JP2000022395A - 電子部品の実装方法および実装装置 - Google Patents

電子部品の実装方法および実装装置

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JP2000022395A
JP2000022395A JP10335971A JP33597198A JP2000022395A JP 2000022395 A JP2000022395 A JP 2000022395A JP 10335971 A JP10335971 A JP 10335971A JP 33597198 A JP33597198 A JP 33597198A JP 2000022395 A JP2000022395 A JP 2000022395A
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electronic component
mounting
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Noriyasu Kashima
規安 加島
Takao Watanabe
隆夫 渡辺
Tetsuya Kubo
哲也 久保
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Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明は基板への半導体素子の実装を能率
よく行なうことができるようにした実装方法を提供する
ことにある。 【解決手段】 電子部品を電極が形成された面を基板に
対向させて実装する電子部品の実装方法において、上記
基板を所定ピッチで間欠的に搬送する基板搬送工程と、
上記電子部品をその供給部から上記基板の搬送に同期し
て取り出す取り出し工程と、上記供給部から取り出され
た電子部品を上記基板に実装する実装工程とを具備した
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は電子部品を基板に
実装する実装方法および実装装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、電子部品である、たとえば半導体
素子を基板に実装する場合、その半導体素子の電極が形
成された面を基板に対向させて実装するフリップチップ
方式が多く採用されるようになってきている。
【0003】基板に半導体素子をフリップチップ方式で
実装する場合、基板ステージに基板を供給した後、ピッ
クアップツールによって部品供給部から上記部品の電極
が形成された面(この面を表面とする)を吸着して取り
出してから、上記ピックアップツールを180度反転さ
せて電極が形成されていない裏面を上側にする。
【0004】ついで、ボンディングヘッドのボンディン
グツールによって上記半導体素子の裏面を吸着したなら
ば、このボンディングツールをX,Y方向に駆動して所
定位置に位置決めしたのち、Z方向に下降させること
で、上記半導体素子を電極が形成された面を上記基板に
対向させて実装するようにしている。
【0005】基板に対する半導体素子の実装が終了した
ならば、上記基板ステージから基板を除去し、新たな基
板を供給して上述した半導体素子の実装が繰り返して行
われる。
【0006】しかしながら、このようにして基板に半導
体素子を実装する場合、次のような問題があった。つま
り、上記基板ステージに対して基板を搬入したり、搬出
するときには基板に対する半導体素子の実装作業を行な
うことができない。そのため、基板に半導体素子を実装
するために、半導体素子の実装に要する時間だけでな
く、基板の搬入、搬出に要する時間がプラスされること
になるから、基板に対して半導体素子を実装するために
要するタクトタイムが長くなり、生産性が低下するとい
うことがある。
【0007】上記基板には半導体素子だけでなく、その
他の電子部品を実装することが要求される場合がある。
その場合、従来はそれぞれの電子部品を別々の実装装置
で実装するということが行われていた。そのため、基板
に実装される電子部品の数に応じた実装装置が必要とな
るから、設備コストが高くなるということがあった。
【0008】一方、生産性の向上を図るために、最近で
は半導体ウエハのサイズを大型化するということが行わ
れている。半導体ウエハには、電子部品としての多数の
半導体素子が形成されるとともにこれら素子がフルカッ
トダイシングされた状態で実装装置に供給される。
【0009】つまり、半導体素子にダイシングされた半
導体ウエハを部品供給部のテーブル上に供給し、その半
導体ウエハから半導体素子を1つずつ取り出して基板に
実装することになる。その場合、上記半導体ウエハの径
に応じた範囲で上記テーブルをX,Y方向に駆動しなけ
ればならない。
【0010】しかしながら、半導体ウエハが大口径化す
ると、上記テーブルの駆動範囲を大きくしなければなら
ないから、このテーブルを駆動させるに十分なスペース
を確保しなければならないことによって装置の大型化を
招くということがあった。
【0011】上記ボンディングツールは基板に対して位
置決めするために、X,Y方向に駆動される。従来は上
記基板ステージを跨ぐ状態で架台を設け、この架台に上
記ボンディングツールをX,Y方向に駆動する駆動手段
を設けるようにしていた。つまり、駆動手段は上記基板
に対して電子部品を実装するボンディング位置よりも上
方に設けるようにしていた。
【0012】そのため、上記架台を用いることで、上記
ボンディングツールの支持剛性が低下するから、駆動時
に振動したり、たわみが発生し易いため、高速度で位置
決めすることが難しいということがあった。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来は基
板に電子部品を実装する際、そのタクトタイムは電子部
品の実装時間だけでなく、基板を搬入、搬出するために
要する時間がプラスされることになるから、生産性が低
下するということなどのことがあった。
【0014】この発明は、基板に電子部品を実装する
際、そのタクトタイムを短縮することができるようにす
ることで、生産性の向上を図るようにした電子部品の実
装方法および実装装置を提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、電子
部品を電極が形成された面を基板に対向させて実装する
電子部品の実装方法において、上記基板を間欠的に搬送
する基板搬送工程と、上記電子部品をその供給部から上
記基板の搬送に同期して取り出す取り出し工程と、上記
供給部から取り出された電子部品を上記基板に実装する
実装工程とを具備したことを特徴とする。
【0016】請求項2の発明は、請求項1の発明におい
て、上記取り出し工程は、複数種の電子部品を予め設定
された順序で取り出すとともに、上記実装工程は上記取
り出し工程によって取り出された複数種の電子部品を1
つの基板に実装することを特徴とする。
【0017】請求項3の発明は、電子部品を電極が形成
された面を基板に対向させて実装する電子部品の実装装
置において、上記基板を間欠的に搬送する基板搬送手段
と、上記電子部品を所定の位置に供給する電子部品供給
手段と、この供給手段によって供給された電子部品を上
記基板の搬送に同期して取り出して上記基板の所定位置
に実装する実装手段とを具備したことを特徴とする。
【0018】請求項4の発明は、請求項3の発明におい
て、複数の基板が積層状態で収容された基板ストッカ
と、この基板ストッカから上記基板を上記基板搬送手段
による基板の搬送に同期して1枚づつ取り出して上記基
板搬送手段に供給する取り出し手段とからなる基板供給
手段を有することを特徴とする。
【0019】請求項5の発明は、請求項3の発明におい
て、上記電子部品供給手段は、電子部品が所定の状態で
行列状に配置されるテーブルと、このテーブルをX,Y
方向およびθ方向に駆動する駆動手段と、この駆動手段
によって上記テーブルをX方向とY方向とに駆動して所
定位置に位置決めされた上記テーブル上の所定領域の電
子部品を取り出す取り出し手段と、上記テーブル上の所
定領域の電子部品を取り出し終えたならば上記テーブル
をθ方向に所定角度回転させて上記テーブル上の電子部
品が残存する部分を上記所定位置に位置決めする制御手
段とからなることを特徴とする。
【0020】請求項6の発明は、請求項3の発明におい
て、上記実装手段は、上記電子部品供給手段から取り出
した電子部品を上記基板に実装するボンディングヘッド
と、このボンディングヘッドが電子部品を上記基板に実
装する高さとほぼ同じ高さ位置に配置され上記ボンディ
ングヘッドをX方向とY方向とに駆動するXY駆動手段
とからなることを特徴とする。
【0021】請求項7の発明は、請求項3の発明におい
て、上記基板搬送手段によって搬送される上記基板の搬
送方向の上記実装手段よりも上流側には、上記基板搬送
手段による基板の搬送に同期して上記基板にペースト状
物質を塗布する塗布手段が設けられていることを特徴と
する。
【0022】請求項8の発明は、電子部品を電極が形成
された面を基板に対向させて実装する電子部品の実装方
法において、上記基板を間欠的に搬送する基板搬送工程
と、上記電子部品をその供給部へ上記基板の搬送方向に
対して所定角度傾斜した方向から供給する供給工程と、
上記供給部へ供給された電子部品を上記基板の搬送に同
期して取り出す取り出し工程と、上記供給部から取り出
された電子部品を上記基板に実装する実装工程とを具備
したことを特徴とする。
【0023】請求項9の発明は、請求項8の発明におい
て、上記電子部品を供給部へ供給する方向は、上記基板
の搬送方向上流側から下流側に向って上記基板の搬送経
路に対して近付く角度あるいは離れる角度で傾斜してい
ることを特徴とする。
【0024】請求項10の発明は、請求項9の発明にお
いて、上記基板の搬送方向に対して上記電子部品を供給
部へ供給する角度は10〜80度であることを特徴とす
る。
【0025】請求項11の発明は、電子部品を電極が形
成された面を基板に対向させて実装する電子部品の実装
装置において、上記基板を間欠的に搬送する基板搬送手
段と、上記電子部品をその供給部へ上記基板の搬送方向
に対して所定角度傾斜した方向から供給する電子部品供
給手段と、この供給手段によって上記供給部へ供給され
た電子部品を上記基板の搬送に同期して取り出して上記
基板の所定位置に実装する実装手段とを具備したことを
特徴とする。
【0026】請求項12の発明は、請求項11の発明に
おいて、上記電子部品を供給部へ供給する方向は、上記
基板の搬送方向上流側から下流側に向って上記基板の搬
送経路に対して近付く角度あるいは離れる角度で傾斜し
ていることを特徴とする。
【0027】請求項13の発明は、請求項12の発明に
おいて、上記基板の搬送方向に対して上記電子部品を供
給部へ供給する角度は10〜80度であることを特徴と
する。
【0028】請求項14の発明は、請求項11の発明に
おいて、上記電子部品供給手段は、電子部品を収納保持
した供給ストッカと、この供給ストッカに収納された電
子部品が供給されるとともに上記供給ストッカよりも上
記基板の搬送経路に対して接近して配置された供給テー
ブルと、この供給テーブルと上記供給ストッカとを結ぶ
直線に対して平行方向に駆動可能に配置され上記供給ス
トッカに収納された電子部品を取り出して上記供給テー
ブルへ供給するクランパとを備えていることを特徴とす
る。
【0029】請求項1と請求項3の発明によれば、基板
を所定ピッチで間欠的に搬送するとともに、その基板の
搬送に同期して電子部品を供給部から取り出して上記基
板に実装するため、実装位置に対する基板の供給と搬出
とを、実装作業の一部である電子部品の取り出しと同時
に行なうことができる。そのため、実装位置に対する基
板の供給と搬出とを行なうために、それ専用の時間が必
要とならないから、実装に要するタクトタイムを短縮す
ることができる。
【0030】請求項2の発明によれば、複数種の電子部
品を予め設定された順序で取り出して1つの基板に実装
するため、1つの基板に対して複数種の電子部品の実装
を能率よく行なうことができる。
【0031】請求項4の発明によれば、基板ストッカに
積層収容された基板を、基板の搬送に同期して1枚づつ
取り出して供給するようにしたことで、基板の供給を自
動で確実に行なうことができる。
【0032】請求項5の発明によれば、テーブル上の所
定位置の電子部品を取り出したならば、上記テーブルを
θ方向に所定角度回転させ、上記テーブルの電子部品が
残存する部分を上記所定位置に位置決めするようにした
ことで、上記テーブルのX,Y方向の移動量を少なくし
てテーブル上の電子部品を全て取り出すことができる。
【0033】請求項6の発明によれば、ボンディングヘ
ッドをX,Y方向に駆動するX,Y駆動手段を、上記ボ
ンディングヘッドが基板に電子部品を実装する高さとほ
ぼ同じ高さ位置に配置するようにしたことで、上記ボン
ディングヘッドの支持剛性を高めることができるため、
このボンディングヘッドを高速度で位置決めすることが
できる。
【0034】請求項7の発明によれば、基板の搬送方向
の実装手段よりも上流側に、基板の搬送に同期して基板
にペースト状物質を塗布する塗布手段を設けたことで、
ペースト状物質の塗布を基板への電子部品の実装と並列
に行なうことができる。
【0035】請求項8と請求項11の発明によれば、電
子部品をその供給部へ基板の搬送方向に対して所定角度
傾斜した方向から供給するようにしたことで、電子部品
を供給するために必要とするスペースを小さくすること
ができる。
【0036】請求項9と請求項12の発明によれば、電
子部品を供給部へ供給する傾斜方向を選択することがで
きる。
【0037】請求項10と請求項13の発明によれば、
電子部品を供給部へ供給する傾斜角度を所定の範囲内で
設定することができる。
【0038】請求項14の発明によれば、電子部品をそ
の供給部へ基板の搬送方向に対して所定角度傾斜した方
向から供給するための具体的な構成を実現することがで
きる。
【0039】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面を参照して説明する。
【0040】図1乃至図7はこの発明の第1の実施の形
態を示す。図1はこの発明に係る実装装置の斜視図であ
って、この実装装置は本体1を備えている。この本体1
の上面の後方側には基板2の搬送手段3が幅方向全長に
わたって設けられている。
【0041】上記搬送手段3は、図1と図2に示すよう
に架台4を有し、この架台4の上面には、図3に示すよ
うに複数枚の基板2を所定ピッチPで保持したキャリア
5の幅方向両側をスライド自在にガイドする一対のガイ
ドレール6が設けられている。上記架台4の上面の幅方
向奥側には、上記キャリア5の幅方向一側部を挟持して
このキャリア5を図1に矢印で示す方向へ所定ピッチP
で間欠的に搬送するクランパ7(図2に示す)が設けら
れている。つまり、クランパ7はキャリア5を、これに
保持された基板2のピッチPと同じピッチPで間欠的に
搬送するようになっている。
【0042】上記キャリア5は図3に示すように矩形状
の複数の開口部8がピッチPで開口形成され、各開口部
8の周囲の四隅部にはそれぞれ基板2の角部を支持する
支持部9が設けられている。したがって、基板2は四隅
部2を上記支持部9に支持されて上記キャリア5に位置
決め保持されている。
【0043】なお、上記キャリア5は基板2を一列でな
く、2列以上の複数列で支持できる構成であってもよ
く、また複数枚の基板2を支持する代わりに1枚の基板
2を支持する大きさであってもよく、その点は限定され
るものでない。
【0044】上記搬送手段3の一端側には上記キャリア
5が所定間隔で積層されて収容されたストッカ11が配
置されていて、このストッカ11から図示しない取り出
し手段によって上記キャリア5が上記搬送手段3のガイ
ドレール6上に供給されるようになっている。
【0045】上記本体1の上面の上記搬送手段3の前方
側には電子部品の供給手段12が設けられている。この
供給手段12は図1に示すように供給ストッカ13を有
する。この供給ストッカ13には複数のウエハリング1
4(図2と図6に示す)が所定間隔で積層されて収容さ
れている。上記ウエハリング14には図6に示すように
可撓性シート14aに貼り付けられて複数の半導体素子
15aにダイシングされた半導体ウエハ15が上記可撓
性シート14aを介して保持されている。上記ウエハリ
ング14は図示しない取り出し手段によって上記供給ス
トッカ13から取り出されて供給部としての供給テーブ
ル16に供給されるようになっている。
【0046】すなわち、上記供給テーブル16はX,Y
方向に駆動される可動体17に支持部材18が取付ら
れ、この支持部材18にθ方向(周方向)に回転自在に
支持されていて、図示しない駆動源によりθ方向に駆動
されるようになっている。
【0047】上記供給テーブル16は上記ウエハリング
14と同様のリング状に形成されていて、その下方には
図2と図4に示すダイエジェクタ21が配置されてい
る。このダイエジェクタ21は上端面に複数の通孔22
が形成されるとともにその上端面を上記供給テーブル1
6に保持されたウエハリング14の可撓性シート14a
の下面に接するように配置された筒状体23と、この筒
状体23内にスライド自在に設けられた1〜4本の突き
上げピン24と、この突き上げピン24を駆動してその
先端を上記通孔22から突出させるカム機構などの駆動
部25と、上記筒状体23内と図示しない吸引管との連
通状態を切り換え制御する電磁弁26とから形成されて
いる。なお、通孔22の数は突き上げピン24の数より
も多くなっている。
【0048】上記ダイエジェクタ21は、上記可撓性シ
ート14aに貼着保持された所定の半導体素子15aを
突き上げる。つまり、図4(a)に示すように上記供給
テーブル16をX,Y方向に駆動して所定の半導体素子
15aを上記エジェクタ21に軸心に一致するよう位置
決めしたのち、上記筒状体23内を減圧する。それによ
って、上記可撓性シート14aの上記所定の半導体素子
15aが貼着された部分が上記筒状体23の上端面に吸
着保持される。その状態で、図4(b)に示すように上
記突き上げピン24を上昇させて通孔22から突出させ
ると、可撓性シート14aが弾性変形させられながら所
定の半導体素子15aが突き上げられるから、その半導
体素子15aは上記可撓性シート14aから剥離される
ことになる。
【0049】上記供給テーブル16の上方には図2に示
すように第1のカメラ25が配設されていて、このカメ
ラ25の視野の中心に所定の半導体素子15aが位置決
めされる。それによって、その所定の半導体素子15a
の中心が上記エジェクタ21の軸心に一致するよう位置
決めされるようになっている。
【0050】可撓性シート14aから剥離された半導体
素子15aはピックアップツール31に受け渡される。
このピックアップツール31は図1に示すようにヘッド
32を有し、このヘッド32には吸着ノズル33が設け
られている。上記ヘッド32は回転軸34の一端に取付
けられている。この回転軸34の他端部は上記供給テー
ブル16の側方に配置された駆動部35に保持されてい
る。この駆動部35には上記回転軸34を180度の範
囲で可逆回転する第1の駆動源36と、上記回転軸34
を上下方向に駆動する第2の駆動源37とが設けられて
いる。
【0051】図4(b)に示すように、上記ダイイジェ
クタ21によって半導体素子15aが突き上げられて可
撓性シート14aから剥離すると、上記ピックアップツ
ール31はヘッド32が180度回転されて吸着ノズル
33が上記半導体素子15aの電極15bが形成された
上面に対向するよう位置決めされる。
【0052】ついで、吸着ノズル33は、半導体素子1
5aの上面に所定の圧力で当接するまで下方へ駆動され
て半導体素子15aを吸着してから、わずかに上方へ駆
動されたのち、先程とは逆方向へ180度回転される。
それによって、吸着ノズル33に保持された所定の半導
体素子15aは、隣り合う半導体素子15aにぶつかる
ことなく回転させられながら可撓性シート14aから分
離され、そしてその半導体素子15aは電極15bが形
成されていない裏面を上側にした状態で待機することに
なる。
【0053】上記ピックアップツール31によって裏面
側を上にして待機状態に保持された半導体素子15aは
実装手段40を構成するボンディングヘッド41のボン
ディングツール41aによって受け取られる。
【0054】上記実装手段40はX駆動源42aによっ
てX方向に駆動されるX可動体42と、このX可動体4
2上に設けられY駆動源43aによってY方向に駆動さ
れるY可動体43とを有する。このY可動体43の先端
にはZ駆動源44aによってZ方向に駆動されるZ可動
体44が設けられている。そして、このZ可動体44に
はθ駆動源45aによってθ方向に駆動されるθ可動体
45が設けられ、このθ可動体45に上記ボンディング
ツール41aが取り付けられている。したがって、ボン
ディングツール41aはX,Y,Zおよびθ方向に駆動
されるようになっている。そして、このボンディングヘ
ッド41は、上記ピックアップツール31によって裏面
側を上にして保持された半導体素子15aを後述するよ
うに吸着する。
【0055】すなわち、上記ボンディングツール41a
はX,Y方向に駆動されて上記ピックアップツール31
の半導体素子15aを吸着保持した吸着ノズル33の上
方に位置決めされる。ついで、Z方向下方に駆動されて
上記吸着ノズル33に吸着保持された半導体素子15a
を吸着して受け取る。
【0056】上記ボンディングツール41aに吸着され
た半導体素子15aは第2のカメラ51によって撮像さ
れてX,Y方向およびその回転方向(θ方向)の位置が
検出される。その検出結果に基づいてθ可動体45が回
転駆動され、上記半導体素子15aの回転角度が補正さ
れる。
【0057】ボンディングツール41aによって吸着保
持された半導体素子15aの電極15bにはフラックス
槽46に貯えられたフラックス47が転写される。図5
(a)に上記電極15bにフラックス47を転写する状
態を示す。
【0058】図1に示すように、上記Z可動体44には
上記搬送手段3によって搬送されて所定の位置に位置決
めされた基板2のX,Y方向およびθ方向の位置を認識
する第3のカメラ52が設けられていて、この第3のカ
メラ52による基板2の認識と、上記第2のカメラ51
による上記半導体素子15aの認識に基いて上記ボンデ
ィングツール41aのX,Y方向およびθ方向の位置決
めが行なわれる。つまり、基板2の実装位置に対して半
導体素子15aが位置決めされる。
【0059】半導体素子15aが基板2に対して位置決
めされると、上記ボンディングツール41aがZ方向に
駆動される。それによって、半導体素子15aは上記基
板2に実装されることになる。この状態を図5(b)に
示す。
【0060】図2に示すように、上記基板2に対して半
導体素子15aを実装する位置には、上端面に開口した
図示しない吸引孔が形成されたボンディングステージ5
3がシリンダ54によって上下動可能に設けられてい
る。つまり、ボンディングステージ53は、半導体素子
15aの実装時に位置決めされた基板2の下面側に対向
する位置に配設されている。そして、上記ボンディング
ツール41aが下降して電子部品15aを基板2に実装
する前に、上記シリンダ54によって上昇駆動されて基
板2の下面を吸着保持することで、上記ボンディングツ
ール41aによる加圧力で基板2が撓むの阻止してい
る。
【0061】図1に示すように、上記搬送手段3の上記
ボンディングヘッド41よりも上流側には塗布ヘッド6
1が配設されている。この塗布ヘッド61はX,Y方向
に駆動される水平可動体62を有し、この水平可動体6
2にはZ方向に駆動される垂直可動体63が設けられて
いる。この垂直可動体63にはシリンジ64が垂直に取
付けられている。このシリンジ64にはフラックス、異
方性導電ペースト、はんだペーストなどのペースト状物
質が収容されている。
【0062】上記垂直可動体63には第4のカメラ65
が取付けられ、上記シリンジ64にはディスペンサ66
が接続されている。第4のカメラ65はガイドレール3
に沿って搬送される基板2を撮像し、この基板2のペー
スト状物質を塗布する位置を演算し、その結果に基いて
上記シリンジ64を位置決めする。上記ディスペンサ6
6はシリンジ64が位置決めされると、そのシリンジ6
4を加圧して内部に収容されたペースト状物質を基板2
の所定位置に吐出させるようになっている。
【0063】搬送手段3により搬送される基板2に対
し、上記塗布ヘッド61によるペースト状物質の塗布は
上記基板2の間欠搬送に同期して行われる。つまり、所
定の基板2が所定ピッチP搬送されて上記塗布ヘッド6
1に対向する位置に位置決めされたときに、上記実装手
段40のボンディングツール41aが他の基板2に対し
て半導体素子15aを実装するのと並列に行われる。そ
れによって、基板2に対するペースト状物質の塗布を、
実装に要するタクトタイムを長くすることなく行なうこ
とが可能となる。
【0064】上記塗布ヘッド61によるペースト状物質
の塗布は、そのペースト状物質をフラックスとすること
で、上述したフラックス槽46を用いたフラックス47
の転写に代えることができ、またシリンジ64によって
基板2に異方性導電性ペーストを供給するようにすれ
ば、半導体素子15aをはんだを用いずに、基板2に実
装することができる。
【0065】なお、基板2に半導体素子15aをはん
だ、つまりその電極15bをはんだボールとして実装す
る場合、基板2に半導体素子15aを実装手段41によ
って実装したのち、その基板2を図示しないリフロー装
置に供給して上記電極15bを溶かすことで、上記半導
体素子15aの電極15bを図5(b)に示す上記基板
2の電極2aに固定することができる。
【0066】上記リフロー装置は搬送手段3に連続して
設け、実装と連続してはんだ付けを行なうようにしても
よいが、実装装置とは別に設け、実装が終えた基板2を
ストッカに集積してリフロ−装置に供給してはんだ付け
を行なうようにしてもよい。
【0067】なお、上記実装装置の本体1には図1に示
すように制御装置70が設けられている。この制御装置
70は搬送手段3を駆動制御するとともに、第1乃至第
4のカメラ25,51,52,65からの撮像信号が入
力され、その撮像信号に基いて各駆動部の駆動を制御す
るようになっている。
【0068】上記構成のボンディング装置によれば、所
定の基板2に対してボンディングツール41aにより半
導体素子15aを実装したならば、搬送手段3によって
上記基板2、つまりキャリア5を所定のピッチPで搬送
する。
【0069】上記基板2の搬送と同期してピックアップ
ツール31によって供給テーブル16上から半導体素子
15aを取り出し、その裏面側を上向きにして保持した
状態で待機する。つまり、実装工程の一部である、上記
ピックアップツール31による上記供給テーブル16か
らの半導体素子15aの取り出しが基板2の搬送と同期
して行われる。
【0070】それによって、半導体素子15aの実装位
置に対して基板2を供給したり、搬出する間も、上記半
導体素子15aを供給テーブル16から取り出すという
実装作業を行なうことができるから、実装作業に要する
工程のタクトタイムを短縮することができる。
【0071】さらに、ボンディングツール41aにより
半導体素子15aを基板2へ搭載するのとほぼ同期して
ピックアップツール31によるつぎの半導体素子15a
の取り出しが行われる。そのことによっても、実装作業
に要するタクトタイムの短縮化を図ることができる。
【0072】上記ピックアップツール31による供給テ
ーブル16上からの半導体素子15aの取り出しは、半
導体ウエハ15を図7(a)に示すように領域Aと領域
Bとに二分割した場合、第1段階として図7(a)にd
で示す半導体ウエハ15の半分側の領域Aで行われる。
それによって、供給テーブル16のピックアップツール
31に対するY方向の移動量は上記寸法dで示す上記半
導体ウエハ15の直径寸法のほぼ半分ですむ。
【0073】上記半導体ウエハ15の領域Aからの半導
体素子15aの取り出しが終了したならば、半導体ウエ
ハ15が載置された供給テーブル16を180度回転さ
せる。それによって、領域Aと領域Bとが置換され、そ
の領域Bの半導体素子15aが上記ピックアップツール
31によって取り出されることになり、その場合も上記
供給テーブル16のY方向の移動量は上記半導体ウエハ
15の直径寸法のほぼ半分ですむことになる。
【0074】このように、供給テーブル16の移動量を
小さくできれば、この供給テーブル16を移動させるに
必要なスペースを小さくすることができるから、その
分、実装装置を小型化することが可能となる。
【0075】上記半導体ウエハ15を2つの領域に分け
ることで、一方の領域の半導体素子15aを取り終えた
ならば、供給テーブル16を180度回転させて他方の
領域を所定位置に位置決めするようにしたが、上記半導
体ウエハ15の領域を4つに分ければ、供給テーブル1
6を上記半導体ウエハ15の大きさの4分の1の範囲で
X,Y方向に移動させればよい。つまり、供給テーブル
16はY方向だけでなく、X方向の移動量も半導体ウエ
ハ15の直径寸法のほぼ半分の寸法dですむことにな
る。
【0076】なお、供給テーブル16を回転させること
で、ピックアップツール16の吸着ノズル33によって
取り出される半導体素子15aの向きが変わる。その場
合、上記吸着ノズル33を上記供給テーブル16の回転
に連動して回転させることができるようにすれば、この
吸着ノズル33によって半導体素子15aをボンディン
グヘッド42に一定の姿勢で受け渡すことが可能とな
る。
【0077】上記実装手段41のボンディングヘッド4
1をX,Y方向に駆動するX可動体42とY可動体43
とは、図2から分かるように、上記ボンディングヘッド
42によって半導体素子15aを基板2に実装する高さ
とほぼ同じ高さに配置されている。
【0078】つまり、従来のように搬送路4を跨ぐ状態
で架台を設け、この架台にボンディングヘッド41を駆
動する駆動手段を設ける場合に比べて高さ位置を十分に
低くして上記各可動体42,43を配置できるから、ボ
ンディングヘッド41をX,Y方向に駆動したときの剛
性を高めることができる。それによって、上記ボンディ
ングヘッド41を精度よく高速駆動することが可能とな
るから、半導体素子15aの実装能率を向上させること
ができる。
【0079】上記搬送路4の上記実装手段40の上流側
には塗布ヘッド61を配置し、この塗布ヘッド61によ
るペースト状物質の塗布を上記搬送路4を間欠的に搬送
される基板2の搬送に同期して塗布するようにした。
【0080】つまり、塗布ヘッド61によって基板2に
フラックス、異方性導電ペーストあるいははんだペース
トなどのペースト状物質を塗布するようにすれば、実装
手段40によって基板22に半導体素子15aを実装し
ている間に、上記実装手段40に供給される前の基板2
にペースト状物質を塗布することができる。
【0081】言い換えれば、ペースト状物質の塗布と半
導体素子15aの実装とを並列で行なうことができるか
ら、基板2にペースト状物質を塗布するために、実装に
要するタクトタイムが長くなるのを防止することができ
る。
【0082】図8はこの発明の第2の実施の形態を示
し、この実施の形態は搬送手段3の搬送路4に基板2を
供給する基板供給手段の変形例を示す。すなわち、搬送
路4の上流側の一側にはストッカ75が配設されてい
る。このストッカ75は上面が開放されているとともに
第1のZ駆動手段76によって上下方向に駆動されるよ
うになっている。上記ストッカ75には、複数の基板2
を所定のピッチPで保持したキャリア5が積層状態で収
容されている。
【0083】上記搬送路4の上流側の他側には取り出し
ハンド77が上記搬送路4を横切る方向である、Y方向
に沿って駆動自在に設けられている。この取り出しハン
ド77は上記Y方向に駆動される駆動軸78を有し、こ
の駆動軸78の先端にはZ方向にスライド自在に上下可
動体79が設けられ、この上下可動体79は第2のZ駆
動手段81によってZ方向に沿って駆動されるようにな
っている。上記上下可動体79の下面四隅にはそれぞれ
吸着パッド82が設けられている。
【0084】上記上下可動体79は上記駆動軸78によ
ってY方向の前方に駆動されて上記ストッカ75の上方
に位置決めされる。ついで、上下可動体79は第2のZ
駆動手段81によって吸着パット82が上記ストッカ7
5の最上段のキャリア5に所定の圧力で当接するまでは
下方へ駆動される。その状態で上記吸着パット82に吸
引力が発生させられて上記キャリア5が吸着される。
【0085】キャリア5を吸着した上下可動体79は上
昇方向に駆動された後、Y方向の後方へ駆動されて上記
搬送路4の上方に位置決めされる。ついで、この搬送路
4にすでに供給されたキャリア5が矢印方向へ搬送さ
れ、この搬送路4の上流側に新たにキャリア5を供給す
ることができる状態になると、上記搬送路4におけるキ
ャリア5の搬送に同期して上記上下可動体79が下方へ
駆動され、その吸着パット82に保持されたキャリア5
が上記搬送路4に供給される。つまり、搬送路4でのキ
ャリア5の搬送が所定ピッチPで搬送され終わり、次の
搬送が開始される前に上記上下可動体79によってキャ
リア5が供給されることになる。
【0086】なお、ストッカ75は、ここからキャリア
5が取り出される毎に、第1のZ駆動手段76によって
所定寸法ずつ上昇駆動される。それによって、上記上下
可動体79は上記ストッカ75から常に一定の高さでキ
ャリア5を取り出すことができる。
【0087】このようにしてキャリア5を搬送路4に供
給するようにすれば、キャリア5がストッカ75に積層
収容されるため、小さなストッカ75にたくさんのキャ
リア5を収容することができる。したがって、ストッカ
75を小さくできる分だけ、小型化が可能となる。
【0088】ストッカ75に収容されたキャリア5は上
下可動体79に設けられた吸着パット82によって上方
から吸着して取り出すことができるから、キャリア5を
ストッカ75から搬送路4への供給を確実に行なうこと
ができる。
【0089】なお、上記第1、第2の実施の形態におい
て、ストッカ11,75にはキャリア5に代わり基板2
を収容し、その基板2を1枚あるいは複数枚づつ取り出
して搬送路4へ供給するようにしてもよい。
【0090】図9と図10はこの発明の第3の実施の形
態を示す。なお、この実施の形態において、上記第1の
実施の形態と同一部分には同一記号を付して説明を省略
する。すなわち、この第3の実施の形態は図10に示す
ように1枚の基板2に大きさや機能が異なる複数の電子
部品85a,85b,…を実装する場合で、そのための
実装装置は、図9に示すように供給テーブル16上にそ
れぞれ異なる種類の電子部品85a,85b,…が収容
された複数のチップトレイ86が供給載置される。
【0091】上記供給テーブル16の近くに配置された
供給ストッカ13の各段に上記チップトレイ86が収容
されていて、供給テーブル16上のチップトレイ86が
空になると、そのチップトレイ86を図示しない取り出
し手段などによって上記供給ストッカ13のチップトレ
イ86と交換するようになっている。
【0092】上記供給テーブル16上の各チップトレイ
86は図2に示す第1のカメラ25によって撮像され、
その撮像信号によって上記供給テーブル16の位置が制
御され、ピックアップツール31によ利取り出される電
子部品85a,85b,…が選択されるようになってい
る。
【0093】上記構成の実装装置においては、実装位置
に位置決めされた1枚の基板2に対し、制御装置70に
設定されたプログラムにしたがって供給テーブル16上
の複数種の電子部品85a,85b,…がピックアップ
ツール31によって順次取り出され、ボンディングヘッ
ド41に受け渡されて上記基板2に実装される。
【0094】つまり、供給テーブル16上にそれぞれ異
なる電子部品を収容した複数のチップトレイ86を配置
し、制御装置70に予め設定されたプログラムによって
各チップトレイ86の電子部品を1枚の基板2に順次実
装するようにしたことで、1枚の基板2に対する複数種
の電子部品の実装を能率よく行なうことができる。
【0095】なお、上記第1、第3の実施の形態に示さ
れたボンディングツール41aを加熱ツールに応用する
ことが考えられる。加熱ツールには、常時一定温度に保
つコンスタントヒートヒートツールと、プログラムにし
たがって温度制御するパルスヒートツールおよびセラミ
ックヒータがある。たとえば、半導体素子を基板上に供
給した状態ではんだバンプを溶融、凝固することができ
る。異方性導電ペースト、異方性導電膜を用いる接合の
場合も、加熱が必要であるから、そのような場合にも利
用することができる。
【0096】図11と図12はこの発明の第4の実施の
形態を示す。この実施の形態は図1乃至図7に示す第1
の実施の形態の変形例である。つまり、上記第1の実施
の形態では、供給ストッカ13から供給テーブル16へ
ダイシングされた半導体ウエハ5を供給する方向が、搬
送手段3によって搬送されるキャリア5(基板2)の搬
送方向と平行であったが、この第4の実施の形態では半
導体ウエハ5の供給方向を基板2の搬送方向に対して所
定角度傾斜させているという点で相違している。
【0097】以下、具体的な構成について説明するが、
第1の実施の形態と同一部分には同一記号を付して説明
を省略する。
【0098】すなわち、本体1の幅方向一端側の前面側
上部には、他の部分よりも前方に突出した突出部1aが
形成されている。この突出部1aの上面には、図12に
示すように、供給ストッカ13がその内部に積層収容さ
れたウエハリング14(詳細は図6に示す)の取出し方
向(供給方向)Xを、搬送手段3によって搬送される基
板2の搬送方向Yに対して所定角度傾斜させて配置され
ている。つまり、取出し角度Xは、基板2の搬送方向上
流側から下流側に向って上記基板2の搬送経路に近付く
方向に設定されている。
【0099】上記搬送方向Yに対して上記取出し方向X
がなす傾斜角度θは、10〜80度の範囲がよく、この
実施の形態では25度の角度に設定されている。
【0100】ウエハリング14の取出し方向Xを基板2
の搬送方向に対して所定角度傾斜させたことで、ウエハ
リング14に保持される半導体ウエハ15が大径化して
供給ストッカ13が大型化しても、本体1の幅方向一端
側だけに突出部1aを本体1の前面側に突出させること
で対応できる。
【0101】つまり、半導体ウエハ15とともに供給ス
トッカ13が大型化すると、供給ストッカ13が搬送手
段3と干渉しないようにするために、大型化した分だけ
本体1を大型化して対応しなければならないが、ウエハ
リング14の取出し方向Xが基板2の搬送方向Yに対し
て平行であると、供給ストッカ13だけでなく、供給テ
ーブル16も本体1の前面側にずらして配置しなければ
ならない。そのため、本体1を幅方向全長にわたって奥
行き寸法を大きくしなければならなくなる。つまり、本
体1を大型化しなければならない。
【0102】しかしながら、上述したように、ウエハリ
ング14の取出し方向Xを基板2の搬送方向Yに対して
角度θで傾斜させたことで、本体1の幅方向一端側だけ
に突出部1aを形成すればよいから、幅方向全体を突出
させる場合に比べて本体1の小型化を計ることができ
る。
【0103】上記供給ストッカ13は図11に示すよう
に突出部1aに設けられたエレベータ機構91上に設置
されている。このエレベータ機構91の側方には供給ス
トッカ13に収容されたウエハリング14を取出して上
記供給テーブル16に供給する受け渡し機構92が設け
られている。
【0104】上記受け渡し機構92はガイドレール93
を有する。このガイドレール93は、上記突出部1aの
上面で、上記エレベータ機構91および供給テーブル1
6の側方のほぼ全長にわたって上記取出し方向Xと同じ
角度で傾斜して配設されている。このガイドレール93
にはスライダ94がスライド自在に設けられ、このスラ
イダ94は図示せぬ駆動機構によって上記ガイドレール
に沿って往復駆動されるようになっている。
【0105】上記スライダ94にはアーム95の一端が
連結されている。このアーム95の先端部分は水平に折
曲され、その先端部にはクランパ96が設けられてい
る。このクランパ96は、上記エレベータ機構91によ
って所定の高さに位置決めされ、図12に示すように供
給ストッカ13の後方に配置されたプッシャ97によっ
てこの供給ストッカ13から押し出されたウエハリング
14の径方向一端側を挟持する。その状態で、上記スラ
イダ94がガイドレール93に沿って供給テーブル16
の方向へ駆動されることで、上記供給ストッカ13から
半導体ウエハ15が保持されたウエハリング14が取り
出される。
【0106】供給ストッカ13から取り出されたウエハ
リング14は供給テーブル16上で位置決めされ、この
供給テーブル16に供給保持される。また、ウエハリン
グ14に保持された半導体ウエハ15、つまり半導体素
子15aが基板2へ供給され終わると、上記クランパ9
6は上記供給テーブル16からウエハリング14を挟持
して供給ストッカ13の所定の位置に戻し、新たなウエ
ハリング14を供給テーブル16へ供給するようになっ
ている。
【0107】このように構成された実装装置によれば、
半導体ウエハ15の大径化に対しては本体1の幅方向一
端側に突出部1aを形成するだけで対応することができ
る。つまり、供給ストッカ13を、内部に積層収容され
たウエハリング14の取出し方向Xが基板2の搬送方向
Yに対して角度θで傾斜するよう配置することで、半導
体ウエハ15が大径化しても、供給テーブル16を設置
するために本体1を大型化させずにすむから、その分、
本体1の小型化を計ることができる。
【0108】したがって、このような構成を採用するこ
とで、半導体ウエハ15が大径化した場合に、本体1を
半導体ウエハ15の大径化に比べて大型化させずにすむ
実装装置を提供することが可能となる。
【0109】図13は第4の実施の形態の変形例を示す
第5の実施の形態で、この実施の形態では本体1の幅方
向他端側に突出部1bを形成し、ここに供給ストッカ1
3を取出し方向Xが基板2の搬送方向Yに対して所定の
傾斜角度θで配置するようにしたものである。傾斜角度
θは10〜80度の範囲が好ましく、角度が小さければ
小さい程、突出部1b突出寸法を小さくできる。
【0110】なお、この実施の形態における上記取出し
方向Xは、基板2の搬送方向上流側から下流側に向って
上記基板2の搬送方向Yに対して離れる方向に傾斜して
いる。
【0111】また、ピックアップツール31は供給スト
ッカ13と干渉するのを防止するため、本体1の幅方向
一端側に配置されている。
【0112】このような構成によれば、上記第4の実施
の形態とは逆に、上記本体1の幅方向他端側に突出部1
bを形成するため、幅方向一端側の奥行き寸法を小さく
することが可能となる。つまり、実装装置の設置場所な
どの設置条件に応じて本体1の幅方向一端側と他端側と
のどちらか一方に突出部1a又は1bを形成すればよい
ことになる。
【0113】
【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、基
板に対して電子部品を実装する場合、基板を所定ピッチ
で間欠的に搬送するとともに、その基板の搬送に同期し
て上記基板に実装するための電子部品を供給部から取り
出すようにした。そのため、実装のためのタクトタイム
の中で基板の搬送を行なえるから、実装に要するタクト
タイムを短縮化することができる。
【0114】また、この発明によれば、電子部品を、そ
の電子部品が実装される基板の搬送方向に対して所定角
度傾斜した方向から供給部に供給するようにしたから、
電子部品を供給するために必要とするスペースを減少さ
せることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施の形態を示す実装装置の
斜視図。
【図2】同じく実装装置の側面図。
【図3】同じく基板を保持するキャリアの斜視図。
【図4】同じくダイイジェクタにより可撓性シートから
半導体素子を剥離させる動作の 説明図。
【図5】同じく半導体素子の電極にフラックスを転写
し、その半導体素子を基板に実装する動作の説明図。
【図6】同じく半導体ウエハリングの断面図。
【図7】同じく供給テーブル上の半導体ウエハリングか
ら半導体素子を取り出す時の説明図。
【図8】この発明の第2の実施の形態を示す基板の供給
手段の斜視図。
【図9】この発明の第3の実施の形態を示す実装装置の
斜視図。
【図10】同じく上記実装装置によって複数種の電子部
品が実装された基板の斜視図。
【図11】この発明の第4の実施の形態を示す実装装置
の斜視図。
【図12】同じく一部省略した平面図。
【図13】この発明の第5の実施の形態を示す実装装置
の平面図。
【符号の説明】
3…搬送手段 4…搬送路(搬送手段) 13…供給ストッカ(電子部品供給手段) 15…半導体ウエハ(電子部品) 15a…半導体素子(電子部品) 16…供給テーブル(電子部品供給手段) 17…可動体(駆動手段) 31…ピックアップツール(電子部品供給手段) 40…実装手段 41…ボンディングヘッド(実装手段) 42…X可動体(XY駆動手段) 43…Y可動体(XY駆動手段) 61…塗布ヘッド(塗布手段) 70…制御装置(制御手段) 75…基板ストッカ 77…取り出しハンド(基板供給手段)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久保 哲也 神奈川県横浜市磯子区新磯子町33番地 株 式会社東芝生産技術研究所内 Fターム(参考) 5E313 AA03 AA11 CC03 CC04 CD02 DD15 DD18 EE02 EE03 EE24 EE37 EE38 FF24 FF26 FF28 FG02 FG05

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電子部品を電極が形成された面を基板に
    対向させて実装する電子部品の実装方法において、 上記基板を間欠的に搬送する基板搬送工程と、 上記電子部品をその供給部から上記基板の搬送に同期し
    て取り出す取り出し工程と、 上記供給部から取り出された電子部品を上記基板に実装
    する実装工程とを具備したことを特徴とする電子部品の
    実装方法。
  2. 【請求項2】 上記取り出し工程は、複数種の電子部品
    を予め設定された順序で取り出すとともに、上記実装工
    程は上記取り出し工程によって取り出された複数種の電
    子部品を1つの基板に実装することを特徴とする請求項
    1記載の電子部品の実装方法。
  3. 【請求項3】 電子部品を電極が形成された面を基板に
    対向させて実装する電子部品の実装装置において、 上記基板を間欠的に搬送する基板搬送手段と、 上記電子部品を所定の位置に供給する電子部品供給手段
    と、 この供給手段によって供給された電子部品を上記基板の
    搬送に同期して取り出して上記基板の所定位置に実装す
    る実装手段とを具備したことを特徴とする電子部品の実
    装装置。
  4. 【請求項4】 複数の基板が積層状態で収容された基板
    ストッカと、この基板ストッカから上記基板を上記基板
    搬送手段による基板の搬送に同期して1枚づつ取り出し
    て上記基板搬送手段に供給する取り出し手段とからなる
    基板供給手段を有することを特徴とする請求項3記載の
    電子部品の実装装置。
  5. 【請求項5】 上記電子部品供給手段は、電子部品が所
    定の状態で配置されるテーブルと、このテーブルをX,
    Y方向およびθ方向に駆動する駆動手段と、この駆動手
    段によって上記テーブルをX方向とY方向とに駆動して
    所定位置に位置決めされた上記テーブル上の所定領域の
    電子部品を取り出す取り出し手段と、上記テーブル上の
    所定領域の電子部品を取り出し終えたならば上記テーブ
    ルをθ方向に所定角度回転させて上記テーブル上の電子
    部品が残存する部分を上記所定位置に位置決めする制御
    手段とからなることを特徴とする請求項3記載の電子部
    品の実装装置。
  6. 【請求項6】 上記実装手段は、上記電子部品供給手段
    から取り出した電子部品を上記基板に実装するボンディ
    ングヘッドと、このボンディングヘッドが電子部品を上
    記基板に実装する高さとほぼ同じ高さ位置に配置され上
    記ボンディングヘッドをX方向とY方向とに駆動するX
    Y駆動手段とからなることを特徴とする請求項3記載の
    電子部品の実装装置。
  7. 【請求項7】 上記基板搬送手段によって搬送される上
    記基板の搬送方向の上記実装手段よりも上流側には、上
    記基板搬送手段による基板の搬送に同期して上記基板に
    ペースト状物質を塗布する塗布手段が設けられているこ
    とを特徴とする請求項3記載の電子部品の実装装置。
  8. 【請求項8】 電子部品を電極が形成された面を基板に
    対向させて実装する電子部品の実装方法において、 上記基板を間欠的に搬送する基板搬送工程と、 上記電子部品をその供給部へ上記基板の搬送方向に対し
    て所定角度傾斜した方向から供給する供給工程と、 上記供給部へ供給された電子部品を上記基板の搬送に同
    期して取り出す取り出し工程と、 上記供給部から取り出された電子部品を上記基板に実装
    する実装工程とを具備したことを特徴とする電子部品の
    実装方法。
  9. 【請求項9】 上記電子部品を供給部へ供給する方向
    は、上記基板の搬送方向上流側から下流側に向って上記
    基板の搬送経路に対して近付く角度あるいは離れる角度
    で傾斜していることを特徴とする請求項8記載の電子部
    品の実装方法。
  10. 【請求項10】 上記基板の搬送方向に対して上記電子
    部品を供給部へ供給する角度は10〜80度であること
    を特徴とする請求項9記載の電子部品の実装方法。
  11. 【請求項11】 電子部品を電極が形成された面を基板
    に対向させて実装する電子部品の実装装置において、 上記基板を間欠的に搬送する基板搬送手段と、 上記電子部品をその供給部へ上記基板の搬送方向に対し
    て所定角度傾斜した方向から供給する電子部品供給手段
    と、 この供給手段によって上記供給部へ供給された電子部品
    を上記基板の搬送に同期して取り出して上記基板の所定
    位置に実装する実装手段とを具備したことを特徴とする
    電子部品の実装装置。
  12. 【請求項12】 上記電子部品を供給部へ供給する方向
    は、上記基板の搬送方向上流側から下流側に向って上記
    基板の搬送経路に対して近付く角度あるいは離れる角度
    で傾斜していることを特徴とする請求項11記載の電子
    部品の実装装置。
  13. 【請求項13】 上記基板の搬送方向に対して上記電子
    部品を供給部へ供給する角度は10〜80度であること
    を特徴とする請求項12記載の電子部品の実装装置。
  14. 【請求項14】 上記電子部品供給手段は、電子部品を
    収納保持した供給ストッカと、この供給ストッカに収納
    された電子部品が供給されるとともに上記供給ストッカ
    よりも上記基板の搬送経路に対して接近して配置された
    供給テーブルと、この供給テーブルと上記供給ストッカ
    とを結ぶ直線に対して平行方向に駆動可能に配置され上
    記供給ストッカに収納された電子部品を取り出して上記
    供給テーブルへ供給するクランパとを備えていることを
    特徴とする請求項11記載の電子部品の実装装置。
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