从大致平直的元件阵列中分离元 件的顶料单元，其中，处于工作位置的顶料元件的数量和/或所述顶料单元 的单个或多个顶料元件的几何布局为可变。通过这种方式可以简化所述顶料 单元与不同几何外形和不同尺寸的元件之间的匹配。
2权利要求
1. 顶料单元(10，110，610)，用于从基本平直的元件阵列(72，78，172)中分离那些元件(70，76，170)所述顶料单元包括若干顶料元件(12，14，20，112，114，120，212，312，520，620，630，640，650，660)，所述顶料元件建构并布置或可布置成用于从所述元件阵列(72，78，172)中分离其中一个元件(70，76，170)，其中，所述分离在一个顶料方向上进行，所述顶料方向基本垂直于所述元件阵列(72，78，172)的平面，以及所述顶料元件(12，14，20，112，114，120，212，312，520，620，630，640，650，660)中用于分离所述元件(70，76，170)的顶料元件处于所述顶料单元(10，110，610)内部的一个工作位置上，其特征在于，所述顶料单元(10，110，610)还包括一转换机构(200，300，400，500)，借助所述转换机构可将所述工作位置上的第一顶料元件组合(12，14，20，112，114，120，212，312，520，620，630，640，650，660)转换到所述工作位置上的第二顶料元件组合(12，14，20，112，114，120，212，312，520，620，630，640，650，660)，其中所述第一顶料元件组合与所述第二顶料元件组合(12，14，20，112，114，120，212，312，520，620，630，640，650，660)所包含的那些顶料元件(12，14，20，112，114，120，212，312，520，620，630，640，650，660)具有不同的空间布局。
2. 根据权利要求1所述的顶料单元，其特征在于， 所述若干顶料元件(12， 14， 20， 112， 114， 120， 212, 312, 520, 620，630, 640, ， 660 )包4舌一组顶泮+元件(12, 14, 20， 112， 114， 120， 212， 312， 520, 620, 630, 640, 650， 660 )，所述顶料元件组机械耦合， 且其机械耦合的方式使得整个顶料元件组(12, 14， 20， 112, 114, 120， 212， 312, 520， 620， 630, 640, 650, 660 )可在所述转换机构(200, 300，，400, 500 )的转换过程中进入和/或离开所述工作位置。
3. 根据权利要求1或2所述的顶料单元，其特征在于， 所述第一顶料元件组合和所述第二顶料元件组合(12, "， 20, ll2，114， 120, 212， 312, 520, 620, 630, 640, 650, 660 )具有相同的顶料元 件(12， 14, 20, 112， 114， 120， 212, 312， 520， 620， 630， 640， 650， 660 )，所述转换机构(200， 300, 400， 500 )建构为用于改变所述那些顶料 元件(12, 14， 20, 112， 114, 120， 212, 312， 520, 620， 630, 640， 650, 660 )的空间布局。
4. 根据权利要求3所述的顶料单元，其特征在于， 所述顶料元件组U2， 14, 20, 112， 114, 120， 212， 312， 520, 620，630, 640， 650， 660 )彼此构成一个机械相连的顶料元件组(12, 14， 20， 112, 114, 120， 212, 312， 520, 620， 630, 640, 650， 660 )。
5. 根据权利要求3或4所述的顶料单元，其特征在于， 在所述转换机构(200, 300, 400， 500 )的转换过程中，所述顶料元件组合(12, 14, 20, 112， 114， 120， 212, 312， 520, 620， 630， 640， 650， 660 )的所有顶料元件(12, 14, 20， 112， 114, 120, 212, 312， 520， 620， 630， 640, 650， 660 )同时改变其相对位置。
6. 根据权利要求1至5中任一项权利要求所述的顶料单元，其特征在于，所述转换机构(200, 300, 400， 500 )包括齿轮传动装置和/或摩擦传 动装置(330， 346 )和/或行星齿轮系，其用于相对改变至少一个顶料元件 (12, 14， 20, 112, 114， 120, 212， 312, 520, 620, 630， 640, 650， 660 ) 的位置。
7. 根据权利要求1至6中任一项权利要求所述的顶料单元，其特征在于，所述转换机构(200, 300, 400, 500 )包括用于在槽(116， 117, 216)内部对一个销子(142， 144, 244 )进行导引的导引装置，所述导引装置用 于相对改变至少一个顶料元件(12， 14， 20, 112， 114, 120， 212, 312， 520， 620， 630， 640， 650, 660 )的位置。
8. 根据权利要求1至7中任一项权利要求所述的顶料单元，其特征在于，所述转换机构(200, 300， 400, 500 )包括一个闭锁装置，用于锁定至 少一个顶料元件(12， 14, 20, 112， 114, 120， 212, 312， 520， 620， 630， 640, 650, 660 )在不同的位置上，所述闭锁装置特别用于在所述顶料方向 上的不同位置的锁定。
9. 根据权利要求1至8中任一项权利要求所述的顶料单元，其特征在于，所述顶料单元(IO， 110, 610)绕一个基本平行于所述顶料方向的第一 轴可旋转地支撑，并且沿一条基本平行于所述顶料方向的第二轴(160)可 移动地安装。
10. 根据权利要求9所述的顶料单元，其特征在于， 所述第一轴与所述第二轴(160)为同一个轴。
11. 根据权利要求9或IO所述的顶料单元，其特征在于， 通过所述顶料单元(10, 110， 610)沿所述第二轴(160)所l^支的运动从所述元件阵列(72, 78, 172 )中分离所述元件(70， 76， 170)。
12. 根据权利要求9至11中任一项权利要求所述的顶料单元，其特征 在于，通过所述顶料单元(10， 110， 610)绕所述第一轴所进行的旋转和/或 所述顶料单元(10, 110， 610)沿所述第二轴(160)所进行的移动，对所 述转换4几构(2QQ， 300， 400, 500 )进行驱动。
13. 根据权利要求9至12中任一项权利要求所述的顶料单元，其特征 在于，当所述顶料单元(IO， 110， 610)处于第一状态时，借助绕所述第一轴 的旋转驱动用于或可用于分离所述元件(70, 76， 170)的顶料元件组(12, 14， 20, 112， 114， 120， 212， 312， 520， 620， 630, 640， 650， 660)在 相对空间布局恒定不变的情况下发生旋转或可发生旋转，当所述顶料单元 (10, 110， 610)处于第二状态时，借助绕所述第一轴的旋转对所述转换机 构(200, 300， 400， 500 )进行驱动。
14. 根据权利要求13所述的顶料单元，其特征在于， 通过所述顶料单元(10, 110， 610)沿所述第二轴(160)所做的运动实现在所述顶料单元(IO， 110， 610)的第一状态与所述顶料单元(10， 110， 610)的第二状态之间的转换。
15. —种借助权利要求1至14之一所述的顶料单元(10, 110, 610) 从基本平直的元件阵列(72， 78, 172 )中分离一个或多个元件(70, 76, 170)的方法，所述方法包括下列步骤a) 将所述顶料单元UO, 110, 610)从所述第一顶料元件组合(U, 14, 20, 112, 114, 120， 212， 312, 520， 620， 630， 640， 650， 660)变 换至所述第二顶料元件组合(12， 14, 20， 112, 114， 120， 212, 312， 520, 620， 630, 640, 650, 660 );b) 通过所述顶料单元(IO, 110， 610)在所述顶料方向上的运动，从 所述元件阵列(72， 78， 172)中分离一个元件(70, 76， 170);以及c) 使所述顶料单元(IO， 110， 610)和/或所述元件阵列(72, 78, 172 ) 在平行于所述元件阵列的平面的方向上运动；随后继续实施步骤b)。
16. 根据权利要求14所述的方法，其特征在于，实施步骤b)时，在分离所述元件(70， 76， 170)之前使所述顶料单元 (10， IIG， 610)进行旋转。
17. 用于从元件阵列(72， 78， 172)中分离元件(70, 76, 170 )的装 置，所述装置包括一个根据权利要求1至14之一所述的顶料单元； 一个用于固定所述元件阵列(72， 78， 172)的装置； 一个用于使所述元件阵列(72, 78， 172)进行运动的装置。
18.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，所述装置还包括传送头，所述传送头建构为用于拣取被所述顶料单元 (10, 110, 610)分离的元件(70, 76, 170 )。
全文摘要
本发明说明了一种通过使用顶料元件(12，14，20，112，114，120，212，312，520，620，630，640，650，660)从大致平直的元件阵列(72，78，172)中分离元件(70，76，170)的顶料单元(10，110，610)，其中，处于工作位置的顶料元件(12，14，20，112，114，120，212，312，520，620，630，640，650，660)的数量和/或所述顶料单元(10，110，610)的单个或多个顶料元件(12，14，20，112，114，120，212，312，520，620，630，640，650，660)的几何布局为可变。通过这种方式可以简化所述顶料单元(10，110，610)与不同几何外形和不同尺寸的元件(70，76，170)之间的匹配。
文档编号H01L21/00GK101461035SQ200780020174
公开日2009年6月17日 申请日期2007年3月12日 优先权日2006年5月31日
发明者沃纳·普法芬伯格, 马库斯·赖宁格, 鲁道夫·普拉特纳 申请人:西门子公司