JP2002217535A - ボンディングヘッド及び部品装着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ボンディングステージに対して押圧面を従来
に比して高い平行度にて設置可能なボンディングヘッド
及び部品装着装置を提供する。 【解決手段】 傾斜防止部材１２９を備えたことで、支
持部１１１に対する押圧部１１０の傾斜を防止して押圧
面１３０ａと載置面１６ａとをほぼ平行状態に設定する
ことができる。よって、ボンディングステージ１６に対
して上記押圧面を従来に比して高い平行度にて設置する
ことができ、部品と回路形成体とを高い接合品質にてボ
ンディングすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品を回路基
板に装着するボンディングヘッド、及び該ボンディング
ヘッドを備えた部品装着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、上記ボンディングヘッドの平
行調整装置の一例として球面軸受けが採用されている。
該球面軸受けは、ボンディングヘッドの押圧ツールをボ
ンディングステージ等の対象物に倣わすことで平行調整
可能であるので、平行調整を容易にすることができる。
以下図を参照しながら、平行調整部に球面軸受けを採用
したボンディングヘッドの一例について説明する。図９
は従来のボンディングヘッドの斜視図であり、図１０は
その断面図である。図９及び図１０において、１がボン
ディングヘッドである。２は、球面部であり、凸形状の
球面部を有したブロック３と、凹形状の球面部を有した
ブロック４とが接触する構成となつている。５は、吸引
溝であり、ブロック４に設けられており吸引用通路６を
通じて空気を吸引することでブロック４に対してブロッ
ク３が吸引保持される。７は、マグネットであり、ブロ
ック４に設けられており、マグネット７の磁力によりブ
ロック３はブロック４に引き寄せられている。８は、冷
却フィンでありブロック３に接続されている。９は、ホ
ルダで上記冷却フィン８に結合されている。そしてホル
ダ９は、下端に押圧ツール１０を備えるとともにヒータ
１１及び熱電対１２が同一方向からホルダ９に挿入され
ている。よってホルダ９は、熱電対１２により温度監視
されながらヒータ１１により加熱される。ここで押圧ツ
ール１０の下面中央のａ点が球面部２の球の中心となつ
ている。１３は電子部品であり、熱硬化性の接着剤１４
を介して回路基板１５上に装着されている。１６はボン
ディングステ一ジで回路基板１５を載置している。

【０００３】以上のように構咸されたボンディングヘッ
ドについて、以下にその動作について説明する。まず始
めにボンディング動作について説明する。予め前工程に
おいて、電子部品１３は、接着剤１４を介して回路基板
１５上に仮位置決めされている。そして図中には記され
ていない外部の搬送装置により、上記電子部品１３が仮
位置決めされた回路基板１５は搬送され、ボンディング
ステージ１６上に載置され固定される。次にボンディン
グヘッド１は、図中に示されていない外部の駆動装置に
より下降し、押圧ツール１０により電子部品１３を押圧
する。このとき、ヒータ１１の加熱によりホルダ９を介
して押圧ツール１０は加熱されており、押圧ツール１０
の熱が電子部品１３を介して接着剤１４に伝わる。よっ
て接着剤１４の硬化が進み、電子部品１３と回路基板１
５の接合が完了する。このとき、高い接合品質を得るた
めには、電子部品１３と回路基板１５との間で高い平行
度を確保していることが重要であり、そのためには押圧
ツール１０とボンディングステージ１６との間の平行度
が重要である。

【０００４】次に平行調整動作について、図１０を用い
て説明する。該平行調整動作は、生産する物品の品種に
より押圧ツール１０の交換が必要となったときに行なわ
れる。又、該平行調整動作は、ボンディングステージ１
６上にワーク、即ち、電子部品１３及び回路基板１５が
装着されていない状態で行なわれる。尚、図１０には、
上記ワークが描かれているが平行調整動作中にはワーク
は存在しない。平行調整動作前において、吸引用通路６
から空気が吸引され、吸引溝５における空気の吸引力に
よりブロック４に対してブロック３が吸引保持される。
まず、吸引用通路６に圧縮空気を供給しブロック３の吸
引保持を解除する。このとき、マグネット７によりブロ
ック３を保持する力が働いているのでブロック３が落下
することはなく、球面部においてブロック３とブロック
４の間に数〜数十ミクロンの隙間が発生する。そして、
このときブロック３は、上記ａ点を中心に容易に回転可
能な状態になる。一方、上述のようにホルダ９には、ヒ
ータ１１及び熱電対１２がｂ方向に沿って同方向に設け
られているので、ヒータ１１及び熱電対１２の重量、並
びに配線１７、配線１８の抗力の影響により、ホルダ９
にはｃ方向の回転モーメントが発生する。よって、回転
可能な状態となっているボンディングヘッド下部１９
は、図１１に示すように傾いた状態になる。

【０００５】次に、ボンディングヘッド１は、図中に記
されていない外部の駆動装置により下降し、押圧ツール
１０はボンディングステージ１６に押さえつけられる。
このとき押圧ツール１０の押圧面は、ボンディングステ
ージ１６に倣おうとしてブロック３は上記ａ点の回りに
回転する。該回転後、吸引溝５から空気を吸引すること
でブロック４に対してブロック３は吸着保持される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述のよ
うなボンディングヘッド１では、押圧ツール１０をボン
ディングステージ１６に倣わせるとき、ヒータ１１、熱
電対１２の配線１７、１８の抗力や、ヒータ１１、熱電
対１２の重量の影響により、抵抗が発生し十分に倣わす
ことができないという問題が生じていた。その結果、ボ
ンディング動作時において、回路基板１５に対する電子
部品１３の平行度が十分ではなくなり、電子部品１３と
回路基板１５との各電極における接触状態にバラツキが
生じ、高い接合品質でボンディングを行なうことができ
ないという問題が生じていた。本発明は、このような問
題点を解決するためになされたもので、ボンディングス
テージに対して押圧面を従来に比して高い平行度にて設
置可能なボンディングヘッド、及び該ボンディングヘッ
ドを備えた部品装着装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の第１態様におけ
るボンディングヘッドは、ボンディングステージの載置
面上に載置された回路形成体上の部品に接触する平坦な
押圧面を有する押圧部と、該押圧部を揺動自在に支持す
る支持部とを備え、上記押圧面を上記部品に接触させて
上記部品を上記回路形成体へ押圧するボンディングヘッ
ドであって、上記押圧部の揺動に起因する、上記支持部
に対する上記押圧部の傾斜を防止して上記押圧面と上記
載置面とをほぼ平行状態に設定する傾斜防止部材を備え
たことを特徴とする。

【０００８】又、上記傾斜防止部材は、上記押圧部に備
わる部材であって、上記押圧面を加熱する加熱体と該加
熱体からの熱を検出する加熱体温度制御用熱検出器とを
有し、上記加熱体により生じる上記押圧部の揺動と上記
熱検出器により生じる上記押圧部の揺動とを相殺する方
向から上記加熱体及び上記熱検出器が装填された加熱用
部材にて構成することもできる。

【０００９】又、上記加熱体及び上記熱検出器に接続さ
れる配線の被覆材料は、上記押圧面を上記載置面に接触
させたとき上記押圧面と上記載置面とを平行状態にする
上記押圧部の平行調整動作を許容する材質にて構成して
もよい。

【００１０】又、上記加熱用部材は、上記押圧面にて押
圧される上記部品の厚み方向に直交する方向でかつ互い
に直交する２方向において、当該加熱用部材の中心軸を
中心として対称形にて構成してもよい。

【００１１】又、上記押圧面は、上記部品の全面を超え
る大きさであって、上記押圧面を上記載置面に接触させ
たとき上記押圧面と上記載置面とを平行状態に設定する
回転力を上記押圧部に生じさせる大きさにて構成しても
よい。

【００１２】又、押圧禁止箇所が上記部品に存在すると
き、上記押圧面は、上記押圧禁止箇所に対応して非押圧
部を有するように構成してもよい。

【００１３】又、上記傾斜防止部材は、上記押圧部に備
わり、上記押圧面と上記載置面とをほぼ平行状態に設定
する回転力を上記押圧部に生じさせる重りにて構成して
もよい。

【００１４】又、上記傾斜防止部材は、上記支持部に備
わり、上記押圧面と上記載置面とをほぼ平行状態に設定
する回転力を上記押圧部に与える付勢機構にて構成して
もよい。

【００１５】又、上記加熱用部材が上記押圧面に上記部
品を吸着するため上記押圧面に開口する吸引用通路（１
４５）をさらに有するとき、上記傾斜防止部材は、さら
に、上記加熱用部材に取り付けられ上記吸引用通路に連
通し上記傾斜を防止する材質又は大きさにてなる管材に
て構成してもよい。

【００１６】又、本発明の第２態様の部品装着装置は、
上記第１態様のボンディングヘッドと、部品を載置した
回路形成体をボンディングステージの載置面上への搬入
及び該載置面からの搬出を行なう移載装置と、を備えた
ことを特徴とする。

【００１７】又、上記第２態様において、上記部品の厚
み方向に上記ボンディングヘッドを移動させる駆動装置
と、該駆動装置の動作制御を行う制御装置とをさらに備
え、上記制御装置は、上記部品に接触する平坦な押圧面
を上記部品に接触させて上記部品を上記回路形成体へ押
圧する押圧動作に比して、上記押圧面を上記載置面に接
触させて上記押圧面と上記載置面とを平行状態にする平
行調整動作のときに上記ボンディングヘッドをより大き
な力にて上記厚み方向に移動させる動作制御を上記駆動
装置に対して行なうように構成してもよい。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態であるボンディ
ングヘッド及び該ボンディングヘッドを備えた部品装着
装置について、図を参照しながら以下に説明する。尚、
各図において同じ構成部分については同じ符号を付して
いる。又、この明細書で回路形成体とは、樹脂基板、紙
−フェノール基板、セラミック基板、ガラス・エポキシ
（ガラエポ）基板、フィルム基板等の回路基板、単層基
板若しくは多層基板などの回路基板、部品、筐体、又
は、フレーム等、回路が形成されている対象物を意味す
る。尚、本実施形態では、回路形成体の一例として回路
基板を例に採り、又、部品の一例として上記回路基板に
実装される電子部品を例に採る。

【００１９】図１及び図２に示すように、本実施形態の
ボンディングヘッド１２１は、大きく分けて押圧部１１
０と、該押圧部１１０を揺動自在に支持する支持部１１
１とを備え、ボンディングステージ１６の載置面１６ａ
上に載置された回路基板１５上の電子部品１３を回路基
板１５へ押圧する。尚、上記押圧部１１０と上記支持部
１１１とは、いわゆる球面軸受けを構成する球面部１２
２にて連結される。又、上記電子部品１３は、熱硬化性
の接着剤１４を介して回路基板１５上に載置されてい
る。尚、図２、さらには後述の図４〜図６では、以下に
説明する、吸引給気装置１４１、駆動装置１４２、移載
装置１４３、及び制御装置１８０の図示を省略してい
る。上記支持部１１１は、上記球面部１２２を構成す
る、凹形状の球面１２４ａを有した凹状ブロック１２４
を有する。該凹状ブロック１２４内には、上記球面１２
４ａに開口する吸引溝１２５、該吸引溝１２５に連通す
る吸引用通路１２６、及び球面１２４ａに露出するよう
に埋設されているマグネット１２７が設けられている。
又、吸引用通路１２６には、制御装置１８０にて動作制
御される吸引給気装置１４１が接続されている。

【００２０】上記押圧部１１０は、大きく分けて、凸状
ブロック１２３と、冷却フィン１２８と、加熱用部材１
２９と、押圧ツール１３０とを備える。上記凸状ブロッ
ク１２３は、上記凹状ブロック１２４の上記球面１２４
ａに対応した球面であって、上記球面１２４ａとともに
上記球面部１２２を構成する凸状の球面１２３ａを有す
る。よって、上記凹状ブロック１２４と凸状ブロック１
２３とは、球面部１２２にて互いに接触する。そして上
記吸引給気装置１４１にて吸引用通路１２６及び吸引溝
１２５を介して吸引動作が行なわれているときには、マ
グネット１２７による磁力とともに、凸状ブロック１２
３は凹状ブロック１２４に固定される。即ち、押圧部１
１０は、支持部１１１に固定される。一方、上記吸引動
作を停止したときには、マグネット１２７による磁力の
みにて凸状ブロック１２３は凹状ブロック１２４に支持
されるので、凸状ブロック１２３は凹状ブロック１２４
に対して球面部１２２にて滑動可能となり、上記球面１
２４ａに沿って揺動可能となる。

【００２１】冷却フィン１２８の一端は、上記凸状ブロ
ック１２３に結合され、他端は加熱用部材１２９に結合
されている。本実施形態において、加熱用部材１２９
は、傾斜防止部材の一例に相当する。ここで傾斜防止部
材とは、上記押圧部１１０の揺動に起因する、上記支持
部１１１に対する押圧部１１０の傾斜を防止して上記押
圧ツール１３０の押圧面１３０ａと上記載置面１６ａと
を平行又はほぼ平行状態に設定する部材である。上記加
熱用部材１２９には、上記電子部品１３に対向し上記電
子部品１３に接触する上記押圧面１３０ａを有する上記
押圧ツール１３０が着脱可能に取り付けられ、さらに、
加熱体の一例であり、熱硬化性の接着剤１４を硬化させ
るために上記押圧面１３０ａを加熱するヒータ１３１
と、上記加熱体からの熱を検出する熱検出器の一例であ
る熱電対１３２とが相対する方向から挿入されている。

【００２２】加熱用部材１２９に対するヒータ１３１及
び熱電対１３２の装填方向は、上述の相対する方向に限
定されるものではなく、上記加熱体により生じる押圧部
１１０の揺動と、上記熱検出器により生じる押圧部１１
０の揺動とを相殺する方向から上記加熱体及び上記熱検
出器を加熱用部材１２９に装填すればよい。尚、ヒータ
１３１及び熱電対１３２は、それぞれ配線１３７、１３
８を介して制御装置１８０に接続され、加熱用部材１２
９は熱電対３２により温度監視されながらヒータ１３１
により加熱される。又、上記球面１２３ａ及び上記球面
１２４ａを構成する球の中心は、上記押圧面１３０ａの
倣い動作時に該押圧面１３０ａが水平方向に位置ずれし
ないようにするため、押圧面１３０ａ上に存在する。

【００２３】又、以上のように構成されたボンデイング
ヘッド１０１には、例えば支持部１１１に取り付けられ
当該ボンディングヘッド１０１を電子部品１３の厚み方
向１４４方向へ移動させ、電子部品１３を回路基板１５
へ押圧し実装させる、上記制御装置１８０にて動作制御
される駆動装置１４２が設けられる。又、以上のように
構成されたボンデイングヘッド１０１と、上記接着剤１
４を介して電子部品１３を載置した回路基板１５をボン
ディングステージ１６の載置面１６ａ上への搬入及び該
載置面１６ａからの搬出を行なう移載装置１４３とを備
えて部品装着装置２０１を構成することもできる。移載
装置１４３には、上記回路基板１５及び電子部品１３を
保持する保持部１４３１と、該保持部１４３１を上記厚
み方向１４４に直交する２方向に移動させる駆動部１４
３２とを備える。

【００２４】以上のように構成されたボンデイングヘッ
ド１０１について、以下にその動作を説明する。尚、電
子部品１３を回路基板１５へ加熱しながら押圧して実装
するボンデイング動作については、上述の従来技術にお
けるボンディング動作と同じであるのでここでの説明は
省略する。よって以下には、ボンディングステージ１６
の載置面１６ａ上に回路基板１５等が存在しないときに
実行され、上記載置面１６ａと上記押圧ツール１３０の
押圧面１３０ａとを平行にする平行調整動作について説
明する。上記平行調整動作は、生産物の品種の切換えに
より上記押圧ツール１３０を交換したときに行なわれ、
ボンディングステージ１６上に回路基板１５等が載置さ
れていない状態で行われる。

【００２５】平行調整動作前には、吸引給気装置１４１
により吸引用通路１２６を介して空気が吸引され、吸引
溝１２５における空気の吸引力により凹状ブロック１２
４に対して凸状ブロック１２３が吸引保持されている。
平行調整動作開始により、まず、吸引給気装置１４１に
より吸引用通路１２６へ圧縮空気を供給し凸状ブロック
１２３の吸引保持動作を解除する。このときマグネット
１２７により凸状ブロック１２３を持ち上げる力を働か
せているので凸状ブロック１２３が落下することはな
く、球面部１２２において凸状ブロック１２３と凹状ブ
ロック１２４との間に、数〜数十μｍの隙間が発生す
る。そして、このとき凸状ブロック１２３つまり押圧部
１１０は、上記球面１２３ａ及び上記球面１２４ａを構
成する球の中心を中心に容易に回転可能な状態、つまり
固定されている支持部１１１に対して押圧部１１０は揺
動可能な状態になる。

【００２６】上述のように加熱用部材１２９に対してヒ
ータ１３１及び熱電対１３２は相対する方向に引き出さ
れているので、上記揺動可能な状態においても、ヒータ
１３１、熱電対１３２の重量、並びに配線１３７、１３
８の抗力の影響により加熱用部材１２９に生じる回転モ
ーメントはわずかであり、押圧ツール１３０の押圧面１
３０ａと、上記載置面１６ａとは略平行な状態を維持可
能である。

【００２７】次にボンディングヘッド１０１は、上記駆
動装置１４２により上記厚み方向１４４に下降し、押圧
ツール１３０の押圧面１３０ａは，ボンディングステー
ジ１６の載置面１６ａに押圧される。該押圧により、押
圧ツール１３０の押圧面１３０ａは、上記載置面１６ａ
に倣うので、即ち押圧面１３０ａと、載置面１６ａとが
平行状態になろうとし、押圧部１１０は、上記球面１２
３ａ及び上記球面１２４ａを構成する球の中心を中心と
して回転する。よって、球面部１２２にて、凹状ブロッ
ク１２４と凸状ブロック１２３との相対位置が変化す
る。尚、このような、押圧面１３０ａを載置面１６ａに
押圧することで押圧面１３０ａと載置面１６ａとを平行
状態に設定しようとする動作を平行調整動作とする。次
に、上述のように押圧面１３０ａと載置面１６ａとが平
行状態にあるとき、吸引給気装置１４１にて吸引溝１２
５から空気を吸引し、支持部１１１に押圧部１１０を吸
着保持する。よって、押圧面１３０ａと載置面１６ａと
が平行状態にて、押圧部１１０は支持部１１１に固定さ
れる。

【００２８】上記平行調整動作のとき、制御装置１８０
は、上記駆動装置１４２に対して、押圧面１３０ａが電
子部品１３を回路基板１５に押圧するときに比べてより
強い力にて押圧面１３０ａを載置面１６ａに押圧するよ
うに動作制御する。このような動作制御により、押圧部
１１０の揺動を阻止しようとする抑制力に対抗して押圧
部１１０は揺動することが可能となるので、押圧面１３
０ａと載置面１６ａとの平行状態をより容易に達成する
ことができる。

【００２９】以上説明したように本実施形態のボンディ
ングヘッド１０１によれば、加熱用部材１２９において
ヒータ１３１及び熱電対１３２を相対向する方向にて配
線１３７、１３８と接続するようにしたことから、上記
ヒータ１３１によって加熱用部材１２９に作用する揺動
力と、上記熱電対１３２によって加熱用部材１２９に作
用する揺動力とは互いに反対方向に作用することから相
殺される。よって、支持部１１１に対して押圧部１１０
が揺動可能な状態になったときであっても、加熱用部材
１２９は、上記厚み方向１４４に直交する方向に対して
ほとんど傾斜していない。よって、上記平行調整動作の
際に、加熱用部材１２９を有する押圧部１１０を揺動さ
せるときに該押圧部１１０の揺動を阻止しようとする抑
制力は、従来に比べると小さい。したがって、押圧面１
３０ａと載置面１６ａとを確実に平行状態とすることが
できる。よって、ボンディング動作時の回路基板１５に
対する電子部品１３の平行度を十分に確保でき、高い接
合品質にてボンディングを行なうことができる。

【００３０】上述のボンディングヘッド１０１におい
て、図７に示すように、上記押圧面１３０ａは、押圧す
る電子部品１３の被押圧面１３ａの全面を超える大きさ
であって、上記平行調整動作の際、押圧面１３０ａを上
記載置面１６ａに接触させたとき押圧面１３０ａと載置
面１６ａとを平行状態に設定する回転力を上記押圧部１
１０に生じさせる大きさにてなるのが好ましい。押圧面
１３０ａをこのような大きさとすることで、上記平行調
整動作の際に押圧部１１０に生じる回転モーメントが従
来に比べて大きくなり、押圧面１３０ａと載置面１６ａ
との平行状態設定を容易に行なうことができる。

【００３１】又、上述のボンディングヘッド１０１にお
いて、図８に示すように、電子部品１３の品質上の問題
から、電子部品１３の被押圧面１３ａに押圧禁止箇所１
３ｂが存在する場合、押圧面１３０ａには、該押圧禁止
箇所１３ｂに対応してその一部を切り欠いた非押圧部１
３０ｄを形成する。このような場合、上記平行調整動作
の際、押圧面１３０ａと載置面１６ａとを平行状態に設
定する回転力を上記押圧部１１０に生じさせるように、
非押圧部１３０ｄが存在する分、押圧面１３０ａの面積
を拡大するのが好ましい。押圧面１３０ａをこのような
大きさとすることで、上記平行調整動作の際に押圧部１
１０に生じる回転モーメントが従来に比べて大きくな
り、押圧面１３０ａと載置面１６ａとの平行状態設定を
容易に行なうことができる。

【００３２】以下には、上記ボンディングヘッド１０１
の変形例について説明する。上記配線１３７、１３８に
ついて、その被覆材料を、上記平行調整動作を許容する
材質、例えばシリコーン等の軟質の材料を使用すること
ができる。該構成により、配線１３７、１３８の硬度に
起因して押圧部１１０の動きが制限されることは低減さ
れるので、押圧部１１０の動きを滑らかにして上記平行
調整動作の際に押圧部１１０を揺動させるときに該押圧
部１１０の揺動を阻止しようとする抑制力をさらに小さ
くすることができる。よって、さらに高い接合品質にて
ボンディングを行なうことができる。

【００３３】又、図３に示すボンディングヘッド１０２
を構成することもできる。該ボンディングヘッド１０２
では、電子部品１３を上記押圧面１３０ａに吸着するた
め押圧面１３０ａに開口する部品用吸引通路１４５を加
熱用部材１２９及び押圧ツール１３０に設ける。そして
部品用吸引通路１４５には、配管１４７を介して吸引装
置１４６に接続される。該吸引装置１４６は制御装置１
８０にて動作制御される。又、上記配管１４７には、上
記平行調整動作を許容する材質、例えばシリコーン等の
軟質の材料にてなるもの、又は直径の小さいものを使用
する。その他の構成は、上述したボンディングヘッド１
０１と同様である。このような構成により、配管１４７
の硬度に起因して押圧部１１０の動きが制限されること
は低減されるので、押圧部１１０の動きを滑らかにして
上記平行調整動作の際に押圧部１１０を揺動させるとき
に該押圧部１１０の揺動を阻止しようとする抑制力を小
さくすることができる。よって、部品用吸引通路１４５
及び配管１４７を設けた場合であっても、高い接合品質
にてボンディングを行なうことができる。

【００３４】又、上記ボンディングヘッド１０１又は１
０２において、図４の（ａ）、（ｂ）に示すように、上
記加熱用部材１２９は、上記厚み方向１４４に直交し、
かつ互いに直交する２方向１４８、１４９に関して、対
称形に近い形状とすることもでき、このように構成する
ことで上記２方向１４８、１４９に関して加熱用部材１
２９の重量バランスをとる。即ち、図４の（ａ）に示す
ように、上記加熱用部材１２９は、上記方向１４８に沿
って配置したとき、上記押圧面１３０ａの中心点１３０
ｂを通り加熱用部材１２９の中心を通る中心軸１３０ｃ
を対称軸として上記方向１４８に対称となる形状とし、
かつ図４の（ｂ）に示すように、上記軸１３０ｃを対称
軸として上記方向１４９に対称となる形状にて作製して
もよい。又、図４の（ｂ）に示するように、ヒータ１３
１及び熱電対１３２も、上記軸１３０ｃが貫通しかつ上
記方向１４８に平行に延在するように配置される。この
ように加熱用部材１２９を作製した場合には、支持部１
１１に対して押圧部１１０が揺動可能な状態になったと
きであっても、加熱用部材１２９を、上記厚み方向１４
４に直交する方向１４８、１４９に対して、傾斜させな
いようにすることができる。よって、上記平行調整動作
の際に、加熱用部材１２９を有する押圧部１１０を揺動
させるときに該押圧部１１０の揺動を阻止しようとする
抑制力をさらに小さくできる。したがって、押圧面１３
０ａと載置面１６ａとを確実に平行状態とすることがで
き、ボンディング動作時の回路基板１５に対する電子部
品１３の平行度を十分に確保でき、さらに高い接合品質
にてボンディングを行なうことができる。

【００３５】さらに又、図５に示すボンディングヘッド
１０３を構成することもできる。即ち、該ボンディング
ヘッド１０３では、上記加熱用部材１２９が延在する上
記方向１４８に沿って上記凸状ブロック１２３から互い
に逆向きに突出した各シャフト１５０ａにそれぞれ重り
１５０を取り付けて、上記押圧部１１０の方向１４８に
おける重量バランスを上記重り１５０にて調整する。上
記シャフト１５０ａ及び重り１５０は、傾斜防止部材の
一例に相当するものであり、上記押圧面１３０ａと上記
載置面１６ａとをほぼ平行状態に設定する回転力を上記
押圧部１１０に生じさせればよい。よって、各シャフト
１５０ａの突出方向は上述の形態に限定されず、必ずし
も逆向きに突出しなくてもよく、さらにその数も図示の
一対に限定されず、又、各重り１５０による重量も両者
で一致させる必要はない。尚、その他の構成は、上記ボ
ンディングヘッド１０１に同様である。

【００３６】このようにボンディングヘッド１０３を作
製した場合には、上記厚み方向１４４に直交する方向に
対して、上記押圧部１１０の重量バランスを調整するこ
とができるので、支持部１１１に対して押圧部１１０が
揺動可能な状態になったときであっても、上記押圧面１
３０ａを傾斜させないようにすることができる。よっ
て、上記平行調整動作の際に、加熱用部材１２９を有す
る押圧部１１０を揺動させるときに該押圧部１１０の揺
動を阻止しようとする抑制力をさらに小さくできる。し
たがって、押圧面１３０ａと載置面１６ａとを確実に平
行状態とすることができ、ボンディング動作時の回路基
板１５に対する電子部品１３の平行度を十分に確保で
き、さらに高い接合品質にてボンディングを行なうこと
ができる。

【００３７】さらに又、図６に示すボンディングヘッド
１０４を構成することもできる。即ち、該ボンディング
ヘッド１０４では、上記傾斜防止部材の一例に相当する
ものとして、上記支持部１１１に備わり、上記押圧面１
３０ａと上記載置面１６ａとをほぼ平行状態に設定する
回転力を上記押圧部１１０に与える付勢機構１５１を設
けている。該付勢機構１５１は、支持部材１５１１と、
付勢部材１５１２とを有し、支持部材１５１１は一端を
凹状ブロック１２４に取り付け、他端に上記付勢部材１
５１２を取り付けている。付勢部材１５１２は、上記支
持部材１５１１を支点として付勢力を凸状ブロック１２
３に作用させるもので、本実施形態では図示するよう
に、例えばスプリングを使用している。勿論、付勢部材
１５１２は、当該スプリングに限定されない。又、付勢
機構１５１は、上述の機能を発揮する限り、その数は図
示の一対に限定されるものではなく、又、各付勢部材１
５１２の付勢力は異なる場合もある。尚、その他の構成
は、上記ボンディングヘッド１０１に同様である。

【００３８】このようにボンディングヘッド１０４を作
製した場合には、固定されている上記支持部１１１に対
して、上記付勢部材１５１２にて、上記厚み方向１４４
に直交する方向へ上記押圧部１１０を付勢することがで
きるので、上記押圧面１３０ａと上記載置面１６ａとを
平行又はほぼ平行状態に設定する回転力を上記押圧部１
１０に与えることができる。したがって、支持部１１１
に対して押圧部１１０が揺動可能な状態になったときで
あっても、上記押圧面１３０ａを傾斜させないようにす
ることができる。よって、上記平行調整動作の際に、加
熱用部材１２９を有する押圧部１１０を揺動させるとき
に該押圧部１１０の揺動を阻止しようとする抑制力をさ
らに小さくできる。したがって、押圧面１３０ａと載置
面１６ａとを確実に平行状態とすることができ、ボンデ
ィング動作時の回路基板１５に対する電子部品１３の平
行度を十分に確保でき、さらに高い接合品質にてボンデ
ィングを行なうことができる。

【００３９】尚、上述した各変形例の内、ボンディング
ヘッド１０３、１０４における構造は、従来の図９〜図
１１を参照する従来のボンディングヘッドに対して適用
することも可能であり、その場合には、押圧面１３０ａ
と載置面１６ａとを確実に平行状態とすることができ、
ボンディング動作時の回路基板１５に対する電子部品１
３の平行度を十分に確保でき、さらに高い接合品質にて
ボンディングを行なうことができる。又、ボンディング
ヘッド１０３、１０４における構造は、それぞれ単独で
構成することもでき、又、両者を組み合わせて構成する
こともできる。又、その他の変形例においても、任意に
組み合わせて構成することもできる。

【００４０】

【発明の効果】以上詳述したように本発明の第１態様の
ボンディングヘッドによれば、傾斜防止部材を備えたこ
とで、支持部に対する押圧部の傾斜を防止して押圧面と
載置面とをほぼ平行状態に設定することができる。よっ
て、ボンディングステージに対して押圧面を従来に比し
て高い平行度にて設置することができ、部品と回路形成
体とを高い接合品質にてボンディングすることができ
る。

【００４１】上記傾斜防止部材を、加熱体により生じる
押圧部の揺動と熱検出器により生じる上記押圧部の揺動
とを相殺する方向から上記加熱体及び上記熱検出器を装
填した加熱用部材とすることで、支持部に対する押圧部
の傾斜を防止することができ、よって押圧面と載置面と
をほぼ平行状態に設定することができる。

【００４２】又、上記加熱体及び上記熱検出器に接続さ
れる配線の被覆材料を、上記押圧面を上記載置面に接触
させたとき上記押圧面と上記載置面とを平行状態にする
上記押圧部の平行調整動作を許容する材質とすること
で、支持部に対する押圧部の傾斜を防止することがで
き、よって押圧面と載置面とをほぼ平行状態に設定する
ことができる。

【００４３】又、上記加熱用部材の形状を対称形とする
ことで、加熱用部材の重量バランスを取ることができ、
支持部に対する押圧部の傾斜を防止して押圧面と載置面
とをほぼ平行状態に設定することができる。よって、ボ
ンディングステージに対して押圧面を従来に比して高い
平行度にて設置することができる。

【００４４】又、上記押圧面の大きさを、上記押圧面を
上記載置面に接触させたとき上記押圧面と上記載置面と
を平行状態に設定する回転力が上記押圧部に生じる大き
さとすることで、上記押圧面を上記載置面に接触させた
とき、上記平行状態に設定する回転力が生じるので、押
圧面と載置面とをほぼ平行状態に容易に設定することが
できる。よって、ボンディングステージに対して押圧面
を従来に比して高い平行度にて設置することができる。

【００４５】又、押圧禁止箇所が存在する部品に対して
は、押圧面に非押圧部を設けることで、部品の品質を劣
化させることなく部品の装着を行なうことができる。

【００４６】又、上記傾斜防止部材として、押圧部に重
りを設けることで、押圧部の重量バランスを取ることが
でき、支持部に対する押圧部の傾斜を防止して押圧面と
載置面とをほぼ平行状態に設定することができる。よっ
て、ボンディングステージに対して押圧面を従来に比し
て高い平行度にて設置することができる。

【００４７】又、上記傾斜防止部材として、支持部に付
勢機構を設けることで、押圧面と載置面とをほぼ平行状
態に設定する回転力を上記押圧部に与えることができ、
支持部に対する押圧部の傾斜を防止して押圧面と載置面
とをほぼ平行状態に設定することができる。よって、ボ
ンディングステージに対して押圧面を従来に比して高い
平行度にて設置することができる。

【００４８】又、押圧部に部品を吸着する吸引用通路を
備えるとき、上記傾斜防止部材として上記吸引用通路に
連通する管材を、支持部に対する押圧部の傾斜を防止す
る材質又は大きさとすることで、押圧面と載置面とをほ
ぼ平行状態に設定することができる。よって、ボンディ
ングステージに対して押圧面を従来に比して高い平行度
にて設置することができる。

【００４９】又、本発明の第２態様の部品装着装置によ
れば、上記第１態様のボンディングヘッドを備えること
から、ボンディングステージに対して押圧面を従来に比
して高い平行度にて設置することができ、部品と回路形
成体とを高い接合品質にてボンディングすることができ
る。

【００５０】又、上記第２態様の部品装着装置におい
て、さらに制御装置を備え、回路形成体への部品の押圧
力に比して、平行調整動作のときに押圧面を載置面へよ
り強い力にて押圧するように制御したことで、載置面に
対して押圧面をより容易にほぼ平行状態に設定すること
ができる。よって、部品と回路形成体とを高い接合品質
にてボンディングすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態におけるボンディングヘッ
ドの断面図である。

【図２】 図１に示すボンディングヘッドの斜視図であ
る。

【図３】 図１に示すボンディングヘッドの第１の変形
例の断面図である。

【図４】 図１に示すボンディングヘッドの第２の変形
例における図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図
である。

【図５】 図１に示すボンディングヘッドの第３の変形
例における正面図である。

【図６】 図１に示すボンディングヘッドの第４の変形
例における正面図である。

【図７】 図１に示すボンディングヘッドの押圧ヘッド
の押圧面の大きさと部品の被押圧面の大きさとの関係を
示す斜視図である。

【図８】 図１に示すボンディングヘッドの第５の変形
例における押圧ヘッドの断面図である。

【図９】 従来のボンディングヘッドの斜視図である。

【図１０】 図９に示すボンディングヘッドの断面図で
ある。

【図１１】 図９に示すボンディングヘッドのボンディ
ングヘッド下部が傾斜した状態を示す図である。

【符号の説明】

１３…電子部品、１３ｂ…押圧禁止箇所、１５…回路基
板、１６…ボンディングステージ、１６ａ…載置面、１
０１〜１０４…ボンディングヘッド、１１０…押圧部、
１１１…支持部、１２９…加熱用部材、１３０ａ…押圧
面、１３０ｄ…非押圧部、１３１…ヒータ、１３２…熱
電対、１３７、１３８…配線、１４２…駆動装置、１４
４…厚み方向、１４５…部品用吸引通路、１５０…重
り、１５１…付勢機構、１８０…制御装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西川 英信 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 前野 光男 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 那須 博 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） 3C007 AS06 AS08 CY13 CY23 CY24 CY34 DS01 EV04 FS01 FS08 FT01 FT18 LT13 LV05 MT04 NS09 NS12 NS17 5E319 AA03 AC01 CC12 CC48 CC53 CD04 GG09 GG20

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ボンディングステージ（１６）の載置面
   （１６ａ）上に載置された回路形成体（１５）上の部品
   （１３）に接触する平坦な押圧面（１３０ａ）を有する
   押圧部（１１０）と、該押圧部を揺動自在に支持する支
   持部（１１１）とを備え、上記押圧面を上記部品に接触
   させて上記部品を上記回路形成体へ押圧するボンディン
   グヘッドであって、 上記押圧部の揺動に起因する、上記支持部に対する上記
   押圧部の傾斜を防止して上記押圧面と上記載置面とをほ
   ぼ平行状態に設定する傾斜防止部材（１２９，１５０，
   １５１）を備えたことを特徴とするボンディングヘッ
   ド。
2. 【請求項２】 上記傾斜防止部材は、上記押圧部に備わ
   る部材であって、上記押圧面を加熱する加熱体（１３
   １）と該加熱体からの熱を検出する加熱体温度制御用熱
   検出器（１３２）とを有し、上記加熱体により生じる上
   記押圧部の揺動と上記熱検出器により生じる上記押圧部
   の揺動とを相殺する方向から上記加熱体及び上記熱検出
   器が装填された加熱用部材（１２９）である、請求項１
   記載のボンディングヘッド。
3. 【請求項３】 上記加熱体及び上記熱検出器に接続され
   る配線（１３７、１３８）の被覆材料は、上記押圧面を
   上記載置面に接触させたとき上記押圧面と上記載置面と
   を平行状態にする上記押圧部の平行調整動作を許容する
   材質にてなる、請求項２記載のボンディングヘッド。
4. 【請求項４】 上記加熱用部材は、上記押圧面にて押圧
   される上記部品の厚み方向（１４４）に直交する方向で
   かつ互いに直交する２方向において、当該加熱用部材の
   中心軸（１３０ｃ）を中心として対称形にてなる、請求
   項２又は３記載のボンディングヘッド。
5. 【請求項５】 上記押圧面は、上記部品の全面を超える
   大きさであって、上記押圧面を上記載置面に接触させた
   とき上記押圧面と上記載置面とを平行状態に設定する回
   転力を上記押圧部に生じさせる大きさにてなる、請求項
   ２から４のいずれかに記載のボンディングヘッド。
6. 【請求項６】 押圧禁止箇所（１３ｂ）が上記部品に存
   在するとき、上記押圧面は、上記押圧禁止箇所に対応し
   て非押圧部（１３０ｄ）を有する、請求項５記載のボン
   ディングヘッド。
7. 【請求項７】 上記傾斜防止部材は、上記押圧部に備わ
   り、上記押圧面と上記載置面とをほぼ平行状態に設定す
   る回転力を上記押圧部に生じさせる重り（１５０）であ
   る、請求項２から６のいずれかに記載のボンディングヘ
   ッド。
8. 【請求項８】 上記傾斜防止部材は、上記支持部に備わ
   り、上記押圧面と上記載置面とをほぼ平行状態に設定す
   る回転力を上記押圧部に与える付勢機構（１５１）であ
   る、請求項２から６のいずれかに記載のボンディングヘ
   ッド。
9. 【請求項９】 上記加熱用部材が上記押圧面に上記部品
   を吸着するため上記押圧面に開口する吸引用通路（１４
   ５）をさらに有するとき、上記傾斜防止部材は、さら
   に、上記加熱用部材に取り付けられ上記吸引用通路に連
   通し上記傾斜を防止する材質又は大きさにてなる管材で
   ある、請求項２記載のボンディングヘッド。
10. 【請求項１０】 請求項１から９のいずれかに記載のボ
    ンディングヘッド（１０１〜１０４）と、 部品（１３）を載置した回路形成体（１５）をボンディ
    ングステージ（１６）の載置面（１６ａ）上への搬入及
    び該載置面からの搬出を行なう移載装置（１４３）と、
    を備えたことを特徴とする部品装着装置。
11. 【請求項１１】 上記部品の厚み方向（１４４）に上記
    ボンディングヘッドを移動させる駆動装置（１４１）
    と、該駆動装置の動作制御を行う制御装置（１８０）と
    をさらに備え、上記制御装置は、上記部品に接触する平
    坦な押圧面（１３０ａ）を上記部品に接触させて上記部
    品を上記回路形成体へ押圧する押圧動作に比して、上記
    押圧面を上記載置面に接触させて上記押圧面と上記載置
    面とを平行状態にする平行調整動作のときに上記ボンデ
    ィングヘッドをより大きな力にて上記厚み方向に移動さ
    せる動作制御を上記駆動装置に対して行なう、請求項１
    ０記載の部品装着装置。