Beschreibung Vorrichtung zum Bestücken von Substraten mit elektrischen Bauelementen Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Bestücken von Substraten mit elektrischen Bauelementen mittels eines parallel zum Substrat verschiebbaren Bestückkopfes, wobei zumindest eine Teilmenge der Bauelemente in Form eines Wafers auf einem zum Substrat parallelen Wafertisch be- reitstellbar ist, der zumindest partiell im Zugriffsbereich des Bestückkopfes liegt Ein derartige Vorrichtung ist z. B. durch die EP0971390 A be- kannt geworden. Danach ist ein Bestückkopf zwischen zwei fest vorgegebenen Orten parallel zu einem Substrat linear verfahr- bar, das auf einem getakteten Bandtransport geführt ist. Ne- ben dem Bandtransport befindet sich ein x-y-verschiebbarer Wafertisch, auf dem Bauelemente in einem zum Substrat paral- lelen Wafer bereitgestellt werden. Dabei kann jeweils eines der Bauelemente vom Bestückkopf erfasst, über das seitlich verschiebbare Substrat verfahren und auf dieses aufgesetzt werden. Da der Wafertisch nur einen begrenzten x-y- Verschiebebbereich aufweist, ist es nicht möglich alle Bau- elemente des Wafers an den Abholort des Bestückkopfes zu bringen. Der Wafer ist jedoch auf einem Drehteller gelagert, der um 90° oder 180° verdreht werden kann, um auch die rest- lichen Bauelemente abzuholen. Ein solche unflexible Vorrich- tung eignet sich nur für die Verarbeitung eins einzigen Bau- elementetyps. Zur Herstellung komplexer Schaltungen werden weitere Bauelemente benötigt, die in einer weiteren Vorrich- tung bestückt werden müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der zusätzlich zu den Bauelementen des Wafers weitere Bauelemente bestückt werden können.

Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gemäß Anspruch 1 ge- löst. Durch die Verwendung eines 2-dimensional verfahrbaren Bestückkopfes wird nur ein Positioniersystem sowohl für den Abholbereich wie auch für den Bestückbereich benötigt ohne dass das Substrat oder die Zuführeinrichtungen für die Bau- elemente bewegt werden müssen. Die Positioniergenauigkeit des weiträumig verfahrbaren Bestückkopfes ist den feinen Struktu- ren eines Wafer-Bauelementes angepasst, was durch besondere Maßnahmen beim Aufbau und der Ausgestaltung der Vorrichtung erreicht wird.

Der Verfahrbereich des Bestückkopfes kann so groß gehalten werden, dass er nicht nur die Waferfläche, sondern auch die Abholstellen weiterer Bauelementezuführungen überdeckt. Da- durch ist es, möglich komplexe Schaltungen auf den Substraten herzustellen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den An- sprüchen 2 bis 4 gekennzeichnet.

Durch die Weiterbildung nach Anspruch 2 wird zusätzlicher Raum für die Aufstellung weiterer Bauelementezuführungen ge- schaffen.

Durch die Weiterbildung nach Anspruch 3 werden die Außenab- messungen der Vorrichtung klein gehalten.

Durch die Weiterbildung nach Anspruch 4 kann der Wafertisch durch übliche Bauelementezuführungen ersetzt werden, so dass die Vorrichtung auch als einfache Bestückvorrichtung genutzt werden kann.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zei- gen :

Figur 1 eine Seitenansicht einer Bestückvorrichtung gemäß der Erfindung, Figur 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Figur 1 Die Figuren 1 und 2 zeigen eine Vorrichtung zum Bestücken von flachen Substraten 1 mit elektrischen Bauelementen 2 mittels eines in einer Arbeitsebene parallel zum Substrat 1 verfahr- baren Bestückkopfes 3. Ein Chassis 4 der Vorrichtung weist einen stationären Träger 5 auf, an dem ein Positionierarm 6 in einer Koordinatenrichtung Y verschiebbar geführt ist. Der Bestückkopf 3 ist am länglichen Positionierarm 6 in einer zu Koordinatenrichtung y senkrechten Koordinatenrichtung x ver- schiebbar geführt. Der Träger ist oberhalb des Positionier- arms 6 angeordnet und überdeckt in der Querrichtung einen Teil des Positionierarms 6 und weist in diesem Bereich Längs- führungselemente 7 für den Positionierarm 6 auf. Von dort aus erstreckt sich der Träger 5 in der Querrichtung bis über ei- nes der Stirnenden des Positionierarms 6 und ist dort mit ei- ner nach unten weisenden, sich in der Längsrichtung erstre- ckenden starren Tragwand 8 über seine gesamte Länge fest ver- bunden Die Tragwand 8 ist in ihrem mittleren Bereich mit einem Durchbruch 9 versehen, durch den eine Transportstrecke 10 für die Substrate 1 senkrecht hindurch geführt ist. Die gesamte Vorrichtung ist zu beiden Seiten der Tragwand 8 spiegelsym- metrisch aufgebaut mit dem nach beiden Seiten auskragenden Träger 5, der Längsführungen 7, den Positionierarmen 6 und Bestückköpfen 3. Die Substrate 1 können dementsprechend auf der Transportstrecke an Bestückplätzen zu beiden Seiten der Tragwand 8 temporär fixiert werden.

Die Tragwand 8 ist an ihrer Unterseite mit Stützfüßen 11 ver- sehen und entlastet. Das Chassis 4 weist ferner unterhalb der Transportstrecke einen quer zur Tragwand 8 orientierten rohr- artigen Stützkörper 12 auf, der sich quer zur Tragwand 8 er- streckt und an dessen Außenseiten seitliche Stützwände 13 an-

gesetzt sind, die mit Auflagestegen 14 für schmale, nebenein- anderliegende Bauelementezuführungen 15 versehen sind. Diese weisen eine Reihe von Abholplätze 23 auf, an denen die z. B. aus Spulen zugeführten Bauelemente 2 durch den Bestückkopf 3 entnommen werden können, der dann diese Bauelemente 2 zu ih- ren Montageplätzen auf dem Substrat 1 transportiert.

Die Längsführungselemente 7 für den Positionierarm 6 sind an einer äußeren Längsseite 16 des Trägers 5 angeordnet. Diese Längsseite 16 ist schräg zur Arbeitsebene geneigt und die entsprechende Führungsseite des Positionierarms ist in ihrer Neigung der Längsseite 16 angepasst. Die Längsführungselemen- te 7 sind in zwei Spuren angeordnet und bilden eine Führungs- ebene, die parallel zur Längsseite 16 verläuft. Längsfüh- rungsteile 17 des Positionierarmes 6 greifen in die Längsfüh- rungselemente 7 ein.

Der Positionierarm 6 ist mittels eines Linearmotors angetrie- ben, wobei entlang der äußeren Längsseite 16 des Trägers 4 angebrachte Magnetteile 18 stationäre Antriebsteile bilden.

Ein dem Positionierarm zugeordnetes mobiles Spulenteil 19 ist zwischen den Längsführungsteilen 17 des Positionierarms 6 an- geordnet und bildet die mobilen Antriebsteile. Eine Trennebe- ne zwischen den stationären und mobilen Teilen des Linearmo- tors ist der schrägen Längsseite 16 des Trägers 5 angenähert.

Die Längsseite 16 ist an einer freien Vorderseite des Trägers 5 angeordnet und nach hinten und unten schräg stehend ausge- bildet, wodurch eine gute Zugänglichkeit zu den Funktionsräu- men der Vorrichtung zum Beispiel für Wartungszwecke erreicht wird. Der Positionierarm 6 ist über ein integrales dacharti- ges Koppelteil 20 mit den Längsführungsteilen 17 verbunden.

Die schräg stehenden Wände des Koppelteils 20 reichen bis in die Nähe von Stirnenden des Positionierarmes 6, der dadurch entsprechend verstärkt wird. Insbesondere wird durch die Schrägstellung ein günstiger Verlauf der Kraftlinien zwischen dem Positionierarm und der Tragwand 8 erreicht, so dass die

beim Bestücken auftretenden Massenkräfte besonders wirksam in das Chassis 4 übergeleitet werden können.

Ähnlich wie der Träger 6 weist auch der Positionierarm 6 für den Bestückkopf 3 eine schrägstehende Führungsseite auf, die an einer schrägen Längswand 22 ausgebildet ist. Im abge- schrägten Bereich des Bestückkopfes steht ein Bauraum zur Verfügung, in dem verschiedene Komponenten des Bestückkopfes 3 raumsparend untergebracht sein können, wodurch insbesondere die Baubreite des Positionierarms mit dem Bestückkopf klein gehalten werden kann.

Ein durch die strichpunktierten Linien markierter maximaler Zugriffsbereich 24 des Bestückkopfes 3 überdeckt den Bestück- bereich des Substrats 1 und den Abholbereich der Bauelemente 2 mit den Abholplätzen 23. Auf einer Seite der Tragwand 8 ist ein Teil der Bauelementezuführungen 15 durch einen Wafertisch 21 ersetzt, bei dem ein zum Substrat paralleler Wafer 25 auf einem Drehteller 26 aufliegt, der mit einer zum Wafer senk- rechten Drehachse versehen ist. Die Längsführungen 7 sind so weit verlängert, das der Zugriffsbereich 24 in der Koordina- tenrichtung y erheblich über die Abholstellen 23 hinaus ver- größert ist und in dieser Richtung den Wafer 25 vollständig- überdeckt. Dadurch ist es ohne ein Verschieben des Waferti- sches möglich, sämtliche Bauelemente des Wafers mit dem Be- stückkopf zu erreichen.

Der Wafertisch 21 ist in der Koordinatenrichtung x soweit in eine Randzone des Zugriffsbereiches 24 verlagert, dass ein Teil des Wafers 25 aus dem Zugriffsbereich 20 heraus bis über die seitliche Stützwand 13 ragt, die im Hinblick auf die Be- stückvorgänge einen Totraum der Vorrichtung darstellt. Dieser schraffierte Bereich kann durch Verdrehen des Drehtellers um 180° gemäß dem dargestellten Drehpfeil in den Zugriffsbereich 24 gebracht und entleert werden. Durch die seitliche Verlage- rung des Wafers über den Zugriffsbereich hinaus ist es mög- lich, zusätzliche Bauelementezuführungen 15 für zusätzliche

Bauelemente anzuordnen, wodurch das Spektrum an unterschied- lichen Bauelementetypen entsprechend erweitert wird. Würde die Länge des Zugriffsbereichs 24 in der y-Richtung z. B. bis zu Drehachse des Drehtellers 26 verkürzt werden, so könnten die weiteren unzugänglichen Bereiche Wafers 25 durch verklei- nerte Winkelschritte von z. B. 90° in den entsprechend ver- kleinerten zugänglichen Sektor des Wafers 25 verdreht werden.

Ein Zuführtisch 27, auf dem die Bauelementezuführungen 15 und der Wafertisch 21 fixiert sind, ist im Bereich des Waferti- sches 21 so ausgebildet, dass auch an dieser Stelle anstelle des Wafertisches 21 weitere Bauelementezuführungen 15 fixiert werden können, was die Vielzahl der Bauelementetypen erhöht.

Es versteht sich, das auch auf dem anderen Zuführtisch 27 an- stelle einiger der Bauelementezuführungen 15 ein weiterer Wa- fertisch 21 vorgesehen werden kann, so dass das Substrat 1 mit einem weiteren Waferbauelement bestückt werden kann.

Bezugszeichen x, y Koordinatenrichtung 1 Substrat 2 Bauelement 3 Bestückkopf 4 Chassis 5 Träger 6 Positionierarm 7 Längsführungselement 8 Tragwand 9 Durchbruch 10 Transportstrecke 11 Stützfuß 12 Stützkörper 13 Stützwand 14 Auflagesteg 15 Bauelementezuführung 16 Längsseite 17 Längsführungsteil 18 Magnetteil 19 Spulenteil 20 Koppelteil 21 Wafertisch 22 Längswand 23 Abholplatz 24 Zugriffsbereich 25 Wafer 26 Drehteller 27 Zuführtisch