[go: up one dir, main page]

DE19581457C1 - Handling procedure and handling tool e.g. for equipping circuit boards with micro-sized components - Google Patents

Handling procedure and handling tool e.g. for equipping circuit boards with micro-sized components

Info

Publication number
DE19581457C1
DE19581457C1 DE19581457A DE19581457A DE19581457C1 DE 19581457 C1 DE19581457 C1 DE 19581457C1 DE 19581457 A DE19581457 A DE 19581457A DE 19581457 A DE19581457 A DE 19581457A DE 19581457 C1 DE19581457 C1 DE 19581457C1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
gripper
component
liquid
adhesive
destination
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE19581457A
Other languages
German (de)
Other versions
DE19581457D2 (en
Inventor
Thomas Weisener
Gerald Voegele
Carlo Bark
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV filed Critical Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Priority to DE19581457D priority Critical patent/DE19581457D2/en
Priority to DE19581457A priority patent/DE19581457C1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE19581457C1 publication Critical patent/DE19581457C1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/6715—Apparatus for applying a liquid, a resin, an ink or the like
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J7/00—Micromanipulators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • B81C99/0005—Apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of microstructural devices or systems, or methods for manufacturing the same
    • B81C99/002—Apparatus for assembling MEMS, e.g. micromanipulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67144—Apparatus for mounting on conductive members, e.g. leadframes or conductors on insulating substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/6838—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping with gripping and holding devices using a vacuum; Bernoulli devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies
    • H01L24/75—Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
    • H05K13/04—Mounting of components, e.g. of leadless components
    • H05K13/0404—Pick-and-place heads or apparatus, e.g. with jaws
    • H05K13/0408—Incorporating a pick-up tool

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

A gripper unit is used for the handling of micro sized components and depends upon the adhesive force produced between a fluid (5) and the component (8). The fluid is introduced through capillaries (4) in a main block (6). Once the component is initially adhered to the surface if may be moved laterally to the correct position and suction applied. The component is then moved on the gripper to the mounting location over the carrier and is deposited by being mechanically displaced or by the application of air pressure.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Ma­ nipulieren von Mikro-Bauteilen, bei dem ein Greifer unter Einsatz von Adhäsiven zwischen Greiferfläche und Bauteil dieses einer Zuführstation oder dergleichen Speichereinheit entnimmt, positio­ niert und zu einer Montagestation bzw. einem entspre­ chenden Bestimmungsort bewegt und dort absetzt.The invention relates to a method for Ma nipulate micro-components, at which a gripper using adhesives between Gripper surface and component of a feed station or similar storage unit removes, positio niert and to an assembly station or a correspond appropriate destination moves and drops there.

Das Bestücken gedruckter Leiterplatten mit Bauteilen der Mikroelektronik, das Handhaben empfindlicher mi­ kromechanischer Strukturen in der Feinwerktechnik und komplexe Montageabläufe in der Mikrosystemtechnik fordern erheblich verfeinerte Fertigungstechnologien und Handhabungseinrichtungen von möglichst universel­ ler Ausstattung und mit Anforderungen, die mit in der Vergangenheit eingesetzten Verfahren und Vorrichtun­ gen nicht mehr erfüllbar sind. Das Greifen eines Bauteiles für Montagezwecke oder einer Probe für Meß­ zwecke ist beispielsweise mit mechanischen Greifern nur dort ausführbar, wo die über die Greifermechanik noch vorgebbaren Abmessungstoleranzen und Greifkräfte in einer Größenordnung liegen, die signifikant nicht in die Bereiche derjenigen des Greifteiles fallen. Mit empfindlichen Oberflächenstrukturen, wie Membra­ nen, oder freitragenden Zungen versehene Mikrobautei­ le, wie sie beispielsweise in der minimal invasiven Chirurgie Anwendung finden, sind mit mechanischen Greifermechanismen herkömmlicher Art nicht manipu­ lierbar. Eine Vielzahl von hochmodernen Bestückungs­ systemen für das Manipulieren von mikroelektronischen Bauteilen mit häufig wechselnden Bauteilformen und -größen sowie auch unterschiedlichsten Werkstoffen er­ fordert geänderte, insbesondere verfeinerte Technolo­ gien.Equipping printed circuit boards with components microelectronics, handling sensitive mi cromechanical structures in precision engineering and complex assembly processes in microsystem technology demand significantly refined manufacturing technologies and handling devices from as universal as possible equipment and with requirements that are included in the Processes and devices used in the past  conditions can no longer be fulfilled. Grasping one Component for assembly purposes or a sample for measurement purpose is for example with mechanical grippers can only be carried out where it is via the gripper mechanism Dimensional tolerances and gripping forces that can still be specified are of an order of magnitude that are not significant fall in the range of that of the gripping part. With sensitive surface structures, such as Membra micro or self-supporting tongues le, for example in the minimally invasive Surgery are used with mechanical Gripper mechanisms of a conventional type not manipu can be used. A variety of state-of-the-art assembly equipment systems for manipulating microelectronic Components with frequently changing component shapes and -sizes as well as different materials calls for modified, especially refined, technology gien.

In der Vergangenheit wurde versucht, hier dadurch Abhilfe zu schaffen, daß etwa im Bereich der Bestüc­ kung gedruckter Leiterplatten mit Bauelementen der Mikroelektronik Sauggreifer eingesetzt wurden, mit denen die Bauelemente durch Vakuumbeaufschlagung ei­ nem Speicher entnommen, über die Handhabungszeit ge­ halten und am Bestimmungsort abgesetzt werden. Vaku­ umgreifer sind jedoch nur dort einsetzbar, wo die Bauteile weitgehend ebene Oberflächenstrukturen auf­ weisen und für die erforderlichen Druckdifferenzen unempfindlich sind, was beispielsweise für empfindli­ che Membranstrukturen nicht der Fall ist. Auch sind Vakuumgreifer nicht frei von punktuellen Druckinhomo­ genitäten in Form von Spannungs- und/oder Fügekraft­ spitzen an den Saugrohröffnungen. Eine exakte Greif­ kraftdosierung und hohe Positionierungsgenauigkeiten bei der Montage von Mikrobauelementen sind für die gegenwärtige und zukünftige Mikrofertigungstechnolo­ gie jedoch zwingend und unabwendbar. Die Komplexität der zu handhabenden Mikrostrukturen - wie auch die Vielfalt unterschiedlichster Einzelteile - nimmt ständig zu und damit auch die Gefahr ihrer Beschädi­ gung während der Handhabung und Montage. Die zu grei­ fenden Objekte können Abmessungen von nur wenigen Mikrometern bis hin zu etlichen Millimetern haben, wobei auch ihr an sich relativ geringes Gewicht in Größenordnungen schwanken kann. Die Verwendung von magnetischen oder elektrostatischen Kraftfeldern, die zwar hochgenau dosierbar sind, ist für die Handhabung der überwiegenden Mehrzahl von Mikrobauteilen nicht möglich.In the past it has been tried here To remedy that, for example in the area of the equipment kung printed circuit boards with components of the Microelectronic suction pads were used with which the components by vacuum application taken from memory, ge over the handling time stop and be dropped off at the destination. Vacuum However, grippers can only be used where the Components largely flat surface structures point and for the required pressure differences are insensitive, for example for sensitive che membrane structures is not the case. Also are Vacuum grippers not free of selective pressure inhomo in the form of tension and / or joining force pointed at the intake manifold openings. An exact griffin force metering and high positioning accuracy  when assembling micro components are for the current and future microfabrication technology however, mandatory and inevitable. The complexity the microstructures to be handled - like that Variety of different parts - takes constantly increasing and with it the danger of their damage during handling and assembly. The gri Objects can have dimensions of just a few Micrometers up to several millimeters, with its relatively light weight in Orders of magnitude can fluctuate. The use of magnetic or electrostatic force fields that Although they can be dosed with high precision, they are easy to handle the vast majority of microcomponents do not possible.

In Umgehung vorstehender Schwierigkeiten wurde be­ reits die Anwendung des sogenannten Prinzips der stoffschlüssigen Greifermechanismen vorgeschlagen, wobei der Stoffschluß zwischen Greiferkörper und Greifteil mittels Klebebändern, flüssigen Klebstoff­ dispersionen und dergleichen Hilfsmitteln hergestellt wird. Für die Auswahl geeigneter Adhäsive ist deren Haftkraft vorgebende Wechselwirkung zwischen den un­ terschiedlichen Materialien, also der Grenzfläche zwischen der Oberfläche des Greiferkörpers einerseits und der Grenzfläche der Oberfläche des Greifteiles andererseits, entscheidend. Ob also bei der Berührung der Oberfläche eine ausreichende Haftkraft durch das Adhäsiv entsteht, wird durch das Verhältnis der Ober­ flächenenergien der beteiligten Haftpartner, hier also Festkörper einerseits und Flüssigkeit anderer­ seits, bestimmt. Das Verhalten des fließfähigen Adhä­ sives auf der festen Grifffläche wird bestimmt durch die Differenz aus der bei der Benetzung freiwerdenden Adhäsionsarbeit und der entgegengerichteten Kohäsionsenergie des Adhäsivs. Beim Lösen des Greif­ teiles vom Greiferkörper, dem sogenannten Kohäsions­ bruch, bleiben unvermeidlich Adhäsivreste auf der Greiferoberfläche und dem Greifteil zurück. Bei einem bekannten Verfahren wird als Adhäsiv eine Invertzuc­ kerlösung verwendet, die zwischen Greiferkörper und Greifteil ungeregelt zugeführt wird. Die Verwendung von Invertzuckerlösung als Adhäsiv hat hier den Vor­ teil, daß für den Ablösevorgang des Greifteiles vom Greiferkörper bereits eine geringe Erhöhung der Tem­ peratur eine deutliche Erniedrigung der Viskosität dieses Adhäsives bringt und somit den Ablösevorgang vereinfacht. Dennoch ist bei der bekannten Verfah­ rensweise nicht zu verhindern, daß auf dem gegriffe­ nen Bauteil nach dem Lösen der Verbindung durch Kohä­ sionsbruch ein nicht unerheblicher Rest von Adhäsiv zurückbleibt. Verschmutzungen, möglicherweise Störun­ gen in der Funktionsweise sowohl des nach diesem Ver­ fahren montierten Mikrobauteiles als auch der Grei­ ferflächen lassen sich nicht verhindern, führen zu Stillstandzeiten und erhöhtem Service während des Montagebetriebes und möglicherweise sogar zu Funk­ tionsausfällen des montierten Bauteiles.To avoid the above difficulties, be is already using the so-called principle of cohesive gripper mechanisms proposed the material connection between the gripper body and Gripping part by means of adhesive tapes, liquid adhesive dispersions and the like becomes. For the selection of suitable adhesives is their Interaction between the un different materials, i.e. the interface between the surface of the gripper body on the one hand and the interface of the surface of the gripping part on the other hand, crucial. So whether at the touch the surface has sufficient adhesive force due to the Adhesive is created by the ratio of the upper surface energies of the detention partners involved, here that is, solids on the one hand and liquid on the other on the part, definitely. The behavior of the flowable adhesive sives on the fixed grip surface is determined by  the difference from that released during wetting Adhesion work and the opposite Cohesive energy of the adhesive. When loosening the griffin part of the gripper body, the so-called cohesion break, adhesive residues inevitably remain on the Gripper surface and the gripping part back. At a known method is an invertzuc as an adhesive ker solution used between the gripper body and Gripping part is fed uncontrolled. The usage of invert sugar solution as an adhesive has the advantage here part that for the detachment of the gripping part from Gripper body already a slight increase in temperature temperature a significant reduction in viscosity this adhesive brings and thus the peeling process simplified. Nevertheless, in the known procedure Not to prevent that on the handles NEN component after loosening the connection by Kohä fracture a not inconsiderable residue of adhesive remains. Soiling, possibly malfunction conditions in the functioning of both according to this Ver drive mounted micro component as well as the Grei surfaces cannot be prevented, lead to Downtimes and increased service during the Assembly company and possibly even to radio failure of the assembled component.

Bekannt - und in diesem Zusammenhang zu erwähnen - ist noch die Verwendung von Wasser als Adhäsiv bei einem speziellen Verfahren zum Vereinzeln und/oder zum Manipulieren flacher lappiger rauher Werkstücke gemäß DE-OS 24 04 863. Hier geht es jedoch nicht um das Handhaben von Mikrobauteilen mit den dafür spe­ ziellen Randbedingungen und erhöhten Anforderungen, sondern nur um das druckunabhängige Festhalten spe­ zieller großflächiger Teile an einem als Haftträger ausgebildeten Wasserkasten mit über die Bodenfläche verteilten feinen Bohrungen für einen genügenden Was­ seraustritt.Known - and worth mentioning in this context - is still the use of water as an adhesive a special process for separating and / or for manipulating flat, lobed, rough workpieces according to DE-OS 24 04 863. However, this is not about the handling of micro components with the special boundary conditions and increased requirements, but only to hold the pressure independently Partial large-scale parts on one as an adhesive backing  trained water box with over the floor area distributed fine holes for a sufficient what exit.

Von F. Henschke ist in "Greifen mikromechanischer Strukturen mit adhäsiven Hilfsstoffen"; F & M Mikro­ technik; Nr. 102; 9/1994; S. 411-415 die Verwendung von Adhäsiven als Zwischenmaterial zwischen einem Greifer und einem Objekt allgemein beschrieben.By F. Henschke in "Gripping is more micromechanical Structures with adhesive auxiliaries "; F & M micro technology; No. 102; 9/1994; P. 411-415 the use of adhesives as intermediate material between one Gripper and an object generally described.

Aus DE 31 27 120 A1 kann man eine Vorrichtung zum Übertragen von elektrischen Bauelementen auf elektri­ schen Leiterbahnen entnehmen, bei der diese Bauele­ mente auf einer Trägerfolie in einer definierten Po­ sition befestigt sind, die ihrer späteren Position auf einer Leiterplatte entspricht und von dort auf die Leiterplatte abgenommen werden können.From DE 31 27 120 A1 a device for Transfer of electrical components to electri remove the conductor tracks in which these components elements on a carrier film in a defined position sition are attached to their later position on a circuit board and from there on the circuit board can be removed.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrun­ de, ein Verfahren der eingangs genannten Art dahinge­ hend weiterzuentwickeln, daß eine rein adhäsive Kon­ taktierung und damit Handhabung von Mikrobauteilen praktisch beliebiger Art mit dosierbarer Kraftvorgabe möglich wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens so auszubilden, daß die flüssige Trennschicht jegliche Beschädigungen des Mikrobautei­ les verhindert, mit der Möglichkeit eines Toleranz­ ausgleiches bei hoher Flexibilität in der Anwendbar­ keit.The present invention is based on the object de, a process of the type mentioned at the beginning hend further develop that a purely adhesive Kon Clocking and thus handling of micro components practically of any kind with adjustable power is possible, as well as a device for performing the process so that the liquid Separating layer any damage to the micro-building les prevents with the possibility of tolerance compensation with high flexibility in the applicability speed.

Die Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen der Ansprüche 1, 2, 3 oder 4 ange­ gebenen Merkmale für den Verfahrensablauf erreicht. Die Kennzeichen der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ergeben sich aus Anspruch 23. This object is achieved by the invention those in the characterizing part of claims 1, 2, 3 or 4 given characteristics achieved for the procedure. The characteristics of the device for carrying out the Methods result from claim 23.  

Die übrigen Unteransprüche geben vorteilhafte Ausge­ staltungen und Weiterbildungen dieser Aufgabenlösun­ gen an.The other subclaims give advantageous results Events and further training in this task solution to.

Dadurch, daß der erfindungsgemäße Greifer als Adhä­ sionsgreifer ein Adhäsiv verwendet, welches rück­ standsfrei verdunstet, sind stoffbedingte Belastungen der mittels des Greifers manipulierten Mikrobauteile ausgeschlossen, und die Reinigung des Greiferkörpers bewegt sich im Bereich üblicher Serviceleistungen der Gesamtmontageeinheit. Der Adhäsionsgreifer kann als Greiferorgan weitgehend beliebiger Industrie-Roboter dienen, wobei die kraftschlüssige Verbindung zwischen Greiferfläche und Bauteil infolge der durch die Flüs­ sigkeit vorgegebenen Oberflächenspannung und Kapil­ larkräfte ohne unzulässige Belastungen mit dem zu manipulierenden Bauteil verbunden ist. Die von der Flüssigkeit aufzubringende Adhäsionskraft entspricht mindestens dem Gewicht des Bauteiles, wofür die ge­ samte Greiferfläche von der Flüssigkeit benetzbar ist. Das Bauteil kommt in der Regel nicht in direkte Berührung mit der Greiferfläche, die Flüssigkeit wirkt hier vielmehr als Puffer gegen Stoßberührung und zuverlässiges Halteelement während der gesamten Transportbewegung. Die exakt dosierbare Zuführbarkeit bzw. gegebenenfalls erforderliche Rückführbarkeit der Flüssigkeit zu und von der Greiferfläche ermöglicht die Einstellung exakt vorgebbarer Dicken der Flüssig­ keitsschicht in Abhängigkeit von der Oberflächen­ struktur des Bauteiles, seiner Dimensionierung und seinem Gewicht. Ein weiterer vorteilhafter Parameter für die Einstellbarkeit der Haltekraft ist dadurch gegeben, daß die Viskosität der Flüssigkeit, falls gewünscht, wahlweise verändert werden kann, bei­ spielsweise durch Veränderung der Temperatur oder Beimischung anderer Flüssigkeiten. Die Auswahl der Art der Flüssigkeit selbst richtet sich einerseits nach der mechanischen Beanspruchung, andererseits nach der eventuell bestehenden Anforderung der Rück­ standsfreiheit auf dem Bauteil, da nach dem Greifer­ prinzip nach Abschluß eines Handhabungs- oder Monta­ gevorganges feste Bestandteile der Flüssigkeit auf dem Bauteil je nach vorliegenden Anforderungen wenig­ stens teilweise verbleiben können oder vollständig durch Verdunsten entfernt werden. Vorteilhafte Adhä­ sive, die in diesem Zusammenhang Anwendung finden, sind Wasser, organische Lösungsmittel mit OH-Gruppen wie Alkohole oder dergleichen Nichtklebstoffe. Es können aber auch nichtverdunstende Flüssigkeiten ver­ wendet werden. Besonders geeignet sind Öle oder ande­ re Schmiermittel aufgrund ihrer gegen Korrosionen und anderer Einflüsse schützenden Wirkung. Dabei können Öle verwendet werden, die ohnehin für die Bauteile erforderlich sind. Besonders vorteilhaft ist für den erfindungsgemäßen Greifermechanismus auch, daß auf­ grund des hygrostatischen Spannungszustandes der Flüssigkeitsschicht zwischen Greiferfläche und Bau­ teil die durch die Montage gegebenen Toleranzen sich auf einfache Weise ausgleichen lassen, so daß auch für kleinste Bauteile die Gefahr von Beschädigungen ausgeschlossen werden kann. Das mittels des erfin­ dungsgemäßen Adhäsionsgreifers ausführbare Verfahren läßt sich praktisch für beliebige Bestückungssysteme einsetzen, wobei hierfür eine hohe Flexibilität und Unabhängigkeit von Dimensionierung, Stoffeigenschaft und andere Kennungen besonders hervorzuheben sind.The fact that the gripper according to the invention as Adhä sion gripper uses an adhesive, which back evaporated without standing, are substance-related loads the micro components manipulated by the gripper excluded, and cleaning the gripper body moves in the area of usual services of Overall assembly unit. The adhesion gripper can be used as Gripper organ of largely any industrial robot serve, the non-positive connection between  Gripper surface and component as a result of the rivers surface tension and cap forces without excessive loads with the manipulating component is connected. The of the Adhesive force to be applied corresponds to at least the weight of the component, for which the ge Entire gripper surface wettable by the liquid is. As a rule, the component does not come into direct contact Contact with the gripper surface, the liquid rather acts as a buffer against impact and reliable holding element throughout Transport movement. The precisely meterable feedability or traceability of the Allows fluid to and from the gripper surface the setting of precisely predeterminable thicknesses of the liquid layer depending on the surface structure of the component, its dimensioning and his weight. Another advantageous parameter for the adjustability of the holding force given that the viscosity of the liquid, if desired, can optionally be changed at for example by changing the temperature or Addition of other liquids. The selection of the The type of liquid itself depends on the one hand after mechanical stress, on the other hand according to the possibly existing requirement of the return stability on the component, since after the gripper principle after completing a handling or assembly solid parts of the liquid the component depending on the requirements can remain partially or completely be removed by evaporation. Advantageous adhesion sive, which are used in this context, are water, organic solvents with OH groups such as alcohols or the like non-adhesives. It  can also ver non-evaporating liquids be applied. Oils or other are particularly suitable re lubricants due to their against corrosion and other influences protective effect. You can Oils are used that are used for the components anyway required are. Is particularly advantageous for the gripper mechanism according to the invention also that on due to the hygrostatic tension state of the Liquid layer between the gripper surface and the building part of the tolerances given by the assembly itself can be compensated in a simple way, so that for the smallest components there is a risk of damage can be excluded. That by means of the invent Adhesive gripper according to the invention executable method can be used practically for any assembly systems use, for this a high flexibility and Independence from dimensioning, material properties and other identifiers are particularly noteworthy.

Es können auch leichte Produkte oder Bauteile mit der erfindungsgemäßen Verfahrensweise manipuliert werden. So können insbesondere in der Feinwerktechnik verwen­ dete bzw. hergestellte Produkte, wie Achsen mit einer Länge von ca. 25 mm oder auch leichte, flächige Strukturen mit dem adhäsiven Greifer positioniert werden.Light products or components can also be used with the procedure according to the invention are manipulated. So can be used especially in precision engineering dete or manufactured products, such as axes with a Length of about 25 mm or light, flat Structures positioned with the adhesive gripper become.

Vorteilhaft erfolgt die Zentrierung bzw. Ausrichtung zwischen Greiferfläche und Bauteil über eine defi­ nierte geometrische Gestaltung der Greiferfläche, wobei deren Kontur aufgrund der ausgenutzten Oberflä­ chenspannungen nur grob mit der Kontur bzw. Gestalt des Bauteiles übereinstimmen muß. Centering or alignment is advantageous between gripper surface and component via a defi Geometric design of the gripper surface, the contour of which is based on the surface used tensions only roughly with the contour or shape of the component must match.  

Das Lösen des Greifers vom Bauteil kann vorteilhaft auch so durchgeführt werden, daß in der Fügeposition am Bestimmungsort Kräfte wirken, die größer als die Adhäsionskräfte sind und durch eine Bewegung des Greifers vom Bauteil weg die Trennung erfolgt. Dabei können die zum Lösen erforderlichen Kräfte beispiels­ weise Klebekräfte oder durch Formschluß bewirkte Kräfte sein.Detaching the gripper from the component can be advantageous also be carried out so that in the joining position forces acting on the destination are greater than that Adhesive forces are and through a movement of the The gripper separates from the component. Here For example, the forces required to release wise adhesive forces or caused by positive locking Be forces.

Anhand der beiliegenden Zeichnungen sollen der Grei­ fermechanismus und der Verfahrensablauf bei der Hand­ habung kleiner und oberflächenempfindlicher Bauteile näher erläutert werden. Hierbei zeigen schematisch:The Grei mechanism and the procedure at hand small and surface sensitive components are explained in more detail. Here show schematically:

Fig. 1 bis 3 den prinzipiellen Grundaufbau und das Funktionsprinzip des Adhäsions­ greifers, Fig. 1 to 3 the principal basic structure and operating principle of the adhesion gripper,

Fig. 4 bis 9 den Verfahrensablauf, Fig. 4 to 9 the process sequence,

Fig. 10 bis 20 Beispiele für spezielle Ausgestaltun­ gen des Greiferkörpers, und zwar: Fig. 10 to 20 examples of specific Ausgestaltun gen of the gripper body, namely:

Fig. 10 einen Greiferkörper (6) mit Zentrie­ rungsanschlag (9) für die genaue Zen­ trierung eines Bauteiles (8), Fig. 10 approximately stop a gripper body (6) with Zentrie (9) for the exact Zen-centering of a component (8),

Fig. 11 einen Greiferkörper (6) mit einer als Formnest ausgebildeten Greiferfläche, bei der mittels Randwulst (10) die Lage des Bauteiles (8) exakt definier­ bar ist,A gripper body (6) having a mold cavity configured as a gripper surface, wherein FIG. 11 by means of edge bead (10) the position of the component (8) exactly DEFINE bar,

Fig. 12 eine weitere Ausbildungsform eines Greiferkörpers (6) mit Noppen (11) oder dergleichen Anschlägen für die Zentrierung des Bauteiles (8), Fig. 12 shows a further embodiment of a gripper body (6) with knobs (11) or the like stops for the centering of the part (8),

Fig. 13 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Greiferkörpers (6) mit mehreren in den Greiferkörper integrierten Schwin­ gungserzeugern (12), Fig. 13 shows a further embodiment of a gripper body (6) with several integrated in the gripper body oscillations supply generators (12)

Fig. 14 einen Greiferkörper (6) mit einer Mehrzahl von Zuführ- und/oder Absaug­ kanälen (4), Fig. 14 a gripper body (6) having a plurality of supply and / or suction channels (4),

Fig. 15 einen Greiferkörper (6) mit in diesen integrierten Sensoren (13) für die Überwachung der Flüssigkeitsmenge zwi­ schen Greiferfläche (7) und Bauteil (8), Fig. 15 a gripper body (6) with integrated in these sensors (13) for monitoring the amount of liquid Zvi rule gripper surface (7) and component (8),

Fig. 16 das Ausführungsbeispiels eines Grei­ ferkörpers (6) mit Meßkapillare (17) und zugeordnetem Sensor (18) zur Über­ wachung der Fügekraft zwischen Greifer und Bauteil, Fig. 16 shows the embodiment of a Grei ferkörpers (6) with measuring capillary (17) and an associated sensor (18) for the monitoring of the joining force between the hook and the component,

Fig. 17 einen Greiferkörper (6) mit Auswerfer (14), dessen Auswerferstifte (15) durch den Greiferkörper so hindurch­ geführt sind, daß sie mit den ausfahr­ baren Spitzen das Bauteil von der Greiferfläche abheben können, Fig. 17 a gripper body (6) with an ejector (14), the ejector pins are guided (15) by the gripper body through so that they can lift the component from the gripper surface with the deploying cash tips,

Fig. 18 eine weitere Ausführungsform mit Ab­ standsnoppen (11), senkrecht von der Greiferfläche (7) in Richtung auf das Bauteil (8) abstehend, um einen Mini­ malabstand zwischen Greifer und Bau­ teil herzustellen, Fig. 18 shows a further embodiment with Ab was knob (11) perpendicularly from the gripper surface (7) towards the part (8) projecting to a mini part Spacing between the gripper and construction to manufacture,

Fig. 19 eine Ausführungsform eines Greiferkör­ pers (6), bei dem die Ablösung des Bauteiles (8) mittels beweglicher, in die Greiferfläche integrierter Hebel­ organe (16), etwa Bimetallstreifen od. dgl., realisierbar ist, und Fig. 19 shows an embodiment of a Greiferkör pers ( 6 ), in which the detachment of the component ( 8 ) by means of movable, integrated in the gripper surface lever organs ( 16 ), such as bimetallic strips or the like, can be realized, and

Fig. 20 die Ausführungsform eines Greiferkör­ pers gemäß Fig. 14, bei der mittels der Pfeile die Möglichkeit angedeutet wird, durch die Kanäle (4) Druckluft od. dgl. zum Abheben des Bauteiles (8) hindurchzugeben., Through the channels od Fig. 20, the embodiment of a Greiferkör by the arrows, the possibility is indicated in the pers shown in FIG. 14, (4) compressed air. Like. To lift the component through release (8).

Nachfolgend soll anhand der Fig. 4 bis 9 der Ver­ fahrensablauf für die einzelnen Greiferphasen näher erläutert werden.The process sequence for the individual gripper phases will be explained in more detail below with reference to FIGS . 4 to 9.

Aus einem Flüssigkeitsspeicher 1 gemäß Fig. 1 wird eine vorzugsweise bei Verdunstung rückstandsfreie Flüssigkeit dem oder den Zuführungskanälen 4 und von diesen der Greiferfläche 7 (siehe Fig. 2) zugeführt und als Haltekraft für das Bauteil 8 der physikali­ sche Effekt der Adhäsion und der Kapillarität ge­ nutzt. Zur Aufnahme des zu greifenden Bauteiles wird über eine ansonsten nicht näher dargestellte Zufüh­ rungseinheit eine exakt definierte Menge Flüssigkeit im Ausführungsbeispiel nach Fig. 4ff über nur einen Zuführ-/Absaugkanal 4 zugeführt, die zunächst als Flüssigkeitstropfen 5 an der Greiferfläche 7 sich um die untere Öffnung des Kanals 4 herum ansammelt. Wäh­ rend dieser Annäherungsphase, in der sich der Grei­ ferkörper 6 auf das zu manipulierende Bauteil 8 zube­ wegt, wird somit zunächst der mittlere Bereich des Bauteiles in Kontakt mit der Flüssigkeit gebracht und die Annäherung zwischen Greiferfläche 7 und Bauteil 8 so lange fortgesetzt wird, bis die gesamten Oberflä­ chen, soweit sie einander übergreifen, benetzt sind, so wie es in Fig. 5 mit dem Bezugszeichen 5' darge­ stellt ist. Im schwimmenden Abstand zwischen Greifer­ fläche 7 kann nunmehr durch die Oberflächenspannung das Bauteil 8 in einer nachfolgenden Zentrierungspha­ se, wie Fig. 6 zeigt, in zwei Freiheitsgraden genau zum Greifer zentriert werden. Nach erfolgter Zentrie­ rung kann zur Erhöhung der Greifkraft Flüssigkeit ab­ gesaugt werden, wie in Fig. 7 mit dem nach oben ge­ richteten Pfeil innerhalb des Kanals 4 vereinfacht dargestellt ist, und damit wird definiert das Bauteil näher an die Greiferfläche 7 herangeführt. Der Ver­ fahrensschritt wird so ausgeführt, daß der Abstand zwischen Greiferfläche 7 und Bauteil 8, also die Dicke der Flüssigkeitsschicht, eine optimale, vor­ zugsweise maximale Greiferkraft garantiert. Nunmehr kann das Bauteil mittels des Greifers, wie in Fig. 8 wiederum symbolisch vereinfacht dargestellt, auf ei­ nem Basisteil 9a positioniert bzw. in einem sogenann­ ten Fügevorgang fixiert werden.From a liquid storage device 1 according to FIG. 1, a residue-free liquid, preferably in the case of evaporation, is fed to the feed channel or channels 4 and from this the gripper surface 7 (see FIG. 2) and the physical force of the adhesion and capillarity is used as holding force for the component 8 uses. For receiving the component to be gripped, an exactly not defined amount of liquid is supplied in the exemplary embodiment according to FIG. 4ff via only one feed / suction channel 4 via an otherwise not shown feeder, which initially acts as liquid drops 5 on the gripper surface 7 around the lower opening of channel 4 accumulates around. During this approach phase, in which the gripper body 6 moves toward the component 8 to be manipulated, the middle region of the component is thus first brought into contact with the liquid and the approach between gripper surface 7 and component 8 is continued until the entire surface, insofar as they overlap one another, are wetted, as is represented in FIG. 5 by the reference symbol 5 '. In the floating distance between the gripper surface 7 , the component 8 can now be centered in two subsequent degrees of freedom by the surface tension in a subsequent centering phase, as shown in FIG. 6, to the gripper. After centering has been carried out, liquid can be sucked off to increase the gripping force, as is shown in simplified form in FIG. 7 with the upward-pointing arrow within the channel 4 , and thus the component is brought closer to the gripper surface 7 . The process step is carried out in such a way that the distance between gripper surface 7 and component 8 , that is to say the thickness of the liquid layer, guarantees an optimal, preferably maximum, gripper force. Now, the component can by means of the gripper, as shown in Fig. 8 in turn represented symbolically simplified to ei nem base part 9a to be positioned and fixed in a sogenann th joining process.

In der Zentrierphase läßt sich zur Ausrichtung des Bauteiles 8 relativ zum Greiferkörper 6 wahlweise, wie in den Fig. 10 bis 14 beispielsweise angege­ ben, unterschiedlich vorgehen. Vorteilhafte Hilfsmit­ tel in diesem Zusammenhang können mechanische An­ schläge 9, wie Stifte 11 od. dgl., sein, aber auch die spezielle Formgebung der Greiferfläche, die Erzeugung von Flüssigkeitsschwingungen durch in den Greiferkör­ per 6 eingebaute Vibratoren 12 oder die Vorgabe der Strömungsrichtung der Flüssigkeit zwischen Greifer­ fläche 7 und Bauteil 8, etwa über geeignete Ansteue­ rung einer Mehrzahl von Kanälen 4.In the centering phase, the alignment of the component 8 relative to the gripper body 6 can optionally, as shown in FIGS . 10 to 14, for example, proceed differently. Advantageous auxiliaries in this context may be mechanical impacts 9 , such as pins 11 or the like, but also the special shape of the gripper surface, the generation of liquid vibrations by built-in vibrators 12 in the gripper body 6 or the specification of the flow direction of the liquid between gripper surface 7 and component 8 , for example via suitable control of a plurality of channels 4 .

Nach Beendigung des Fügevorganges bzw. der Montage gemäß Fig. 8 wird in einer sogenannten Lösephase der Greifer vom Bauteil getrennt, wofür Hilfsmittel gemäß Fig. 17 bis 20 eingesetzt werden können, also etwa nadelförmige Auswerfer gemäß Fig. 17 oder Noppen als Abstandshalter entsprechend Fig. 18, aber auch die Verwendung beweglicher Hebel, etwa in Form von Bime­ tallstreifen od. dgl., entsprechend Fig. 19, aber auch durch Vibrationen gemäß Fig. 13 oder Einleitung eines Luftstoßes gemäß Fig. 20. Fig. 9 zeigt nach dem Ab­ lösen des Greifer eine verbliebene Restflüssigkeit 5". In diesem Ausführungsbeispiel wurde durch Mani­ pulation des flüssigen Mediums über eine Volumenände­ rung mit gleichzeitig Adhäsionskraftverringerung der Flüssigkeitsfilm vor dem Ablösen verkleinert bzw. seine Dicke so weit herabgesetzt, daß Adhäsionskräfte mit nur noch geringer Restwirkung vorliegen. Die ver­ bleibende Restkraft kann durch geeigneten Druckstoß über die Flüssigkeitskanäle entweder mittels sehr kurzfristigem Flüssigkeitsstoß oder auch mittels Druckluft, wie in Fig. 20 schematisch angedeutet, aufgehoben werden. Der Flüssigkeitsspiegel zwischen Greiferfläche und Bauteil ist durch Zurückziehen der Flüssigkeit über den Kanal oder durch Beheizen des Greiferkörpers und damit Verdunsten der Flüssigkeit zu beseitigen oder auf ein Minimum zu verringern.After the joining process or the assembly according to FIG. 8 has ended, the gripper is separated from the component in a so-called release phase, for which aids according to FIGS. 17 to 20 can be used, i.e. needle-shaped ejectors according to FIG. 17 or knobs as spacers according to FIG. 18, but also the use of movable levers, for example in the form of bimetallic strips or the like, corresponding to FIG. 19, but also by vibrations according to FIG. 13 or initiation of an air blast according to FIG. 20. FIG. 9 shows after the release of the gripper a remaining liquid 5 ". In this embodiment, the liquid film was manipulated by manipulating the liquid medium over a change in volume with a simultaneous reduction in the adhesive force, or the thickness was reduced to such an extent that adhesive forces are present with only a small residual effect. The ver Remaining residual force can be created by a suitable pressure surge across the liquid channel le either by means of a very short burst of liquid or also by means of compressed air, as indicated schematically in FIG. 20. The liquid level between the gripper surface and the component is to be removed or reduced to a minimum by withdrawing the liquid via the channel or by heating the gripper body and thus evaporating the liquid.

Claims (32)

1. Verfahren zum Manipulieren von Mikrobauteilen, bei dem ein Greifer unter Einsatz von Adhäsiven zwischen Greiferfläche und einem zu handhabenden Bauteil dieses einem Speicher od. dgl. entnimmt, zu einem Bestimmungsort, etwa einer Montagesta­ tion, bewegt und dort wieder freigibt, gekennzeichnet durch den folgenden Arbeitsablauf:
  • a) bevor oder während der Greifer über dem zu handhabenden Bauteil waagerecht positio­ niert wird, wird der Greiferfläche eine definierte Menge einer im wesentlichen rückstandsfrei verdunstenden Flüssigkeit als Adhäsiv zugeführt,
  • b) Greifer und Bauteil werden nachfolgend so weit aufeinander zu bewegt, bis die Flüs­ sigkeit die Fläche zwischen ihnen vollstän­ dig benetzt, wobei sich zwischen den Form­ elementen der Greiferfläche und des Bautei­ les durch die Oberflächenspannung des Adhä­ sivs ein definierter Flüssigkeitsfilm aus­ bildet, durch den das Bauteil zum Greifer ausgerichtet bzw. zentriert wird,
  • c) die Flüssigkeitsmenge zwischen Greiferflä­ che und Bauteil wird nunmehr reduziert, bis ein optimale Adhäsionskräfte vorgebender Dickenabstand zwischen Greifer und Bauteil erreicht ist,
  • d) anschließend wird der Greifer mit dem Bau­ teil zur Montagestation oder dergleichen Bestimmungsort bewegt, dort genau positio­ niert, ausgerichtet und das Bauteil, gegebenenfalls nach geeigneter Fixierung, freigegeben,
  • e) nach Beendigung dieses Fügevorganges wird der Greifer vom Bauteil abgehoben und in die Ausgangsstellung zurückgeführt.
1. A method for manipulating microcomponents, in which a gripper, using adhesives between the gripper surface and a component to be handled, removes it from a memory or the like, moves it to a destination, for example an assembly station, and releases it there, characterized by the following workflow:
  • a) before or during the gripper is positioned horizontally over the component to be handled, the gripper surface is supplied with a defined amount of an essentially residue-free evaporating liquid as an adhesive,
  • b) The gripper and component are subsequently moved towards each other until the liquid completely wets the surface between them, a defined liquid film being formed between the shaped elements of the gripper surface and the component by the surface tension of the adhesive the component is aligned or centered on the gripper,
  • c) the amount of liquid between the gripper surface and the component is now reduced until an optimum thickness gap between the gripper and the component is reached,
  • d) the gripper is then moved with the construction part to the assembly station or the like destination, positioned exactly there, aligned and the component, if appropriate after suitable fixation, released,
  • e) after this joining process has been completed, the gripper is lifted off the component and returned to the starting position.
2. Verfahren zum Manipulieren von Mikrobauteilen, bei dem ein Greifer unter Einsatz von Adhäsiven zwischen Greiferfläche und einem zu handhabenden Bauteil dieses einem Speicher od. dgl. entnimmt, zu einem Bestimmungsort, etwa einer Montagesta­ tion, bewegt und dort wieder freigibt, gekennzeichnet durch den folgenden Arbeitsablauf:
  • a) bevor oder während der Greifer über dem zu handhabenden Bauteil waagerecht positio­ niert wird, wird der Greiferfläche eine definierte Menge einer Flüssigkeit als Ad­ häsiv zugeführt,
  • b) Greifer und Bauteil werden nachfolgend so weit aufeinander zu bewegt, bis die Flüs­ sigkeit die Fläche zwischen ihnen vollstän­ dig benetzt, wobei sich zwischen den Form­ elementen der Greiferfläche und des Bautei­ les durch die Oberflächenspannung des Adhä­ sivs ein definierter Flüssigkeitsfilm aus­ bildet, durch den das Bauteil zum Greifer ausgerichtet bzw. zentriert wird,
  • c) anschließend wird der Greifer mit dem Bau­ teil zur Montagestation oder dergleichen Bestimmungsort bewegt, dort genau positio­ niert, ausgerichtet und das Bauteil gegebenenfalls nach geeigneter Fixierung freigegeben,
  • d) nach Beendigung dieses Fügevorganges wird der Greifer vom Bauteil abgehoben und in die Ausgangsstellung zurückgeführt.
2. Method for manipulating microcomponents, in which a gripper, using adhesives between the gripper surface and a component to be handled, removes it from a memory or the like, moves it to a destination, for example an assembly station, and releases it there, characterized by the following workflow:
  • a) before or while the gripper is positioned horizontally over the component to be handled, the gripper surface is supplied with a defined amount of a liquid as an adhesive,
  • b) The gripper and component are subsequently moved towards each other until the liquid completely wets the surface between them, a defined liquid film being formed between the shaped elements of the gripper surface and the component by the surface tension of the adhesive the component is aligned or centered on the gripper,
  • c) the gripper is then moved with the construction part to the assembly station or the like destination, positioned there exactly, aligned and the component released if necessary after suitable fixing,
  • d) after this joining process has been completed, the gripper is lifted off the component and returned to the starting position.
3. Verfahren zum Manipulieren von Mikrobauteilen, bei dem ein Greifer unter Einsatz von Adhäsiven zwischen Greiferfläche und einem zu handhabenden Bauteil dieses einem Speicher od. dgl. entnimmt, zu einem Bestimmungsort, etwa einer Montagesta­ tion, bewegt und dort wieder freigibt, gekennzeichnet durch den folgenden Arbeitsablauf:
  • a) bevor oder während der Greifer über dem zu handhabenden Bauteil waagerecht positio­ niert wird, wird der Greiferfläche eine definierte Menge einer Flüssigkeit als Ad­ häsiv zugeführt,
  • b) Greifer und Bauteil werden nachfolgend so weit aufeinander zu bewegt, bis die Flüs­ sigkeit die Fläche zwischen ihnen vollstän­ dig benetzt, wobei sich zwischen den Form­ elementen der Greiferfläche und des Bautei­ les durch die Oberflächenspannung des Adhä­ sivs ein definierter Flüssigkeitsfilm aus­ bildet, durch den das Bauteil zum Greifer ausgerichtet bzw. zentriert wird,
  • c) die Flüssigkeitsmenge zwischen Greiferflä­ che und Bauteil wird nunmehr reduziert, bis ein optimale Adhäsionskräfte vorgebender Dickenabstand zwischen Greifer und Bauteil erreicht ist,
  • d) anschließend wird der Greifer mit dem Bau­ teil zur Montagestation oder dergleichen Bestimmungsort bewegt, dort genau positio­ niert, ausgerichtet und das Bauteil, gege­ benenfalls nach geeigneter Fixierung frei­ gegeben,
  • e) nach Beendigung dieses Fügevorganges wird der Greifer vom Bauteil abgehoben und in die Ausgangsstellung zurückgeführt.
3. A method for manipulating microcomponents, in which a gripper, using adhesives between the gripper surface and a component to be handled, removes it from a memory or the like, moves it to a destination, for example an assembly station, and releases it there, characterized by the following workflow:
  • a) before or while the gripper is positioned horizontally over the component to be handled, the gripper surface is supplied with a defined amount of a liquid as an adhesive,
  • b) The gripper and component are subsequently moved towards each other until the liquid completely wets the surface between them, a defined liquid film being formed between the shaped elements of the gripper surface and the component by the surface tension of the adhesive the component is aligned or centered on the gripper,
  • c) the amount of liquid between the gripper surface and the component is now reduced until an optimum thickness gap between the gripper and the component is reached,
  • d) then the gripper is moved with the construction part to the assembly station or similar destination, positioned there exactly, aligned and the component, if necessary released after suitable fixation,
  • e) after this joining process has been completed, the gripper is lifted off the component and returned to the starting position.
4. Verfahren zum Manipulieren von leichten Bautei­ len, bei dem ein Greifer unter Einsatz von Adhä­ siven zwischen Greiferfläche und einem zu hand­ habenden Bauteil dieses einem Speicher od. dgl. entnimmt, zu einem Bestimmungsort, etwa einer Montagestation, bewegt und dort wieder freigibt, gekennzeichnet durch den folgenden Arbeitsablauf:
  • a) bevor oder während der Greifer über dem zu handhabenden Bauteil waagerecht positio­ niert wird, wird der Greiferfläche eine definierte Menge einer Flüssigkeit als Ad­ häsiv zugeführt,
  • b) Greifer und Bauteil werden nachfolgend so weit aufeinander zu bewegt, bis die Flüs­ sigkeit die Fläche zwischen ihnen vollstän­ dig benetzt, wobei sich zwischen den Form­ elementen der Greiferfläche und des Bautei­ les durch die Oberflächenspannung des Adhä­ sivs ein definierter Flüssigkeitsfilm aus­ bildet, durch den das Bauteil zum Greifer ausgerichtet bzw. zentriert wird,
  • c) die Flüssigkeitsmenge zwischen Greiferflä­ che und Bauteil ist so dosiert oder wird nunmehr reduziert, bis ein optimale Adhäsionskräfte vorgebender Dickenabstand zwischen Greifer und Bauteil erreicht ist,
  • d) anschließend wird der Greifer mit dem Bau­ teil zur Montagestation oder dergleichen Bestimmungsort bewegt, dort genau positio­ niert, ausgerichtet und das Bauteil, gegebenenfalls nach geeigneter Fixierung, freigegeben,
  • e) nach Beendigung dieses Fügevorganges wird der Greifer vom Bauteil abgehoben und in die Ausgangsstellung zurückgeführt.
4. A method for manipulating light components, in which a gripper, using adhesives between the gripper surface and a component to be handled, removes it from a memory or the like, moves it to a destination, for example an assembly station, and releases it there, characterized by the following workflow:
  • a) before or while the gripper is positioned horizontally over the component to be handled, the gripper surface is supplied with a defined amount of a liquid as an adhesive,
  • b) The gripper and component are subsequently moved towards each other until the liquid completely wets the surface between them, a defined liquid film being formed between the shaped elements of the gripper surface and the component by the surface tension of the adhesive the component is aligned or centered on the gripper,
  • c) the amount of liquid between the gripper surface and the component is so metered or is now reduced until an optimum thickness gap between the gripper and the component is reached,
  • d) the gripper is then moved with the construction part to the assembly station or the like destination, positioned exactly there, aligned and the component, if appropriate after suitable fixation, released,
  • e) after this joining process has been completed, the gripper is lifted off the component and returned to the starting position.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausrichtung zwi­ schen Greiferfläche und Bauteil mittels mechani­ scher Anschläge und Flüssigkeitsfilm vorgenommen wird.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the alignment between the gripper surface and component by means of mechanical shear stops and liquid film becomes. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierung zwi­ schen Greiferfläche und Bauteil mit definierter geometrischer Ausbildung der Greiferfläche er­ reicht wird.6. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the centering between gripper surface and component with a defined geometric design of the gripper surface is enough. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierung zwi­ schen Greiferfläche und Bauteil durch Vorgabe eines Formnestes oder dergleichen Flächenkennung auf der Greiferfläche vorgegeben wird.7. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the centering between gripper surface and component by default a mold nest or similar area identifier is specified on the gripper surface. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Fügevorgang mit Kontakt zwischen Füge- und Basisteil mittels Vibration erfolgt. 8. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the joining process with Contact between joining and base part by means of Vibration occurs.   9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierung durch geeignete Strömungsvorgabe des Adhäsives vorgenommen wird.9. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the centering through suitable flow specification of the adhesive is made. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierung des Bauteiles am Greifer mittels optischer, kapazi­ tiver oder anderer Sensoren überprüft wird.10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the centering of the Component on the gripper by means of optical, capacitive tive or other sensors is checked. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil am Be­ stimmungsort vom Greifer durch Haltekräfte ge­ löst wird, die größer als die Adhäsionskräfte sind, und bei Bewegung des Greifers vom Bauteil weg dieses gelöst wird.11. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the component on Be Location of the gripper by holding forces is released, which is greater than the adhesive forces and when the gripper moves from the component away this is solved. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösen des Grei­ fers vom Bauteil nach dessen fixierender Montage mittels fester nadelförmiger oder weicher nop­ penförmiger Auswerfer bzw. Abstandshalter er­ folgt.12. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the loosening of the Grei away from the component after its fixing assembly by means of fixed needle-shaped or soft nop pen-shaped ejector or spacer follows. 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösen des Bau­ teiles vom Greifer über in die Flüssigkeit mit­ tels gesonderter Kanäle eingeleitete Luft er­ folgt.13. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the loosening of the building some from the gripper into the liquid Air introduced through separate channels follows. 14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Fixieren des Bauteiles durch weitgehende Entfernung der Flüssigkeit zwischen Greiferfläche und Bauteil die Adhäsionskräfte zumindest soweit verringert werden, daß die endgültige Trennung zwischen Bauteil und Greiferfläche nur noch durch das Einleiten geringer Restkräfte erfolgen kann.14. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that after fixing of the component by largely removing the Liquid between gripper surface and component the adhesive forces are reduced at least as far  that the final separation between Component and gripper surface only through that Initiation of low residual forces can take place. 15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit durch Beheizung des Greifers entfernt wird.15. The method according to claim 14, characterized in that the liquid is removed by heating the gripper. 16. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösen des Bauteiles vom Greifer über in die Flüssig­ keit eingeleitete Druckstöße durch Ultra­ schall od. dgl. erfolgt.16. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the release of the Component from the gripper into the liquid Pressure surges initiated by Ultra sound or the like. 17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß nach erfolgtem Füge­ vorgang der Greifer einer Vibrationsbewegung unterworfen wird, die zum Ablösen des Bauelemen­ tes von der Greiferfläche führt.17. The method according to any one of the preceding claims che, characterized in that after joining operation of the grippers of a vibration movement is subjected to the replacement of the construction elements leads from the gripper surface. 18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösen des Grei­ fers vom Bauteil durch Auslösen chemischer oder physikalischer Reaktionen, bei denen sich die Oberflächenspannung oder Viskosität des Adhäsivs verändert, unterstützt wird.18. The method according to any one of the preceding claims che, characterized in that the loosening of the Grei away from the component by triggering chemical or physical reactions in which the Surface tension or viscosity of the adhesive is changed, supported. 19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß unterschiedliche Vorgaben der Greifkräfte durch die Wahl unter­ schiedlicher Flüssigkeiten bzw. Viskosität vor­ genommen wird. 19. The method according to any one of the preceding claims che, characterized in that different Specifications of the gripping forces by choosing from different liquids or viscosity is taken.   20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß ein gegebenenfalls erforderlicher Ausgleich für die während der Handhabung verdunstende Flüssigkeitsmenge über kommunizierende Vorratsbehälter vorgenommen wird.20. The method according to any one of the preceding claims che, characterized in that an optionally compensation required during the Handling evaporating amount of liquid over communicating storage container made becomes. 21. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Adhäsiv eine nichtverdunstende Flüssigkeit verwendet wird.21. The method according to any one of claims 2 to 4, characterized in that as an adhesive non-evaporating liquid is used. 22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß als Adhäsiv Öl ver­ wendet wird.22. The method according to claim 21, characterized in that as an adhesive oil ver is applied. 23. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, nach einem der Ansprüche 1 bis 22, bestehend aus einem Flüssigkeitsspeicher (1), einer Zu-/Abführeinrichtung (2) und einem Grei­ fer (3), wobei der Greiferkörper (6) wenigstens einen Zufuhr-/Absaugkanal (4) aufweist für eine Flüssigkeit als Adhäsiv zwischen Greiferfläche (7) und Bauteil (8).23. Device for performing the method according to one of claims 1 to 22, consisting of a liquid reservoir ( 1 ), a feed / discharge device ( 2 ) and a gripper ( 3 ), wherein the gripper body ( 6 ) at least one feeder / Suction channel ( 4 ) for a liquid as an adhesive between gripper surface ( 7 ) and component ( 8 ). 24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß zentrierende An­ schläge (9) am Greiferkörper (6) vorgesehen sind.24. The device according to claim 23, characterized in that centering on strikes ( 9 ) on the gripper body ( 6 ) are provided. 25. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Greiferfläche ein zentrierendes Formnest mit umlaufender Rand­ wulst (10) bildet.25. The device according to claim 23, characterized in that the gripper surface forms a centering mold cavity with peripheral edge ( 10 ). 26. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß Noppen (11) oder dergleichen Anschläge an der Greiferfläche (7) vorgesehen sind.26. The apparatus according to claim 23, characterized in that knobs ( 11 ) or the like stops are provided on the gripper surface ( 7 ). 27. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß in den Greiferkörper (6) wenigstens ein Schwingungserzeuger (12) in­ tegriert ist.27. The apparatus according to claim 23, characterized in that in the gripper body ( 6 ) at least one vibration generator ( 12 ) is integrated. 28. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Zuführ-/Absaugkanälen (4) durch den Greiferkör­ per (6) hindurchgeführt sind.28. The apparatus according to claim 23, characterized in that a plurality of feed / suction channels ( 4 ) through the gripper body by ( 6 ) are passed. 29. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Sen­ sor (13) in den Greiferkörper (6) integriert ist.29. The device according to claim 23, characterized in that at least one sensor ( 13 ) is integrated in the gripper body ( 6 ). 30. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß ein Auswerfer (14) mit Auswerferstiften (15) dem Greiferkörper (6) zugeordnet ist.30. The device according to claim 23, characterized in that an ejector ( 14 ) with ejector pins ( 15 ) is assigned to the gripper body ( 6 ). 31. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß bewegliche Greifer­ organe (16) wie Hebel od. dgl. in die Greiferflä­ che (7) des Greiferkörpers (6) eingefügt sind. 31. The device according to claim 23, characterized in that movable gripper members ( 16 ) such as levers or the like. In the Greiferflä surface ( 7 ) of the gripper body ( 6 ) are inserted. 32. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Greiferkörper (6) mit wenigstens einer Meßkapillare (17) ver­ sehen ist, der ein Sensor (18) zugeordnet ist.32. Apparatus according to claim 23, characterized in that the gripper body ( 6 ) with at least one measuring capillary ( 17 ) is seen, which is assigned a sensor ( 18 ).
DE19581457A 1994-12-23 1995-12-22 Handling procedure and handling tool e.g. for equipping circuit boards with micro-sized components Expired - Fee Related DE19581457C1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19581457D DE19581457D2 (en) 1994-12-23 1995-12-22 Process for manipulating micro or light components and device for carrying out the process
DE19581457A DE19581457C1 (en) 1994-12-23 1995-12-22 Handling procedure and handling tool e.g. for equipping circuit boards with micro-sized components

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4446489A DE4446489C1 (en) 1994-12-23 1994-12-23 Process for manipulating microcomponents and device for carrying out the process
PCT/DE1995/001865 WO1996020583A1 (en) 1994-12-23 1995-12-22 Process for manipulating microcomponents or lightweight components and device to carry out the process
DE19581457A DE19581457C1 (en) 1994-12-23 1995-12-22 Handling procedure and handling tool e.g. for equipping circuit boards with micro-sized components

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE19581457C1 true DE19581457C1 (en) 1999-04-08

Family

ID=6537041

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE4446489A Expired - Fee Related DE4446489C1 (en) 1994-12-23 1994-12-23 Process for manipulating microcomponents and device for carrying out the process
DE19581457A Expired - Fee Related DE19581457C1 (en) 1994-12-23 1995-12-22 Handling procedure and handling tool e.g. for equipping circuit boards with micro-sized components

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE4446489A Expired - Fee Related DE4446489C1 (en) 1994-12-23 1994-12-23 Process for manipulating microcomponents and device for carrying out the process

Country Status (2)

Country Link
DE (2) DE4446489C1 (en)
WO (1) WO1996020583A1 (en)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005054244A1 (en) * 2005-11-15 2007-05-24 Werner Stehr Gripper for small items e.g. electronic components, has grip-surface with line-structure whereby line structure is meander or annular and grip-surface has point-structure
DE102006036027A1 (en) * 2006-08-02 2008-02-14 Universität Bremen Method for handling sheet material by localized heating to liquid state and applying grips and cooling
EP1951490B1 (en) * 2005-11-09 2011-06-22 Wolfgang Coenen Device and method for dividing up substrates in wafer form by using adhesion forces
US8477500B2 (en) 2010-05-25 2013-07-02 General Electric Company Locking device and method for making the same
WO2014015891A1 (en) * 2012-07-23 2014-01-30 Ismeca Semiconductor Holding Sa A component handling head
WO2015069709A1 (en) * 2013-11-06 2015-05-14 Abb Technology Ag Method and apparatus for using vibration to release parts held by a robotic gripper
EP2881980A1 (en) * 2013-12-06 2015-06-10 Nederlandse Organisatie voor toegepast- natuurwetenschappelijk onderzoek TNO Method and apparatus for assembling a component with a flexible foil, as well as the assembled product
DE102014004723A1 (en) * 2014-04-01 2015-10-01 Festo Ag & Co. Kg Holding device for holding objects
US9826662B2 (en) 2013-12-12 2017-11-21 General Electric Company Reusable phase-change thermal interface structures

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19941661B4 (en) * 1999-09-01 2004-06-17 Graffinity Pharmaceuticals Ag Device and method for picking up and placing
GB2469112A (en) 2009-04-03 2010-10-06 Mapper Lithography Ip Bv Wafer support using controlled capillary liquid layer to hold and release wafer
KR101586984B1 (en) 2009-02-22 2016-01-20 마퍼 리쏘그라피 아이피 비.브이. Preparation unit for lithograpahy machine
TWI514089B (en) 2011-04-28 2015-12-21 Mapper Lithography Ip Bv Apparatus for transferring a substrate in a lithography system
DE102016221281A1 (en) * 2016-10-28 2018-05-03 Osram Opto Semiconductors Gmbh METHOD FOR TRANSFERRING SEMICONDUCTOR CHIPS AND TRANSFER TOOL

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3127120A1 (en) * 1981-07-09 1983-01-27 Philips Patentverwaltung Gmbh, 2000 Hamburg Device for transferring electrical components onto electrical conductor tracks

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2404863A1 (en) * 1974-02-01 1975-08-07 Daimler Benz Ag Separating method for material cut outs - carrying plate with detachable means of adhesion brought into contact with material

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3127120A1 (en) * 1981-07-09 1983-01-27 Philips Patentverwaltung Gmbh, 2000 Hamburg Device for transferring electrical components onto electrical conductor tracks

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
F. HENSCHKE, Greifen mikromechanischer Strukturen mit adhäsiven Hilfsstoffen, In: F & M Mikro- technik, Nr. 102, 9/1994, S. 411-415 *

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1951490B1 (en) * 2005-11-09 2011-06-22 Wolfgang Coenen Device and method for dividing up substrates in wafer form by using adhesion forces
US8043890B2 (en) 2005-11-09 2011-10-25 Wolfgang Coenen Process for separating disk-shaped substrates with the use of adhesive powers
DE102005054244A1 (en) * 2005-11-15 2007-05-24 Werner Stehr Gripper for small items e.g. electronic components, has grip-surface with line-structure whereby line structure is meander or annular and grip-surface has point-structure
DE102005054244B4 (en) * 2005-11-15 2007-10-31 Werner Stehr Gripper for small parts
DE102006036027A1 (en) * 2006-08-02 2008-02-14 Universität Bremen Method for handling sheet material by localized heating to liquid state and applying grips and cooling
US8477500B2 (en) 2010-05-25 2013-07-02 General Electric Company Locking device and method for making the same
WO2014015891A1 (en) * 2012-07-23 2014-01-30 Ismeca Semiconductor Holding Sa A component handling head
WO2015069709A1 (en) * 2013-11-06 2015-05-14 Abb Technology Ag Method and apparatus for using vibration to release parts held by a robotic gripper
US10059008B2 (en) 2013-11-06 2018-08-28 Abb Schweiz Ag Method and apparatus for using vibration to release parts held by a robotic gripper
EP2881980A1 (en) * 2013-12-06 2015-06-10 Nederlandse Organisatie voor toegepast- natuurwetenschappelijk onderzoek TNO Method and apparatus for assembling a component with a flexible foil, as well as the assembled product
WO2015084164A1 (en) 2013-12-06 2015-06-11 Nederlandse Organisatie Voor Toegepast-Natuurwetenschappelijk Onderzoek Tno Method and apparatus for assembling a component with a flexible foil, as well as the assembled product
US9918392B2 (en) 2013-12-06 2018-03-13 Nederlandse Organisatie Voor Toegepast-Natuurwetenschappelijk Onderzoek Tno Method and apparatus for assembling a component with a flexible foil, as well as the assembled product
US9826662B2 (en) 2013-12-12 2017-11-21 General Electric Company Reusable phase-change thermal interface structures
DE102014004723A1 (en) * 2014-04-01 2015-10-01 Festo Ag & Co. Kg Holding device for holding objects
DE102014004723B4 (en) 2014-04-01 2021-12-16 Festo Se & Co. Kg Holding device for holding objects

Also Published As

Publication number Publication date
WO1996020583A1 (en) 1996-07-04
DE4446489C1 (en) 1996-05-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19581457C1 (en) Handling procedure and handling tool e.g. for equipping circuit boards with micro-sized components
DE10114551C1 (en) microgrippers
EP1869701B1 (en) Method and device for transferring a chip to a contact substrate
DE10291877B4 (en) Microswitch and method of manufacturing a microswitch
DE19916960C2 (en) Micro tool and method for manipulating components with this micro tool
DE102014201635B3 (en) Method for arranging electronic components and electronic circuit arrangement
AT412519B (en) METHOD AND DEVICE FOR MOUNTING SEMICONDUCTOR CHIPS
WO2017129171A1 (en) Method and apparatus for removal of a microchip from a wafer and application of the microchip to a substrate
DE102008013753A1 (en) Sample displacement method in charged particle beam apparatus and charged particle beam apparatus and transmission electron microscope sample
DE102009018977A1 (en) Device for aligning and prefixing a wafer
DE102013109879A1 (en) Joining methods, material or phase transformation methods, securing methods, joining means and security system using reactive material systems
DE2049077A1 (en) Process for handling electrical see support connection devices
DE102008050798A1 (en) Method for positioning and fixing e.g. semiconductor chip, on e.g. direct copper Bonding substrate, involves pressing components together such that electrical connection and mechanical fixing of components are obtained
EP0605679A1 (en) Method and device for stacking substrates which are to be joined by bonding
DE19931113A1 (en) Method for applying connecting materials for a connection between a microchip and a substrate, method for producing an electrical and mechanical connection between a microchip and a substrate and use of a printhead which works according to the ink printing principle
DE102007060796A1 (en) Holder for a micropipette
DE102018120881B4 (en) Component and method for manufacturing a component
EP0224747A1 (en) Process and apparatus for mounting micropackages on substrates
WO1991018490A1 (en) Process and device for positionally precise soldering of parts to be soldered on a supporting plate
DE102017120210A1 (en) A method of making a layer follower and a lay-follower for making a dielectric elastomer transducer
DE102007021269B4 (en) Surface mount device repair soldering head and method of operation
DE10332573B4 (en) Method for producing solder contacts on components
DE102022211313A1 (en) Dosing module with operating window
DE102019135499B3 (en) Release element, release unit and method for releasing a semiconductor layer from a substrate
DE19752582C2 (en) Detachment device for micro components

Legal Events

Date Code Title Description
8339 Ceased/non-payment of the annual fee