JP2001044242A - フリップチップ実装装置及び方法 - Google Patents

フリップチップ実装装置及び方法

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JP2001044242A
JP2001044242A JP11210636A JP21063699A JP2001044242A JP 2001044242 A JP2001044242 A JP 2001044242A JP 11210636 A JP11210636 A JP 11210636A JP 21063699 A JP21063699 A JP 21063699A JP 2001044242 A JP2001044242 A JP 2001044242A
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suction nozzle
ultrasonic horn
vibration
fastened
flip
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Hiroshi Nasu
博 那須
Takahiro Yonezawa
隆弘 米澤
Kazuji Azuma
和司 東
Toshiaki Yamauchi
敏明 山内
Hidetoshi Kawa
秀俊 川
Masahiko Hashimoto
雅彦 橋本
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 吸着ノズル締結時の締結状態及び形状バラツ
キによるたわみ振動への外乱を抑えるフリップチップ実
装装置及び方法を提供する。 【解決手段】 吸着ノズル締結部１６をたわみ振動の山
として、吸着ノズル３３の上側振動部３３ａと下側振動
部３３ｂを両端が自由な場合の棒のたわみ振動における
奇数次のたわみ振動又はその半分のたわみ振動をさせる
ことで、上側振動部は下側振動部のたわみ振動の外乱に
ならず、電子部品の接合を行う吸着ノズル下側振動部は
安定した振動を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、バンプを介して実
装すべき部品、例えば、シリコン基板などの半導体、表
面弾性波（ＳＡＷ）フィルタ、ＬＥＤ実装時のサファイ
アチップなどの電子部品に、超音波振動を与えて、バン
プ付きの電子回路基板に上記電子部品を実装するか、又
は、バンプ付きの上記電子部品に、超音波振動を与え
て、電子回路基板に上記電子部品を実装するフリップチ
ップ実装装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年のエレクトロニクス分野では、電子
部品の高速化・ギガＨｚ化が進むにつれて、超音波振動
を利用してＩＣチップなどの電子部品をフェースダウン
の状態で振動させることにより、電子部品の電極と電子
回路基板の電極とをバンプを介して金属接合により直接
実装することにより、低接続抵抗化・高接合強度化する
ことが求められている。
【０００３】そのような要求に答えるものとして、従来
のフリップチップ実装装置では、ＩＣチップなどの電子
部品を供給する部品供給部と、部品供給部から供給され
た上記電子部品を反転させる部品反転部と、基板を供給
する基板供給部と、部品供給部から電子部品を吸着して
超音波を印加しつつ基板に吸着した電子部品を実装する
吸着ノズルを有する超音波吸着ノズルユニットとを備え
ている。
【０００４】図４及び図５に従来のフリップチップ実装
装置を示している。
【０００５】まず、図４において、電子回路基板９は、
基板搬送装置１９により加熱ステージ１０に供給され、
加熱ステージ１０において固定保持及び加熱される。次
いで、部品供給部２から電子部品１１を取り出し、吸着
ノズル３まで順次受け渡される。この電子部品１１は吸
着ノズル３に吸着保持され、電子回路基板９の所定位置
に認識されたのち位置決めされる。次いで、電子部品１
１が電子回路基板９に対して、吸着ノズル３により加圧
及び超音波振動を与えられることにより、図５に示すよ
うに、電子部品１１に形成されたマイクロバンプ１２と
電子回路基板９の電極１３または、図５には示していな
いが電子回路基板９に形成されたマイクロバンプと電子
部品１１の電極とが金属接合される。
【０００６】次に、図５の従来の接合ユニットの構造に
おいて、吸着ノズル３は、図７に示すように、超音波ホ
ーン４の先端の割り溝４ａ内の凹部４ｂに嵌合させて上
記割り溝４ａの間隔を狭めるように締結ボルト７により
超音波ホーン４の先端が締め付けられて割締め形式で締
結されており、吸着ノズル３の上部３ｂと吸着経路用チ
ューブ１４が連結される。又、超音波ホーン４は縦振動
の節５にあたる任意の位置を、ブラケット６で割り締め
されてボルト８により締結されており、このブラケット
６上部に設置されているボイスコイルモータ１により加
圧される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構成では、図５に示すように、超音波ホーン４に
上記吸着ノズル３に代えて別の吸着ノズルを締結したと
き、更には、同じ吸着ノズル３を締結し直したときに、
吸着ノズルの割り締め締結部の締結状態及び締結部を挟
んだ吸着ノズル上部３ａがたわみ振動をしていないため
に、吸着ノズル下部３ｂのたわみ振動に外乱として影響
を及ぼすことになる。この結果、吸着ノズル下部３ｂの
たわみ振動が再現できないために接合品質が再現でき
ず、吸着ノズルを超音波ホーン４に取り付ける度に、各
々の吸着ノズルに適した接合条件を条件出ししなければ
ならず、吸着ノズルを交換するのに非常に時間がかか
り、生産が増加した場合に生産量を上げることができな
かった。
【０００８】従って、本発明の目的は、上記問題を解決
することにあって、超音波振動を利用して電子部品をフ
ェースダウンの状態で電子回路基板にバンプを介して直
接接合する際の接合工程において、吸着ノズル締結時の
締結状態及び吸着ノズルの形状バラツキによるたわみ振
動への外乱を抑えることができ、吸着ノズルを交換して
も振動の再現性が得られ、安定した接合を行えるフリッ
プチップ実装装置及び方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は以下のように構成する。
【００１０】本発明の第１態様によれば、実装物を吸着
ノズルにて吸着して、上記吸着ノズルに超音波ホーンか
ら超音波を印加することにより上記実装物の電極と被実
装物の電極とをバンプを介して接合するフリップチップ
実装装置において、上記超音波ホーンに締結された上記
吸着ノズルの締結部を挟んだ上記吸着ノズルの両側の振
動部をたわみ振動させるようにしたことを特徴とするフ
リップチップ実装装置を提供する。
【００１１】本発明の第２態様によれば、上記吸着ノズ
ルに、上記超音波ホーンに締結された上記吸着ノズルの
上記締結部をたわみ振動の山として、上記締結部を挟ん
で上下方向に配置された上記振動部の各々において、両
端が自由な場合の棒のたわみ振動における奇数モードの
たわみ振動を生じさせる第１態様に記載のフリップチッ
プ実装装置を提供する。
【００１２】本発明の第３態様によれば、上記吸着ノズ
ルに、上記超音波ホーンに締結された上記吸着ノズルの
上記締結部をたわみ振動の山として、上記締結部を挟ん
で上下方向に配置された上記振動部の各々において、両
端が自由な場合の棒のたわみ振動における奇数モードの
半分のたわみ振動を生じさせる第１態様に記載のフリッ
プチップ実装装置を提供する。
【００１３】本発明の第４態様によれば、上記超音波ホ
ーンに締結された上記吸着ノズルの上記締結部をたわみ
振動の山として、上記締結部を挟んだ上記吸着ノズルの
両側をたわみ振動させるために、上記吸着ノズルに位置
決め用段部を有し、上記超音波ホーンへ上記吸着ノズル
を締結したとき、上記超音波ホーンに上記位置決め用段
部が当接して上記吸着ノズルが上記超音波ホーンに対し
て位置決めされるようにした第１〜３のいずれかの態様
に記載のフリップチップ実装装置を提供する。
【００１４】本発明の第５態様によれば、上記実装物は
電子部品であり、上記被実装物は電子回路基板である第
１〜４のいずれかの態様に記載のフリップチップ実装装
置を提供する。
【００１５】本発明の第６態様によれば、実装物を吸着
ノズルにて吸着して、上記吸着ノズルに超音波ホーンか
ら超音波を印加するとき、上記超音波ホーンに締結され
た上記吸着ノズルの締結部を挟んだ上記吸着ノズルの両
側の振動部をたわみ振動させながら、上記実装物の電極
と被実装物の電極とをバンプを介して接合するようにし
たことを特徴とするフリップチップ実装方法を提供す
る。
【００１６】本発明の第７態様によれば、上記吸着ノズ
ルに、上記超音波ホーンに締結された上記吸着ノズルの
上記締結部をたわみ振動の山として、上記締結部を挟ん
で上下方向に配置された上記振動部の各々において、両
端が自由な場合の棒のたわみ振動における奇数モードの
たわみ振動を生じさせる第６態様に記載のフリップチッ
プ実装方法を提供する。
【００１７】本発明の第８態様によれば、上記吸着ノズ
ルに、上記超音波ホーンに締結された上記吸着ノズルの
上記締結部をたわみ振動の山として、上記締結部を挟ん
で上下方向に配置された上記振動部の各々において、両
端が自由な場合の棒のたわみ振動における奇数モードの
半分のたわみ振動を生じさせる第６態様に記載のフリッ
プチップ実装方法を提供する。
【００１８】本発明の第９態様によれば、上記吸着ノズ
ルに上記超音波ホーンから超音波を印加する前に、上記
超音波ホーンへ上記吸着ノズルを締結するとき、上記吸
着ノズルに備えられた位置決め用段部が上記超音波ホー
ンに当接して上記吸着ノズルが上記超音波ホーンに対し
て、上記超音波ホーンに締結された上記吸着ノズルの上
記締結部をたわみ振動の山として上記締結部を挟んだ上
記吸着ノズルの両側をたわみ振動させる位置に、位置決
めされるようにした第６〜８のいずれかの態様に記載の
フリップチップ実装方法を提供する。
【００１９】本発明の第１０態様によれば、上記実装物
は電子部品であり、上記被実装物は電子回路基板である
第６〜９のいずれかの態様に記載のフリップチップ実装
方法を提供する。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下に、本発明にかかる実施の形
態を図面に基づいて詳細に説明する。 （第１実施形態）本発明の第１の実施形態にかかるフリ
ップチップ実装方法を実施するための実装装置は、図１
に示すように、電子部品１１を吸着ノズルにて吸着し
て、吸着ノズルに超音波を印加することにより、上記電
子部品１１の電極１２と電子回路基板９の電極１３とを
バンプ１２を介して接合する、すなわち、電子部品１１
の電極に形成されたマイクロバンプ１２と電子回路基板
９の電極１３とを接合するか、又は、電子部品１１の電
極と電子回路基板９の電極１３に形成されたマイクロバ
ンプとを接合するフリップチップ実装装置において、超
音波ホーン４に締結された吸着ノズルの締結部１６を挟
み、吸着ノズルの両側の上下の振動部をたわみ振動１０
０させるものである。なお、図４，５の従来の装置と同
一の部材又は部分については同一番号を付してそれらの
説明を省略する。なお、図１において、１００は両端が
自由な場合の棒のたわみ振動における３次のたわみ振動
の波形を表している。また、吸着ノズル３３は全長にわ
たって断面も一様でかつ外径も同一であり、材質も同一
とする。
【００２１】具体的には、図１に示すように、吸着ノズ
ル３３を、後述する両端が自由な場合の棒のたわみ振動
理論を用いて、超音波ホーン４への吸着ノズル３３の従
来と同様な割り締め形式の締結部１６で締結された部分
以外の吸着ノズル３３の上側振動部３３ａの寸法Ｌ１と
吸着ノズル３３の下側振動部３３ｂの寸法Ｌ２とを同一
長さとし（Ｌ１＝Ｌ２）、かつ、吸着ノズル上側振動部
３３ａと吸着ノズル下側振動部３３ｂとを合わせた振動
部全体の長さＬ３３（＝Ｌ１＋Ｌ２）を、両端が自由な
場合の棒のたわみ振動における３次のたわみ振動（たわ
み振動におけるモード次数ｉがｉ＝３のたわみ振動）１
００を行う長さＬとなるように超音波ホーン４に吸着ノ
ズル３３を締結する。
【００２２】ここで、両端が自由な場合の棒のたわみ振
動理論について説明する。
【００２３】断面一様で真っ直ぐな棒でかつ両端が自由
な場合の棒のたわみ振動を考えて、棒の長さをＬとする
と、
【数１】 の関係が得られる。ここで、ｍiは規準定数であり、
【００２４】
【数２】 ｃｏｓ（ｍi）ｃｏｓｈ（ｍi）=１ ………………（２） より求まる。ｉは振動モードの次数（ｉ＝１，２，３，
……）で、式（１）より計算すれば、例えば、たわみ振
動におけるモード次数ｉと規準定数ｍiの値を示す図６
のようになる。また、Ｒは回転半径であり、棒の断面形
状が中空であるから、内径をＤ1、外径をＤ2とすると、
【００２５】
【数３】
【００２６】で表される。ｃは棒の材質中における音速
度、ωは角振動数である。また、棒の中点と端面におけ
る振幅の比（ｕ2／ｕ1）は図６に示すようになる。
【００２７】よって、上記したように、吸着ノズル３３
の全長から超音波ホーン４への吸着ノズル３３の締結部
１６の長さを差し引いた残りの長さＬ３３が、吸着ノズ
ル３３の上側振動部３３ａの寸法Ｌ１と吸着ノズル３３
の下側振動部３３ｂの寸法Ｌ２とが等しくなり、かつ、
各振動部３３ａ，３３ｂの寸法Ｌ１，Ｌ２が、上記両端
が自由な場合の棒のたわみ振動における３次のたわみ振
動１００を行う長さＬの半分の長さ（０．５０００Ｌ）
となるように、吸着ノズル３３を超音波ホーン４に締結
する。
【００２８】この結果、図１に示すとともに、図６のた
わみ振動におけるモード次数ｉがｉ＝３の場合として示
すように、吸着ノズル３３の締結部１６をたわみ振動１
００の山として、吸着ノズル上側振動部３３ａと吸着ノ
ズル下側振動部３３ｂとにおいて、それぞれ、両端が自
由な場合の棒のたわみ振動における３次のたわみ振動１
００を生じさせることができ、吸着ノズル上側振動部３
３ａは吸着ノズル下側振動部３３ｂのたわみ振動の外乱
にならないため、電子部品の接合を行う吸着ノズル下側
振動部３３ｂは安定した振動を得ることができる。
【００２９】この場合、上記両端が自由な場合の棒のた
わみ振動理論より明らかなように、吸着ノズル締結部１
６以外の吸着ノズル上側振動部３３ａと吸着ノズル下側
振動部３３ｂを合わせた長さＬ３３を、両端が自由な場
合の棒のたわみ振動における、３次の奇数モードのたわ
み振動に限らず、任意のＮ次の奇数モードのたわみ振動
を行う長さＬにし（ただし、Ｎは奇数。）、かつ、吸着
ノズル上側振動部３３ａと吸着ノズル下側振動部３３ｂ
とが同じ長さになるように超音波ホーン４に締結して
も、上記の場合と同等の効果が得られる。
【００３０】上記第１実施形態の構成によれば、上記超
音波ホーン４に締結された上記吸着ノズル３３の締結部
１６を挟んだ上記吸着ノズル３３の両側すなわち吸着ノ
ズル上側振動部３３ａと吸着ノズル下側振動部３３ｂを
たわみ振動させるようにしたので、超音波ホーン４への
吸着ノズル３３の締結状態及び吸着ノズル３３の形状バ
ラツキによる電子部品吸着側のたわみ振動への外乱を抑
えることができ、吸着ノズル３３を交換しても振動の再
現性が得られ、安定した接合を行うことができる。 （第２実施形態）本発明の第２の実施形態にかかるフリ
ップチップ実装方法を実施するための実装装置は、図２
に示すように、第１実施形態のフリップチップ実装装置
において、超音波ホーン４に締結された吸着ノズルの締
結部１６をたわみ振動の山として、吸着ノズルを、両端
が自由な場合の棒のたわみ振動における奇数モードの半
分のたわみ振動をさせるものである。なお、図１におい
て、１０１は両端が自由な場合の棒のたわみ振動におけ
る１次のたわみ振動の半分の波形を表し、１０２は両端
が自由な場合の棒のたわみ振動における３次のたわみ振
動の半分の波形を表している。また、吸着ノズル４３は
全長にわたって断面も一様でかつ外径も同一であり、材
質も同一とする。
【００３１】具体的には、図２に示すように、吸着ノズ
ル４３を、両端が自由な場合の棒のたわみ振動理論を用
いて、超音波ホーン４への吸着ノズル４３の従来と同様
な割り締め形式の締結部１６で締結された部分以外の吸
着ノズル４３の上側振動部４３ａの寸法ををたわみ振動
の山とし、かつ、吸着ノズル４３の上側振動部４３ａの
寸法Ｌ３を、吸着ノズル上側振動部４３ａの寸法Ｌ３を
２つ合わせた長さにおける両端が自由な場合の棒のたわ
み振動における１次のたわみ振動（たわみ振動における
モード次数ｉがｉ＝１のたわみ振動）を行う長さの半分
となるようにするとともに、吸着ノズル４３の下側振動
部４３ｂの寸法Ｌ４を、吸着ノズル下側振動部４３ｂの
寸法Ｌ４を２つ合わせた長さにおける両端が自由な場合
の棒のたわみ振動における３次のたわみ振動（たわみ振
動におけるモード次数ｉがｉ＝３のたわみ振動）を行う
長さの半分となるようにすべく、超音波ホーン４に吸着
ノズル４３を締結する。すなわち、言い換えると、吸着
ノズル４３の上側振動部４３ａの寸法Ｌ３を２つ合わせ
た長さが、両端が自由な場合の棒のたわみ振動における
１次のたわみ振動（たわみ振動におけるモード次数ｉが
ｉ＝１のたわみ振動）を行う長さとする。また、吸着ノ
ズル下側振動部４３ｂの寸法Ｌ４を２つ合わせた長さ
が、両端が自由な場合の棒のたわみ振動における３次の
たわみ振動（たわみ振動におけるモード次数ｉがｉ＝３
のたわみ振動）を行う長さとする。この場合、第１実施
形態のように、吸着ノズル上側振動部４３ａと吸着ノズ
ル下側振動部４３ｂとの寸法を同一長さとする必要はな
い。
【００３２】この結果、図１に示すとともに、図６のた
わみ振動におけるモード次数ｉがｉ＝１及びｉ＝３の場
合として示すように、吸着ノズル上側振動部４３ａは吸
着ノズル下側振動部４３ｂのたわみ振動の外乱にならな
いため、電子部品１１の接合を行う吸着ノズル下側振動
部４３ｂは安定した振動を得ることができる。
【００３３】この場合、上記両端が自由な場合の棒のた
わみ振動理論より明らかなように、吸着ノズル締結部１
６以外の吸着ノズル上側振動部４３ａと吸着ノズル下側
振動部４３ｂは、それぞれ、両端が自由な場合の棒のた
わみ振動における、１次と３次の奇数モードのたわみ振
動に限らず、任意のＮ次の奇数モードのたわみ振動を行
う長さの半分となるように（ただし、Ｎは奇数。）、吸
着ノズル４３を超音波ホーン４に締結しても、上記の場
合と同等の効果が得られる。
【００３４】上記第２実施形態の構成によれば、上記超
音波ホーン４に締結された上記吸着ノズル４３の締結部
１６を挟んだ上記吸着ノズル４３の両側すなわち吸着ノ
ズル上側振動部４３ａと吸着ノズル下側振動部４３ｂを
たわみ振動させるようにしたので、超音波ホーン４への
吸着ノズル４３の締結状態及び吸着ノズル４３の形状バ
ラツキによる電子部品吸着側のたわみ振動への外乱を抑
えることができ、吸着ノズル交換時の吸着ノズル４３の
たわみ振動を再現することができ、安定した接合を行う
ことができる。 （第３実施形態）本発明の第３の実施形態にかかるフリ
ップチップ実装方法を実施するための実装装置は、図３
に示すように、上記第１実施形態のフリップチップ実装
装置において、超音波ホーン４に締結された吸着ノズル
５３の締結部１６をたわみ振動の山として、締結部１６
を挟んだ吸着ノズル５３の両側を、それぞれ両端が自由
な場合の棒のたわみ振動におけるＮ次の奇数モードのた
わみ振動（第１実施形態に相当）又はその半分の波形の
振動（第２実施形態に相当）を生じさせるものである
が、吸着ノズル５３の上側振動部５３ａ及び締結部１６
を同一の外径とする一方、当該外径よりも吸着ノズル下
側振動部５３ｂの外径を大きくすることにより、超音波
ホーン４に対して吸着ノズル５３を位置決めしやすくし
たものである。
【００３５】具体的には、図３に示すように、吸着ノズ
ル５３を、上側振動部５３ａ及び締結部１６を同一の外
径を持つ一方、締結部１６と吸着ノズル下側振動部５３
ｂとの間に位置決め用段部として機能する吸着ノズル段
付き部１５を有するようにすれば、第１実施形態又は第
２実施形態で示した吸着ノズル３３又は４３に対応する
吸着ノズル５３を超音波ホーン４に取り付ける際に、超
音波ホーン４の先端の割り溝４ａ内の凹部４ｂ内に吸着
ノズル５３を上向きに挿入すれば、吸着ノズル段付き部
１５が超音波ホーン４の先端の割り溝４ａの凹部４ｂ周
囲に当接する。よって、この吸着ノズル段付き部１５に
より、超音波ホーン４に対する吸着ノズル下側振動部５
３ｂを簡単かつ確実に位置決めすることができる。よっ
て、吸着ノズル上側振動部５３ａと吸着ノズル下側振動
部５３ｂの長さＬ５，Ｌ６をそれぞれ簡単にかつ確実に
再現することができるため、吸着ノズル５３の交換を短
時間で行うことができる。
【００３６】上記第３実施形態の構成によれば、超音波
ホーン４へ吸着ノズル５３を締結したとき、吸着ノズル
段付き部１５が超音波ホーン４に当接することにより、
超音波ホーン４に対して吸着ノズル５３の吸着ノズル上
側振動部５３ａと吸着ノズル下側振動部５３ｂ（すなわ
ち、第１実施形態に適用した場合においては、吸着ノズ
ル３３の吸着ノズル上側振動部３３ａと吸着ノズル下側
振動部３３ｂ、第２実施形態に適用した場合において
は、吸着ノズル４３の吸着ノズル上側振動部４３ａと吸
着ノズル下側振動部４３ｂ）を所定の位置に簡単かつ確
実に位置決めさせることができ、吸着ノズル５３の取り
付け及び交換が短時間で行うことが可能となる。この結
果、超音波ホーン４への吸着ノズル５３の締結及び吸着
ノズル５３の形状によるチップ吸着側のたわみ振動への
外乱をより確実に抑えることができ、吸着ノズル交換時
の吸着ノズル５３のたわみ振動を再現することができ、
安定した接合を行うことができる。
【００３７】なお、上記超音波の一例としては、基板側
の電極と電子部品側の電極とをバンプを介して±２０μ
ｍの精度で接合するとき、６３．５Ｈｚの周波数、０．
５〜１．０μｍ前後の振幅とする。また、吸着ノズルの
材質の例としては、多数の電子部品の吸着実装動作に耐
えるため耐磨耗性に優れたものとしてステンレス鋼とす
る。吸着ノズルの材質の例としては、他に、耐磨耗性に
優れたものとして、超硬合金、セラミックス、ダイヤな
どを適用することが可能である。
【００３８】ここで、上記各実施形態において、吸着ノ
ズルの形状によるたわみ振動への外乱を抑えることがで
きた結果としての安定した接合品質を確保の例として
は、ＩＣチップの基板への接合時に、ＩＣチップ１個あ
たりの剪断力を従来よりも２０〜３０％程度増加させる
ことができる。
【００３９】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ものではなく、その他種々の態様で実施できる。例え
ば、吸着ノズルの全体の材質を同一のものとするものに
限らず、多数の電子部品の吸着実装動作に耐えるため、
吸着ノズル下側振動部を吸着ノズル上側振動部よりも耐
磨耗性に優れた材質として、吸着ノズル下側振動部と吸
着ノズル上側振動部とで材質を変更するようにしてもよ
い。また、上記吸着ノズル段付き部１５を設けるとき、
吸着実装すべき電子部品の大きさを考慮して、吸着ノズ
ル下側振動部を吸着ノズル上側振動部よりも大きい寸法
にするようにしてもよい。
【００４０】また、フリップチップ実装装置に限らず、
電極にバンプを形成するバンプボンダーに適用すれば、
電極に対するバンプの形成品質を安定して確保できる。
【００４１】
【発明の効果】本発明の上記第１態様及び第６態様及び
第５，１０態様によれば、上記超音波ホーンに締結され
た上記吸着ノズルの締結部を挟んだ上記吸着ノズルの両
側すなわち吸着ノズル上側振動部と吸着ノズル下側振動
部をたわみ振動させるようにしたので、超音波ホーンへ
の吸着ノズルの締結状態及び吸着ノズルの形状バラツキ
による被実装物吸着側のたわみ振動への外乱を抑えるこ
とができ、吸着ノズルを交換しても振動の再現性が得ら
れ、安定した接合を行うことができる。
【００４２】本発明の上記第２，３態様及び第７，８態
様及び第５，１０態様によれば、上記超音波ホーンに締
結された上記吸着ノズルの締結部を挟んだ上記吸着ノズ
ルの両側すなわち吸着ノズル上側振動部と吸着ノズル下
側振動部を、任意のＮ次の奇数モードのたわみ振動又は
そのたわみ振動の半分の波長のたわみ振動を生じさせる
ようにしたので、超音波ホーンへの吸着ノズルの締結状
態及び吸着ノズルの形状バラツキによる被実装物吸着側
のたわみ振動への外乱を抑えることができ、吸着ノズル
交換時の吸着ノズルのたわみ振動を再現することがで
き、安定した接合を行うことができる。
【００４３】本発明の上記第４態様及び第９態様及び第
５，１０態様によれば、超音波ホーンへ吸着ノズルを締
結したとき、吸着ノズル段付き部が超音波ホーンに当接
することにより、超音波ホーンに対して吸着ノズル上側
振動部と吸着ノズル下側振動部を所定の位置に簡単かつ
確実に位置決めさせることができ、吸着ノズルの取り付
け及び交換が短時間で行うことが可能となる。この結
果、超音波ホーンへの吸着ノズルの締結及び吸着ノズル
の形状によるチップ吸着側のたわみ振動への外乱をより
確実に抑えることができ、吸着ノズル交換時の吸着ノズ
ルのたわみ振動を再現することができ、安定した接合を
行うことができる。
【００４４】以上のように本発明によれば、吸着ノズル
の形状によるたわみ振動への外乱を抑えることができ、
吸着ノズルを交換しても振動の再現性を確保することが
できるので、吸着ノズルの取り付け及び交換が短時間で
行うことができ、安定した接合品質を確保できるという
有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態にかかるフリップチッ
プ実装装置の接合ユニットの構成を示す側面図である。
【図２】 本発明の第２実施形態におけるフリップチッ
プ実装装置の接合ユニットの構成を示す側面図である。
【図３】 本発明の第３実施形態におけるフリップチッ
プ実装装置の接合ユニットの部分拡大側面図である
【図４】 従来のフリップチップ実装装置を示す斜視図
である。
【図５】 従来のフリップチップ実装装置における接合
ユニットの構成と基板との関係を示す説明図である。
【図６】 本発明の第１実施形態にかかるフリップチッ
プ実装装置の接合ユニットにおいて、たわみ振動におけ
るモード次数ｉと規準定数ｍiの値を示す図である。
【図７】 従来のフリップチップ実装装置における接合
ユニットの部分拡大断面図である。
【符号の説明】
１…ボイスコイルモータ、２…部品供給部、３…吸着ノ
ズル、３ａ…吸着ノズル上部、３ｂ…吸着ノズル下部、
４…超音波ホーン、４ａ…割り溝、４ｂ…凹部、５…超
音波振動の節、６…ブラケット、７…吸着ノズル締結
部、８…超音波ホーン締結部、９…接合基板、１０…加
熱ステージ、１１…電子部品、１２…バンプ、１３…電
極、１４…吸着経路用チューブ、１５…吸着ノズル段付
き部、１６…吸着ノズル締結部、３３，４３，５３…吸
着ノズル、３３ａ，４３ａ，５３ａ…吸着ノズル上側振
動部、３３ｂ，４３ｂ，５３ｂ…吸着ノズル下側振動
部、１００…両端が自由な場合の棒のたわみ振動におけ
る３次のたわみ振動の波形、１０１…両端が自由な場合
の棒のたわみ振動における１次のたわみ振動の半分の波
形、１０２…両端が自由な場合の棒のたわみ振動におけ
る３次のたわみ振動の半分の波形。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 東 和司 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 山内 敏明 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 川 秀俊 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 橋本 雅彦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5F044 KK01 LL00 PP16 QQ01

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 実装物（１１）を吸着ノズル（３３，４
    ３，５３）にて吸着して、上記吸着ノズルに超音波ホー
    ン（４）から超音波を印加することにより上記実装物の
    電極（１２）と被実装物（９）の電極（１３）とをバン
    プ（１２）を介して接合するフリップチップ実装装置に
    おいて、 上記超音波ホーンに締結された上記吸着ノズルの締結部
    （１６）を挟んだ上記吸着ノズルの両側の振動部（３３
    ａ，３３ｂ，４３ａ，４３ｂ）をたわみ振動させるよう
    にしたことを特徴とするフリップチップ実装装置。
  2. 【請求項２】 上記吸着ノズルに、上記超音波ホーンに
    締結された上記吸着ノズルの上記締結部をたわみ振動の
    山として、上記締結部を挟んで上下方向に配置された上
    記振動部（３３ａ，３３ｂ）の各々において、両端が自
    由な場合の棒のたわみ振動における奇数モードのたわみ
    振動を生じさせる請求項１に記載のフリップチップ実装
    装置。
  3. 【請求項３】 上記吸着ノズルに、上記超音波ホーンに
    締結された上記吸着ノズルの上記締結部をたわみ振動の
    山として、上記締結部を挟んで上下方向に配置された上
    記振動部（４３ａ，４３ｂ）の各々において、両端が自
    由な場合の棒のたわみ振動における奇数モードの半分の
    たわみ振動を生じさせる請求項１に記載のフリップチッ
    プ実装装置。
  4. 【請求項４】 上記超音波ホーンに締結された上記吸着
    ノズルの上記締結部をたわみ振動の山として、上記締結
    部を挟んだ上記吸着ノズルの両側をたわみ振動させるた
    めに、上記吸着ノズルに位置決め用段部（１５）を有
    し、上記超音波ホーンへ上記吸着ノズルを締結したと
    き、上記超音波ホーンに上記位置決め用段部が当接して
    上記吸着ノズルが上記超音波ホーンに対して位置決めさ
    れるようにした請求項１〜３のいずれかに記載のフリッ
    プチップ実装装置。
  5. 【請求項５】 上記実装物は電子部品であり、上記被実
    装物は電子回路基板である請求項１〜４のいずれかに記
    載のフリップチップ実装装置。
  6. 【請求項６】 実装物（１１）を吸着ノズル（３３，４
    ３，５３）にて吸着して、上記吸着ノズルに超音波ホー
    ン（４）から超音波を印加するとき、上記超音波ホーン
    に締結された上記吸着ノズルの締結部（１６）を挟んだ
    上記吸着ノズルの両側の振動部（３３ａ，３３ｂ，４３
    ａ，４３ｂ）をたわみ振動させながら、上記実装物の電
    極（１２）と被実装物（９）の電極（１３）とをバンプ
    （１２）を介して接合するようにしたことを特徴とする
    フリップチップ実装方法。
  7. 【請求項７】 上記吸着ノズルに、上記超音波ホーンに
    締結された上記吸着ノズルの上記締結部をたわみ振動の
    山として、上記締結部を挟んで上下方向に配置された上
    記振動部（３３ａ，３３ｂ）の各々において、両端が自
    由な場合の棒のたわみ振動における奇数モードのたわみ
    振動を生じさせる請求項６に記載のフリップチップ実装
    方法。
  8. 【請求項８】 上記吸着ノズルに、上記超音波ホーンに
    締結された上記吸着ノズルの上記締結部をたわみ振動の
    山として、上記締結部を挟んで上下方向に配置された上
    記振動部（４３ａ，４３ｂ）の各々において、両端が自
    由な場合の棒のたわみ振動における奇数モードの半分の
    たわみ振動を生じさせる請求項６に記載のフリップチッ
    プ実装方法。
  9. 【請求項９】 上記吸着ノズルに上記超音波ホーンから
    超音波を印加する前に、上記超音波ホーンへ上記吸着ノ
    ズルを締結するとき、上記吸着ノズルに備えられた位置
    決め用段部（１５）が上記超音波ホーンに当接して上記
    吸着ノズルが上記超音波ホーンに対して、上記超音波ホ
    ーンに締結された上記吸着ノズルの上記締結部をたわみ
    振動の山として上記締結部を挟んだ上記吸着ノズルの両
    側をたわみ振動させる位置に、位置決めされるようにし
    た請求項６〜８のいずれかに記載のフリップチップ実装
    方法。
  10. 【請求項１０】 上記実装物は電子部品であり、上記被
    実装物は電子回路基板である請求項６〜９のいずれかに
    記載のフリップチップ実装方法。
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