JP2006073873A - 電子部品実装方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 加熱溶融して接合する突起電極を狭ピッチで配列された電子部品の実装において、突起電極の融点が高くかつ均一な溶融が困難に材質であっても、高精度にかつダメージを与える恐れなく、高い接合信頼性をもって実装することができる電子部品実装方法及び装置を提供する。
【解決手段】 複数の突起電極を有する電子部品を実装ヘッドにて保持し、複数の基板電極を有する基板を実装ステージ上に保持する工程と、実装ヘッドを移動させて突起電極と基板電極の位置合わせを行った後実装ヘッドを下降動作させて突起電極を基板電極に当接させる工程と、電子部品を加熱して突起電極を溶融させる工程と、突起電極の溶融後冷却して両電極を接合する工程とを有する電子部品実装方法において、突起電極と基板電極の当接荷重を検出する工程と、加熱後の溶融による当接荷重の無荷重化を検出した後所定時間電子部品と基板の間で水平方向に相対変位する振動を付与するスクラブ工程とを有する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、実装ヘッドにて保持した電子部品を実装ステージ上に保持された基板にフリップチップ実装する電子部品実装方法及び装置に関するものである。

ノートパソコンや携帯電話機などの携帯情報機器の軽量化、薄型化、高機能化の著しい進展を支える技術の１つとして高密度実装技術を挙げることができる。ＩＣチップは高密度集積化の進展と共に外部接続端子となる電極の数が増加し、微細な配列間隔で形成されており、このＩＣチップを基板上に形成された電極に短絡や接続不良を発生させることなく実装するためには高密度実装技術が不可欠である。その代表的工法としてフリップチップ実装工法が知られている。さらに、電極の配列間隔が狭ピッチに形成されたＩＣチップを基板に実装する技術として、実装時にＩＣチップを加熱してその半田電極をリフローさせるローカルリフロー半田接合工法を用いた電子部品実装方法及びその装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

上記従来の電子部品実装装置は、図６に示すように、昇降駆動手段１２１により昇降動作する装着ヘッド１０３の先端に設けられた吸着ノズル１１１によりＩＣチップ１０１を吸着保持し、装着ヘッド１０３を下降させてＩＣチップを基板上に装着し、吸着ノズル１１１の背面に設けられたセラミックヒータ１１７によりＩＣチップ１０１を加熱し、ＩＣチップ１０１に半田バンプとして形成された突起電極を溶融させて基板上に形成された基板電極に溶融接合させた後、ブローノズル１１９から冷却風を吹き付けて接合された突起電極を固化させ、吸着ノズル１１１による吸着を解除して装着ヘッド１０３を上昇させることによりＩＣチップを基板に実装するように構成されている。

図７は、上記電子部品実装装置によりＩＣチップ１０１を基板１０４に実装する手順を順を追って示すものである。図７（ａ）に示すように、複数の電極１０１ａにそれぞれ半田バンプ１０１ｂが形成されたＩＣチップ１０１を吸着ノズル１１１により吸着保持し、装着ヘッド１０３を基板１０４上に移動させ、ＩＣチップ１０１が基板１０４上の所定位置に位置するように位置決めする。次いで、図７（ｂ）に示すように、装着ヘッド１０３を下降動作させてＩＣチップ１０１に形成された各半田バンプ１０１ｂを基板１０４に形成された各パッド（基板電極）１０４ａ上に予め供給されている予備半田１０２に当接させる。次に、図７（ｃ）に示すように、セラミックヒータ１１７により吸着ノズル１１１を介してＩＣチップ１０１を半田バンプ１０１ｂ及び予備半田１０２を形成する半田の融点以上の温度に加熱して、半田バンプ１０１ｂ及び予備半田１０２を溶融させる。次に、図７（ｄ）に示すように、セラミックヒータ１１７による加熱を停止し、溶融状態の半田にブローノズル１１９から冷却風を吹き付けて強制冷却して半田を固化させることにより、ＩＣチップ１０１の電極１０１ａと基板１０４のパッド１０４ａとを接合する。その後に、吸着ノズル１１１によるＩＣチップ１０１の吸着を解除し、装着ヘッド１０３を上昇動作させることにより、図７（ｅ）に示すように、ＩＣチップ１０１は基板１０４上に実装される。

この実装方法によれば、半田の溶融中に吸着ノズル１１１によるＩＣチップ１０１の吸着を解除するのではなく、装着ヘッド１０３にてＩＣチップ１０１の電極１０１ａと基板１０４のパッド１０４ａの位置を一致させた状態で半田を固化させた後に吸着を解除することで、真空破壊ブローにより接合位置に位置ずれを発生させることがなく、狭ピッチに配列形成されている電極間の短絡や接続不良等の接合不良を発生させることなく狭ピッチに電極配列されたＩＣチップ１０１を安定して実装することができる。
特開２００３−３１９９３号公報

ところで、電子部品における回路配線ピッチがナノオーダーまで精細化するのに伴って層間絶縁膜に低誘電率の物質が用いられるようになるとともに、その低誘電率の物質は強度が小さいため、接合時に大きな荷重が負荷されると亀裂が発生して電子部品が破損する恐れがある。そのため、電子部品の突起電極として金バンプを用いずに半田バンプを用いて加熱溶融接合する上記実装方法は好適であり、さらに半田バンプの鉛フリー化により半田の融点が上昇しているので、電子部品を装着した基板を一括してリフロー炉に投入して半田をリフローさせると、基板の反り等が発生してしまうため、上記ローカルリフローによる接合方法が好適である。

しかし、半田バンプを鉛フリーにしつつ、融点の低温化、コストダウン並びに接合性の向上を図るため、半田にＢｉやＩｎなどが添加されると、材料によっては均一に溶融しないため、接合信頼性が低下するという問題があり、また実装ヘッドや実装ステージの温度の微妙なばらつきによって半田溶融・硬化のタイミングが変化したり、半田表面に発生した酸化膜によって半田の濡れ性が悪くなる箇所が発生したりし、接合が不安定になるという問題もある。

なお、半田バンプの溶融工程時に実装ヘッドを上下方向又は横方向に微小に振動動作させることで半田の濡れ性を向上させ、接合品質を良好にすることは, 上記特許文献１（段落［０１０３］）に記載されているが、振動動作させるタイミングを含めて具体的な動作制御についての説明がなく、またその振動動作の動作量が−９９から９９μｍ、動作回数が０〜２００、速度が０．１〜９．９ｓｅｃ程度とされている。そのため、半田バンプが十分に溶融していない状態で振動動作をさせた場合、低誘電率の物質を有する電子部品にダメージを与えたり、電子部品と基板がともに半田バンプを有し、その半田バンプのピッチが５０〜２００μｍというような狭ピッチの場合に、半田バンプ同士を接合して実装する際には、大きな位置ずれを生じてしまうという問題がある。また、上記のような振動動作では鉛フリー半田から成る半田バンプの均一な溶融、溶融・硬化のタイミングの一致、酸化膜の粉砕分散作用などは期待できず、信頼性高い接合を確保することはできないという問題がある。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、加熱溶融して接合する突起電極が狭ピッチで配列された電子部品の実装において、突起電極の融点が高くかつ均一な溶融が困難な材質であっても、高精度にかつダメージを与える恐れなく、高い接合信頼性をもって実装することができる電子部品実装方法及び装置を提供することを目的とする。

本発明の電子部品実装方法は、複数の突起電極を有する電子部品を実装ヘッドにて保持し、複数の基板電極を有する基板を実装ステージ上に保持する工程と、実装ヘッドを移動させて突起電極と基板電極の位置合わせを行った後実装ヘッドを下降動作させて突起電極を基板電極に当接させる工程と、電子部品を加熱して突起電極を溶融させる工程と、突起電極の溶融後冷却して両電極を接合する工程とを有する電子部品実装方法において、突起電極と基板電極の当接荷重を検出する工程と、加熱後の溶融による当接荷重の無荷重化を検出した後所定時間電子部品と基板の間で水平方向に相対変位する振動を付与するスクラブ工程とを有するものである。

この構成によれば、突起電極や基板電極の電極材料の融点が高くかつコストダウンや低温化並びに接合性の向上のために均一に溶融し難い材料が含まれていても、また多少の温度ばらつきがあっても、検出荷重が無荷重になって突起電極がほぼ完全に溶融した後にスクラブ（振動による攪拌）させることで、溶融した電極材料を円滑に攪拌して均一に溶融させることができ、溶融・硬化のタイミングを安定的に均一化でき、また電極材料表面の酸化膜が微細に破砕されて溶融した電極材料内に分散されるため、大きな酸化膜片の介在によって接合部に欠陥を生じる恐れを無くすことができ、その結果高い接合信頼性をもって実装でき、また十分に溶融しない状態で振動を付与することで突起電極に位置ずれを発生させて精度の良い接合ができなかったり、電子部品にダメージを与える恐れもなく実装することができる。

また、突起電極を基板電極に当接させた後突起電極の加熱溶融工程で、実装ヘッドの高さを実装ヘッド及び実装ステージの熱膨張量を補正するように位置制御すると、熱膨張の影響を受けずに電子部品と基板の間の間隔を一定にでき、上記スクラブ工程の作用を安定化しその効果を確実に発揮させることができる。

また、加熱停止後の冷却工程で、実装ヘッドの高さを実装ヘッド及び実装ステージの熱収縮量補正するように位置制御すると、電極材料の硬化工程でも電子部品と基板の間の間隔が一定に維持されることで、電極材料が硬化して形成される両電極の接合部分に界面が発生したり、オープン状態が発生したりすることがなく、適正な形状に形成されて電気抵抗の増加や導通不良などが生じることが防止される。

また、突起電極と基板電極がともに半田バンプから成る場合には、上記のスクラブによる作用効果が特に顕著に発揮される。

また、スクラブ工程において、４０ｋＨｚ〜１１０ｋＨｚ、振幅０．５〜５．０μｍの超音波振動を付与すると、突起電極の狭ピッチ化に伴って突起電極の径が微小になっても、小さな振幅で確実に溶融した電極材料を攪拌して上記作用効果を奏することができる。また、上記のように突起電極と基板電極がともに半田バンプから成る場合には両電極が位置ずれした状態で接合されることで接合不良が発生するのを確実に防止できて効果的である。

また、本発明の電子部品実装装置は、複数の突起電極を有する電子部品を実装ヘッドにて保持し、複数の基板電極を有する基板を実装ステージ上に保持し、実装ヘッドを移動させて突起電極と基板電極の位置合わせを行った後実装ヘッドを下降動作させて突起電極を基板電極に当接させ、電子部品を加熱して突起電極を溶融させた後冷却して両電極を接合する電子部品実装装置において、実装ヘッドを昇降動作させてその高さ位置を調整する高さ位置調整手段と、突起電極と基板電極の当接荷重を検出する荷重検出手段と、電子部品と基板の間で水平方向に相対変位する振動を付与するスクラブ付与手段と、加熱後の溶融による当接荷重の無荷重化を検出した後所定時間スクラブ付与手段を動作させる制御手段とを備えたものであり、上記電子部品実装方法を実施してその作用効果を奏することができる。

また、制御手段が、荷重検出手段による所定の当接荷重の検出にて突起電極と基板電極の当接状態を検出し、当接状態の検出後実装ヘッドの高さ位置を高さ位置調整手段にて位置制御すると、突起電極と基板電極の当接後両者の間隔を適正に保持した状態で、これら電極の電極材料を加熱溶融させ、スクラブを付与し、その後冷却硬化させることができるので、適正な接合部を形成することができる。

また、制御手段が、突起電極を基板電極に当接させた後突起電極の加熱溶融工程で、実装ヘッド及び実装ステージの熱膨張量を補正するように高さ位置調整手段を制御すると、熱膨張の影響を受けずに電子部品と基板の間の間隔を一定にでき、上記スクラブ工程の作用を安定化しその効果を確実に発揮させることができる。

また、制御手段が、加熱停止後の冷却工程で、実装ヘッドの高さを実装ヘッド及び実装ステージの熱収縮量を補正するように高さ位置調整手段を制御すると、電極材料の硬化工程でも電子部品と基板の間の間隔が一定に維持されることで、電極材料が硬化して形成される両電極の接合部分に界面が発生したり、オープン状態が発生したりすることがなく、適正な形状に形成されて電気抵抗の増加や導通不良などが生じるのを防止できる。

また、スクラブ付与手段は、４０ｋＨｚ〜１１０ｋＨｚ、振幅０．５〜５．０μｍの超音波振動付与手段から成るのが好適である。そうすると、突起電極の狭ピッチ化に伴って突起電極の径が微小になっても、小さな振幅で確実に溶融した電極材料を攪拌して上記作用効果を奏することができる。

本発明の電子部品実装方法及び装置によれば、突起電極や基板電極の電極材料の融点が高くかつコストダウンや低温化並びに接合性の向上のために均一に溶融し難い材料が含まれていても、突起電極がほぼ完全に溶融した後にスクラブさせることで、溶融した電極材料を円滑に攪拌して均一に溶融させることができ、また電極材料表面の酸化膜が微細に破砕されて溶融した電極材料内に分散され、酸化膜片の介在によって接合部に欠陥を生じる恐れを無くすことができ、その結果高い接合信頼性をもって実装することができる。

以下、本発明の電子部品実装方法及び装置の一実施形態について、図１〜図５を参照しながら説明する。尚、電子部品を実装する対象物を基板としているが、それは回路基板だけでなく、ＩＣチップ上にＩＣチップを実装するチップオンチップの場合では実装対象となるＩＣチップを基板とする。

図１は、本実施形態に係る電子部品実装装置の要部構成、特に吸着ノズル１１によりＩＣチップから成る電子部品１を吸着保持して実装ステージ２５上に保持された基板４に実装する実装ヘッド３の要部構成を示している。実装ステージ２５には、基板４を吸着保持する基板保持ノズル２５ａと、基板４を予備加熱するヒータ２５ｂとが設けられ、さらに実装ステージ２５に超音波振動を付与する超音波振動付与手段２６が装備されている。

実装ヘッド３は、実装ヘッド本体３ｂの下端部に実装ツール３ａを取り付けて構成されている。実装ツール３ａは、吸着保持する電子部品１に対応する形状寸法に形成された吸着ノズル１１と、この吸着ノズル１１に吸着保持された電子部品１を加熱するセラミックヒータ１２と、このセラミックヒータ１２の熱が実装ヘッド本体３ｂに伝熱しないように熱遮断する断熱部１３と、加熱された電子部品１に冷却風を吹き付けるブローノズル１９と、これらの構成物を支持する支持軸１７とを備えて構成されている。なお、実装ステージ２５側に配設した超音波振動付与手段を、実装ツール３ａに配設して吸着ノズル１１を介して電子部品１に超音波振動を付与するようにしても良く、両方に配設しても良い。

実装ヘッド本体３ｂは、実装ツール３ａを垂下状態に支持するフレーム１６と、吸着ノズル１１によって吸着保持された電子部品１の基板４に対する接触荷重を検出するロードセル１４とを備え、フレーム１６に設けられた上部フレーム１６ａと支持軸１７の上下動を案内する下部フレーム１６ｂとをつなぐ中間フレーム１６ｃには、その上下にナット部２１ｂが設けられており、それに螺合するボールネジ軸２１ａが嵌挿されて昇降駆動部２１が構成されている。ボールネジ軸２１ａが昇降駆動モータ２１ｃによって回転駆動されることにより、実装ヘッド３を昇降移動させることができる。このボールネジを用いた昇降駆動構造により、実装ヘッド３を微小量で昇降移動させる制御が容易となる。実装ツール３ａの中心軸は昇降駆動部２１による昇降動作軸と平行になっており、実装ツール３ａは昇降駆動部２１により高精度に昇降制御することができる。

ロードセル１４は、抵抗線歪み計を利用した荷重測定器の一種であって、実装ヘッド３の下降動作により、その先端部に取り付けられた吸着ノズル１１が吸着保持する電子部品１の半田バンプ１ａが基板４の電極パッド（図示せず）上に設けられた基板電極としての半田バンプ４ａに接触したとき（図２（ｃ）参照）、実装ツール３ａを構成する支持軸１７の上端がロードセル１４の荷重検出面を押し上げるので、荷重はロードセル１４を構成する弾性体の歪みとして検出され、それを抵抗線歪み計の歪み量として電気的変換することにより、電気信号としての荷重が出力されるように構成されている。

上記構成になる実装ヘッド３は図示しないＸＹロボットにより水平方向に移動するように構成されている。かくして、実装ヘッド３は部品供給位置に移動して昇降動作により部品供給位置に供給されている電子部品１を吸着ノズル１１によって吸着保持し、水平移動により部品実装位置に移動し、部品実装位置に設けられている実装ステージ２５上に供給されている基板４に電子部品１を実装する実装動作を行うことができる。

図１において、６は制御手段で、実装ヘッド３や実装ステージ２５の全体的な動作制御を行うとともに、ロードセル１４とセラミックヒータ１２の温度検出部による検出信号が入力され、吸着ノズル１１と、セラミックヒータ１２と、ブローノズル１９と、昇降駆動モータ２１ｃと、超音波振動付与手段２６の動作制御を行う。

次に、以上の構成の実装ヘッド３を用いて電子部品１を基板４に実装する実装動作とその制御について、図２〜図４を参照して説明する。

図示しないＸＹロボットにより部品供給位置に移動して吸着ノズル１１により電子部品１を吸着保持した装着ヘッド３はＸＹロボットにより部品実装位置に移動し、図２（ａ）に示すように、同時認識カメラ８にて電子部品１と基板４を同時に画像認識し、その認識結果に応じて実装ヘッド３の位置補正を行うことにより、図２（ｂ）に示すように、基板４に対する実装位置の上方に電子部品１が位置するように位置決めする。その後昇降駆動部２１により実装ヘッド３の下降動作を開始する（ステップＳ１）。電子部品１の半田バンプ１ａが基板４の半田バンプ４ａに当接し、ロードセル１４により検出される当接荷重が所定荷重になるまで、この実装ヘッド３の下降動作を継続する（ステップＳ２）。所定の当接荷重を検出すると、実装ヘッド３の下降動作を停止させ、図２（ｃ）に示すように、その高さ位置に位置決めして保持する（ステップＳ３）。

このようにして電子部品１を基板４に対して所定荷重で当接させた後、実装ヘッド３の高さ位置を保持した状態にして、セラミックヒータ１２による加熱制御を行う（ステップＳ４）。なお、セラミックヒータ１２には吸着ノズル１１に電子部品１を吸着保持した所定時間後から通電され、電子部品１の半田バンプ１ａが溶融しない、例えば２００〜３００℃程度に設定された所定温度になるように電子部品１が予備加熱され、実装ステージ２５に保持された基板４に対しても基板ヒータ２５ｂにより基板４の半田バンプ４ａが溶融しない、例えば１５０〜２００℃程度に設定された所定温度になるように予備加熱がなされる。

セラミックヒータ１２による加熱工程により電子部品１の温度が逐次上昇するが、それに伴って吸着ノズル１１などに熱膨張が生じ、熱膨張は装着ヘッド３による吸着ノズル１１の高さ位置に変化を来たすことになる。そこで、図２（ｄ）に示すように、予め分かっている熱膨張量が補正されるように、装着ヘッド３を矢印ａの如く逐次補正上昇させる（ステップＳ５）。セラミックヒータ１２による加熱により電子部品１の温度が半田バンプ１ａが溶融する、例えば２３０℃以上の所定温度に到達すると（ステップＳ６）、その温度を保持するようにセラミックヒータ１２の加熱制御を行う。また、それと同時に吸着ノズル１１などに対する熱影響は遅れて現われ、熱膨張が継続するので装着ヘッド３の如く逐次補正上昇を継続する（ステップＳ７）。

また、上記ステップＳ４〜ステップＳ６の温度上昇過程において、ロードセル１４により検出される荷重をチェックし、半田バンプ１ａ、４ａの溶融により検出荷重が無荷重となったか否かの判定を行い（ステップＳ８）、無荷重を検出すると、図２（ｅ）に示すように、矢印ｂの如く、スクラブ動作を開始する（ステップＳ９）。このスクラブ動作を、ステップＳ７の温度保持期間以内に設定された所定時間継続した後（ステップＳ１０）、ステップＳ７にリターンする。

スクラブ動作は、実装ステージ２５に装備された超音波振動付与手段２６にて、４０ｋＨｚ〜１１０ｋＨｚ、振幅０．５〜５．０μｍで実装ステージ２５を水平方向に往復振動動作させることによって行う。このスクラブ動作によって、溶融した半田が円滑に攪拌されることにより、半田合金が確実に均一化され、コストダウンや低温化並びに接合性の向上のために均一に溶融し難いＢｉ、Ｉｎなどを添加した鉛フリー半田を用いても、均一に溶融させることができ、溶融・硬化のタイミングを安定的に均一化できて接合信頼性を確保することができる。また、半田パンプ１ａ、４ａの表面の酸化膜が微細に破砕されて溶融半田内に分散されるため、大きな酸化膜片の介在によって接合半田に欠陥を生じる恐れを無くすことができ、またフラックス無しでのリフローが可能となってリフロー後の洗浄工程を省略でき、工程の削減により生産性を向上することもできる。

また、スクラブ動作のパターンは、図５（ａ）のように一方向（Ｙ方向）の往復動作パターン、或いは図５（ｂ）のようにＹ方向とは直交するＸ方向の往復動作パターン、図５（ｃ）のようにＸ方向とＹ方向の往復動作の繰り返し動作パターン、図５（ｄ）のようにＸ方向とＹ方向の半ピッチ往復動作を交互に繰り返す動作パターンなど、各種動作パターンを適用することができる。また、上記説明では、実装ステージ２５を動作させる例を説明したが、実装ヘッド３に超音波振動付与手段を装備させて吸着ノズル１１を動作させるようにしても、実装ステージ２５と実装ヘッド３の吸着ノズル１１を共に動作させるようにしても良い。

その後、ステップＳ７の温度保持制御を所定時間継続することで（ステップＳ１１）、半田バンプ１ａ、４ａが完全にかつ均一に溶融されて半田接合部１０が形成されると、加熱を停止すると共に、冷却ブローを開始する（ステップＳ１２）。冷却ブローは、ブローノズル１９から電子部品１に冷風が吹き付けることによってなされる。なお、冷却は冷却風の吹き付けによらず、自然冷却であってもよい。また、この冷却により熱膨張していた装着ヘッド３側及び実装ステージ２５側に収縮が生じ、電子部品１と基板４との間が所定間隔から離れるようになるので、それを補正するため、図２（ｆ）に示す矢印ｃ如く、加熱停止及び冷却ブロー開始後の所定時間後のタイミングで装着ヘッド３の逐次補正下降動作が行われ、電子部品１と基板４とを所定間隔で対面させる動作制御が実行される。

その後、半田バンプ１ａと４ａの半田が融合した半田接合部１０が固化する凝固点以下の温度に所定時間保持するとともに、ロードセル１４にて半田接合部１０に作用している引き剥がし方向又は加圧方向の荷重を検出し、その荷重を検出しないように実装ヘッド３の高さ位置補正動作を実行し（ステップＳ１３）、その状態で所定時間経過させる（ステップＳ１４）。これにより半田接合部１０が固化する途上で引き剥がし方向の力が作用して接合部分に界面が発生したり、オープン状態が発生したりすることがなく、また半田接合部１０が押しつぶされることなく適正な形状に形成され、電気抵抗の増加や導通不良などが生じることが防止される。

こうして接合が確実になされる所定時間が経過した後、吸着ノズル１１による電子部品１の吸着を解除し（ステップＳ１５）、装着ヘッド３を上昇させることにより（ステップＳ１６）、電子部品１は基板４が実装される。

以上の動作制御による実装ヘッド３高さと、ロードセル１４の検出荷重と、セラミックヒータ１２の温度の変化と、スクラブ動作のタイミングを図４に示している。

本発明の電子部品実装方法及び装置によれば、突起電極や基板電極の電極材料がほぼ完全に溶融した後にスクラブさせることで、電極材料を円滑に攪拌して均一に溶融させることができ、また電極材料表面の酸化膜が微細に破砕されて溶融した電極材料内に分散され、酸化膜片の介在によって接合部に欠陥を生じる恐れが無く、高い接合信頼性をもって実装することができるため、各種電子部品の実装、特に融点が高くかつコストダウンや低温化並びに接合性の向上のために均一に溶融し難い材料が含まれている電極材料からなる狭ピッチの突起電極を有する電子部品の実装に有効に利用できる。

本発明の一実施形態の電子部品実装装置の要部構成を示す断面図。 同実施形態における実装動作工程を示す断面図。 同実施形態における実装動作制御のフロー図。 同実施形態における実装動作のタイミングチャート。 同実施形態におけるスクラブ動作パターンの説明図。 従来例の電子部品実装装置の要部構成を示す断面図。 従来例における実装動作工程を示す断面図。

符号の説明

１ 電子部品
１ａ 半田バンプ（突起電極）
３ 実装ヘッド
４ 基板
４ａ 半田バンプ（基板電極）
６ 制御手段
１０ 半田接合部
１２ セラミックヒータ（加熱手段）
１４ ロードセル（荷重検出手段）
２１ 昇降駆動部（高さ位置調整手段）
２５ 実装ステージ
２６ 超音波振動付与手段

Claims (10)

1. 複数の突起電極を有する電子部品を実装ヘッドにて保持し、複数の基板電極を有する基板を実装ステージ上に保持する工程と、実装ヘッドを移動させて突起電極と基板電極の位置合わせを行った後実装ヘッドを下降動作させて突起電極を基板電極に当接させる工程と、電子部品を加熱して突起電極を溶融させる工程と、突起電極の溶融後冷却して両電極を接合する工程とを有する電子部品実装方法において、突起電極と基板電極の当接荷重を検出する工程と、加熱後の溶融による当接荷重の無荷重化を検出した後所定時間電子部品と基板の間で水平方向に相対変位する振動を付与するスクラブ工程とを有することを特徴とする電子部品実装方法。
2. 突起電極を基板電極に当接させた後突起電極の加熱溶融工程で、実装ヘッドの高さを実装ヘッド及び実装ステージの熱膨張量を補正するように位置制御することを特徴とする請求項１記載の電子部品実装方法。
3. 加熱停止後の冷却工程で、実装ヘッドの高さを実装ヘッド及び実装ステージの熱収縮量補正するように位置制御することを特徴とする請求項１又は２記載の電子部品実装方法。
4. 突起電極と基板電極がともに半田バンプから成ることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の電子部品実装方法。
5. スクラブ工程において、４０ｋＨｚ〜１１０ｋＨｚ、振幅０．５〜５．０μｍの超音波振動を付与することを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の電子部品実装方法。
6. 複数の突起電極を有する電子部品を実装ヘッドにて保持し、複数の基板電極を有する基板を実装ステージ上に保持し、実装ヘッドを移動させて突起電極と基板電極の位置合わせを行った後実装ヘッドを下降動作させて突起電極を基板電極に当接させ、電子部品を加熱して突起電極を溶融させた後冷却して両電極を接合する電子部品実装装置において、実装ヘッドを昇降動作させてその高さ位置を調整する高さ位置調整手段と、突起電極と基板電極の当接荷重を検出する荷重検出手段と、電子部品と基板の間で水平方向に相対変位する振動を付与するスクラブ付与手段と、加熱後の溶融による当接荷重の無荷重化を検出した後所定時間スクラブ付与手段を動作させる制御手段とを備えたことを特徴とする電子部品実装装置。
7. 制御手段は、荷重検出手段による所定の当接荷重の検出にて突起電極と基板電極の当接状態を検出し、当接状態の検出後実装ヘッドの高さ位置を高さ位置調整手段にて位置制御することを特徴とする請求項６記載の電子部品実装装置。
8. 制御手段は、突起電極を基板電極に当接させた後突起電極の加熱溶融工程で、実装ヘッド及び実装ステージの熱膨張量を補正するように高さ位置調整手段を制御することを特徴とする請求項７記載の電子部品実装装置。
9. 制御手段は、加熱停止後の冷却工程で、実装ヘッドの高さを実装ヘッド及び実装ステージの熱収縮量を補正するように高さ位置調整手段を制御することを特徴とする請求項７又は８記載の電子部品実装装置。
10. スクラブ付与手段は、４０ｋＨｚ〜１１０ｋＨｚ、振幅０．５〜５．０μｍの超音波振動付与手段から成ることを特徴とする請求項６〜９の何れかに記載の電子部品実装装置。

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