JP2003197686A - 電子部品実装装置及び電子部品実装方法 - Google Patents
電子部品実装装置及び電子部品実装方法Info
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- JP2003197686A JP2003197686A JP2002018488A JP2002018488A JP2003197686A JP 2003197686 A JP2003197686 A JP 2003197686A JP 2002018488 A JP2002018488 A JP 2002018488A JP 2002018488 A JP2002018488 A JP 2002018488A JP 2003197686 A JP2003197686 A JP 2003197686A
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- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
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- General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】同じ磁気回路を用いた電子部品搭載機構で、よ
り高速に電子部品を基板上に搭載・接合する。 【解決手段】電子部品の搭載位置を決めるＸＹステージ
１と、ステージ面に対して垂直な方向に、回転軸１１を
中心に揺動可能に設けたボンディングアーム１２と、ボ
ンディングアーム１２の一方の先端部に取り付けた超音
波接合を行うためのホーン１３と、ホーン１３を介して
取り付けたツール１４及びボンディングアーム１２の後
端部に設けたリニアモータ３０とで構成される。リニア
モータ３０はボンディングアーム１２の後端部に取り付
けられたコイル部３１とコイル部３１を囲むように支持
部側に設けたマグネット部３２とで形成される。
り高速に電子部品を基板上に搭載・接合する。 【解決手段】電子部品の搭載位置を決めるＸＹステージ
１と、ステージ面に対して垂直な方向に、回転軸１１を
中心に揺動可能に設けたボンディングアーム１２と、ボ
ンディングアーム１２の一方の先端部に取り付けた超音
波接合を行うためのホーン１３と、ホーン１３を介して
取り付けたツール１４及びボンディングアーム１２の後
端部に設けたリニアモータ３０とで構成される。リニア
モータ３０はボンディングアーム１２の後端部に取り付
けられたコイル部３１とコイル部３１を囲むように支持
部側に設けたマグネット部３２とで形成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電子部品を基板に超
音波接合する技術に関し、特に超音波接合に用いる部品
実装ツールとこれを用いた電子部品実装装置及び電子部
品の実装方法に関する。
音波接合する技術に関し、特に超音波接合に用いる部品
実装ツールとこれを用いた電子部品実装装置及び電子部
品の実装方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の電子部品実装装置及び電子部品の
実装方法は、トレーなどに置かれている電子部品を基板
上に運搬する機構と、その配置された電子部品を接合す
る機構とを設けている。すなわち、別々のツール（ヘッ
ド部）を用いて電子部品の搭載及び接合を行っている。
実装方法は、トレーなどに置かれている電子部品を基板
上に運搬する機構と、その配置された電子部品を接合す
る機構とを設けている。すなわち、別々のツール（ヘッ
ド部）を用いて電子部品の搭載及び接合を行っている。
【０００３】図３は従来の一例の動作を説明するための
ボンディングヘッド部の側面図である。図３に示す従来
のボンディングヘッド部１０は、電子部品運搬後の基板
への接合機構について示す。このボンディングヘッド部
１０は、基板ステージ５２に載置される基板５１に電子
部品５０を搭載し、接合を行うものである。その機構
は、ＸＹステージ１のステージ面に対して垂直な方向に
自由に直動動作可能な直動ガイド２０を介して設けられ
たボンディングアーム１２とこのボンディングアーム１
２の一方の端に取り付けられ、超音波接合を行うための
ホーン１３とこのホーン１３のボンディングアーム１２
とは反対側の先端に取り付けられたツール１４とを備え
たボンディングヘッドと、そのボンディングヘッドを駆
動するために、ボンディングアーム１２の他端に設けら
れたリニアモータ３０とで構成される。このリニアモー
タ３０はボンディングアーム１２の一方の端に取り付け
られたコイル部３１と、このコイル部３１を囲むように
支持部側に設けられたマグネット部３２とで構成され
る。
ボンディングヘッド部の側面図である。図３に示す従来
のボンディングヘッド部１０は、電子部品運搬後の基板
への接合機構について示す。このボンディングヘッド部
１０は、基板ステージ５２に載置される基板５１に電子
部品５０を搭載し、接合を行うものである。その機構
は、ＸＹステージ１のステージ面に対して垂直な方向に
自由に直動動作可能な直動ガイド２０を介して設けられ
たボンディングアーム１２とこのボンディングアーム１
２の一方の端に取り付けられ、超音波接合を行うための
ホーン１３とこのホーン１３のボンディングアーム１２
とは反対側の先端に取り付けられたツール１４とを備え
たボンディングヘッドと、そのボンディングヘッドを駆
動するために、ボンディングアーム１２の他端に設けら
れたリニアモータ３０とで構成される。このリニアモー
タ３０はボンディングアーム１２の一方の端に取り付け
られたコイル部３１と、このコイル部３１を囲むように
支持部側に設けられたマグネット部３２とで構成され
る。
【０００４】かかるボンディングヘッド部１０において
は、リニアモータ３０の推力によって直動ガイド２０お
よびそれに設けられたボンディングアーム１２をＸＹス
テージ１のステージ面に対して垂直な方向に直動動作を
行わせることにより、ツール１４に上下動作を発生さ
せ、それによって電子部品５０に対してのボンディング
操作を行っている。
は、リニアモータ３０の推力によって直動ガイド２０お
よびそれに設けられたボンディングアーム１２をＸＹス
テージ１のステージ面に対して垂直な方向に直動動作を
行わせることにより、ツール１４に上下動作を発生さ
せ、それによって電子部品５０に対してのボンディング
操作を行っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の電子部
品実装装置は、高速搭載を行わせるために、リニアモー
タの推力を大きくする必要があり、そのためには磁気回
路を大きくしなければならない。しかし、この磁気回路
を大きくすると、ボンディングヘッド部の質量が大きく
なるため、電子部品搭載時の衝撃力も大きくなり、電子
部品を破損するとともに、高速動作を困難にさせるとい
う問題がある。
品実装装置は、高速搭載を行わせるために、リニアモー
タの推力を大きくする必要があり、そのためには磁気回
路を大きくしなければならない。しかし、この磁気回路
を大きくすると、ボンディングヘッド部の質量が大きく
なるため、電子部品搭載時の衝撃力も大きくなり、電子
部品を破損するとともに、高速動作を困難にさせるとい
う問題がある。
【０００６】また、従来の電子部品の実装方法は、電子
部品の運搬と超音波接合とを別々の機構により実施する
ため、より一層高速動作を妨げているという問題があ
る。
部品の運搬と超音波接合とを別々の機構により実施する
ため、より一層高速動作を妨げているという問題があ
る。
【０００７】本発明の目的は、電子部品の高速搭載にお
いて、電子部品の運搬と接合とを同一機構で実現すると
ともに、部品搭載時すなわち部品が基板に接触する時に
電子部品にかかる衝撃力を小さくするような実装装置お
よび実装方法を提供することにある。
いて、電子部品の運搬と接合とを同一機構で実現すると
ともに、部品搭載時すなわち部品が基板に接触する時に
電子部品にかかる衝撃力を小さくするような実装装置お
よび実装方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の電子部品実装装
置は、このような課題を解決するため、回転軸を中心に
して揺動可能に設けられたボンディングアームとこのボ
ンディングアームの一方の先端部に超音波接合を行うた
めのホーンとこのホーンを介して設けられるツールとで
構成されるボンディングヘッドと、前記ボンディングア
ームを前記回転軸を中心として揺動させ且つ前記ツール
を上下動させるボンディングアーム駆動手段とを備えた
ボンディングヘッド部を有している。
置は、このような課題を解決するため、回転軸を中心に
して揺動可能に設けられたボンディングアームとこのボ
ンディングアームの一方の先端部に超音波接合を行うた
めのホーンとこのホーンを介して設けられるツールとで
構成されるボンディングヘッドと、前記ボンディングア
ームを前記回転軸を中心として揺動させ且つ前記ツール
を上下動させるボンディングアーム駆動手段とを備えた
ボンディングヘッド部を有している。
【０００９】また、このボンディングヘッド部は、ボン
ディングアームに代えてリンク機構を用いて形成するこ
とができる。
ディングアームに代えてリンク機構を用いて形成するこ
とができる。
【００１０】さらに、本発明の電子部品の実装方法は、
トレーもしくはウェハー状の電子部品をツールに吸着
し、前記電子部品をハンドリングする工程と、前記電子
部品を位置決めする工程と、前記電子部品のバンプと基
板接合面を超音波振動で接合する工程とを含んで構成さ
れる。
トレーもしくはウェハー状の電子部品をツールに吸着
し、前記電子部品をハンドリングする工程と、前記電子
部品を位置決めする工程と、前記電子部品のバンプと基
板接合面を超音波振動で接合する工程とを含んで構成さ
れる。
【００１１】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
て図面を参照して説明する。
【００１２】図１は本発明の第１の実施の形態を説明す
るための電子部品実装装置におけるボンディングヘッド
部の側面図である。図１に示すように、本実施の形態に
おけるボンディングヘッド部１０は、トレー内にある電
子部品もしくはウェハー状に配置された電子部品を吸着
し、基板ステージ５２に載置される基板５１に電子部品
５０を搭載し、接合を行うものである。その機構は、電
子部品５０の搭載位置を位置決めするＸＹステージ１
と、このＸＹステージ１のステージ面に対して垂直な方
向に、回転軸１１を中心として揺動可能に設けられたボ
ンディングアーム１２と、このボンディングアーム１２
の一方の先端部に取り付けられた超音波接合を行うため
のホーン１３と、このホーン１３の他端の先端部に取り
付けられたツール１４と、ボンディングアーム１２の後
端部に設けられたリニアモータ３０とで構成される。ま
た、このリニアモータ３０は、ボンディングアーム１２
の後端部に取り付けられたコイル部３１と、コイル部３
１を囲むように支持部側に設けられたマグネット部３２
とで形成される。なお、ホーン１３は、ツール１４を設
けた端部とは反対側の端部に超音波発振させるための振
動子を設けている。
るための電子部品実装装置におけるボンディングヘッド
部の側面図である。図１に示すように、本実施の形態に
おけるボンディングヘッド部１０は、トレー内にある電
子部品もしくはウェハー状に配置された電子部品を吸着
し、基板ステージ５２に載置される基板５１に電子部品
５０を搭載し、接合を行うものである。その機構は、電
子部品５０の搭載位置を位置決めするＸＹステージ１
と、このＸＹステージ１のステージ面に対して垂直な方
向に、回転軸１１を中心として揺動可能に設けられたボ
ンディングアーム１２と、このボンディングアーム１２
の一方の先端部に取り付けられた超音波接合を行うため
のホーン１３と、このホーン１３の他端の先端部に取り
付けられたツール１４と、ボンディングアーム１２の後
端部に設けられたリニアモータ３０とで構成される。ま
た、このリニアモータ３０は、ボンディングアーム１２
の後端部に取り付けられたコイル部３１と、コイル部３
１を囲むように支持部側に設けられたマグネット部３２
とで形成される。なお、ホーン１３は、ツール１４を設
けた端部とは反対側の端部に超音波発振させるための振
動子を設けている。
【００１３】かかるボンディングヘッド部の動作におい
ては、トレー内やウェハー状に配置された電子部品５０
をツール１４で吸着し、基板５１上に運搬する。しかる
後、ボンディングアーム１２の後端部に設けられている
リニアモータ３０のコイル部３１に通電し推力を発生さ
せると、ボンディングアーム１２は回転軸１１により支
持されているので、回転軸１１を中心にトルクが発生
し、揺動運動を行う。これにより、ボンディングアーム
１２の先端部に取り付けられているツール１４が上下に
動作し、電子部品５０を基板５１に搭載する。しかる
後、ホーン１３により超音波発振を行い、電子部品５０
を基板５１に接合する。この結果、電子部品５０の搭載
と接合とを１つのボンディングヘッド部１０で一体に実
現することができる。
ては、トレー内やウェハー状に配置された電子部品５０
をツール１４で吸着し、基板５１上に運搬する。しかる
後、ボンディングアーム１２の後端部に設けられている
リニアモータ３０のコイル部３１に通電し推力を発生さ
せると、ボンディングアーム１２は回転軸１１により支
持されているので、回転軸１１を中心にトルクが発生
し、揺動運動を行う。これにより、ボンディングアーム
１２の先端部に取り付けられているツール１４が上下に
動作し、電子部品５０を基板５１に搭載する。しかる
後、ホーン１３により超音波発振を行い、電子部品５０
を基板５１に接合する。この結果、電子部品５０の搭載
と接合とを１つのボンディングヘッド部１０で一体に実
現することができる。
【００１４】また、かかる機構および動作に加え、上述
した電子部品実装装置において、基板５１を載置する基
板ステージ５２は、基板加熱手段及び温度調節手段を設
けて形成することができる。
した電子部品実装装置において、基板５１を載置する基
板ステージ５２は、基板加熱手段及び温度調節手段を設
けて形成することができる。
【００１５】図２は本発明の第２の実施の形態を説明す
るための電子部品実装装置におけるボンディングヘッド
部の側面図である。図２に示すように、本実施の形態に
おけるボンディングヘッド部１０は、第１の実施の形態
で説明したボンディングアームに代えてリンク機構を用
いるとともに、ツールとボンディングアーム間に設けて
いたホーンを基板ステージ側に設けたものである。その
リンク機構の構成は、リンク４１と、このリンク４１に
回転ジョイント４５，４６を介して設けられたリンク４
３，４４と、これらのリンク４３，４４に回転ジョイン
ト４７，４８を介して設けられたリンク４２とを備えて
いる。すなわち、本実施の形態では、４つのリンクと４
つの回転ジョイントで構成される平行リンク機構を形成
している。また、かかるボンディングヘッド部１０は、
回転ジョイント４７に取り付けられたツール１４を備え
ている。このため、電子部品５０の実装対象物である基
板５１を固定する基板ステージ５２には、超音波発振さ
せるためのホーン１３を備える一方、上述したリンク４
１の後端部にリニアモータ３０を結合している。このリ
ニアモータ３０はリンク４１の後端部に取り付けられた
コイル部３１と、このコイル部３１を囲むように支持部
側に設けられたマグネット部３２とで構成される。
るための電子部品実装装置におけるボンディングヘッド
部の側面図である。図２に示すように、本実施の形態に
おけるボンディングヘッド部１０は、第１の実施の形態
で説明したボンディングアームに代えてリンク機構を用
いるとともに、ツールとボンディングアーム間に設けて
いたホーンを基板ステージ側に設けたものである。その
リンク機構の構成は、リンク４１と、このリンク４１に
回転ジョイント４５，４６を介して設けられたリンク４
３，４４と、これらのリンク４３，４４に回転ジョイン
ト４７，４８を介して設けられたリンク４２とを備えて
いる。すなわち、本実施の形態では、４つのリンクと４
つの回転ジョイントで構成される平行リンク機構を形成
している。また、かかるボンディングヘッド部１０は、
回転ジョイント４７に取り付けられたツール１４を備え
ている。このため、電子部品５０の実装対象物である基
板５１を固定する基板ステージ５２には、超音波発振さ
せるためのホーン１３を備える一方、上述したリンク４
１の後端部にリニアモータ３０を結合している。このリ
ニアモータ３０はリンク４１の後端部に取り付けられた
コイル部３１と、このコイル部３１を囲むように支持部
側に設けられたマグネット部３２とで構成される。
【００１６】上述したボンディングヘッド部１０の動作
については、まずリンク４１の後端部に設けられている
リニアモータ３０のコイル部３１に通電し推力を発生さ
せると、リンク４１が回転ジョイント４５により支持さ
れているので、回転軸を中心にトルクを発生し、揺動運
動を行う。この結果、電子部品５０はリンク機構により
基板５１上に搭載され、ホーン１３によって基板ステー
ジ５２が超音波振動を行うことになる。
については、まずリンク４１の後端部に設けられている
リニアモータ３０のコイル部３１に通電し推力を発生さ
せると、リンク４１が回転ジョイント４５により支持さ
れているので、回転軸を中心にトルクを発生し、揺動運
動を行う。この結果、電子部品５０はリンク機構により
基板５１上に搭載され、ホーン１３によって基板ステー
ジ５２が超音波振動を行うことになる。
【００１７】要するに、本実施の形態では、平行リンク
機構が平行四辺形を形成しながら運動するため、回転ジ
ョイント４７に取り付けられたツール１４の下面、すな
わち部品吸着面は常に基板ステージ５２と平行状態を維
持することが可能となる。ついで、部品５０の位置決め
・搭載完了後、ホーン１３により基板ステージ５２を超
音波発振させ、電子部品５０と基板５１を超音波接合す
る。
機構が平行四辺形を形成しながら運動するため、回転ジ
ョイント４７に取り付けられたツール１４の下面、すな
わち部品吸着面は常に基板ステージ５２と平行状態を維
持することが可能となる。ついで、部品５０の位置決め
・搭載完了後、ホーン１３により基板ステージ５２を超
音波発振させ、電子部品５０と基板５１を超音波接合す
る。
【００１８】また、本実施の形態においても、基板ステ
ージ５２は基板加熱手段及び温度調節手段を設けて形成
することができる。
ージ５２は基板加熱手段及び温度調節手段を設けて形成
することができる。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の電子部品
実装装置及び電子部品実装方法は、ボンディングアーム
の揺動機構あるいは平行リンク機構を設けることによ
り、従来の直動駆動のボンディングアームに対して、ヘ
ッド可動部分のイナーシャを低減することができる。一
方、ツールに吸着された電子部品を基板に搭載するとき
に発生する衝撃力は、ヘッド可動部分のイナーシャと搭
載時のヘッド移動速度によって決まり、この衝撃力を小
さくするにはヘッドのイナーシャを低減するか移動速度
を小さくすればよいので、揺動式ヘッドあるいは平行リ
ンク機構によりイナーシャを低減すれば、ヘッドの移動
速度を速く設定でき、高速化を図ることができるという
効果がある。
実装装置及び電子部品実装方法は、ボンディングアーム
の揺動機構あるいは平行リンク機構を設けることによ
り、従来の直動駆動のボンディングアームに対して、ヘ
ッド可動部分のイナーシャを低減することができる。一
方、ツールに吸着された電子部品を基板に搭載するとき
に発生する衝撃力は、ヘッド可動部分のイナーシャと搭
載時のヘッド移動速度によって決まり、この衝撃力を小
さくするにはヘッドのイナーシャを低減するか移動速度
を小さくすればよいので、揺動式ヘッドあるいは平行リ
ンク機構によりイナーシャを低減すれば、ヘッドの移動
速度を速く設定でき、高速化を図ることができるという
効果がある。
【図１】本発明の第１の実施の形態を説明するための電
子部品実装装置におけるボンディングヘッド部の側面図
である。
子部品実装装置におけるボンディングヘッド部の側面図
である。
【図２】本発明の第２の実施の形態を説明するための電
子部品実装装置におけるボンディングヘッド部の側面図
である。
子部品実装装置におけるボンディングヘッド部の側面図
である。
【図３】従来の一例を説明するための電子部品実装装置
におけるボンディングヘッド部の側面図である。
におけるボンディングヘッド部の側面図である。
１ ＸＹステージ
１０ ボンディングヘッド部
１１ 回転軸
１２ ボンディングアーム
１３ ホーン
１４ ツール
２０ 直動ガイド
３０ リニアモータ
３１ コイル部
３２ マグネット部
４１〜４４ リンク
４５〜４８ ジョイント
５０ 電子部品
５１ 基板
５２ 基板ステージ
Claims (11)
- 【請求項１】 電子部品を基板ステージ上の基板に搭載
し接合する装置において、Ｘ−Ｙステージ上で回転軸を
中心にして揺動可能に設けたボンディングアームと，前
記ボンディングアームの一方の先端部に固定され且つ超
音波発振させるための振動子を設けたホーンと，前記ホ
ーンを介して設けられたツールとを備えたボンディング
ヘッドと、前記ボンディングアームを前記回転軸を中心
として揺動させ且つ前記ツールを上下動させるボンディ
ングアーム駆動手段とを備えたボンディングヘッド部を
有することを特徴とする電子部品実装装置。 - 【請求項２】 前記ボンディングヘッド部の前記ボンデ
ィングアーム駆動手段は、コイル部を設けたリニアモー
タを用い、前記ボンディングアームを揺動させて前記電
子部品を搭載し基板に接合することを特徴とする請求項
１記載の電子部品実装装置。 - 【請求項３】 前記ボンディングヘッド部の前記ホーン
は、前記ツールを設けた端部とは反対側の端部に超音波
発振させるための前記振動子を設けたことを特徴とする
請求項１記載の電子部品実装装置。 - 【請求項４】 前記ボンディングアームの一方の先端部
に固定した前記ホーンは、超音波振動を行うホーンで形
成したことを特徴とする請求項１記載の電子部品実装装
置。 - 【請求項５】 前記基板を載置する前記基板ステージ
は、基板加熱手段及び温度調節手段を設けたことを特徴
とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の電子部
品実装装置。 - 【請求項６】 電子部品を基板に搭載し接合する装置に
おいて、４つのリンクを４つの回転ジョイントで結合し
て平行四辺形を形成する平行リンク機構と，前記平行リ
ンク機構の前記回転ジョイントの１箇所に設けられたツ
ールと，前記ツールを設けた前記回転ジョイントとは対
角の位置にある回転ジョイントを中心にして前記平行リ
ンク機構を揺動させ、前記ツールを上下動させる駆動手
段とを備えたボンディングヘッド部と、前記基板を載置
する基板ステージに結合され、超音波振動を行わせるた
めのホーンとを有することを特徴とする電子部品実装装
置。 - 【請求項７】 前記ツールは、その部品吸着面を常に前
記基板ステージ上面と平行を維持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。 - 【請求項８】 前記平行リンク機構は、コイル部を設け
たリニアモータにより駆動させることを特徴とする請求
項６記載の電子部品実装装置。 - 【請求項９】 前記基板ステージに結合したホーンは、
超音波発振させることにより、前記電子部品と前記基板
を超音波接合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。 - 【請求項１０】 前記基板ステージは、基板加熱手段及
び温度調節手段を設けたことを特徴とする請求項６乃至
請求項９のいずれかに記載の電子部品実装装置。 - 【請求項１１】 トレー内もしくはウェハー状に配置さ
れた電子部品を吸着し、基板上の所定位置に位置決めす
る部品のハンドリング工程と、前記電子部品の裏面に形
成されたバンプと前記基板の接合面を超音波振動で接合
する接合工程とを含み、前記ハンドリング工程及び前記
接合工程を同一のボンディングヘッド部で行うことを特
徴とする電子部品実装方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002018488A JP2003197686A (ja) | 2001-10-18 | 2002-01-28 | 電子部品実装装置及び電子部品実装方法 |
| US10/271,583 US20030076661A1 (en) | 2001-10-18 | 2002-10-17 | Electronic elements mounting apparatus |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001320969 | 2001-10-18 | ||
| JP2001-320969 | 2001-10-18 | ||
| JP2002018488A JP2003197686A (ja) | 2001-10-18 | 2002-01-28 | 電子部品実装装置及び電子部品実装方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003197686A true JP2003197686A (ja) | 2003-07-11 |
Family
ID=26623971
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002018488A Pending JP2003197686A (ja) | 2001-10-18 | 2002-01-28 | 電子部品実装装置及び電子部品実装方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20030076661A1 (ja) |
| JP (1) | JP2003197686A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009071159A2 (de) * | 2007-12-06 | 2009-06-11 | Datacon Technology Gmbh | Thermodenvorrichtung |
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