CN101611485B - 电子部件的安装装置 - Google Patents

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Abstract

一种电子部件的安装装置，由音圈电动机(22)沿上升方对可动体(16)施力，并在使设置在可动体上的轴部件(19)的上端与支承体(11)抵接的状态下，由驱动源(2)使支承体下降，由此通过第1压接力将半导体芯片(25)安装到基板(27)上，在基于设置在轴部件(19)的凸缘(21)的可动体相对支承体的卡合保持状态被解除的状态下，通过由音圈电动机向可动体付与下降方向的施加力，以比第1压接力小的第2压接力将半导体芯片安装到基板上。

Description

电子部件的安装装置
技术领域
本发明涉及一种电子部件的安装装置，能够以不同的压接载荷将电子部件安装到基板上。
背景技术
在将作为电子部件的半导体芯片安装到基板上的倒装片方式的安装装置中，将由拾取工具从芯片供给部拾取的上述半导体芯片通过传递工具接收，并通过该传递工具向上述安装装置的安装工具传递。以接收了半导体芯片的安装工具位于基板的安装位置的上方的方式在X、Y方向定位后，沿Z方向下方被驱动，并且将上述半导体芯片安装到基板上。
半导体芯片通过上述基板上的胶状的粘接剂或各向异性导电部件或焊锡凸块(solder bump)等连接部件被安装到上述基板上。为此，使半导体芯片安装到基板上时的压接载荷根据连接部件的种类或半导体芯片的大小等改变。
具体地讲，半导体芯片的压接是在几十克至几百克的比较低的载荷到几公斤至几十公斤的高载荷下进行的。
所以，对于安装装置，为了根据将半导体芯片安装到基板上时使用的连接部件的种类而使安装时的压接载荷能够变为低载荷或高载荷，开发了专利文件1所示的安装装置。
专利文件1所示的安装装置为，具有由第1按压力付与机构上下驱动的升降块，在该升降块上沿上下方向可滑动地设置有压接块，并通过弹簧弹性地被保持。
在上述压接块上沿上下方向可滑动地设置有压接工具(安装工具)，该压接工具由第2按压力付与机构沿下降方向可驱动。在上述压接块上设置有气缸等驱动部，该气缸相对上述压接块进退驱动固定销。沿前进方向驱动固定销时，该固定销与形成在上述压接工具上的卡合孔卡合。
由此，压接工具与压接块被一体地结合，因此，能够通过基于驱动上述升降块的上述第1按压力付与机构的第1压接力(高载荷)将保持在该压接工具的半导体芯片安装到基板上。
若将由上述驱动部沿后退方向驱动上述固定销并解除与压接工具之间的卡合时，则该能够将压接工具以比上述第1压接力小的、基于上述第2按压力付与机构的第2压接力(低载荷)安装到基板上。
专利文献1：日本特开2002-43336
根据上述构成的安装装置，能够根据连接部件的种类以不同的压接载荷可靠地将半导体芯片安装到基板上。然而，为了变更半导体芯片的压接载荷而不得不由驱动部使固定销进退驱动，并将压接工具与压接块一体地固定。即，不得不在设置了压接工具的前端部分设置驱动部，因此会导致部件件数的增多或由此而导致结构的复杂化。
发明内容
本发明提供一种电子部件的安装装置，能够以简单的构成容易地进行将电子部件安装到基板上时的压接载荷的变更。
为了解决上述课题，本发明提供一种电子部件的安装装置，改变压接载荷而将电子部件安装到基板上，其特征在于，具有：
第1压接载荷付与机构；
支承体，通过该第1压接载荷付与机构沿上下方向被驱动；
可动体，被该支承体沿上下方向能够位移地支承，且下端设置有保持上述电子部件的安装工具；
保持机构，将该可动体在预定的位置不能够下降地卡合保持在上述支承体上；
压接部，设置在上述可动体上，且在该可动体相对上述支承体在相对的上升方向进行了预定量以上位移时，压接在上述支承体上而限制上述可动体的上升；以及
第2压接载荷付与机构，沿上升方向以及下降方向有选择地驱动上述支承体，
在由上述第2压接载荷付与机构对上述可动体向上升方向施力、上述压接部抵接在上述支承体上的状态下，由上述第1压接载荷付与机构使上述支承体下降，由此，以第1压接力将上述电子部件安装到上述基板上；
在基于上述保持机构的上述可动体相对上述支承体的卡合保持状态被解除的状态下，由上述第2压接载荷付与机构对上述可动体付与下降方向的施加力，由此，以比上述第1压接力小的第2压接力将上述电子部件安装到上述基板上。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式的安装装置的概略构成图。
图2A是以高载荷将半导体芯片安装到基板上时的说明图。
图2B是以相同的低载荷进行安装时的说明图。
图3是表示本发明的第2实施方式的安装装置的概略构成图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
图1和图2A、图2B表示本发明的第1实施方式，图1是表示安装装置的概略构成。上述安装装置具有框架1。作为第1压接载荷付与机构的驱动源2被设置在该框架1的上面，并使其输出轴3从上述框架1的下面突出地。
在上述输出轴3上连接有作为驱动轴的螺旋轴4的上端。由设置在垂设于上述框架1的下面的L字状的托架5的水平片的上面的轴承6可旋转地支持该螺旋轴4的下端。
上述螺旋轴4与形成在块8上的螺纹部(未图示)螺合。该块8被连接固定在连接部件9的上端部。该连接部件9的下端部的一侧面与上述托架5的水平片的前端面可滑动地接触，下端与倒L字状的支承体11的水平片11a的上面连接固定。
在上述支承体11的垂直片11b的内面的中途部，水平地设置有支承片12，在该支承片12上，使中心与上述螺旋轴4的轴线O1一致地形成通孔13。在该通孔13的周边部形成有凹状的台阶部14。
在上述支承体11的垂直片11b的上述支承片12的下侧的内面，在上下方向设置有直线导轨15。在该直线导轨15上，使可动体16与设置在侧面的承接部件17可滑动地卡合，并使该轴线O2与上述螺旋轴4的轴线O1沿上下方向一致地设置。
在上述可动体16的下端面设置有安装工具18，在上端面设置有构成压接部的轴部件19。相对上述可动体16的轴线O2，使上述安装工具18和轴部件19轴线一致地设置。上述轴部件19插通到上述通孔13内，在从上述支承片12的上面侧突出的部分，设置有作为卡合在上述台阶部14上的卡合片的凸缘21。即，凸缘21以轴部件19的轴线为中心对称地形成。并且，上述凸缘21和上述台阶部14通过这些卡合构成将上述可动体16保持在下降位置上的保持机构。
上述可动体16通过构成第2压接载荷付与机构的音圈电动机22沿上升方向及下降方向被驱动。上述音圈电动机22由设置在上述支承片12的上面的环状线圈22a和设置在上述轴部件19上的同样的环状磁铁22b构成，并通过控制流入到上述线圈22a的电流沿上下方向驱动上述可动体16。
即，设置有磁铁22b的轴部件19插通到上述线圈22a内。由此，音圈电动机22能够通过轴部件19沿上升方向或下降方向有选择地驱动上述可动体16。
与上述支承体11的水平片11a的内面的上述轴部件19的上端面对应的部位上设置有载荷传感器23。上述支承体11通过上述驱动源2经由螺旋轴4沿下降方向被驱动。当沿下降方向驱动上述支承体11，吸附保持在上述安装工具18的下端的作为电子部件的半导体芯片25与载置在台26的导引框架等基板27抵接时，上述可动体16相对地上升。
如图2A所示，当上述可动体16相对支承体11相对地以预定量上升时，由设置在上述可动体16上的轴部件19的上端面按压上述载荷传感器23。载荷传感器23的输出值根据由轴部件19所按压的强度而变化。
在设置于上述支承体11上的支承片12的前端设置有间隙传感器28。该间隙传感器28的前端与设置在上述可动体16上的标29相对。间隙传感器28测量与标29之间的间隔。
由此，当支承体11下降，保持在安装工具18上的半导体芯片25与基板27相接，可动体16相对支承体11相对地沿上升方向位移时，间隙传感器28与标29之间的间隔变化，从间隙传感器28的输出也变化，由此，能够检测半导体芯片25与基板27相接的时刻。
这时，若控制流入到音圈电动机22的电流值，则对安装工具18沿下降方向施加的施加力变化，因此能够改变将半导体芯片25安装到基板27上的压接力。
接着，对由上述构成的安装装置将半导体芯片25安装到基板27上时的动作进行说明。如图1所示那样，安装工具接受了半导体芯片25时，可动体16成为设置在轴部件19的凸缘21与形成在支承体11的支承片12的通孔13的周边部的台阶部14卡合了的状态。这时的可动体16相对支承体11位于下降极限的位置上。
上述凸缘21相对轴部件19为轴对称，即，遍及外周的全周被设置。为此，可动体16的轴线O2相对垂直线不倾斜地被保持在支承体11上。
对于将被安装工具18接收的半导体芯片25安装到基板27上，首先使驱动源2动作并使螺旋轴4旋转，并且通过块8使支承体11下降。可动体16与支承体11的下降连动。接着，当保持在可动体16的下端的上述安装工具18上的半导体芯片25与基板27接触时，可动体16相对支承体11相对地上升，因此，能够由间隙传感器28检测该上升。
以高载荷将半导体芯片25安装到基板27上的情况下，首先，为了由音圈电动机22对轴部件19施加沿上升方向驱动的施加力，控制施加到线圈22a的电流。接着，如图2A所示，使轴部件19的上端与载荷传感器23抵接。这时，预先向音圈电动机22的线圈22a付与轴部件19的上端不从载荷传感器23分离程度的上升方向的施加力。
接着，由驱动源2旋转驱动螺旋轴4，并使支承体11下降。由此，保持在安装工具18的半导体芯片25如图2A所示那样与基板27相接触，因此从该状态进一步向下降方向驱动支承体11。
当以轴部件19的上端压接在载荷传感器23上的状态下沿下降方向驱动支承体11时，不使可动体16相对支承体11相对地上升，而是与支承体11一体下降。即，使可动体16在不能上升地被固定在支承体11上的状态下降，因此能够由驱动源2以高载荷将半导体芯片25安装到基板27上。
这时的安装载荷由载荷传感器23检测出，因此，若在载荷传感器23检测出了预定的载荷的时刻停止基于上述驱动源2的向支承体11的下降方向的驱动，则能够以几公斤至几十公斤的高载荷将半导体芯片25安装到基板27上。
另一方面，以低载荷将半导体芯片25安装到基板27上的情况下，若间隙传感器28检测出了可动体16相对支承体11的相对的上升时，则从该时刻起使支承体11只下降比轴部件19的上端与载荷传感器23之间的间隔G(图1所示)小的距离。
由此，可动体16如图2B所示那样相对支承片12成为上浮的状态，因此若在该时刻或在可动体16从支承片12上浮之前控制向音圈电动机22的通电，则能够将保持在安装工具18的半导体芯片25按压到基板27上的压接力由几十克至几百克左右的比较低的压接载荷进行安装。
即，能够将半导体芯片25由几公斤至几十公斤的高载荷或者几十克至几百克左右的比较低的压接载荷的任一个有选择地进行安装。
根据上述构成的安装装置，以高载荷将半导体芯片25安装到基板27上的情况下，由音圈电动机22使可动体16相对支承体11上升，当轴部件19的上端面抵接了载荷传感器23时，维持该状态并使支承体11下降。
为此，通过轴部件19与支承体11之间的压接，能够限制上述可动体16的上升，并使其与支承体11一体地下降，并能够由驱动源2的驱动力以高载荷将半导体芯片25安装到基板27上。即，不进行如以往那样为了使可动体16与支承体11一体地结合而由驱动部驱动固定销即可，因此能够相应地减少部件件数，并能够实现构成的简略化。
上述可动体16为，相对支承体11遍及轴部件19的外周全长地设置的凸缘21与支承片12的台阶部14卡合。由此，可动体16的轴线O2相对垂直线不会倾斜，因此，为了将半导体芯片25安装到基板27上而继续下降支承体11时，设置在安装工具18的前端的半导体芯片25以水平的状态均匀地抵接在基板27上。由此，不会对半导体芯片25施加不均匀的按压力，因此不会招致边缘残损等半导体芯片25的损伤。
特别是，半导体芯片25是几十μm的厚度的薄型的情况下，以倾斜于基板27的状态相接触时容易产生残损，但由于能够以水平的状态均匀地相接，因此能够可靠地防止残损的产生。
进一步，螺旋轴4的轴线O1和轴部件19、可动体16以及安装工具18的轴线O2在上下方向一致。因此，将吸附保持在安装工具18的前端的半导体芯片25按压并安装到基板27上时，不会向上述半导体芯片25施加因螺旋轴4的轴线O1与可动体16的轴线O2之间的偏移而引起的力距。
由此，能够向保持在安装工具18上的半导体芯片25垂直地施加驱动源2的载荷，因此，能够将半导体芯片25均匀地、并且不引起破裂等损伤地安装到基板27上。
音圈电动机22由环状线圈22a和设置在插通到该线圈22a的轴部件19上的磁铁22b构成。因此，音圈电动机22能够通过上述轴部件19沿上升方向以及下降方向有选择地驱动上述可动体16。
由此，如上述那样，若沿上升方向驱动上述轴部件19，并相对支承体11不会下降地保持上述可动体16，则能够以高载荷安装半导体芯片25。并且，可动体16相对支承体从下降极限上升了的状态，即，若以设置在轴部件19的凸缘21从支承片12的台阶部14脱离了的状态向下降方向驱动可动体16，则能够以低载荷安装半导体芯片25。
进一步，将由低载荷用的音圈电动机22驱动的安装工具18和由高载荷用的驱动源2驱动的螺旋轴4配置于在上下方向的相同轴线上，能够通过安装工具18对半导体芯片25施加垂直的载荷，因此能够将半导体芯片25不破损地安装到基板27上。
在上述第1实施方式中，由形成在支承片12上的台阶部14和在轴部件19上的用于该轴部件19在下降极限时与上述台阶部14卡合的凸缘21构成了保持机构，但也可以替代上述凸缘21而在轴部件19的外周以该轴部件的轴心为中心、将多个突起沿周向以预定间隔设置。
另外，在上述实施方式中，在支承体11的支持片12上设置了线圈22a，在轴部件19上设置了磁铁22b，但也可以在轴部件19上设置线圈22a，在支持片12上设置磁铁22b。
图3是表示本发明的第2实施方式。该实施方式是相对支承体11在下降极限支承可动体16的机构的变形例，在该实施方式中，不在支承片12形成台阶部14以及不在轴部件19形成与上述台阶部14卡合的凸缘21，而是在支承体11的垂直片11b的下端设置挡块部件31，通过该挡块31部件相对上述支承体11在下降极限支承可动体16。
即使是这样的构成，如上述第1实施方式那样，能够通过高载荷或低载荷的任一个将半导体芯片25安装到基板27上。
另外，在第2实施方式中，对与第1实施方式的相同部分付与相同符号并省略其说明。
工业上的利用
根据本发明，以比第2载荷大的第1载荷安装电子部件时，由第2压接载荷付与机构驱动设置有安装工具的可动体，并与支承体一体地保持，因此能够以简单的构成可靠地对电子部件付与第1压接力。

Claims (5)

1.一种电子部件的安装装置，改变压接载荷而将电子部件安装到基板上，其特征在于，具有：
第1压接载荷付与机构；
支承体，通过该第1压接载荷付与机构沿上下方向被驱动；
可动体，被该支承体支承，沿上下方向能够位移，且下端设置有保持上述电子部件的安装工具；
保持机构，将该可动体在预定的位置不能够下降地卡合保持在上述支承体上；
压接部，设置在上述可动体上，且在该可动体相对上述支承体在相对的上升方向进行了预定量以上位移时，压接在上述支承体上而限制上述可动体的上升；以及
第2压接载荷付与机构，沿上升方向以及下降方向有选择地驱动上述支承体，
在由上述第2压接载荷付与机构对上述可动体向上升方向施力、上述压接部抵接在上述支承体上的状态下，由上述第1压接载荷付与机构使上述支承体下降，由此，以第1压接力将上述电子部件安装到上述基板上；
在基于上述保持机构的上述可动体相对上述支承体的卡合保持状态被解除的状态下，由上述第2压接载荷付与机构对上述可动体付与下降方向的施加力，由此，以比上述第1压接力小的第2压接力将上述电子部件安装到上述基板上。
2.根据权利要求1所述的电子部件的安装装置，其特征在于，
上述第1压接载荷付与机构具有驱动上述支承体的驱动轴，并使轴线一致地沿上下方向设置该驱动轴和上述安装工具。
3.根据权利要求1所述的电子部件的安装装置，其特征在于，
在上述可动体的上端，使轴心与上述安装工具的轴心一致地设置构成上述压接部的轴部件，
上述保持机构由支承片和卡合片构成，所述支承片设置在上述支承体上且形成有供上述轴部件插通的通孔，所述卡合片以轴线为中心对称地设置在上述轴部件上，并与上述支承片卡合，以限制上述可动体的下降位置。
4.根据权利要求1所述的电子部件的安装装置，其特征在于，
上述保持机构是设置在上述支承体上、在上述可动体下降到预定的位置时与其下端面抵接以限制下降的挡块部件。
5.根据权利要求1所述的电子部件的安装装置，其特征在于，
上述压接部是设置在上述可动体的上表面的轴部件，
上述第2压接载荷付与机构设置在上述支承体上，由供上述轴部件插通的环状的线圈或环状的磁铁中的任意一方、和设置在上述轴部件上的环状的线圈或环状的磁铁中的任意另一方构成。
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