專利名稱：微芯片準確定位設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及把微芯片準確固定到載體的設備，該設備具有作為輻射加熱構成的加熱設備，用于輸入熱輻射以及用于通過加熱把微芯片固定在載體上，并且具有安排同一成像光學系統(tǒng)的光學監(jiān)控設備。
微芯片概念應深入說明。例如它可以是半導體二極管或微透鏡，在也稱之為亞支座的載體上受到高精度裝配。
本文一開始所述方式的已知方法的特征為微芯片用吸嘴或鑷子提起，并且借助于微操作機送到所希望的位置，該位置的準確調整借助一般配置有視準儀和成像光學系統(tǒng)的攝影機(照像機)的圖象識別系統(tǒng)實現，并作出軸向有關裝配位置的判斷。隨后使微芯片下降到載體上。通過加熱使微芯片和載體彼此焊接或粘接。這時，作為加熱可考慮用電阻加熱、氣體加熱或輻射加熱。這時產生的問題在于，必須在極其狹窄的空間內為加熱源和軸向位置監(jiān)控用的許多附屬元件在空間上彼此毗鄰并列地在一裝置內安裝。除此之外，并非總是光學上成功把熱能送到正確位置上。
基于本發(fā)明的任務在于建立本文一開始所述類型的設備，它結構緊湊，用之能把芯片極準確定位和固定在載體上。
本發(fā)明的任務通過把光學監(jiān)控設備制成為微芯片準確定位(調整)到載體上的光學位置監(jiān)控設備。
本發(fā)明的主要優(yōu)點在于微芯片焊接或粘接用的熱能可以直接引入到微芯片本身。為此采用用于依靠光學監(jiān)控設備觀測微芯片和控制調準位置的同一成像光學系統(tǒng)。以這種方式建立同時校準和固定的同軸光學功率耦合。
在本發(fā)明的一優(yōu)選實施例中，光學位置監(jiān)控安排在成像光學系統(tǒng)的光軸上。熱輻射束和為光學位置監(jiān)控設備可識別的幅射束側向引入，并借助光學元件反射入成像光學系統(tǒng)的光軸上。為此應用鏡或輻射束分裂器。在本發(fā)明的優(yōu)選方案中控制和調整輻射功率的監(jiān)控系統(tǒng)安排在輻射束分裂器的后面。為此例如可應用光電二極管。這時輻射束分裂器是如此設計的，大于90％的輻射功率控制在成像光學系統(tǒng)方向，僅有較少的剩余部分進入光學二極管。
光學位置監(jiān)控設備具有一攝影機、鏡筒體和成像光學系統(tǒng)，其中攝影機優(yōu)先安置在成像光學系統(tǒng)的光軸上。在攝影機前有益地安置一濾光鏡，尤其是截止濾光鏡，它只通過可見光或紅外光，而不能通過熱輻射的波長。通過這種措施有效地防止攝影機受到加熱設備的熱輻射束照射。
優(yōu)選用激光器產生熱輻射束，因為用激光器可達到極高的能量密度。在這兒NdYag激光器或光纖束高功率半導體激光系統(tǒng)尤其合適。必要時也可以用氙蒸汽燈。
如果為了把熱輻射引入設備用光波導管，則有優(yōu)點。當光借助纖維或光纖維束入射到鏡筒內，則鏡筒結構可以做得極小。
在本發(fā)明的另一方案中安置熱輻射調整聚焦點和平行度的光學系統(tǒng)，因此熱輻射束的焦點位置和監(jiān)控光束能夠協調一致。此外該光學系統(tǒng)首先用于使熱輻射束平行。
本發(fā)明依靠附圖
的唯一圖作進一步說明。該圖上圖示了本發(fā)明的設備結構。在圖的下部區(qū)域描繪了安放在載體2上的微芯片1。光學位置監(jiān)控設備主要由攝影機5，鏡筒6和成像光學系統(tǒng)4構成。成像光學系統(tǒng)4具有一光軸，攝影機5對中安置在該軸上。用于圖形識別的照明設備產生可見光或紅外光，這些光側向入射到鏡筒6內。經輻射束分裂器8，這些光折射到微芯片1方向的光軸15上。該光軸15軸向經過鏡筒6的中央。在當前的情況以激光器形成的加熱設備9產生熱輻射束，該束經光纖12側向入射到鏡筒6內。在光纖12的一端上光學系統(tǒng)14用于使熱輻射束的平行，以致熱輻射束平行落入到輻射束分裂器7上，并且因此其中超過90％折射入成像光學系統(tǒng)4和微芯片1的方向。通過光平行化光學系統(tǒng)14實現熱輻射束也入射到成像光學系統(tǒng)的光軸上，并且熱輻射束的焦點位置是可以調整的，與用于圖形識別的光的焦點位置能夠協調一致。輻射束分裂器7可以通過少量熱輻射束，以致少于輻射功率10％的這部分落到監(jiān)控系統(tǒng)11上，該監(jiān)控系統(tǒng)具有一光電二極管作為主要部件。應用該監(jiān)控系統(tǒng)能夠測量束能，并按要求進行調整。在照明設備和加熱設備、攝影機的側向連接之間提供一截止濾光鏡13，它只通過照明設備的光而在加熱設備的波長范圍不予通過。此外攝影機5具有一連接線，以此引入數據處理的攝取的圖形。
應用這種設備用于校準和固定微芯片的極有益的方法是可能的。首先，微芯片尤其是透鏡的位置偏差用攝影機調整。微芯片用微操作機送到該位置，在那兒放下。借助光脈沖，微芯片通過圖形識別系統(tǒng)的光學系統(tǒng)固定。以此保證芯片準確定位以及恰好在必須加熱的位置上進行有效地加熱。
權利要求
1．微芯片(1)固定在載體(2)上的設備，該設備具有作為輻射加熱構成的加熱設備，輸入熱輻射束用于通過加熱把微芯片(1)固定在載體(2)上，其中熱輻射束通過成像光學系統(tǒng)(4)輸入到微芯片(1)上，并且與光學監(jiān)控設備安排同一成像光學系統(tǒng)(4)，其特征為光學監(jiān)控設備作為用于微芯片(1)在載體(2)上準確定位的光學位置監(jiān)控設備(3)構成。
2．根據權利要求1所述的設備，其特征為光學位置監(jiān)控設備(3)安排在成像光學系統(tǒng)(4)的光軸(15)上。
3．根據權利要求1或2所述的設備，其特征為含有一鏡，用它把熱輻射束反射入成像光學系統(tǒng)(4)的光軸(15)上。
4．根據上述權利要求之一所述的設備，其特征為有第二只鏡，用它把對于光學位置監(jiān)控設備(3)可識別的輻射束反射入成像光學系統(tǒng)(4)的光軸(15)上。
5．根據權利要求3或4所述的設備，其特征為鏡各作為輻射束分裂器(7,8)構成，用于控制和調節(jié)輻射功率的監(jiān)控系統(tǒng)(11)置于各輻射束分裂器(7,8)之后。
6．根據前述權利要求項之一所述的設備，其特征為光學監(jiān)控設備具有一攝影機(5)，它安置在成像光學系統(tǒng)(4)的光軸(15)上。
7．根據權利要求6所述的設備，其特征為在攝影機(5)前安排一濾光鏡(13)，它不能通過熱輻射束。
8．根據前述權利要求之一所述的設備，其特征為提供一激光器或其它輻射源用于產生熱輻射束。
9．根據前述權利要求之一所述的設備，其特征為提供一光波導管用于引入熱輻射束。
10．根據前述權利要求之一所述的設備，其特征為提供一光學系統(tǒng)(14)用于使熱輻射束平行和聚焦調節(jié)。
全文摘要
本發(fā)明涉及芯片(1)準確定位(固定)在載體(2)上的設備。其中用具有攝影機(5)和瞄準微芯片(1)的成像光學系統(tǒng)的光學位置監(jiān)控設備(3)對微芯片的準確校準進行監(jiān)控。根據本發(fā)明熱輻射束引入到位置監(jiān)控設備(3),并且通過同一成像光學系統(tǒng)(4)瞄準到微芯片(1)上,按照這種方式熱能準確地引入到正確的位置上。
文檔編號B23K1/005GK1217819SQ97194423
公開日1999年5月26日 申請日期1997年5月7日 優(yōu)先權日1996年5月8日
發(fā)明者G·波格納, H·－L·阿爾特豪斯 申請人:西門子公司