JP2003297878A - Component pressurizing and joining device and joining method of component to substrate - Google Patents

Component pressurizing and joining device and joining method of component to substrate

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a component pressurizing and joining device and a joining method capable of joining a component requesting high joining position accuracy to a substrate with the high joining position accuracy while keeping high productivity in the component pressurizing and joining device and a joining method for joining a plurality of components arranged on one substrate. <P>SOLUTION: In order to individually pressurize the plurality of components arranged on one substrate with a joining material interposed by a plurality of component pressurizing members, the plurality of component pressurizing members and the plurality of components are positioned. when making the plurality of component pressurizing members descend and making pressurizing forces act individually on the plurality of components, pressurizing operations by the respective component pressurizing members are performed individually corresponding to respective pressurizing and joining states, the melting and heating operation of the joining material is performed corresponding to the respective pressurizing and joining states and the plurality of components are joined on the substrate with the joining material interposed. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の部品を1つ
の基板に接合する部品押圧接合装置及び接合方法に関
し、特に、上記基板上の上記複数の部品に個別に押圧力
を作用させて個別に接合する部品押圧接合装置及び接合
方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a component pressing and joining apparatus and a joining method for joining a plurality of components to a single substrate, and more particularly to individually applying a pressing force to the plurality of components on the substrate. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a component pressing and joining apparatus and a joining method for joining parts to each other.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、電子部品の電極を基板上の電極に
接合材を介在させて押圧して接合することにより電子部
品組立体を生産する電子部品の押圧接合方法としては、
基板上に接合材を介在させて配置された複数の電子部品
に対して押圧力を作用させる複数の押圧ヘッドを用い
て、上記各押圧ヘッドを一括して動作させることによ
り、基板上の電極に各電子部品の電極を接合材を介在さ
せて同時的に押圧しながら、接合材を同時的に加熱して
溶融させることにより、各電子部品の電極を基板上の電
極に接合材を介在させて接合を行うという、いわゆるギ
ャング接合方法が知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a method for pressing and joining an electronic component, an electrode of an electronic component is joined to an electrode on a substrate by interposing a bonding material and pressing the components to produce an electronic component assembly.
By using a plurality of pressing heads that apply a pressing force to a plurality of electronic components arranged on the substrate with a bonding material interposed therebetween, the above-mentioned pressing heads are collectively operated so that the electrodes on the substrate are While simultaneously pressing the electrodes of each electronic component with the bonding material interposed therebetween, the bonding materials are simultaneously heated and melted so that the electrodes of each electronic component are interposed between the electrodes on the substrate. A so-called gang joining method of joining is known.

【0003】このようなギャング接合方法は、同種類の
電子部品を複数まとめて1枚の基板上に接合するような
場合において用いられる場合が多く、このような場合を
一例として、ギャング接合方法について以下のように詳
しく説明する。
[0003] Such a gang joining method is often used in the case where a plurality of electronic components of the same type are collectively joined on one substrate. As an example of such a case, the gang joining method will be described. The details will be described below.

【0004】まず、このギャング接合方法を行う電子部
品の押圧接合装置において、基板上に接合可能に配置さ
れた複数の電子部品を押圧可能な複数の押圧ヘッドと、
上記各押圧ヘッドの昇降動作を一括して行う昇降装置
と、上記各押圧ヘッドに備えられかつ上記押圧ヘッドに
より押圧されている電子部品を一括して加熱することに
より、電子部品の電極と基板の電極の間に介在されてい
る接合材を加熱して溶融する加熱ヒータと、基板を固定
する機台が備えられている。
First, in a press-bonding apparatus for electronic parts for carrying out this gang-joining method, a plurality of pressing heads arranged on the substrate and capable of pressing a plurality of press-fitting heads,
An elevating device that collectively raises and lowers each of the pressing heads and an electronic component that is provided in each of the pressing heads and that is pressed by the pressing heads are collectively heated, so that the electrodes of the electronic components and the substrate are A heater for heating and melting the bonding material interposed between the electrodes and a machine base for fixing the substrate are provided.

【0005】次に、上記ギャング接合方法における接合
手順を示した電子部品と基板の模式断面図を図17に示
す。図17(A)に示すように、四角形プレート状の電
子部品201は接合面である下面に複数の電極201a
を備えており、又四角形プレート状の基板203上には
複数の電子部品201の各電極201aと接合可能な電
極であるパッド203aが形成されており、これら各パ
ッド203aには各電子部品201が接合材の一例であ
りかつ各電子部品201の各電極201aの上に予め形
成された半田バンプ202を介在させて基板203上に
配置されている。
Next, FIG. 17 shows a schematic cross-sectional view of an electronic component and a substrate showing a joining procedure in the above gang joining method. As shown in FIG. 17A, the rectangular plate-shaped electronic component 201 has a plurality of electrodes 201a on the lower surface which is a bonding surface.
Also, a pad 203a that is an electrode that can be bonded to each electrode 201a of a plurality of electronic components 201 is formed on a square plate-shaped substrate 203, and each electronic component 201 is attached to each pad 203a. It is an example of a bonding material and is arranged on the substrate 203 with the solder bumps 202 formed in advance on each electrode 201a of each electronic component 201 being interposed.

【0006】また、各押圧ヘッド210は、基板203
上に配置されて配列された各電子部品201の配置と合
致するような位置に配置されており、昇降装置により各
押圧ヘッド210を一括して昇降動作させることによ
り、各電子部品201を同時的に押圧可能となってい
る。
Each pressing head 210 has a substrate 203.
The electronic components 201 are arranged at positions that match the arrangement of the electronic components 201 arranged and arranged above. By vertically moving the pressing heads 210 collectively by the lifting device, the electronic components 201 are simultaneously moved. It can be pressed against.

【0007】まず、このような押圧接合装置において、
図17(B)に示すように、押圧接合装置の機台上に固
定された基板203に配置された各電子部品201に対
して、各電子部品201を押圧可能なように各押圧ヘッ
ド210の位置合わせを行い、その後、各押圧ヘッド2
10を昇降装置により一括して下降させる。
First, in such a pressure joining device,
As shown in FIG. 17B, the pressing heads 210 of the pressing heads 210 are pressed so that the electronic parts 201 can be pressed against the electronic parts 201 arranged on the substrate 203 fixed on the machine base of the pressing and bonding apparatus. Positioning is performed, and then each pressing head 2
10 is collectively lowered by the lifting device.

【0008】次に、図17(C)に示すように、各電子
部品201の電極201aを有さない面である背面に各
押圧ヘッド210の先端部を当接させるとともに、各押
圧ヘッド210により各電子部品201の各半田バンプ
202を基板203の各パッド203a上に同時的に押
圧して接合させ、各押圧ヘッドに備えられた加熱ヒータ
を一括して作動させることにより、各電子部品201の
加熱を同時的に行い、各電子部品201の加熱により各
半田バンプ202を溶融させる。
Next, as shown in FIG. 17C, the tip end of each pressing head 210 is brought into contact with the back surface of each electronic component 201, which is the surface not having the electrode 201a, and each pressing head 210 is used. The solder bumps 202 of the electronic components 201 are simultaneously pressed and bonded onto the pads 203a of the substrate 203, and the heaters provided in the pressing heads are collectively operated to collectively operate the electronic components 201. Heating is performed simultaneously, and each solder bump 202 is melted by heating each electronic component 201.

【0009】その後、図17(D)に示すように、各加
熱ヒータを一括して停止させるとともに、昇降装置によ
り各押圧ヘッドを一括して上昇させる。その後、溶融状
態にあった半田は次第に冷却されて固化され、これによ
り、各電子部品201は、電子部品201の各電極20
1aを基板203の各パッド203aに半田を介在させ
て接合されることとなる。
Thereafter, as shown in FIG. 17D, the heaters are collectively stopped, and the pressing heads are collectively raised by the elevating device. After that, the solder in the molten state is gradually cooled and solidified, whereby each electronic component 201 is connected to each electrode 20 of the electronic component 201.
1a is bonded to each pad 203a of the substrate 203 with solder interposed.

【0010】このようなギャング接合方法においては、
基板上に配置された複数の電子部品を、複数の押圧ヘッ
ドにより一括して同時的に各電子部品を基板上に接合す
ることができ、特に、各電子部品が同種類の電子部品で
あるような場合において、一度に多数の電子部品を基板
上に接合することができるため、電子部品が基板上に接
合されることにより生産される電子部品組立体が効率的
に生産されることとなって、電子部品組立体の生産性を
高めることができる。
In such a gang joining method,
It is possible to simultaneously bond a plurality of electronic components arranged on a substrate with a plurality of pressing heads at the same time, and in particular, each electronic component may be the same type of electronic component. In such a case, since a large number of electronic components can be bonded onto the substrate at one time, an electronic component assembly produced by bonding the electronic components onto the substrate can be efficiently produced. The productivity of the electronic component assembly can be improved.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成のものでは、各電子部品の押圧動作を行う各押圧ヘッ
ドの昇降動作は、電子部品押圧接合装置が備える1つの
昇降装置により一括して行われていたため、例えば、各
電子部品が接合される基板にたわみや反りがあり、基板
の平面度が低いような場合(すなわち基板にたわみや反
りがある場合)、又は基板上に配置された電子部品の接
合材の高さが異なっているような場合には、基板上にお
いて配置された状態の各電子部品の接合高さ位置にばら
つきが生じるが、上記電子部品押圧接合装置において
は、各押圧ヘッド毎に押圧力や各押圧ヘッドの先端位置
等を個別に調整することはできないため、基板上に接合
された各電子部品の接合高さ位置にばらつきが生じる、
又は接合材が押圧され過ぎて接合材潰れが発生するよう
な場合がある。
However, in the above-mentioned structure, the raising / lowering operation of each pressing head for performing the pressing operation of each electronic component is collectively performed by one elevating / lowering device provided in the electronic component pressing / bonding apparatus. Therefore, for example, when the board to which each electronic component is joined has a warp or a warp and the flatness of the board is low (that is, when the board has a warp or a warp), or the electronic parts arranged on the board When the heights of the joining materials are different, the joining height positions of the electronic components arranged on the substrate vary, but in the electronic component press-joining device, the pressing heads Since it is not possible to individually adjust the pressing force, the tip position of each pressing head, etc. for each, there is variation in the bonding height position of each electronic component bonded on the substrate,
Alternatively, the bonding material may be pressed too much and the bonding material may be crushed.

【0012】さらに、近年、電子部品の高性能化に伴い
電子部品の基板への接合において、より高い接合位置精
度をもって接合されることが要求されるようになってき
ている。例えば、パーソナルコンピュータのCPUに用
いられるような高集積化されたICのような電子部品に
おいては、その基板に対する接合高さ位置精度がICの
背面高さ位置で±5μmの高さ位置誤差精度、さらに、
ICの背面に接合されてICより発生する熱を放熱させ
るヒートスプレッダの背面高さ位置で±12μmの高さ
位置誤差精度と高い接合高さ位置精度が要求されるよう
になってきている。また、このような高い接合高さ位置
精度が要求されるとともに、並行して電子部品の基板へ
の接合に要する時間を短縮化して接合効率を向上させ、
電子部品組立体の生産性を向上させることも求められて
いる。
Further, in recent years, as the performance of electronic components has improved, it has been required to bond electronic components to substrates with higher bonding position accuracy. For example, in an electronic component such as a highly integrated IC used in a CPU of a personal computer, the bonding height position accuracy with respect to the substrate is ± 5 μm height position error accuracy at the back surface height position of the IC, further,
There is a demand for a height position error accuracy of ± 12 μm and a high bonding height position accuracy at the back surface height position of a heat spreader which is joined to the back surface of the IC and radiates heat generated by the IC. Further, such high joint height position accuracy is required, and in parallel, the time required for joining the electronic components to the substrate is shortened to improve the joining efficiency,
There is also a demand for improving the productivity of electronic component assemblies.

【0013】しかしながら、従来におけるギャング接合
方法では、上記のように、例えば、各電子部品が接合さ
れる基板にたわみや反りがあり、基板の平面度が低く、
又は基板上に配置された電子部品の接合材の高さが異な
り、基板上において配置された状態の各電子部品の接合
高さ位置にばらつきが生じるような場合にあっては、上
記のように各押圧ヘッドは一括して制御されているた
め、各押圧ヘッドの動作を個別に制御することができ
ず、基板上に接合された各電子部品の接合高さ位置にば
らつきが生じ、このような高い接合位置精度を求められ
る電子部品の接合には対応できないという問題点があ
る。
However, in the conventional gang joining method, as described above, for example, the substrate to which each electronic component is joined has bending or warping, and the flatness of the substrate is low.
Alternatively, when the height of the bonding material of the electronic components arranged on the substrate is different and the bonding height positions of the electronic components arranged on the substrate vary, as described above, Since each pressing head is collectively controlled, the operation of each pressing head cannot be controlled individually, and the bonding height position of each electronic component bonded on the substrate varies, and There is a problem in that it cannot be applied to the joining of electronic components that require high joining position accuracy.

【0014】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、1つの基板に配置された複数の部品
を接合する部品押圧接合装置及び接合方法において、高
い生産性を保ちながら、高い接合位置精度が要求される
部品を基板へ、高い接合位置精度をもって接合させるこ
とができる部品押圧接合装置及び接合方法を提供するこ
とにある。
Accordingly, an object of the present invention is to solve the above problems, and in a component pressing and joining apparatus and a joining method for joining a plurality of components arranged on one substrate, while maintaining high productivity, It is an object of the present invention to provide a component pressing and bonding apparatus and a bonding method capable of bonding a component, which requires high bonding position accuracy, to a substrate with high bonding position accuracy.

【0015】[0015]

【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。
In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.

【0016】本発明の第1態様によれば、1つの基板上
に接合材を介在させて配置された複数の部品に個別に押
圧力を作用させて個別に接合動作を行わせる複数の押圧
装置を有する部品押圧接合装置であって、上記各押圧装
置は、上記部品を個別に押圧する部品押圧部材と、上記
部品押圧部材を個別に昇降させる昇降装置と、上記部品
押圧部材により上記部品に対して作用させた押圧動作状
態を個別に検出する検出装置とを備え、上記部品押圧接
合装置は、上記接合材を溶融加熱する加熱装置と、上記
各押圧装置における上記検出装置の検出結果が入力され
かつ上記入力された検出結果に基づいて個別に上記昇降
装置の昇降動作及び上記加熱装置の溶融加熱動作を制御
する制御装置とを備え、上記制御装置により、複数の上
記押圧装置における上記部品押圧部材を下降させて複数
の上記部品に個別に押圧力を作用させて接合動作を行わ
せるとき、上記検出装置により検出された夫々の押圧動
作状態に応じて個別に上記部品押圧部材による押圧動作
を行わせるとともに上記押圧動作状態に応じて上記加熱
装置による溶融加熱動作を行わせることを特徴とする部
品押圧接合装置を提供する。
According to the first aspect of the present invention, a plurality of pressing devices that individually apply a pressing force to a plurality of components arranged on one substrate with a bonding material interposed therebetween to individually perform a bonding operation. In the component pressing and joining apparatus having the above, each of the pressing devices includes a component pressing member that individually presses the component, an elevating device that individually moves the component pressing member up and down, and the component pressing member with respect to the component. And a detection device that individually detects the pressing operation state that has been made to act, and the component pressing and joining device is configured to input a heating device that melts and heats the joining material and a detection result of the detection device in each of the pressing devices. And a control device for individually controlling the elevating operation of the elevating device and the melting and heating operation of the heating device based on the input detection result. When the component pressing member is moved downward to apply a pressing force to each of the plurality of components to perform the joining operation, the component pressing members are individually operated according to the respective pressing operation states detected by the detection device. There is provided a component pressing and joining apparatus characterized by performing a pressing operation and performing a melting and heating operation by the heating device according to the pressing operation state.

【0017】本発明の上記第2態様によれば、上記加熱
装置は、上記各押圧装置に備えられ、かつ上記各押圧装
置において上記接合材の溶融加熱を個別に行うことが可
能であり、上記制御装置は、上記入力された検出結果に
基づいて個別に上記加熱装置の溶融加熱動作を制御可能
であって、上記制御装置により、上記複数の上記押圧装
置における上記部品押圧部材を下降させて複数の上記部
品に個別に押圧力を作用させて接合動作を行わせると
き、夫々の上記検出装置により検出された上記押圧動作
状態に応じて個別に上記部品押圧部材による押圧動作及
び上記加熱装置による溶融加熱動作を行わせる第1態様
に記載の部品押圧接合装置を提供する。
According to the second aspect of the present invention, the heating device is provided in each of the pressing devices, and it is possible to individually perform melting and heating of the bonding material in each of the pressing devices. The control device can individually control the melting and heating operation of the heating device based on the input detection result, and the control device lowers the component pressing members of the plurality of pressing devices to make a plurality of parts. When the pressing operation is applied to each of the parts individually to perform the joining operation, the pressing operation by the part pressing member and the melting by the heating device are individually performed according to the pressing operation state detected by each detecting device. There is provided a component pressing and joining apparatus according to the first aspect, which performs a heating operation.

【0018】本発明の第3態様によれば、上記各押圧装
置における上記検出装置は、上記押圧動作状態として上
記部品押圧部材により上記部品に対して作用させた押圧
力を個別に検出可能であって、上記制御装置は、上記複
数の押圧装置において、上記昇降装置により上記部品押
圧部材を下降させて上記部品押圧部材に対向する上記基
板上の上記部品に押圧力を作用させて接合動作を行わせ
るとき、上記加熱装置による上記接合材の溶融加熱動作
を行わせるとともに、上記検出装置により検出された押
圧力を設定押圧力に対して略一定に維持し、上記検出装
置により押圧力の上記設定押圧力に対する減少が検出さ
れると、上記昇降装置による上記部品押圧部材の下降を
停止させて上記部品押圧部材の上記基板に対する位置を
維持する第2態様に記載の部品押圧接合装置を提供す
る。
According to the third aspect of the present invention, the detection device in each of the pressing devices can individually detect the pressing force applied to the component by the component pressing member in the pressing operation state. In the plurality of pressing devices, the control device lowers the component pressing member by the elevating device and applies a pressing force to the component on the substrate facing the component pressing member to perform a bonding operation. When this is performed, the heating and melting operation of the bonding material is performed, and the pressing force detected by the detection device is maintained substantially constant with respect to the set pressing force, and the pressing force is set by the detection device. A second mode in which when the decrease with respect to the pressing force is detected, the lowering of the component pressing member by the elevating device is stopped to maintain the position of the component pressing member with respect to the substrate. Providing component pressing bonding apparatus according.

【0019】本発明の第4態様によれば、上記制御装置
により、上記複数の押圧装置において、上記押圧動作状
態に応じて個別に上記押圧動作及び上記溶融加熱動作を
行わせるとき、上記検出装置により検出された押圧力が
上記設定押圧力に達する情報をもとに個別に上記押圧動
作及び上記溶融加熱動作を行わせる第3態様に記載の部
品押圧接合装置を提供する。
According to a fourth aspect of the present invention, when the control device causes the plurality of pressing devices to individually perform the pressing operation and the melting and heating operation according to the pressing operation state, the detection device is used. According to a third aspect of the present invention, there is provided the component pressing and joining apparatus according to the third aspect, which individually performs the pressing operation and the melting and heating operation based on the information that the pressing force detected by the method reaches the set pressing force.

【0020】本発明の第5態様によれば、上記制御装置
は、上記複数の押圧装置において、上記押圧動作状態に
応じて個別に上記押圧動作及び上記溶融加熱動作を行わ
せるとき、上記接合材の加熱時間又は上記部品若しくは
上記基板の平面度に応じて個別に上記押圧動作及び上記
溶融加熱動作を行わせる第2態様から第4態様のいずれ
か1つに記載の部品押圧接合装置を提供する。
According to a fifth aspect of the present invention, the controller controls the bonding material when the pressing operation and the melting and heating operation are individually performed according to the pressing operation state in the plurality of pressing apparatuses. The component pressing and bonding apparatus according to any one of the second to fourth aspects, in which the pressing operation and the melting and heating operation are individually performed according to the heating time or the flatness of the component or the substrate. .

【0021】本発明の第6態様によれば、上記各押圧装
置は、上記溶融加熱された上記接合材の固化冷却を個別
に行う冷却装置をさらに備えて、上記制御装置による上
記加熱装置での溶融加熱動作終了後に上記冷却装置によ
る固化冷却を個別に行う第2態様から第5態様のいずれ
か1つに記載の部品押圧接合装置を提供する。
According to a sixth aspect of the present invention, each of the pressing devices further includes a cooling device that individually solidifies and cools the melt-heated bonding material, and the pressing device controls the heating device. There is provided the component pressing and joining apparatus according to any one of the second to fifth aspects, in which solidification cooling is individually performed by the cooling device after completion of the melting and heating operation.

【0022】本発明の第7態様によれば、上記各部品押
圧部材は上記部品を個別に解除可能に保持可能であっ
て、上記制御装置は、上記複数の押圧装置において、上
記部品押圧部材により、上記部品へ押圧力を作用させる
ときに上記部品を個別に保持させて、上記部品が上記基
板に接合されたときに上記部品の保持を個別に解除する
第1態様から第6態様のいずれか1つに記載の部品押圧
接合装置を提供する。
According to a seventh aspect of the present invention, each of the component pressing members is capable of individually holding the component in a releasable manner, and the control device in the plurality of pressing devices includes the component pressing members. Any one of the first to sixth aspects, in which the components are individually held when a pressing force is applied to the components and the holding of the components is individually released when the components are joined to the substrate. A component pressure joining device according to one aspect is provided.

【0023】本発明の第8態様によれば、上記各押圧装
置は、平面的に2行複数列に配列されかつ上記列の配列
間隔は一定の間隔でもって配列されており、上記基板上
に上記接合材を介在させてかつ上記行沿いに上記一定の
間隔でもって配置された同種かつ複数の上記部品に対し
て上記接合動作を個別に行う第1態様から第7態様のい
ずれか1つに記載の部品押圧接合装置を提供する。
According to an eighth aspect of the present invention, the pressing devices are arranged in two rows and a plurality of columns in a plan view, and the arrangement intervals of the columns are arranged at regular intervals, and are arranged on the substrate. Any one of the first aspect to the seventh aspect, in which the joining operation is individually performed on the same type and a plurality of the components arranged with the joining material interposed and along the row at the constant interval. There is provided the above described component pressure joining device.

【0024】本発明の第9態様によれば、上記各押圧装
置の上記列の上記一定の間隔又は上記行の間隔を可変と
する間隔可変機構をさらに備える第8態様に記載の部品
押圧接合装置を提供する。
According to a ninth aspect of the present invention, the component pressing and joining apparatus according to the eighth aspect further comprising an interval changing mechanism for changing the fixed interval of the column or the interval of the row of each pressing device. I will provide a.

【0025】本発明の第10態様によれば、上記各部品
を解除可能に支持する部品支持機構により上記基板上に
夫々の接合位置が保持されるように支持された状態に
て、上記基板が第1態様から第9態様のいずれか1つに
記載の部品押圧接合装置に供給され、上記部品支持機構
による上記支持が解除された状態にて、上記各押圧装置
により上記各部品に対する上記基板への上記接合動作が
個別に行われる部品押圧接合装置を提供する。
According to the tenth aspect of the present invention, the substrate is supported by the component supporting mechanism for releasably supporting the respective components so that the respective bonding positions are held on the substrate. The component pressing and joining device according to any one of the first to ninth aspects is supplied to the substrate for each of the components by the pressing device in a state where the support by the component supporting mechanism is released. There is provided a component pressing and joining apparatus in which the above joining operation is performed individually.

【0026】本発明の第11態様によれば、上記部品
は、上記接合材を介在させて上記基板に接合される電子
部品、又は上記基板に接合された状態の上記電子部品に
上記接合材を介在させて接合されるヒートスプレッダで
ある第1態様から第10態様のいずれか1つに記載の部
品押圧接合装置を提供する。
According to an eleventh aspect of the present invention, the component is an electronic component bonded to the substrate with the bonding material interposed, or the electronic component bonded to the substrate is the bonding material. Provided is a component pressing and joining apparatus according to any one of the first to tenth aspects, which is a heat spreader joined by interposing.

【0027】本発明の第12態様によれば、上記基板に
上記接合材を介在させて接合された状態の上記電子部品
に上記接合材を介在させて上記ヒートスプレッダを接合
させる場合において、上記ヒートスプレッダを上記電子
部品に接合する上記接合材の融点は、上記電子部品を上
記基板に接合する上記接合材の融点よりも低い第11態
様に記載の部品押圧接合装置を提供する。
According to the twelfth aspect of the present invention, in the case where the heat spreader is joined to the electronic component in a state of being joined to the substrate with the joining material interposed, the heat spreader is attached. The melting point of the bonding material bonded to the electronic component is lower than the melting point of the bonding material bonding the electronic component to the substrate.

【0028】本発明の第13態様によれば、1つの基板
上に接合材を介在させて配置された複数の部品を複数の
部品押圧部材により個別に押圧可能なように、上記複数
の部品押圧部材と上記複数の部品との位置合わせを行
い、上記複数の部品押圧部材を下降させ、上記複数の部
品に個別に押圧力を作用させるときに夫々の押圧接合状
態に応じて個別に上記夫々の部品押圧部材による押圧動
作を行うとともに上記夫々の押圧接合状態に応じて上記
接合材の溶融加熱動作を行って、上記基板上に上記接合
材を介在させて上記複数の部品の接合を行うことを特徴
とする部品押圧接合方法を提供する。
According to the thirteenth aspect of the present invention, the plurality of component pressing members are arranged so that the plurality of component members arranged on one substrate with the bonding material interposed therebetween can be individually pressed by the plurality of component pressing members. Positioning the member and the plurality of components, lower the plurality of component pressing member, when individually pressing force is applied to the plurality of components individually according to the respective pressure bonding state of each of the above Performing a pressing operation by the component pressing member and performing a melting and heating operation of the bonding material according to each of the pressure bonding states, and bonding the plurality of components by interposing the bonding material on the substrate. A featured part pressure joining method is provided.

【0029】本発明の第14態様によれば、上記複数の
部品に個別に押圧力を作用させるときに上記夫々の押圧
接合状態に応じて個別に上記夫々の部品押圧部材による
押圧動作及び上記接合材の溶融加熱動作を行って、上記
基板上に上記接合材を介在させて上記複数の部品の接合
を行う第13態様に記載の部品押圧接合方法を提供す
る。
According to the fourteenth aspect of the present invention, when the pressing force is applied individually to the plurality of components, the pressing operation and the bonding by the respective component pressing members are individually performed according to the respective pressing and joining states. The component pressing joining method according to the thirteenth aspect is provided, in which the material is melted and heated to join the plurality of components with the joining material interposed on the substrate.

【0030】本発明の第15態様によれば、上記複数の
部品押圧部材を下降させて上記複数の部品に個別に押圧
力を作用させるときに、上記夫々の部品に対して作用さ
せた押圧力を個別に検出して、上記検出された押圧力を
設定押圧力に対して略一定に維持するとともに上記接合
材の溶融加熱を行い、上記略一定に維持された押圧力の
上記設定押圧力の減少が検出されると、上記夫々の部品
押圧部材の下降を停止させて上記夫々の部品押圧部材の
上記基板に対する位置を維持する第14態様に記載の部
品押圧接合方法を提供する。
According to the fifteenth aspect of the present invention, when the plurality of component pressing members are moved down to exert a pressing force individually on the plurality of components, the pressing force exerted on each of the components is applied. Are individually detected, and the detected pressing force is maintained substantially constant with respect to the set pressing force, and the joining material is melted and heated, and the set pressing force of the pressing force maintained at the substantially constant is When the decrease is detected, the component pressing joining method according to the fourteenth aspect is provided, in which the descending of each of the component pressing members is stopped to maintain the position of each of the component pressing members with respect to the substrate.

【0031】本発明の第16態様によれば、上記夫々の
押圧動作状態に応じて個別に上記押圧動作及び上記溶融
加熱動作を行うときに、上記検出された押圧力が上記設
定押圧力に達する情報をもとに個別に上記押圧動作及び
上記溶融加熱動作を行う第15態様に記載の部品押圧接
合方法を提供する。
According to the sixteenth aspect of the present invention, the detected pressing force reaches the set pressing force when the pressing operation and the melting and heating operation are individually performed according to the respective pressing operation states. A component pressing and joining method according to the fifteenth aspect, wherein the pressing operation and the melting and heating operation are individually performed based on information.

【0032】本発明の第17態様によれば、上記押圧動
作状態に応じて個別に上記押圧動作及び上記溶融加熱動
作を行わせるとき、上記接合材の加熱時間又は上記部品
若しくは上記基板の平面度に応じて個別に上記押圧動作
及び上記溶融加熱動作を行わせる第14態様から第16
態様のいずれか1つに記載の部品押圧接合方法を提供す
る。
According to the seventeenth aspect of the present invention, when the pressing operation and the melting and heating operation are individually performed in accordance with the pressing operation state, the heating time of the bonding material or the flatness of the component or the substrate. According to the fourteenth to sixteenth aspects, the pressing operation and the melting and heating operation are individually performed according to
There is provided a component pressure joining method according to any one of aspects.

【0033】本発明の第18態様によれば、上記複数の
部品へ押圧力を作用させるときに上記夫々の部品を上記
夫々の部品押圧部材により個別に保持し、上記溶融加熱
動作により上記接合材を個別に溶融させ、その後、上記
溶融された接合材を個別に固化冷却し、上記接合材が固
化されて上記基板に上記夫々の部品が上記接合材を介在
させて接合されたときに上記夫々の部品の保持を個別に
解除する第13態様から第17態様のいずれか1つに記
載の部品押圧接合方法を提供する。
According to the eighteenth aspect of the present invention, when a pressing force is applied to the plurality of parts, the respective parts are individually held by the respective part pressing members, and the joining material is melted and heated by the melting and heating operation. Are individually melted, and then the melted bonding material is individually solidified and cooled, and when the bonding material is solidified and the respective components are bonded to the substrate with the bonding material interposed therebetween, The component pressing and joining method according to any one of the thirteenth aspect to the seventeenth aspect, in which the holding of the component is individually released.

【0034】[0034]

【発明の実施の形態】本発明の一の実施形態にかかる部
品押圧接合装置及び接合方法は、複数のヘッドにより複
数の部品を同時的に基板へ押圧して接合する部品押圧接
合装置及び接合方法に関しており、本発明の一の実施形
態にかかる部品押圧接合装置及び接合方法の一例として
部品押圧接合装置101及びその接合方法について、図
面を用いて詳細に説明する。部品押圧接合装置101に
おいては、部品の一例としてコンピュータのCPUに用
いられるIC、例えば±5μm以内といった基板に対す
る接合高さ位置誤差精度が要求される高集積化されたI
Cのような電子部品1が、基板の一例である回路基板3
に押圧接合される。また、回路基板に電子部品を接合す
ることにより作製される電子部品組立体においては、そ
の内部の電子回路を作動させた場合において、その電子
回路が発熱し、その熱の影響により、電子回路の正常な
作動を妨げる場合がある。このような電子部品組立体に
おいては、電子回路で発熱した熱を効率的に放熱させる
ヒートスプレッダを電子部品の背面に接合することによ
り、電子回路の作動を安定化させることが行われてい
る。部品押圧接合装置101においては、回路基板3上
に接合された各電子部品1に、部品の一例であるヒート
スプレッダ5が押圧接合される。なお、ここで、電子部
品1に接合されるヒートスプレッダ5は、例えば、コン
ピュータのCPUに用いられるICのような電子部品に
接合されるヒートスプレッダであり、特に高集積化され
たICのような電子部品に接合される、±12μm以内
といった接合高さ位置誤差精度が要求されるようなヒー
トスプレッダである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A component pressing and joining apparatus and a joining method according to an embodiment of the present invention are a component pressing and joining apparatus and a joining method for simultaneously pushing and joining a plurality of components onto a substrate by a plurality of heads. In connection with this, the component pressing and joining apparatus 101 and the joining method thereof as an example of the component pressing and joining apparatus and the joining method according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the component pressing / bonding apparatus 101, an IC used in a CPU of a computer as an example of a component, for example, highly integrated I which requires a bonding height position error accuracy with respect to a substrate within ± 5 μm.
A circuit board 3 in which the electronic component 1 such as C is an example of the board.
Is pressed and joined to. Further, in an electronic component assembly manufactured by joining electronic components to a circuit board, when the internal electronic circuit is operated, the electronic circuit generates heat, and due to the influence of the heat, the electronic circuit It may interfere with normal operation. In such an electronic component assembly, the operation of the electronic circuit is stabilized by joining a heat spreader that efficiently dissipates heat generated in the electronic circuit to the back surface of the electronic component. In the component pressure bonding apparatus 101, the heat spreader 5 which is an example of a component is pressure bonded to each electronic component 1 bonded on the circuit board 3. The heat spreader 5 bonded to the electronic component 1 is a heat spreader bonded to an electronic component such as an IC used in a CPU of a computer, and an electronic component such as a highly integrated IC. The heat spreader is required to have a joint height position error accuracy of ± 12 μm or less.

【0035】ここで、部品には、上記電子部品1及び上
記ヒートスプレッダ5以外に、同様に基板に対する上記
接合高さ位置精度が要求される機械部品、光学部品など
も含む。なお、上記接合高さ位置精度まで要求されない
ような場合であっても正確かつ確実な接合が要求される
機械部品、光学部品なども含む。また、基板とは、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、フィルム基板などの回路基
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、フレームなど、回路が形成されている対象
物を意味する。
Here, in addition to the electronic component 1 and the heat spreader 5, the components also include mechanical components, optical components, etc., which are similarly required to have the above-mentioned joining height position accuracy with respect to the substrate. It should be noted that the present invention also includes mechanical parts, optical parts, and the like that require accurate and reliable bonding even in the case where the above-described bonding height position accuracy is not required. In addition, the substrate is a resin substrate, paper-phenol substrate, ceramic substrate, glass
Epoxy (glass epoxy) board, circuit board such as film board, circuit board such as single layer board or multilayer board, parts,
It means an object on which a circuit is formed, such as a housing or a frame.

【0036】次に、このような部品押圧接合装置101
の一部を透過させた斜視図を図1に示す。図1に示すよ
うに、部品押圧接合装置101において、機台上に立て
られ固定された2本の角柱状の剛体の上部をさらに角柱
状の剛体で渡すように門型状の剛体で形成されたメイン
フレーム20が機台の略中央部に備えられており、部品
の押圧接合を行う押圧装置の一例である押圧ヘッド10
は、このメインフレーム20のX軸方向におけるその中
心線を対称軸とする線対称の位置であるメインフレーム
20の上部の両側面に5個ずつ、X軸方向沿いに等間隔
ピッチPでもって配列されている。また、上記対称軸に
対して互いに線対称の位置にある押圧ヘッド10同士は
互いに連結されており、上記連結された状態にて夫々の
押圧ヘッド10がX軸方向に移動可能にメインフレーム
20の上部に取り付けられている。なお、図1における
X軸方向とY軸方向は直交しており、また、X軸方向及
びY軸方向の両方向に直交する方向がZ軸方向となって
いる。
Next, such a component pressure joining apparatus 101
FIG. 1 is a perspective view in which a part of FIG. As shown in FIG. 1, in the component pressing and joining apparatus 101, a rigid body having a gate shape is formed so that the upper portions of two prismatic rigid bodies that are erected and fixed on the machine base are further passed by the prismatic rigid body. The main frame 20 is provided in the substantially central portion of the machine base, and the pressing head 10 is an example of a pressing device for pressing and joining components.
Are arranged at equal intervals pitch P along the X-axis direction, five on each side surface of the upper portion of the main frame 20, which are line-symmetrical positions with respect to the center line of the main frame 20 in the X-axis direction. Has been done. Further, the pressing heads 10 that are line-symmetrical to each other with respect to the axis of symmetry are connected to each other, and in the connected state, the respective pressing heads 10 of the main frame 20 are movable in the X-axis direction. It is attached to the top. The X-axis direction and the Y-axis direction in FIG. 1 are orthogonal to each other, and the direction orthogonal to both the X-axis direction and the Y-axis direction is the Z-axis direction.

【0037】また、メインフレーム20の図示Y軸方向
右側(図1における手前側)に配列されている5個の押
圧ヘッド10は、メインフレーム20に備えられた間隔
可変機構の一例であるヘッドピッチ可変機構31に固定
されており、上記5個の押圧ヘッド10はヘッドピッチ
可変機構31を介してメインフレーム20に取り付けら
れている。また、ヘッドピッチ可変機構31は、上記5
個の押圧ヘッド10における上記間隔ピッチPを等間隔
の状態に保ちながら可変させることができる。
The five pressing heads 10 arranged on the right side (front side in FIG. 1) of the main frame 20 in the Y-axis direction in the figure are head pitches, which are an example of a space varying mechanism provided in the main frame 20. The five pressing heads 10 are fixed to the variable mechanism 31, and are attached to the main frame 20 via the head pitch variable mechanism 31. In addition, the head pitch variable mechanism 31 uses the above-mentioned 5
It is possible to vary the spacing pitch P of the individual pressing heads 10 while maintaining the state of equal spacing.

【0038】ここで、ヘッドピッチ可変機構31の構造
を模式的に示す模式説明図を図18に示す。図1及び図
18に示すように、ヘッドピッチ可変機構31は、その
軸心回りに正逆回転可能かつX軸方向沿いにメインフレ
ーム20に支持されているボールねじ軸部31aと、ボ
ールねじ軸部31aに螺合されかつ上記5個の押圧ヘッ
ド10のうちの中央に位置する押圧ヘッド10を除く4
個の押圧ヘッド10が夫々固定された4個のナット部3
1b、上記中央に位置する押圧ヘッド10をボールねじ
軸部31aにX軸方向に対して固定する軸受部31d、
及びボールねじ軸部31aの図示左側の端部に固定され
かつボールねじ軸部31aの上記正逆回転を行うモータ
31cとを備えている。また、ボールねじ軸部31a及
びモータ31cは、X軸方向沿いに移動可能にメインフ
レーム20に支持されている。
Here, a schematic explanatory view schematically showing the structure of the head pitch varying mechanism 31 is shown in FIG. As shown in FIGS. 1 and 18, the variable head pitch mechanism 31 includes a ball screw shaft portion 31a that is rotatable in the forward and reverse directions about its axis and is supported by the main frame 20 along the X-axis direction, and a ball screw shaft. Of the five pressing heads 10 screwed into the portion 31a, the pressing head 10 located at the center of the five pressing heads 10 is excluded.
Four nut parts 3 to which each pressing head 10 is fixed
1b, a bearing portion 31d for fixing the pressing head 10 located at the center to the ball screw shaft portion 31a in the X-axis direction,
And a motor 31c that is fixed to the left end of the ball screw shaft portion 31a in the drawing and that rotates the ball screw shaft portion 31a in the forward and reverse directions. The ball screw shaft portion 31a and the motor 31c are supported by the main frame 20 so as to be movable along the X-axis direction.

【0039】図18に示すように、ヘッドピッチ可変機
構31において、上記中央に位置する押圧ヘッド10を
固定している軸受部31dの両側に位置するナット部3
1bにおいては互いに逆方向かつ同ピッチの雌ねじが形
成されており、さらに両端部に位置するナット部31b
においては隣接するナット部31bと夫々同方向かつ上
記同ピッチの2倍のピッチで雌ねじが形成されている。
これにより、ヘッドピッチ可変機構31において、モー
タ31cによりボールねじ軸部31aを正逆方向のいず
れか一方に回転させることにより、上記中央に位置する
軸受部31dの位置を基準位置Qとして固定して、その
両側に位置する各ナット部31bを、上記間隔ピッチP
を等間隔に保ちながらボールねじ軸部31aに沿って上
記基準位置Qから離れる方向又は近づく方向に移動させ
ることができる。従って、上記ヘッドピッチ可変機構3
1により、上記中央に位置する押圧ヘッド10の位置を
基準位置Qとして、上記各押圧ヘッド10の上記間隔ピ
ッチPを等間隔に保持しながら、上記間隔ピッチを可変
させることができる。なお、上記対称軸に対して互いに
線対称の位置にある押圧ヘッド10同士は互いに連結さ
れているため、ヘッドピッチ可変機構31により、押圧
ヘッド10の上記対称軸に対して線対称の位置を保持し
ながら、各押圧ヘッド10の上記間隔ピッチPを可変さ
せることが可能となっている。
As shown in FIG. 18, in the head pitch varying mechanism 31, the nut portions 3 located on both sides of the bearing portion 31d fixing the pressing head 10 located at the center.
In 1b, female threads having opposite pitches and the same pitch are formed, and nut portions 31b located at both ends are further formed.
In, the female screw is formed in the same direction as the adjacent nut portion 31b and at a pitch twice the above-mentioned same pitch.
As a result, in the head pitch varying mechanism 31, the ball screw shaft portion 31a is rotated by the motor 31c in either one of the forward and reverse directions to fix the position of the bearing portion 31d located at the center as the reference position Q. , The respective nut portions 31b located on both sides thereof with the above-mentioned interval pitch P
Can be moved along the ball screw shaft portion 31a in a direction away from the reference position Q or in a direction approaching the reference position Q while maintaining the same intervals. Therefore, the head pitch variable mechanism 3
By 1, the position of the pressing head 10 located at the center can be used as the reference position Q, and the interval pitch can be varied while maintaining the interval pitch P of the pressing heads 10 at equal intervals. Since the pressing heads 10 that are line-symmetrical to each other with respect to the axis of symmetry are connected to each other, the head pitch variable mechanism 31 maintains the position of the pressing head 10 that is line-symmetric with respect to the axis of symmetry. However, the spacing pitch P of each pressing head 10 can be varied.

【0040】さらに、上記5個の押圧ヘッド10のうち
の上記中央に位置する押圧ヘッド10は、メインフレー
ム20に備えられている押圧ヘッドの移動機構の一例で
あるX軸方向移動機構32に固定されている。図18に
X軸方向移動機構32の構造についても模式的に示す。
図18に示すように、X軸方向移動機構32は、その軸
心がX軸方向沿いにかつ上記軸心回りに正逆回転可能に
メインフレーム20に固定されているボールねじ軸部3
2aと、ボールねじ軸部32aに螺合されかつ上記中央
の押圧ヘッド10が固定されているナット部32b、及
びボールねじ軸部32aの図示左側の端部に固定されか
つボールねじ軸部32aの上記正逆回転を行うモータ3
2cとを備えている。これにより、X軸方向移動機構3
2において、モータ32cによりボールねじ軸部32a
を正逆方向のいずれか一方に回転させることにより、ナ
ット部32bをX軸方向に進退移動させて、ナット部3
2bに固定されている上記中央の押圧ヘッド10をX軸
方向に沿って進退移動させることができる。また、ヘッ
ドピッチ可変機構31におけるボールねじ軸部31a及
びモータ31cはメインフレーム20にX軸方向に移動
可能に支持されており、X軸方向移動機構32による上
記中央の押圧ヘッド10の上記進退移動により、上記中
央の押圧ヘッド10に固定されているヘッドピッチ可変
機構31のボールねじ軸部31aをX軸方向沿いに進退
移動させて、ボールねじ軸部31aに螺合されている各
ナット部31bに固定された夫々の押圧ヘッド10を上
記間隔ピッチPを保ちながらX軸方向沿いに移動させる
ことが可能となっている。すなわち、X軸方向移動機構
32により、夫々の押圧ヘッド10の互いの相対的な配
置が保持された状態にて、全ての押圧ヘッド10のX軸
方向の進退移動が可能となっている。
Further, of the five pressing heads 10, the pressing head 10 located at the center is fixed to an X-axis direction moving mechanism 32 which is an example of a moving mechanism of the pressing head provided in the main frame 20. Has been done. FIG. 18 also schematically shows the structure of the X-axis direction moving mechanism 32.
As shown in FIG. 18, the X-axis direction moving mechanism 32 has a ball screw shaft portion 3 whose axial center is fixed to the main frame 20 so as to be able to rotate forward and backward along the X-axis direction and around the axial center.
2a, a nut portion 32b screwed to the ball screw shaft portion 32a and to which the central pressing head 10 is fixed, and a ball screw shaft portion 32a fixed to the left end of the ball screw shaft portion 32a in the figure. The motor 3 that rotates in the forward and reverse directions
2c and. Thereby, the X-axis direction moving mechanism 3
2, the motor 32c drives the ball screw shaft portion 32a.
The nut portion 32b is moved forward and backward in the X-axis direction by rotating the nut portion 3 in one of the forward and reverse directions to move the nut portion 3b.
The central pressing head 10 fixed to 2b can be moved back and forth along the X-axis direction. Further, the ball screw shaft portion 31a and the motor 31c in the variable head pitch mechanism 31 are supported by the main frame 20 so as to be movable in the X-axis direction, and the X-axis direction moving mechanism 32 moves the central pressing head 10 forward and backward. Thus, the ball screw shaft portion 31a of the head pitch variable mechanism 31 fixed to the central pressing head 10 is moved back and forth along the X-axis direction, and each nut portion 31b screwed to the ball screw shaft portion 31a. It is possible to move each of the pressing heads 10 fixed in the X direction along the X-axis direction while maintaining the interval pitch P. That is, with the X-axis direction moving mechanism 32, all the pressing heads 10 can be moved back and forth in the X-axis direction while the relative positions of the pressing heads 10 are maintained.

【0041】また、押圧ヘッド10の模式的な構造図で
ある図2に示すように、押圧ヘッド10は、押圧ヘッド
10を個別に下降又は上昇させる昇降装置の一例である
昇降部19を夫々に備えている。さらに、各押圧ヘッド
10はその下部において、先端部に部品を個別に吸着保
持させる部品保持部材の一例でもあり、かつ部品を個別
に押圧する部品押圧部材の一例でもある吸着ノズル11
と、この吸着ノズル11の上側に取り付けられかつ吸着
ノズル11を加熱させて吸着ノズル11に吸着保持され
た部品を加熱する加熱装置の一例であるセラミックヒー
タ12、及びその先端部が吸着ノズル11の周囲に位置
するようにセラミックヒータ12の上方に設けられかつ
セラミックヒータ12により加熱された部品を冷却する
冷却装置の一例である冷却ブローノズル14を備えてい
る。ここで、上記加熱装置は、一例として、押圧ヘッド
10に備えられたセラミックヒータ12である場合とし
たが、セラミックヒータ12に代えて、基板を配置する
架台部に備えられた加熱部、又は、部品及び基板に熱風
を吹き付けることにより加熱を行うような加熱部を部品
押圧接合装置101が備える場合であってもよい。な
お、押圧ヘッド10の構造の詳細な説明については後述
する。
Further, as shown in FIG. 2, which is a schematic structural view of the pressing head 10, the pressing head 10 has an elevating part 19 which is an example of an elevating device for individually lowering or elevating the pressing head 10. I have it. Further, at the lower part of each pressing head 10, the suction nozzle 11 which is an example of a component holding member for individually adsorbing and holding a component at its tip and also an example of a component pressing member for individually pressing the component
And a ceramic heater 12, which is an example of a heating device which is attached to the upper side of the suction nozzle 11 and heats the suction nozzle 11 to heat the components suction-held by the suction nozzle 11, and the tip portion of the ceramic heater 12. A cooling blow nozzle 14, which is an example of a cooling device, is provided above the ceramic heater 12 so as to be located in the periphery and cools the components heated by the ceramic heater 12. Here, as an example, the heating device is the ceramic heater 12 provided in the pressing head 10. However, instead of the ceramic heater 12, a heating unit provided in a pedestal part on which a substrate is arranged, or The component press-bonding apparatus 101 may include a heating unit that heats the component and the substrate by blowing hot air. A detailed description of the structure of the pressing head 10 will be given later.

【0042】また、図1において、スライドベース34
はY軸方向移動機構33のナット部に固定されており、
Y軸方向移動機構33はモータによりボールねじ軸を正
逆回転させることにより、ボールねじ軸に螺合したナッ
ト部に固定されたスライドベース34を図示Y軸方向に
進退移動させる。また、スライドベース34上には、架
台部の一例である第1ステージ35及び第2ステージ3
6の2つのステージがY軸方向に並列して固定されてお
り、第1ステージ35及び第2ステージ36に供給され
て固定される夫々の基板を、Y軸方向移動機構33によ
り図示Y軸方向に一体的に進退移動可能となっている。
また、図示Y軸方向における各基板の両端部を夫々支持
可能に、第1ステージ35及び第2ステージ36に夫々
2本ずつのレール35a及び36aが設置されている。
なお、各押圧ヘッド10における吸着ノズル11の先端
面と第1ステージ35及び第2ステージ36の夫々のレ
ール35a及び36aとは略平行となっている。
Further, in FIG. 1, the slide base 34
Is fixed to the nut portion of the Y-axis direction moving mechanism 33,
The Y-axis direction moving mechanism 33 causes the motor to rotate the ball screw shaft in the forward and reverse directions, thereby moving the slide base 34 fixed to the nut portion screwed to the ball screw shaft forward and backward in the Y-axis direction in the drawing. In addition, on the slide base 34, a first stage 35 and a second stage 3 which are examples of a gantry unit.
6 are fixed in parallel in the Y-axis direction, and the respective substrates supplied and fixed to the first stage 35 and the second stage 36 are moved in the Y-axis direction in the drawing by the Y-axis direction moving mechanism 33. It is possible to move back and forth integrally.
Further, two rails 35a and 36a are installed on the first stage 35 and the second stage 36, respectively, so that both ends of each substrate in the Y-axis direction in the figure can be supported.
The tip surface of the suction nozzle 11 of each pressing head 10 and the rails 35a and 36a of the first stage 35 and the second stage 36 are substantially parallel to each other.

【0043】また、第1ステージ35及び第2ステージ
36の各レール35a及び36a上に回路基板3の供給
を行うローダー37が、第1ステージ35及び第2ステ
ージ36の図示X軸方向左側に設置されており、また、
第1ステージ35及び第2ステージ36の各レール35
a及び36a上から回路基板3の排出を行うアンローダ
ー38が、図示X軸方向右側に設置されている。ローダ
ー37及びアンローダー38は、回路基板3の両端部を
支持可能なレールと上記レールに支持された回路基板3
を移動させる移動機構とを夫々備えており、ローダー3
7及びアンローダー38の構造の詳細な説明については
後述する。
A loader 37 for supplying the circuit board 3 onto the rails 35a and 36a of the first stage 35 and the second stage 36 is installed on the left side of the first stage 35 and the second stage 36 in the X-axis direction in the figure. Has been done,
Each rail 35 of the first stage 35 and the second stage 36
An unloader 38 that discharges the circuit board 3 from above a and 36a is installed on the right side in the X-axis direction in the drawing. The loader 37 and the unloader 38 include a rail capable of supporting both ends of the circuit board 3 and the circuit board 3 supported by the rail.
And a loader 3 for moving the loader 3 respectively.
A detailed description of the structures of 7 and the unloader 38 will be given later.

【0044】さらに、部品押圧接合装置101は、部品
押圧接合装置101における各構成部の制御を行う制御
部9を備えており、昇降部19の昇降動作、X方向移動
機構32の移動動作、Y方向移動機構33の移動動作、
ヘッドピッチ可変機構31の移動動作、押圧ヘッド10
の吸着ノズル11の吸着保持動作、押圧ヘッド10のセ
ラミックヒータ12の加熱動作、及びローダー37及び
アンローダー38の各移動機構の移動動作は、制御部9
により動作制御される。
Further, the component pressing / bonding apparatus 101 is provided with a control unit 9 for controlling each component of the component pressing / bonding apparatus 101, and the lifting / lowering operation of the elevating / lowering section 19, the moving operation of the X-direction moving mechanism 32, and the Y-movement operation are performed. Movement operation of the direction movement mechanism 33,
Moving operation of variable head pitch mechanism 31, pressing head 10
The suction holding operation of the suction nozzle 11, the heating operation of the ceramic heater 12 of the pressing head 10, and the movement operation of each moving mechanism of the loader 37 and the unloader 38 are performed by the control unit 9.
Is controlled by.

【0045】次に、部品押圧接合装置101おける各押
圧ヘッド10の配列位置と、第1ステージ35及び第2
ステージ36に供給されて固定された各回路基板3及び
各電子部品1の配置の関係を模式的に示す平面図を図3
に、電子部品1及び回路基板3を模式的に示す断面図を
図4及び図5に示す。
Next, the arrangement positions of the pressing heads 10 in the component pressing and joining apparatus 101, the first stage 35 and the second
FIG. 3 is a plan view schematically showing the positional relationship between the circuit boards 3 and the electronic components 1 that are supplied and fixed to the stage 36.
4 and 5 are cross-sectional views schematically showing the electronic component 1 and the circuit board 3.

【0046】図3及び図4(A)に示すように、四角形
プレート状の電子部品1は接合面に多数の電極1aを有
しており、その各電極1aには接合材の一例である半田
バンプ2が予め形成されている。また、接合面に多数の
電極であるパッド3aを有している四角形プレート状の
単位回路基板3bが図示Y軸方向に2個及びX軸方向に
5個配列、すなわち2行5列に配列されて一体に形成さ
れ、回路基板3が形成されている。また、電子部品1の
各電極1aが単位回路基板3bの各パッド3aに半田バ
ンプ2を介在させて接合可能なように、各電子部品1の
各半田バンプ2が回路基板3の各パッド3a上に配置さ
れており、上記配置された各電子部品1は全て同じ種類
の電子部品1となっている。
As shown in FIGS. 3 and 4 (A), the rectangular plate-shaped electronic component 1 has a large number of electrodes 1a on the bonding surface, and each electrode 1a has a solder, which is an example of a bonding material. The bump 2 is formed in advance. Further, a rectangular plate-shaped unit circuit board 3b having pads 3a which are a large number of electrodes on the bonding surface is arranged in two in the Y-axis direction and five in the X-axis direction, that is, arranged in two rows and five columns. Circuit board 3 is formed integrally. Further, each solder bump 2 of each electronic component 1 is on each pad 3a of the circuit board 3 so that each electrode 1a of the electronic component 1 can be bonded to each pad 3a of the unit circuit board 3b with the solder bump 2 interposed. The electronic components 1 thus arranged are all the same type of electronic component 1.

【0047】ここで、上記電子部品1の「配置」とは、
電子部品1を単に回路基板3上に載置するような場合に
限らず、電子部品1又は回路基板3に外力を加えること
により、電子部品1及び回路基板3を破壊することな
く、電子部品1と回路基板3との接合状態を容易に解除
することが可能な接合状態である仮接合をも含む。ま
た、後述するように、電子部品1が単に回路基板3上に
載置されて、上記載置の状態が他の部材により解除可能
に支持されて上記載置が保持されているようなものも上
記配置に含む。
Here, the "arrangement" of the electronic component 1 means
Not only when the electronic component 1 is simply placed on the circuit board 3, but by applying an external force to the electronic component 1 or the circuit board 3, the electronic component 1 and the circuit board 3 are not destroyed and the electronic component 1 is not destroyed. It also includes temporary joining which is a joined state in which the joined state between the circuit board 3 and the circuit board 3 can be easily released. Further, as will be described later, there may be a case in which the electronic component 1 is simply placed on the circuit board 3 and the state of the above-described placement is releasably supported by another member to hold the above-described placement. Included in the above arrangement.

【0048】また、部品押圧接合装置101により施さ
れる部品の基板への「接合」とは、電子部品1又は回路
基板3に外力を加えることにより、電子部品1及び回路
基板3を破壊することなく、電子部品1と回路基板3と
の接合状態を容易に解除することができないような接合
状態を示す。なお、電子部品1等の部品が回路基板3に
接合された後、図3における回路基板3のX軸方向にお
ける切断線C及びY軸方向における切断線Dにて回路基
板3が切断されることにより、回路基板3が複数の単位
回路基板3bに分割されて、各単位回路基板3b毎に電
子部品1が接合された電子部品組立体が作製されること
になる。
The "joining" of the component to the substrate performed by the component pressing and joining apparatus 101 is to destroy the electronic component 1 and the circuit board 3 by applying an external force to the electronic component 1 or the circuit board 3. In other words, the joint state between the electronic component 1 and the circuit board 3 cannot be easily released. It should be noted that after the components such as the electronic component 1 are bonded to the circuit board 3, the circuit board 3 is cut along a cutting line C in the X axis direction and a cutting line D in the Y axis direction of the circuit board 3 in FIG. As a result, the circuit board 3 is divided into a plurality of unit circuit boards 3b, and an electronic component assembly in which the electronic component 1 is bonded to each unit circuit board 3b is manufactured.

【0049】また、図3に示すように、X軸方向におけ
る回路基板3への各電子部品1の配置は、一定の間隔A
でもって配列されている。また、第1ステージ35に固
定されている回路基板3(図3における下側)と第2ス
テージ36に固定されている回路基板3(図3における
上側)においては、同様な配置にて各電子部品1が夫々
の回路基板3に接合可能に配置されている。また、第1
ステージ35及び第2ステージ36においては、夫々の
回路基板3上の同じ位置におけるY軸方向の配置間隔を
間隔Bとして、夫々の回路基板3が固定されている。従
って、夫々の回路基板3において、上記2行5列のうち
の上記行の各電子部品1の夫々の配列を第1列及び第2
列とすると、第1ステージ35における回路基板3の第
1列と第2ステージ36における回路基板3の第1列の
間隔が上記間隔Bと同じとなり、さらに、第1ステージ
35における回路基板3の第2列と第2ステージ36に
おける回路基板3の第2列の間隔も上記間隔Bとなって
いる。
Further, as shown in FIG. 3, the electronic components 1 are arranged on the circuit board 3 in the X-axis direction at a constant interval A.
It is arranged by. In addition, the circuit board 3 fixed to the first stage 35 (lower side in FIG. 3) and the circuit board 3 fixed to the second stage 36 (upper side in FIG. 3) are arranged in a similar arrangement. The component 1 is arranged so that it can be joined to each circuit board 3. Also, the first
In the stage 35 and the second stage 36, the respective circuit boards 3 are fixed with the arrangement interval in the Y-axis direction at the same position on the respective circuit boards 3 as the interval B. Therefore, in each circuit board 3, the respective arrangements of the electronic components 1 in the above-mentioned row among the above-mentioned two-row and five-column are arranged in the first column and the second column.
If it is a row, the distance between the first row of the circuit board 3 in the first stage 35 and the first row of the circuit board 3 in the second stage 36 becomes the same as the above-mentioned distance B, and further, the distance of the circuit board 3 in the first stage 35 The distance between the second row and the second row of the circuit board 3 in the second stage 36 is also the distance B.

【0050】また、各押圧ヘッド10においては、メイ
ンフレーム20を挟んで線対称の位置に配置されている
互いに押圧ヘッド10の間隔(すなわちY軸方向の配置
間隔)は、上記間隔Bと同じとなっており、また、各押
圧ヘッド10のX軸方向における配置の上記間隔ピッチ
Pは、ヘッドピッチ可変機構31により上記間隔Aと同
じ間隔とすることが可能となっている。
Further, in each pressing head 10, the interval between the pressing heads 10 arranged in line symmetry with the main frame 20 in between (ie, the arrangement interval in the Y-axis direction) is the same as the interval B. Further, the spacing pitch P of the arrangement of the pressing heads 10 in the X-axis direction can be set to the same spacing as the spacing A by the head pitch varying mechanism 31.

【0051】これにより、Y軸方向移動機構33により
第1ステージ35及び第2ステージ36をY軸方向に進
退移動させて、第1ステージ35及び第2ステージ36
に固定された各回路基板3上の夫々の上記第1列上にお
ける各電子部品1を夫々の押圧ヘッド10により同時的
に押圧可能となる位置に、第1ステージ35及び第2ス
テージ36を位置させることができ、また、同様に夫々
の上記第2列上における各電子部品1を同時的に押圧可
能となる位置に、第1ステージ35及び第2ステージ3
6を位置させることができる。
As a result, the Y-axis direction moving mechanism 33 moves the first stage 35 and the second stage 36 back and forth in the Y-axis direction, and the first stage 35 and the second stage 36.
The first stage 35 and the second stage 36 are positioned so that the electronic heads 1 on the first row on the circuit boards 3 fixed to each other can be simultaneously pressed by the pressing heads 10. In the same manner, the first stage 35 and the second stage 3 can be similarly placed at positions where the respective electronic components 1 on the respective second rows can be simultaneously pressed.
6 can be located.

【0052】なお、メインフレーム20を挟んで線対称
の位置に配置されている夫々の押圧ヘッド10の間隔
(すなわちY軸方向の配置間隔)を上記夫々の配置を線
対称の位置に保ちながら可変することができる別の間隔
可変機構が、さらにメインフレーム20に備えられてい
る場合であってもよい。このような場合にあっては、上
記各回路基板3の夫々の第1列又は夫々の第2列のY軸
方向における間隔Bが回路基板3の種類等により異なる
ような場合であっても、上記別の間隔可変機構により上
記夫々の押圧ヘッド10のY軸方向の間隔を可変させて
上記間隔Bに合致するようにすることができる。なお、
この上記別の間隔可変機構の一例としては、ヘッドピッ
チ可変機構31やX方向移動機構32と同様に、ボール
ねじ軸部、ナット部、及びモータ等により構成されるボ
ールねじ機構を用いたものがある。
The distance between the pressing heads 10 arranged in line symmetry with the main frame 20 interposed (that is, the arrangement interval in the Y-axis direction) is variable while maintaining the above arrangements in line symmetry. It may be a case where another interval variable mechanism that can be provided is further provided in the main frame 20. In such a case, even if the distance B in the Y-axis direction between the respective first rows or the respective second rows of the respective circuit boards 3 differs depending on the type of the circuit board 3 or the like, The distance in the Y-axis direction of each of the pressing heads 10 can be changed by the other distance changing mechanism so as to match the distance B. In addition,
As an example of the above-mentioned other variable spacing mechanism, a mechanism using a ball screw mechanism composed of a ball screw shaft portion, a nut portion, a motor and the like, like the variable head pitch mechanism 31 and the X-direction moving mechanism 32, is used. is there.

【0053】また、図4(A)に示すように、各電子部
品1は各半田バンプ2が回路基板3の各パッド3aの上
に配置された状態で部品押圧接合装置101に供給され
るが、この配置状態を保持するために、回路基板3に取
り付けられてかつ回路基板3上に配置された各電子部品
1を支持する部品支持機構の一例である部品支持トレー
6が回路基板3に取り付けられた状態にて部品押圧接合
装置101に供給される。
As shown in FIG. 4 (A), each electronic component 1 is supplied to the component pressing and joining apparatus 101 with each solder bump 2 placed on each pad 3a of the circuit board 3. In order to maintain this arrangement state, a component support tray 6 which is an example of a component support mechanism attached to the circuit board 3 and supporting each electronic component 1 arranged on the circuit board 3 is attached to the circuit board 3. It is supplied to the component pressing and joining apparatus 101 in the state of being kept.

【0054】部品支持トレー6は、その上面部分が四角
形プレート状に形成され、かつその対向する1組の端部
がコ字状に折り曲げられて形成されている。回路基板3
のY軸方向における互いに対向する端部に部品支持トレ
ー6の上記夫々のコ字状の端部を解除可能に取り付ける
ことにより、回路基板3の上面全体を覆うように部品支
持トレー6を回路基板3に取り付けることが可能となっ
ている。
The component support tray 6 is formed such that the upper surface portion thereof is formed in a rectangular plate shape, and a pair of opposite end portions thereof is bent in a U shape. Circuit board 3
Of the component support tray 6 are releasably attached to the ends of the component support tray 6 facing each other in the Y-axis direction, so that the component support tray 6 covers the entire upper surface of the circuit board 3. It is possible to attach to 3.

【0055】電子部品1を支持している状態の部品支持
トレー6の部分平面図を図19に示す。図19に示すよ
うに、各電子部品1が配置された回路基板3に部品支持
トレー6が取り付けられた状態において、上記電子部品
1の上部が部品支持トレー6の上面内側に接触しないよ
うに、部品支持トレー6の上記上面においては各電子部
品1の配置位置に合わせた複数の切り欠き部6bが形成
されている。すなわち、切り欠き部6bと電子部品1と
の間には所定の隙間が設けられており、電子部品1の回
路基板3に対するその配置が補正されるような場合であ
っても、電子部品1は切り欠き部6bに接触しないよう
になっている。また、電子部品1の吸着ノズル11によ
る押圧接合の際においても、吸着ノズル11は切り欠き
部6bに接触しないようになっている。さらに、部品支
持トレー6においては、各切り欠き部6bの内側に電子
部品1が位置するように形成されており、各切り欠き部
6bの内側においては、夫々の内側に位置された上記電
子部品1をその対向する二方の側部より解除可能に支持
する複数の支持ジグ6aが備えられており、上記2行5
列に電子部品3が配置された回路基板3において、上記
行毎の各電子部品1を夫々の支持ジグ6aにより一斉に
支持または支持解除することが可能となっている。な
お、電子部品1の支持を行う場合、支持ジグ6aは切り
欠き部6bの内側より電子部品1の側部側へと突出され
て電子部品1の側部を支持し、また、電子部品1の支持
解除を行う場合、支持ジグ6aは切り欠き部6bの内側
へと格納される。
FIG. 19 shows a partial plan view of the component support tray 6 in a state of supporting the electronic component 1. As shown in FIG. 19, in a state in which the component support tray 6 is attached to the circuit board 3 on which the electronic components 1 are arranged, the upper part of the electronic component 1 does not come into contact with the inside of the upper surface of the component support tray 6, On the upper surface of the component support tray 6, a plurality of cutouts 6b are formed in accordance with the arrangement positions of the electronic components 1. That is, even if a predetermined gap is provided between the cutout portion 6b and the electronic component 1 and the arrangement of the electronic component 1 with respect to the circuit board 3 is corrected, the electronic component 1 is It does not come into contact with the cutout portion 6b. Further, even when the electronic component 1 is pressed and joined by the suction nozzle 11, the suction nozzle 11 does not come into contact with the cutout portion 6b. Further, in the component support tray 6, the electronic component 1 is formed so as to be located inside each cutout portion 6b, and inside each cutout portion 6b, the electronic component located inside each cutout portion 6b. A plurality of supporting jigs 6a for releasably supporting 1 from two opposite side portions thereof are provided.
In the circuit board 3 in which the electronic components 3 are arranged in columns, it is possible to simultaneously support or release the support of the electronic components 1 for each row by the respective support jigs 6a. When supporting the electronic component 1, the support jig 6a projects from the inside of the notch 6b to the side of the electronic component 1 to support the side of the electronic component 1, and When the support is released, the support jig 6a is stored inside the cutout portion 6b.

【0056】これにより、部品支持トレー6を用いて各
電子部品1の回路基板3への配置を保持した状態で、部
品押圧接合装置101に上記回路基板3の供給を行うこ
とができ、上記供給時における各電子部品1の上記配置
のずれを防止することができる。
As a result, the circuit board 3 can be supplied to the component pressing / bonding apparatus 101 while the arrangement of the electronic components 1 on the circuit board 3 is maintained by using the component support tray 6. It is possible to prevent the above-mentioned dislocation of each electronic component 1 from being displaced.

【0057】なお、部品支持トレー6において、支持ジ
グ6aによる電子部品1の支持は上記対向する二方の側
部より支持する場合に限定されず、四方の側部より支持
する場合、又は電子部品1の対向する隅部より支持する
場合、又は電子部品1の上面より支持する場合であって
もよく、つまり、回路基板3への各電子部品1の配置を
保持するという目的を達成できる手段であればよい。ま
た、上記行毎の各電子部品1を支持ジグ6aにより一斉
に支持又は支持解除する場合に代えて、各電子部品1の
支持ジグ6aによる支持又は支持解除を個別に行う場
合、又は、回路基板3に配置された全ての電子部品1へ
の支持又は支持解除を一斉に行う場合であってもよい。
In the component support tray 6, the support of the electronic component 1 by the support jig 6a is not limited to the case where it is supported from the two opposite side portions, but the case where it is supported from the four side portions or the electronic component. It may be supported from the opposite corners of the electronic component 1 or from the upper surface of the electronic component 1, that is, by means that can achieve the purpose of holding the arrangement of each electronic component 1 on the circuit board 3. I wish I had it. Further, instead of collectively supporting or unsupporting each electronic component 1 for each row by the supporting jig 6a, individually supporting or unsupporting each electronic component 1 by the supporting jig 6a, or a circuit board Alternatively, the support or the release of the support for all the electronic components 1 arranged in 3 may be performed simultaneously.

【0058】また、図3においては、各電子部品1の回
路基板3への接合位置の配置が、2行5列かつX軸方向
に一定の間隔Aでもって配列されている場合について説
明したが、上記各電子部品1の接合位置の配置は上記配
置に限定されるものではなく、例えば、2行3列かつX
軸方向に上記間隔Aの2倍の間隔2Aでもって配列され
ているような場合であってもよい。
In FIG. 3, the case where the bonding positions of the electronic components 1 to the circuit board 3 are arranged in 2 rows and 5 columns and at a constant interval A in the X-axis direction has been described. The arrangement of the joining positions of the electronic components 1 is not limited to the above arrangement, and may be, for example, 2 rows and 3 columns and X.
It may be arranged such that they are arranged at the interval 2A which is twice the interval A in the axial direction.

【0059】なお、図3においては、電子部品1と、回
路基板3、及び押圧ヘッド10の配置関係の説明を目的
とする図であるため、便宜上、部品支持トレー6を省略
した図としている。
Since FIG. 3 is a diagram for the purpose of explaining the positional relationship between the electronic component 1, the circuit board 3, and the pressing head 10, the component support tray 6 is omitted for convenience.

【0060】次に、部品押圧接合装置101を用いて各
電子部品1を回路基板3上に接合する方法について説明
する。なお、以下においては電子部品1の押圧接合方法
の概略の説明を行うものとし、詳細な押圧接合方法につ
いては後述する。また、以下において説明する電子部品
1の接合動作は制御部9により制御されて行われる。
Next, a method of joining each electronic component 1 onto the circuit board 3 using the component pressing and joining apparatus 101 will be described. In addition, below, the outline of the press-bonding method of the electronic component 1 will be described, and a detailed press-bonding method will be described later. Further, the bonding operation of the electronic component 1 described below is performed under the control of the control unit 9.

【0061】まず、図1において、回路基板3に取り付
けられた部品支持トレー6により各電子部品1の配置が
保持された状態の2枚の回路基板3が、ローダー37の
レール上で夫々の端部が支持されながら、ローダー37
の移動機構により、図示X軸方向右向きに移動されて、
スライドベース34上の第1ステージ35及び第2ステ
ージ36の夫々のレール35a及び36a上に供給され
て固定される。なお、ローダー37による第1ステージ
35及び第2ステージ36への各回路基板3の供給方
法、並びにアンローダー38による第1ステージ35及
び第2ステージ36よりの各回路基板3の排出方法の詳
細な説明については後述する。
First, in FIG. 1, two circuit boards 3 in a state in which the arrangement of each electronic component 1 is held by the component support tray 6 attached to the circuit board 3 are mounted on the rails of the loader 37 at their respective ends. Part is supported, loader 37
Is moved rightward in the X-axis direction by the moving mechanism of
It is supplied and fixed onto the rails 35a and 36a of the first stage 35 and the second stage 36 on the slide base 34, respectively. It should be noted that details of a method of supplying each circuit board 3 to the first stage 35 and the second stage 36 by the loader 37 and a method of discharging each circuit board 3 from the first stage 35 and the second stage 36 by the unloader 38 will be described. The description will be given later.

【0062】次に、図1において、Y軸方向移動機構3
3によりスライドベース34を図示Y軸方向左向きに移
動させるとともに、X軸方向移動機構32により各押圧
ヘッド10を図示X軸方向に移動させて、第1ステージ
35に固定されている回路基板3の図3における第1列
に配置されている各電子部品1、及び第2ステージ36
に固定されている回路基板3の第1列に配置されている
各電子部品1を、各押圧ヘッド10により同時的に押圧
可能なように位置合わせを行う。
Next, referring to FIG. 1, the Y-axis direction moving mechanism 3
The slide base 34 is moved leftward in the Y-axis direction in the figure by 3 and each pressing head 10 is moved in the X-axis direction in the figure by the X-axis direction moving mechanism 32, so that the circuit board 3 fixed to the first stage 35 is moved. Each electronic component 1 and the second stage 36 arranged in the first row in FIG.
The electronic components 1 arranged in the first row of the circuit board 3 fixed to the are aligned so that they can be simultaneously pressed by the pressing heads 10.

【0063】この位置合わせは、制御部9において予め
入力されている回路基板3における基準の位置が各押圧
ヘッド10に対して所定の位置に位置するように行われ
る。また、このような場合に代えて、押圧ヘッド10が
回路基板3における基準の位置を認識可能な撮像部を備
え、上記撮像部により回路基板3における上記基準の位
置の認識を行うことにより位置合わせを行うような場合
であってもよい。
This alignment is carried out so that the reference position on the circuit board 3, which has been input in advance by the controller 9, is located at a predetermined position with respect to each pressing head 10. In addition, instead of such a case, the pressing head 10 includes an image pickup unit capable of recognizing the reference position on the circuit board 3, and the image pickup unit recognizes the reference position on the circuit board 3 for alignment. May be the case.

【0064】また、このとき、各押圧ヘッド10のX軸
方向における配列の間隔ピッチと各回路基板3上の各電
子部品1のX軸方向における配列の間隔Aとが異なって
いるような場合にあっては、制御部9において予め入力
されている各回路基板3の上記間隔Aのデータに基づい
て、ヘッドピッチ可変機構31により各押圧ヘッド10
の上記間隔ピッチを可変させて、各押圧ヘッド10及び
回路基板3における夫々の上記間隔ピッチを合致させる
ようにする。
Further, at this time, when the spacing pitch of the array of the pressing heads 10 in the X-axis direction and the spacing A of the array of the electronic components 1 on each circuit board 3 in the X-axis direction are different from each other. That is, based on the data of the distance A of each circuit board 3 which is input in advance in the controller 9, the head pitch varying mechanism 31 causes each pressing head 10 to move.
The spacing pitch is varied so that the spacing pitches of the pressing heads 10 and the circuit board 3 match.

【0065】上記位置合わせが完了したとき、X軸方向
移動機構32及びY軸方向移動機構33における移動動
作を停止させ、その後、図4(B)に示すように、部品
支持トレー6の各支持ジグ6aによる各回路基板3への
上記第1列に配置されている各電子部品1の配置位置の
支持を支持解除の状態とさせる。なお、このとき各回路
基板3における第2列に配列されている各電子部品1の
配置位置の支持は解除されず支持された状態のままとな
っている。
When the above alignment is completed, the movement operation in the X-axis direction moving mechanism 32 and the Y-axis direction moving mechanism 33 is stopped, and thereafter, as shown in FIG. The jigs 6a support the circuit boards 3 at the positions where the electronic components 1 arranged in the first row are arranged, in a released state. At this time, the support of the arrangement position of each electronic component 1 arranged in the second row on each circuit board 3 is not released but remains supported.

【0066】その後、図4(C)に示すように、夫々の
押圧ヘッド10が備える昇降部19により、夫々の押圧
ヘッド10を個別かつ同時的に下降させ、各吸着ノズル
11の先端を各電子部品1の上面に当接させるととも
に、各電子部品1の上面を各吸着ノズル11により吸着
保持する。さらに、昇降部19による上記下降動作を行
うことにより各電子部品1に押圧力を加えて、夫々の回
路基板3上に単に配置された状態にあった各電子部品1
の各半田バンプ2を各回路基板3の各パッド3aに押圧
しながら確実に接触させて、半田バンプ2をパッド3a
に圧接させた状態とさせる。
Thereafter, as shown in FIG. 4 (C), the respective lifting heads 19 of the respective pressing heads 10 individually and simultaneously lower the respective pressing heads 10 so that the tips of the respective suction nozzles 11 can be moved to the respective electronic parts. The top surface of each electronic component 1 is sucked and held by each suction nozzle 11 while being brought into contact with the top surface of the component 1. Further, by performing the lowering operation by the elevating unit 19, a pressing force is applied to each electronic component 1 so that each electronic component 1 simply placed on each circuit board 3 is placed.
The solder bumps 2 are securely pressed against the pads 3a of the circuit boards 3 to bring the solder bumps 2 into contact with the pads 3a.
It is in a state of being pressed against.

【0067】ここで「圧接」とは、押圧力を部材間に加
えることにより、上記部材間の接触性が高められた接触
状態を意味する。上記の場合、半田バンプ2をパッド3
aに押圧させることにより、半田バンプ2のその形状を
つぶすことなく変形させながら確実にパッドに接触させ
た状態のことである。また、この状態においては、電子
部品1又は回路基板3に外力を加えることにより、電子
部品1及び回路基板3を破壊することなく、電子部品1
と回路基板3との上記接触状態を容易に解除することが
可能となっている。
Here, "press contact" means a contact state in which the contact between the members is enhanced by applying a pressing force between the members. In the above case, the solder bump 2 and the pad 3
By pressing a, the shape of the solder bump 2 is deformed without being crushed, and is reliably brought into contact with the pad. Further, in this state, by applying an external force to the electronic component 1 or the circuit board 3, the electronic component 1 and the circuit board 3 are not destroyed and the electronic component 1 is not destroyed.
The contact state with the circuit board 3 can be easily released.

【0068】この圧接の後、図5(D)に示すように、
夫々の押圧ヘッド10において個別に、セラミックヒー
タ12により吸着ノズル11への加熱が行われ、各吸着
ノズル11に吸着保持されかつ回路基板3の各パッド3
aに圧接されている電子部品1の各半田バンプ2の溶融
加熱が開始される。さらに、セラミックヒータ12によ
る吸着ノズル11への加熱温度が昇温され、上記加熱温
度が各半田バンプ2を形成している半田の融点以上の温
度に達すると各半田バンプ2の溶融が開始される。
After this pressure contact, as shown in FIG.
In each of the pressing heads 10, the ceramic heater 12 individually heats the suction nozzles 11, and the suction nozzles 11 suck and hold the suction nozzles 11 and the pads 3 of the circuit board 3.
The melting and heating of each solder bump 2 of the electronic component 1 that is pressed against a is started. Further, the heating temperature of the suction nozzle 11 by the ceramic heater 12 is raised, and when the heating temperature reaches a temperature equal to or higher than the melting point of the solder forming each solder bump 2, the melting of each solder bump 2 is started. .

【0069】ここで「溶融加熱」とは、半田バンプ2等
の接合材を半田の融点以上の温度まで加熱して、半田を
溶融させることを目的とする加熱を意味する。従って、
予め接合材を溶融させることなく一定の温度まで予備的
に加熱させておくことを目的とするいわゆる予備加熱の
開始は上記溶融加熱の開始とは異なるものである。
Here, "melting heating" means heating for the purpose of melting the solder by heating the bonding material such as the solder bumps 2 to a temperature equal to or higher than the melting point of the solder. Therefore,
The start of so-called preheating for the purpose of preliminarily heating the joining material to a certain temperature without melting it is different from the start of the above-mentioned melting heating.

【0070】上記各半田バンプ2が完全に溶融された状
態となった後、図5(E)に示すように、各セラミック
ヒータ12による加熱が停止されて、上記溶融状態の半
田に各冷却ブローノズル14からの冷風による固化冷却
が個別に施されて、上記半田が固化される。この上記半
田の固化により、図3における夫々の回路基板3の第1
列に配列されている各電子部品1の各電極1aと各回路
基板3の各パッド3aとが半田を介在させて接合され
る。なお、溶融状態の半田への冷却ブローノズル14に
よる強制的な冷却により上記半田を固化させる場合に代
えて、溶融された半田を自然冷却することにより半田を
固化させるような場合であってもよい。
After the solder bumps 2 are completely melted, as shown in FIG. 5 (E), the heating by the ceramic heaters 12 is stopped and the solder in the melted state is cooled and blown. Solidification cooling by cold air from the nozzles 14 is individually applied to solidify the solder. Due to the solidification of the solder, the first of the circuit boards 3 in FIG.
Each electrode 1a of each electronic component 1 arranged in a row and each pad 3a of each circuit board 3 are joined with solder interposed. It should be noted that instead of forcibly cooling the molten solder by the cooling blow nozzle 14 to solidify the solder, it may be possible to naturally cool the molten solder to solidify the solder. .

【0071】その後、図5(F)に示すように、夫々の
押圧ヘッド10において個別に吸着ノズル11による電
子部品1への吸着保持を解除し、夫々の昇降部19によ
り上記夫々の押圧ヘッド10を個別に上昇させる。
Thereafter, as shown in FIG. 5 (F), the suction holding of the electronic components 1 by the suction nozzles 11 of the respective pressing heads 10 is released, and the respective lifting heads 19 lift the respective pressing heads 10. Are raised individually.

【0072】ここで「個別」とは、夫々の押圧ヘッド1
0の各動作を他の押圧ヘッドの動作に対して独立的に制
御されて行うことである。例えば、夫々の電子部品1に
おいて半田バンプ2の高さが異なっており、回路基板3
に対する電子部品1の上面高さ位置が異なっているよう
な場合にあっては、夫々の押圧ヘッド10による上記圧
接のタイミングも異なることになるが、夫々の圧接の
後、セラミックヒータ12により各半田バンプ2への溶
融加熱を独立したタイミングにて開始するというような
ことを意味するものである。
Here, “individual” means each pressing head 1
That is, each operation of 0 is independently controlled with respect to the operation of another pressing head. For example, in each electronic component 1, the height of the solder bump 2 is different, and the circuit board 3
In the case where the height position of the upper surface of the electronic component 1 is different from that of the electronic component 1, the timing of the pressure contact by the respective pressing heads 10 is also different. This means that the melting and heating of the bump 2 is started at an independent timing.

【0073】次に、Y軸方向移動機構33によりスライ
ドベース34を図示Y軸方向左向きに移動させて、図3
における第1ステージ35に固定されている回路基板3
の第2列に配置されている各電子部品1、及び第2ステ
ージ36に固定されている回路基板3の第2列に配置さ
れている各電子部品1を、各押圧ヘッド10により個別
かつ同時的に押圧可能なように位置合わせを行う。この
とき、夫々の上記第2列に配置されている各電子部品1
の配置位置は支持された状態であるため、回路基板3の
移動により上記配置位置のずれが発生することはない。
その後、各部品支持トレー6による上記夫々の第2列に
おける各電子部品1の支持を解除して、各回路基板3の
上記第1列に配列されている各電子部品1の押圧接合動
作と同様に、上記作業を行い、各回路基板3の第2列に
配列されている各電子部品1の各電極を各回路基板3の
各パッド3aに半田を介在させて接合させる。
Next, the slide base 34 is moved leftward in the Y-axis direction in the drawing by the Y-axis direction moving mechanism 33, and the slide base 34 shown in FIG.
Circuit board 3 fixed to the first stage 35 in
The electronic components 1 arranged in the second row and the electronic components 1 arranged in the second row of the circuit board 3 fixed to the second stage 36 are individually and simultaneously performed by the pressing heads 10. Positioning is performed so that it can be pressed manually. At this time, the electronic components 1 arranged in the respective second rows
Since the arrangement position is supported, the displacement of the arrangement position does not occur due to the movement of the circuit board 3.
After that, the support of each electronic component 1 in each of the second rows by each component support tray 6 is released, and the pressing and joining operation of each electronic component 1 arranged in the first row of each circuit board 3 is performed. Then, the above-mentioned work is performed, and each electrode of each electronic component 1 arranged in the second row of each circuit board 3 is bonded to each pad 3a of each circuit board 3 with solder interposed.

【0074】これにより、第1ステージ35及び第2ス
テージ36に固定されている夫々の回路基板3上に配置
されていた全ての電子部品1が、夫々の回路基板3に接
合されたことになる。
As a result, all the electronic components 1 arranged on the respective circuit boards 3 fixed to the first stage 35 and the second stage 36 are bonded to the respective circuit boards 3. .

【0075】その後、図1において、夫々の回路基板3
がスライドベース34上の第1ステージ35及び第2ス
テージ36の各レール35a及び36a上よりアンロー
ダー38のレール上に取り出され、アンローダー38の
移動機構により図示X軸方向右向きに移動されて、上記
夫々の回路基板3が部品押圧接合装置101より排出さ
れる。
Then, in FIG. 1, each circuit board 3
Is taken out onto the rail of the unloader 38 from the rails 35a and 36a of the first stage 35 and the second stage 36 on the slide base 34, and is moved rightward in the X-axis direction by the moving mechanism of the unloader 38, The respective circuit boards 3 are ejected from the component pressure bonding apparatus 101.

【0076】なお、上記においては、接合材が電子部品
1の各電極1aに予め形成された各半田バンプ2である
場合について説明したが、このような場合に代えて、接
合材が電子部品1の各電極1aに予め形成された各半田
バンプ及び回路基板3の各パッド3a上に予め形成され
た各半田部であり、上記各半田バンプと上記各半田部と
を接合するような場合であってもよく、また、接合材が
回路基板3の各パッド3a上に予め形成された各半田部
であり、上記各半田部を介して電子部品1の各電極1a
と回路基板3の各パッド3aとを接合するような場合で
あってもよい。また、半田材料で形成された上記半田バ
ンプ又は半田部に代えて、例えば、AuやAl等の導電
性金属材料により形成されたバンプ等が接合材として用
いられる場合であってもよい。
In the above description, the case where the bonding material is the solder bumps 2 formed in advance on the respective electrodes 1a of the electronic component 1 has been described, but instead of such a case, the bonding material is the electronic component 1. The solder bumps formed in advance on the electrodes 1a and the solder portions formed on the pads 3a of the circuit board 3 in the case of joining the solder bumps to the solder portions. Alternatively, the bonding material is each solder portion formed in advance on each pad 3a of the circuit board 3, and each electrode 1a of the electronic component 1 is interposed via each solder portion.
It may be a case where the and the pads 3a of the circuit board 3 are joined together. Further, instead of the solder bumps or the solder portions formed of the solder material, for example, bumps formed of a conductive metal material such as Au or Al may be used as the bonding material.

【0077】さらに、電子部品1の各電極1a上、又は
回路基板3の各パッド3a上、又は接合材である各半田
バンプ2等に、各接合部分における表面の酸化膜を除去
し、溶融半田の濡れ性を良好とさせることができるフラ
ックスを予め塗布により、供給してもよい。なお、塗布
供給されたフラックスの種類により、電子部品1を回路
基板3に接合後、塗布供給されたフラックスを洗浄によ
る除去を行う場合もある。
Further, on the electrodes 1a of the electronic component 1, on the pads 3a of the circuit board 3, or on the solder bumps 2 as a bonding material, the oxide film on the surface of each bonding portion is removed, and the molten solder is melted. A flux capable of improving the wettability of may be applied in advance and supplied. Depending on the type of flux applied and supplied, the electronic component 1 may be joined to the circuit board 3 and then the applied flux may be removed by cleaning.

【0078】次に、部品押圧接合装置101を用いて、
回路基板3上に接合された各電子部品1に部品の一例で
あるヒートスプレッダ5を接合する方法について説明す
る。なお、以下において説明するヒートスプレッダ5の
接合動作は制御部9により制御されることにより行われ
る。
Next, using the component pressure bonding apparatus 101,
A method of joining the heat spreader 5, which is an example of a component, to each of the electronic components 1 joined on the circuit board 3 will be described. The joining operation of the heat spreader 5 described below is performed by being controlled by the control unit 9.

【0079】図6及び図7は、電子部品1、回路基板3
及びヒートスプレッダ5を模式的に示す断面図を用い
て、ヒートスプレッダ5の押圧接合手順を模式的に示す
説明図である。
6 and 7 show the electronic component 1 and the circuit board 3.
FIG. 6 is an explanatory view schematically showing a press-bonding procedure of the heat spreader 5, using a cross-sectional view schematically showing the heat spreader 5.

【0080】ヒートスプレッダ5は、四角形プレート状
でありかつ下面中央部分に電子部品1の上部全体を覆う
ことが可能なような凹部5aを備えて形成されている。
なお、ヒートスプレッダ5の表面の一部又は全体に、放
熱性を良好とさせるための放熱フィンが多数形成されて
いる場合であってもよい。
The heat spreader 5 is in the shape of a quadrangular plate, and is provided with a recess 5a at the center of the lower surface so as to cover the entire upper part of the electronic component 1.
In addition, a case where a large number of heat radiation fins for improving heat radiation may be formed on a part or the whole of the surface of the heat spreader 5.

【0081】図6(A)に示すように、回路基板3に接
合された各電子部品1の背面には、凹部5a内側に接合
材の一例であるインジウム接合材4が供給された各ヒー
トスプレッダ5が、インジウム接合材4を介して配置さ
れている。これら各ヒートスプレッダ5の配置位置を保
持するために、上記部品支持トレー6と同様な構造に形
成されかつ各ヒートスプレッダ5を支持する部品支持ト
レー7が回路基板3に取り付けられている。なお、上記
ヒートスプレッダ5の「配置」とは、上記において説明
した電子部品1の「配置」と同意である。
As shown in FIG. 6 (A), on the back surface of each electronic component 1 bonded to the circuit board 3, each heat spreader 5 is supplied with the indium bonding material 4 which is an example of the bonding material inside the recess 5a. Are arranged via the indium bonding material 4. In order to hold the arrangement position of each heat spreader 5, a component support tray 7 having the same structure as the component support tray 6 and supporting each heat spreader 5 is attached to the circuit board 3. The "arrangement" of the heat spreader 5 is synonymous with the "arrangement" of the electronic component 1 described above.

【0082】部品支持トレー7は、上記部品支持トレー
6と同様に、その上面部分が四角形プレート状に形成さ
れ、かつその対向する1組の端部がコ字状に折り曲げら
れて形成されている。また、回路基板3のY軸方向にお
ける互いに対向する端部に部品支持トレー7の上記夫々
のコ字状の端部を解除可能に取り付けることにより、回
路基板3の上面全体を覆うように部品支持トレー7を回
路基板3に取り付けることが可能となっている。
Similar to the component support tray 6, the component support tray 7 is formed such that its upper surface portion is formed in a square plate shape, and a pair of opposing end portions is bent in a U shape. . In addition, the U-shaped end portions of the component support tray 7 are releasably attached to the end portions of the circuit board 3 facing each other in the Y-axis direction, so that the component support is covered so as to cover the entire upper surface of the circuit board 3. The tray 7 can be attached to the circuit board 3.

【0083】ヒートスプレッダ5を支持している状態の
部品支持トレー7の部分平面図を図20に示す。図20
に示すように、各ヒートスプレッダ5が配置された回路
基板3に部品支持トレー7が取り付けられた状態におい
て、上記ヒートスプレッダ5の上部が部品支持トレー7
の上面内側に接触しないように、部品支持トレー7の上
記上面においては各ヒートスプレッダ5の配置位置に合
わせた複数の切り欠き部7bが形成されている。すなわ
ち、切り欠き部7bとヒートスプレッダ5との間には所
定の隙間が設けられており、ヒートスプレッダ5の電子
部品1に対するその配置(回路基板3に対するその配置
でもある)が補正されるような場合であっても、ヒート
スプレッダ5は切り欠き部7bに接触しないようになっ
ている。また、ヒートスプレッダ5の吸着ノズル11に
よる押圧接合の際においても、吸着ノズル11は切り欠
き部7bに接触しないようになっている。さらに、部品
支持トレー7においては、各切り欠き部7bの内側にヒ
ートスプレッダ5が位置するように形成されており、各
切り欠き部7bの内側においては、夫々の内側に位置さ
れた上記ヒートスプレッダ5をその対向する二方の側部
より解除可能に支持する複数の支持ジグ7aが備えられ
ており、上記2行5列にヒートスプレッダ5が配置され
た回路基板3において、上記行毎の各ヒートスプレッダ
5を夫々の支持ジグ7aにより一斉に支持または支持解
除することが可能となっている。なお、ヒートスプレッ
ダ5の支持を行う場合、支持ジグ7aは切り欠き部7b
の内側よりヒートスプレッダ5の側部側へと突出されて
ヒートスプレッダ5の側部を支持し、また、ヒートスプ
レッダ5の支持解除を行う場合、支持ジグ7aは切り欠
き部7bの内側へと格納される。
FIG. 20 shows a partial plan view of the component support tray 7 in a state of supporting the heat spreader 5. Figure 20
As shown in FIG. 5, in the state where the component support tray 7 is attached to the circuit board 3 on which each heat spreader 5 is arranged, the upper part of the heat spreader 5 is located above the component support tray 7.
A plurality of cutouts 7b are formed on the upper surface of the component support tray 7 so as not to come into contact with the inside of the upper surface of the heat spreader 5. That is, in the case where a predetermined gap is provided between the cutout portion 7b and the heat spreader 5, the arrangement of the heat spreader 5 with respect to the electronic component 1 (which is also the arrangement with respect to the circuit board 3) is corrected. Even if there is, the heat spreader 5 does not come into contact with the cutout portion 7b. Further, even when the heat spreader 5 is pressed and joined by the suction nozzle 11, the suction nozzle 11 does not come into contact with the cutout portion 7b. Furthermore, in the component support tray 7, the heat spreader 5 is formed so as to be located inside each cutout portion 7b, and inside each cutout portion 7b, the heat spreader 5 located inside each cutout portion 7b is formed. A plurality of supporting jigs 7a that releasably support the two side portions facing each other are provided, and in the circuit board 3 in which the heat spreaders 5 are arranged in the above-mentioned 2 rows and 5 columns, each heat spreader 5 for each row is arranged. It is possible to simultaneously support or release the support by the respective support jigs 7a. When supporting the heat spreader 5, the support jig 7a is provided with the cutout portion 7b.
In order to support the side portion of the heat spreader 5 by projecting to the side portion side of the heat spreader 5 from the inner side of the heat spreader 5 and to release the support of the heat spreader 5, the support jig 7a is stored inside the cutout portion 7b.

【0084】これにより、部品支持トレー7を用いて各
ヒートスプレッダ5の回路基板3への配置を保持した状
態で、部品押圧接合装置101に上記回路基板3の供給
を行うことができ、上記供給時において各ヒートスプレ
ッダ5の上記配置のずれを防止することができる。
As a result, the circuit board 3 can be supplied to the component pressing and bonding apparatus 101 while maintaining the arrangement of the heat spreaders 5 on the circuit board 3 by using the component support tray 7. In the above, it is possible to prevent the displacement of the above-mentioned arrangement of each heat spreader 5.

【0085】まず、図1において、回路基板3に取り付
けられた部品支持トレー7により各ヒートスプレッダ5
の配置が保持された状態の2枚の回路基板3が、ローダ
ー37のレール上で夫々の端部が支持されながら、ロー
ダー37の移動機構により、図示X軸方向右向きに移動
されて、スライドベース34上の第1ステージ35及び
第2ステージ36のレール35a及び36a上に供給さ
れて固定される。
First, referring to FIG. 1, each heat spreader 5 is mounted by the component support tray 7 attached to the circuit board 3.
The two circuit boards 3 in the state where the arrangement of FIG. 2 is held are moved to the right in the X-axis direction in the figure by the moving mechanism of the loader 37 while each end portion is supported on the rails of the loader 37, and the slide base is moved. It is supplied and fixed on the rails 35a and 36a of the first stage 35 and the second stage 36 on 34.

【0086】次に、図1において、Y軸方向移動機構3
3によりスライドベース34を図示Y軸方向左向きに移
動させるとともに、X軸方向移動機構32により各押圧
ヘッド10を図示X軸方向に移動させて、図3における
第1ステージ35に固定されている回路基板3の第1列
における各電子部品1の上面に配置されている各ヒート
スプレッダ5、及び第2ステージ36に固定されている
回路基板3の第1列における各電子部品1の上面に配置
されている各ヒートスプレッダ5を、各押圧ヘッド10
により同時的に押圧可能なように位置合わせを行う。
Next, referring to FIG. 1, the Y-axis direction moving mechanism 3
A circuit fixed to the first stage 35 in FIG. 3 by moving the slide base 34 leftward in the Y-axis direction in the figure by 3 and moving each pressing head 10 in the X-axis direction in the figure by the X-axis direction moving mechanism 32. Each heat spreader 5 arranged on the upper surface of each electronic component 1 in the first row of the board 3 and each upper surface of each electronic component 1 in the first row of the circuit board 3 fixed to the second stage 36. Each heat spreader 5 to each pressing head 10
Positioning is performed so that they can be pressed simultaneously by.

【0087】この位置合わせは、制御部9において予め
入力されている回路基板3における基準の位置が各押圧
ヘッド10に対して所定の位置に位置するように行われ
る。また、このような場合に代えて、押圧ヘッド10が
回路基板3における基準の位置を認識可能な撮像部を備
え、上記撮像部により回路基板3における上記基準の位
置の認識を行うことにより位置合わせを行うような場合
であってもよい。
This alignment is performed so that the reference position on the circuit board 3 previously input by the control unit 9 is located at a predetermined position with respect to each pressing head 10. In addition, instead of such a case, the pressing head 10 includes an image pickup unit capable of recognizing the reference position on the circuit board 3, and the image pickup unit recognizes the reference position on the circuit board 3 for alignment. May be the case.

【0088】また、このとき、各押圧ヘッド10のX軸
方向における配列の間隔ピッチと各回路基板3上の各ヒ
ートスプレッダ5のX軸方向における配列の間隔ピッチ
(すなわち、各電子部品1のX軸方向における配列の間
隔A)とが異なっているような場合にあっては、制御部
9において予め入力されている各回路基板3の上記間隔
Aのデータに基づいて、ヘッドピッチ可変機構31によ
り各押圧ヘッド10の上記間隔ピッチを可変させて、各
押圧ヘッド10及び回路基板3における夫々の上記間隔
ピッチを合致させるようにする。
At this time, the spacing pitch of the array of the pressing heads 10 in the X-axis direction and the spacing pitch of the array of the heat spreaders 5 on each circuit board 3 in the X-axis direction (that is, the X-axis of each electronic component 1). In the case where the spacing A) of the arrangement in the direction is different, the head pitch varying mechanism 31 uses the head pitch varying mechanism 31 based on the data of the spacing A of each circuit board 3 which is input in advance in the controller 9. The spacing pitch of the pressing heads 10 is varied so that the spacing pitches of the pressing heads 10 and the circuit board 3 match.

【0089】上記位置合わせが完了したとき、X軸方向
移動機構32及びY軸方向移動機構33における移動動
作を停止させ、その後、図6(B)に示すように、部品
支持トレー7の各支持ジグ7aによる上記第1列に配置
されている各ヒートスプレッダ5の配置位置の支持を支
持解除の状態とさせる。なお、このとき各回路基板3に
おける第2列に配置されている各電子部品1の配置位置
の支持は解除されずに支持された状態のままとなってい
る。
When the above-mentioned alignment is completed, the movement operation in the X-axis direction moving mechanism 32 and the Y-axis direction moving mechanism 33 is stopped, and thereafter, as shown in FIG. The jigs 7a support the heat spreaders 5 arranged in the first row at the positions where the heat spreaders 5 are arranged, and release the support. At this time, the support of the arrangement position of each electronic component 1 arranged in the second row on each circuit board 3 is not released but remains supported.

【0090】その後、図6(C)に示すように、夫々の
押圧ヘッド10が備える昇降部19により、夫々の押圧
ヘッド10を個別かつ同時的に下降させ、各吸着ノズル
11の先端を各ヒートスプレッダ5の上面に当接させる
とともに、各ヒートスプレッダ5の上面を各吸着ノズル
11により吸着保持する。さらに、昇降部19による上
記下降動作を行うことにより、各ヒートスプレッダ5に
押圧力を加えて、各電子部品1上に単に配置された状態
にある各ヒートスプレッダ5の凹部5a内側底面を各電
子部品1の上面の大略全面にインジウム接合材4を介在
させて確実に面接触させて圧接させた状態とさせる。
Thereafter, as shown in FIG. 6 (C), the respective lifting heads 19 of the respective pressing heads 10 individually and simultaneously lower the respective pressing heads 10 so that the tips of the respective suction nozzles 11 are brought into contact with the respective heat spreaders. The upper surface of each heat spreader 5 is sucked and held by each suction nozzle 11 while being brought into contact with the upper surface of the heat spreader 5. Further, by performing the lowering operation by the elevating unit 19, a pressing force is applied to each heat spreader 5 so that the bottom surface of the inside of the recess 5a of each heat spreader 5 that is simply arranged on each electronic component 1 is moved to each electronic component 1 The indium bonding material 4 is intervened over substantially the entire upper surface of the to ensure a surface contact and press contact.

【0091】この圧接の後、図7(D)に示すように、
夫々の押圧ヘッド10において個別に、セラミックヒー
タ12により吸着ノズル11への加熱が行われ、各吸着
ノズル11に吸着保持されているヒートスプレッダ5の
凹部5a内側の各インジウム接合材4が溶融加熱され
る。さらに、セラミックヒータ12による吸着ノズル1
1への加熱温度が昇温され、上記加熱温度がインジウム
接合材4の融点以上の温度に達するとインジウム接合材
4の溶融が開始される。
After this pressure contact, as shown in FIG.
In each of the pressing heads 10, the ceramic heater 12 individually heats the suction nozzles 11 to melt and heat the indium bonding materials 4 inside the recesses 5a of the heat spreaders 5 held by the suction nozzles 11. . Further, the suction nozzle 1 by the ceramic heater 12
The heating temperature to 1 is raised, and when the heating temperature reaches a temperature equal to or higher than the melting point of the indium bonding material 4, melting of the indium bonding material 4 is started.

【0092】ここで、インジウム接合材4の溶融加熱の
際に、電子部品1を回路基板3に接合している半田も加
熱されることになるが、インジウム接合材4は融点約1
60℃〜180℃のインジウムにより形成されているの
に対して、例えば、電子部品1を回路基板3に接合して
いる半田に融点約230℃の高温半田を用いることによ
り、セラミックヒータ12による吸着ノズル11への加
熱温度を、上記インジウムの融点以上かつ上記高温半田
の融点未満の範囲の温度まで昇温させることにより、電
子部品1を回路基板3に接合している上記半田が再び溶
融されることはない。従って、電子部品1と回路基板3
との半田を介した接合に影響を与えることなく、電子部
品1へのヒートスプレッダ5のインジウム接合材4を介
した押圧接合を行うことができる。
Here, when the indium bonding material 4 is melted and heated, the solder bonding the electronic component 1 to the circuit board 3 is also heated, but the indium bonding material 4 has a melting point of about 1%.
While it is formed of indium at 60 ° C. to 180 ° C., for example, by using high-temperature solder having a melting point of about 230 ° C. for the solder joining the electronic component 1 to the circuit board 3, adsorption by the ceramic heater 12 is performed. By raising the heating temperature to the nozzle 11 to a temperature in the range above the melting point of indium but below the melting point of the high-temperature solder, the solder joining the electronic component 1 to the circuit board 3 is melted again. There is no such thing. Therefore, the electronic component 1 and the circuit board 3
It is possible to perform the pressure bonding to the electronic component 1 via the indium bonding material 4 of the heat spreader 5 without affecting the bonding via the solder.

【0093】各インジウム接合材4が完全に溶融された
状態となった後、図7(E)に示すように、各セラミッ
クヒータ12による加熱が停止されて、各ヒートスプレ
ッダ5を介して上記溶融状態のインジウム接合材4に各
冷却ブローノズル14からの冷風による固化冷却が個別
に施されて、各インジウム接合材4が固化される。この
上記各インジウム接合材4の固化により、夫々の回路基
板3の第1列に接合されている各電子部品1の上面にヒ
ートスプレッダ5がインジウム接合材4を介在させて接
合される。なお、上記溶融状態のインジウム接合材4へ
の冷却ブローノズル14による強制的な冷却によりイン
ジウム接合材4を固化させる場合に代えて、溶融された
インジウム接合材4を自然冷却することにより固化させ
る場合であってもよい。
After each indium bonding material 4 is completely melted, as shown in FIG. 7E, heating by each ceramic heater 12 is stopped, and the above-mentioned molten state is passed through each heat spreader 5. Each indium bonding material 4 is individually solidified and cooled by the cold air from each cooling blow nozzle 14, and each indium bonding material 4 is solidified. Due to the solidification of the indium bonding material 4, the heat spreader 5 is bonded to the upper surface of each electronic component 1 bonded to the first row of the circuit board 3 with the indium bonding material 4 interposed. When the molten indium bonding material 4 is solidified by natural cooling, instead of the case where the indium bonding material 4 is solidified by the cooling blow nozzle 14 forcibly cooling the indium bonding material 4 in the molten state. May be

【0094】その後、図7(F)に示すように、夫々の
押圧ヘッド10において個別に吸着ノズル11によるヒ
ートスプレッダ5への吸着保持を解除し、夫々の昇降部
19により上記夫々の押圧ヘッド10を個別に上昇させ
る。
Thereafter, as shown in FIG. 7 (F), the suction holding of the heat spreader 5 by the suction nozzles 11 is individually released in the respective pressing heads 10, and the respective lifting heads 19 are used to move the respective pressing heads 10 above. Increase individually.

【0095】次に、Y軸方向移動機構33によりスライ
ドベース34を図示Y軸方向左向きに移動させて、図3
における第1ステージ35に固定されている回路基板3
の第2列に接合されている各電子部品1の上面に配置さ
れている各ヒートスプレッダ5、及び第2ステージ36
に固定されている回路基板3の第2列に接合されている
各電子部品1の上面に配置されている各ヒートスプレッ
ダ5を、各押圧ヘッド10により個別かつ同時的に押圧
可能なように位置合わせを行う。このとき、夫々の上記
第2列に配置されている各ヒートスプレッダ5の配置位
置は支持された状態であるため、回路基板3の移動によ
り上記配置位置のずれが発生することはない。その後、
部品支持トレー7による上記夫々の第2列における各ヒ
ートスプレッダ5の支持を解除して、各回路基板3の上
記第1列の各電子部品1の上面に配置されている各ヒー
トスプレッダ5の押圧接合動作と同様に、上記作業を行
い、各回路基板3の第2列の各電子部品1の上面に各ヒ
ートスプレッダ5を各インジウム接合材4を介在させて
接合させる。
Next, the slide base 34 is moved leftward in the Y-axis direction in the figure by the Y-axis direction moving mechanism 33, and the slide base 34 shown in FIG.
Circuit board 3 fixed to the first stage 35 in
Each heat spreader 5 arranged on the upper surface of each electronic component 1 joined to the second row of the second stage 36 and the second stage 36.
The heat spreaders 5 arranged on the upper surface of the respective electronic components 1 joined to the second row of the circuit board 3 fixed to each other are aligned so that they can be individually and simultaneously pressed by the respective pressing heads 10. I do. At this time, since the arrangement positions of the heat spreaders 5 arranged in the respective second rows are in a supported state, the displacement of the arrangement positions does not occur due to the movement of the circuit board 3. afterwards,
The support spread of the heat spreaders 5 in the respective second rows by the component support trays 7 is released, and the pressing and joining operation of the heat spreaders 5 arranged on the upper surfaces of the electronic components 1 in the first row of the circuit boards 3 is performed. Similarly to the above, the above work is performed to bond the heat spreaders 5 to the upper surfaces of the electronic components 1 in the second row of the circuit boards 3 with the indium bonding material 4 interposed therebetween.

【0096】これにより、第1ステージ35及び第2ス
テージ36に固定されている夫々の回路基板3の各電子
部品1の上面に配置されていた各ヒートスプレッダ5が
接合されたことになる。
As a result, the heat spreaders 5 arranged on the upper surfaces of the electronic components 1 of the circuit boards 3 fixed to the first stage 35 and the second stage 36 are joined together.

【0097】その後、図1において、夫々の回路基板3
が、スライドベース34上の第1ステージ35及び第2
ステージ36の各レール35a及び36a上よりアンロ
ーダー38のレール上に取り出され、アンローダー38
の移動機構により、図示X軸方向右向きに移動されて、
上記夫々の回路基板3が部品押圧接合装置101より排
出される。
Then, in FIG. 1, each circuit board 3
The first stage 35 and the second stage on the slide base 34.
The unloader 38 is taken out from the rails 35a and 36a of the stage 36 onto the rail of the unloader 38.
Is moved rightward in the X-axis direction by the moving mechanism of
The respective circuit boards 3 are ejected from the component pressure bonding apparatus 101.

【0098】なお、上記においては、接合材であるイン
ジウム接合材4が、ヒートスプレッダ5の凹部5a内側
に予め供給されている場合について説明したが、接合材
が回路基板3に接合されている電子部品1の上面に予め
供給されている場合、又は、ヒートスプレッダ5の凹部
5a内側及び電子部品1の上面にともに予め供給されて
いる場合であってもよい。
In the above description, the case where the indium bonding material 4 as the bonding material is supplied in advance inside the recess 5a of the heat spreader 5 has been described. However, the electronic component in which the bonding material is bonded to the circuit board 3 is described. 1 may be pre-supplied to the upper surface of the heat spreader 1, or may be pre-supplied both to the inside of the recess 5 a of the heat spreader 5 and the upper surface of the electronic component 1.

【0099】次に、部品押圧接合装置101における押
圧ヘッド10の構造について、押圧ヘッド10の構造を
示す断面図(図1におけるX軸方向より見た断面図)で
ある図2を用いて詳細に説明する。
Next, the structure of the pressing head 10 in the component pressing and bonding apparatus 101 will be described in detail with reference to FIG. 2 which is a sectional view showing the structure of the pressing head 10 (a sectional view seen from the X-axis direction in FIG. 1). explain.

【0100】図2において、押圧ヘッド10は、電子部
品1又はヒートスプレッダ5への押圧動作、吸着保持動
作、加熱冷却動作等を施す押圧ヘッド下部10aと、押
圧ヘッド下部10aの昇降動作を行う押圧ヘッド上部1
0bにより構成されている。
In FIG. 2, the pressing head 10 includes a pressing head lower portion 10a for performing a pressing operation, a suction holding operation, a heating / cooling operation, etc. on the electronic component 1 or the heat spreader 5, and a pressing head for raising and lowering the pressing head lower portion 10a. Top 1
It is composed of 0b.

【0101】押圧ヘッド下部10aは、その下方先端側
より上方側へ順に、電子部品1又はヒートスプレッダ5
を吸着保持可能かつ押圧可能な吸着ノズル11と、この
吸着ノズル11を加熱することによりこの吸着ノズル1
1に吸着保持された電子部品1又はヒートスプレッダ5
を加熱するセラミックヒータ12と、このセラミックヒ
ータ12よりの熱が押圧ヘッド上部10bへ伝わらない
様に熱遮断を行う断熱部の一例であるウォータージャケ
ット13と、このウォータージャケット13の上部に取
り付けられた軸部の一例である軸15と、軸15の上部
に取り付けられかつ押圧力を検出する検出装置の一例で
あるロードセル16、及び軸15の下部周囲に取り付け
られかつセラミックヒータ12により加熱された電子部
品1又はヒートスプレッダ5を冷風により冷却する冷却
ブローノズル14とを備えている。
The lower part of the pressing head 10a is arranged in order from the lower tip side thereof to the upper side thereof in order of the electronic component 1 or the heat spreader 5.
A suction nozzle 11 capable of suction-holding and pressing and a suction nozzle 1 by heating the suction nozzle 11.
Electronic component 1 or heat spreader 5 adsorbed and held by
The ceramic heater 12 that heats the water, the water jacket 13 that is an example of a heat insulating portion that shuts off heat from the ceramic heater 12 so as not to be transferred to the upper portion 10b of the pressing head, and the water jacket 13 that is attached to the upper portion of the water jacket 13. A shaft 15 that is an example of a shaft portion, a load cell 16 that is an example of a detection device that is attached to the upper portion of the shaft 15 and detects pressing force, and an electron that is attached to the lower periphery of the shaft 15 and that is heated by the ceramic heater 12. A cooling blow nozzle 14 for cooling the component 1 or the heat spreader 5 with cold air is provided.

【0102】また、押圧ヘッド上部10bは、押圧ヘッ
ド下部10aの昇降動作を図1におけるZ軸方向に沿っ
た軸である昇降動作軸S沿いに行う昇降部19、及び昇
降部19のナット部19dに取り付けられかつ昇降部1
9のボールねじ軸19b上を昇降動作可能なヘッドフレ
ーム18とを備えている。
The upper part 10b of the pressing head 10b carries out the ascending / descending operation of the lower part 10a of the pressing head along an ascending / descending operation axis S which is an axis along the Z-axis direction in FIG. Attached to and lift 1
9 and a head frame 18 that can be moved up and down on the ball screw shaft 19b.

【0103】昇降部19は、剛体により形成された概略
コ字状の縦断面形状を有する昇降部フレーム19cと、
その軸心回りに正逆回転可能にかつ上記軸心を略鉛直方
向沿いとして上記昇降部フレーム19cに取り付けられ
たボールねじ軸部19bと、上記ボールねじ軸部19b
の下部に螺合されかつヘッドフレーム18が固定された
ナット部19d、及び上記昇降部フレーム19cの上端
に固定されかつ上記ボールねじ軸部19bの上端を固定
して上記ボールねじ軸部19bの上記軸心回りの正逆回
転を行うモータ19aとを備えている。なお、ボールね
じ軸部19bの上記軸心が、昇降部19の上記昇降動作
軸Sとなっている。
The elevating part 19 includes an elevating part frame 19c having a substantially U-shaped vertical cross section formed of a rigid body,
A ball screw shaft portion 19b attached to the elevating frame 19c so as to rotate in the forward and reverse directions about the axis and with the axis substantially along the vertical direction, and the ball screw shaft portion 19b.
19d screwed to the lower part of the head frame 18 and fixed to the upper end of the elevating frame 19c and the upper end of the ball screw shaft 19b to fix the ball screw shaft 19b. The motor 19a which rotates forward and backward around the axis is provided. The axis of the ball screw shaft portion 19b is the lifting operation axis S of the lifting portion 19.

【0104】また、ヘッドフレーム18は、剛体により
形成されかつ大略円筒状の形状を有しており、その上記
円筒状の内部上部において、昇降部19のボールねじ軸
部19bの下部を貫通させるように、ナット部19dに
取り付けられている。
Further, the head frame 18 is formed of a rigid body and has a substantially cylindrical shape, and the lower portion of the ball screw shaft portion 19b of the elevating portion 19 is penetrated in the upper portion of the cylindrical inner portion. It is attached to the nut portion 19d.

【0105】また、ヘッドフレーム18の図示右側の側
部には弾性体の一例である自重相殺スプリング17の一
方の端部が取り付けられかつ突起状に凸部が形成された
スプリング受部18aが形成されている。
On the right side of the head frame 18 in the figure, one end of the self-weight canceling spring 17, which is an example of an elastic body, is attached, and a spring receiving portion 18a is formed in which a protruding portion is formed. Has been done.

【0106】さらに、押圧ヘッド下部10aにおける軸
部15の図示右側の上部側部にも突起状に凸部が形成さ
れたスプリング受部15aが形成されて、このスプリン
グ受部15aに自重相殺スプリング17の他方の端部が
取り付けられている。上記夫々のスプリング受部18a
及び15aに両端部が固定された自重相殺スプリング1
7により、押圧ヘッド下部10aの自重が相殺されてヘ
ッドフレーム18が押圧ヘッド下部10aを支えてい
る。
Further, a spring receiving portion 15a having a protruding portion is formed on the upper side portion on the right side of the shaft portion 15 in the lower portion of the pressing head 10a in the figure, and the self weight counterbalance spring 17 is formed on the spring receiving portion 15a. The other end of is attached. Each of the spring receiving portions 18a
Self-weight offset spring 1 whose both ends are fixed to 15 and 15a
7, the weight of the lower portion of the pressing head 10a is offset, and the head frame 18 supports the lower portion of the pressing head 10a.

【0107】また、ここで、図2において、部品押圧接
合装置101において、門型形状のメインフレーム20
は、その一方の端部を機台に固定された2本の角柱状の
剛体と上記2本の剛体の夫々の他方の端部を横方向に渡
すように上記夫々の他方の端部に固定された角柱状の剛
体とにより、その門型形状を形成している第1フレーム
20aと、第1フレーム20aの上記2本の剛体にその
両端部が固定されかつ第1フレーム20aの上記横方向
の剛体の下方に設けられた角柱状の剛体である第2フレ
ーム20b、及び第2フレーム20bの下方に設けられ
かつ第2フレーム20bと同様に第1フレーム20aの
上記2本の剛体にその両端部が固定された第3フレーム
20cとにより構成されている。
Further, in FIG. 2, in the component pressing and joining apparatus 101, the gate-shaped main frame 20 is used.
Is fixed to the other end of each of the two rigid bodies whose one end is fixed to the machine base and the other end of each of the two rigid bodies in the lateral direction. The rigid body in the form of a rectangular prism forms a gate-shaped first frame 20a, and both ends of the first frame 20a are fixed to the two rigid bodies of the first frame 20a and the lateral direction of the first frame 20a. Second frame 20b, which is a prismatic rigid body provided below the rigid body of the first frame, and both ends of the two rigid bodies of the first frame 20a, which are provided below the second frame 20b and similarly to the second frame 20b. The third frame 20c has a fixed portion.

【0108】また、図2に示すように、上記昇降動作軸
に沿って昇降部フレーム19cにLMレール21が固定
されており、LMレール21に係合されかつLMレール
21上を上記昇降動作軸S沿いの方向(すなわちZ軸方
向)に移動可能なLMブロック22がヘッドフレーム1
8の図示左端に固定されている。ここでLMレール及び
LMブロックとは直線的移動機構を構成する部材の一例
であり、略直線状のレールであるLMレール及び当該L
Mレールに係合されたLMブロックにより、上記LMブ
ロックを上記LMレールに沿って、すなわち略直線的に
移動可能としている。これにより、ヘッドフレーム18
は上記昇降動作軸Sに沿って昇降動作が可能となってい
る。
Further, as shown in FIG. 2, the LM rail 21 is fixed to the elevating part frame 19c along the elevating and lowering operation axis, and is engaged with the LM rail 21 and moves above the LM rail 21. The LM block 22 movable in the direction along S (that is, the Z-axis direction) is the head frame 1
8 is fixed to the left end in the drawing. Here, the LM rail and the LM block are examples of members that form a linear movement mechanism, and the LM rail and the L that are substantially linear rails.
The LM block engaged with the M rail makes it possible to move the LM block along the LM rail, that is, substantially linearly. As a result, the head frame 18
Can be moved up and down along the lifting operation axis S.

【0109】また、図2において、メインフレーム20
の第2フレーム20bの図示右側の側部には、図1にお
けるX軸方向に沿ってLMレール23が上下一対に固定
されており、また夫々のLMレール23に係合されたL
Mブロック24に上記昇降部フレーム19cに固定され
ているLMレール21が固定されている。夫々のLMブ
ロック24が夫々のLMレール23に沿って移動可能と
なっていることにより、押圧ヘッド上部10bは、上記
X軸方向に沿って移動可能となっている。
Further, in FIG. 2, the main frame 20
A pair of upper and lower LM rails 23 are fixed on the right side of the second frame 20b in the figure along the X-axis direction in FIG.
An LM rail 21 fixed to the elevating frame 19c is fixed to the M block 24. Since each LM block 24 is movable along each LM rail 23, the pressing head upper portion 10b is movable along the X-axis direction.

【0110】また、図2において、メインフレーム20
の第2フレーム20bと同様に第3フレーム20cの図
示右側の側部にも、上記X軸方向に沿ってLMレール2
5が固定されており、また、LMレール25上をLMレ
ール25に沿って移動可能に係合されたLMブロック2
6には、上記昇降動作軸S沿いの方向に沿った別のLM
レール27が取り付けられており、さらに、LMレール
27上をLMレール27に沿って移動可能(すなわち上
記昇降動作軸S沿いに移動可能)に係合されたLMブロ
ック28には、押圧ヘッド下部10aの軸15が図示左
側のその側部で固定されている。LMブロック28がL
Mレール27に沿って移動可能となっていることによ
り、軸15は上記昇降動作軸Sに沿って昇降可能となっ
ており、さらに、LMブロック26がLMレール25に
沿って移動可能となっていることにより、軸15は上記
X軸方向に沿って移動可能となっている。つまり、押圧
ヘッド下部10aは、上記昇降動作軸Sに沿って昇降可
能であり、かつ上記X軸方向に沿って押圧ヘッド10b
とともに移動可能となっている。
Further, in FIG. 2, the main frame 20
Similarly to the second frame 20b, the LM rail 2 is provided on the right side of the third frame 20c in the drawing along the X-axis direction.
5 is fixed, and the LM block 2 is engaged on the LM rail 25 so as to be movable along the LM rail 25.
6 is another LM along the direction of the lifting operation axis S.
The rail 27 is attached, and further, the LM block 28 engaged on the LM rail 27 so as to be movable along the LM rail 27 (that is, movable along the above-mentioned lifting operation axis S) is attached to the lower part 10a of the pressing head. The shaft 15 is fixed on the left side in the figure. LM block 28 is L
Since the shaft 15 can be moved along the M rail 27, the shaft 15 can be moved up and down along the lifting operation axis S, and the LM block 26 can be moved along the LM rail 25. As a result, the shaft 15 can move along the X-axis direction. That is, the pressing head lower portion 10a can be moved up and down along the elevating operation axis S, and the pressing head 10b can be moved along the X-axis direction.
It is possible to move with it.

【0111】また、LMレール27及びLMブロック2
8は、軸15の昇降動作を案内可能であるとともに、軸
15の上記昇降動作の下端を制限している。これによ
り、軸15は、自重相殺スプリング17を介してヘッド
フレーム18に支えられながら、LMレール27及びL
Mブロック28に案内されて上記昇降動作が可能である
とともに、自重相殺スプリング17が破損等により軸1
5を支持することができなくなったような場合において
も、LMレール27及びLMブロック28が軸15をそ
の上記昇降動作の上記下端にて支えることができ、軸1
5の落下を防止を可能としている。
Also, the LM rail 27 and the LM block 2
8 can guide the lifting / lowering operation of the shaft 15, and limits the lower end of the lifting / lowering operation of the shaft 15. As a result, the shaft 15 is supported by the head frame 18 via the self-weight canceling spring 17, and the LM rail 27 and L
Guided by the M block 28, the ascending / descending operation is possible, and the self-weight counterbalance spring 17 is damaged and the shaft 1
Even when it becomes impossible to support the shaft 5, the LM rail 27 and the LM block 28 can support the shaft 15 at the lower end of the ascending / descending operation thereof.
5 can be prevented from falling.

【0112】また、その押圧力検出面を上面として軸1
5の上部に取り付けられているロードセル16は、ヘッ
ドフレーム18に取り付けられて軸15を支えている自
重相殺スプリング17により、ロードセル16の押圧力
検出面がヘッドフレーム18の下端に常時押圧されて接
された状態とされている。これにより、ロードセル16
の荷重検出面において、押圧ヘッド下部10aの軸15
のZ軸方向上向きに働く押圧力が検出可能となってい
る。
Further, with the pressing force detecting surface as the upper surface, the shaft 1
The load cell 16 attached to the upper part of the load cell 5 is attached to the head frame 18 and supported by the self-weight counterbalance spring 17 supporting the shaft 15. It is said that it has been As a result, the load cell 16
On the load detection surface of the shaft 15 of the pressing head lower portion 10a.
The pressing force acting upward in the Z-axis direction can be detected.

【0113】また、昇降部19において、モータ19a
によりボールねじ軸部19bを正逆回転させることによ
り、ナット部19dに固定されかつLMレール21及び
LMガイド22により上記正逆回転の方向に固定されて
いるヘッドフレーム18が上記昇降動作軸Sに沿って昇
降動作されるが、この昇降動作により、ヘッドフレーム
18の下端に常時当接された状態とされているロードセ
ル16を備える押圧ヘッド下部10a全体も、上記昇降
動作軸Sに沿って昇降動作される。
Further, in the elevating part 19, the motor 19a
By rotating the ball screw shaft portion 19b in the forward and reverse directions by the head frame 18 fixed to the nut portion 19d and fixed in the forward and reverse rotation directions by the LM rail 21 and the LM guide 22, the head frame 18 is moved to the lifting operation shaft S. Although the lifting head is moved up and down along with the lifting head, the lifting head lower part 10a including the load cell 16 that is always in contact with the lower end of the head frame 18 also moves up and down along the lifting axis S. To be done.

【0114】また、吸着ノズル11、セラミックヒータ
12、ウォータージャケット13、冷却ブローノズル1
4、軸15、ロードセル16、及びヘッドフレーム18
の各中心は同軸上に配置されており、この軸は昇降部1
9による昇降動作軸Sと一致するように配置されている
ため、昇降部19による昇降動作により、吸着ノズル1
1、セラミックヒータ12、ウォータージャケット1
3、冷却ブローノズル14、軸15、及びロードセル1
6は、昇降動作軸S上において、昇降動作可能となって
いる。
Further, the suction nozzle 11, the ceramic heater 12, the water jacket 13, the cooling blow nozzle 1
4, shaft 15, load cell 16, and head frame 18
The centers of each are arranged on the same axis, and this axis is
Since the suction nozzle 1 is arranged so as to coincide with the lifting operation axis S of the suction nozzle 1,
1, ceramic heater 12, water jacket 1
3, cooling blow nozzle 14, shaft 15, and load cell 1
6 can be moved up and down on the vertical movement axis S.

【0115】また、押圧ヘッド上部10bは、LMレー
ル21、LMブロック24及びLMレール23を介して
メインフレーム20における第2フレーム20bに支持
されており、一方、押圧ヘッド下部10aは、自重相殺
スプリング17を介して押圧ヘッド上部10bにより支
持されている。従って、押圧ヘッド10の自重は第2フ
レーム20bに加えられることとなり、各押圧ヘッド1
0の自重により第2フレーム20bが多少たわむ場合も
考えられるが、上記自重が加えられないような構造とさ
れている第3フレーム20cにおいては、上記第2フレ
ーム20bにおけるたわみと比較する限りそのたわみは
ほとんど発生しない。上記第2フレーム20bにおいて
上記たわみが発生した場合には、押圧ヘッド上部10b
における昇降動作軸Sが上記たわみに応じて略鉛直方向
より傾斜されることとなるが、押圧ヘッド下部10aは
押圧ヘッド上部10bと分離構造とされていること、及
び押圧ヘッド10aの昇降動作軸S上における昇降動作
を案内する第3フレーム20cにはたわみが発生しない
ことにより、押圧ヘッド下部10aの昇降動作は上記第
2フレーム20bのたわみ、すなわち、各押圧ヘッド1
0の自重による影響を受けることがない。従って、押圧
ヘッド下部10aにおいては、常に略鉛直方向に沿った
昇降動作を行うことができ、吸着ノズル11の先端面と
第1ステージ35及び第2ステージ36とを常に略平行
に保つことができ、部品の押圧動作を正確に行うことが
可能となっている。
The upper portion of the pressing head 10b is supported by the second frame 20b of the main frame 20 via the LM rail 21, the LM block 24 and the LM rail 23, while the lower portion of the pressing head 10a is a self-weighted canceling spring. It is supported by the pressing head upper part 10 b via 17. Therefore, the weight of the pressing head 10 is added to the second frame 20b, and each pressing head 1
Although it may be possible that the second frame 20b is slightly bent due to its own weight of 0, in the third frame 20c having a structure in which the own weight is not added, the deflection is as long as it is compared with the bending of the second frame 20b. Rarely occurs. When the bending occurs in the second frame 20b, the pressing head upper portion 10b
The lifting operation axis S in FIG. 2 is tilted from the substantially vertical direction according to the deflection, but the pressing head lower part 10a is separated from the pressing head upper part 10b, and the lifting operation axis S of the pressing head 10a. Since the third frame 20c that guides the upward and downward movement does not bend, the upward and downward movement of the pressing head lower portion 10a is performed by the deflection of the second frame 20b, that is, each pressing head 1
It is not affected by its own weight of zero. Therefore, in the lower part 10a of the pressing head, it is possible to always perform an ascending / descending operation along a substantially vertical direction, and it is possible to always keep the tip end surface of the suction nozzle 11 and the first stage 35 and the second stage 36 substantially parallel to each other. It is possible to perform the pressing operation of the component accurately.

【0116】また、軸15の下部周囲である軸下部15
bの周囲に取り付けられている冷却ブローノズル14
は、軸15の下方に位置するウォータージャケット13
及びセラミックヒータ12の側面を回り込むように形成
され、さらに、冷却ブローノズル14の先端は吸着ノズ
ル11の下面である部品の吸着保持面に向けられてお
り、冷却ブローノズル14よりの冷風が吸着ノズル11
に吸着保持された電子部品1又はヒートスプレッダ5を
冷却可能となっている。
Further, the lower shaft portion 15 which is the periphery of the lower shaft portion 15
cooling blow nozzle 14 mounted around b
Is a water jacket 13 located below the shaft 15.
Further, the cooling blow nozzle 14 is formed so as to wrap around the side surface of the ceramic heater 12, and the tip of the cooling blow nozzle 14 is directed to the suction holding surface of the component, which is the lower surface of the suction nozzle 11, and the cool air from the cooling blow nozzle 14 is sucked by the suction nozzle. 11
It is possible to cool the electronic component 1 or the heat spreader 5 that is adsorbed and held by the heat spreader 5.

【0117】また、制御部9は、吸着ノズル11の吸着
動作、セラミックヒータ12の加熱動作、冷却ブローノ
ズル14の冷却動作及び昇降部19の移動動作を制御
し、ロードセル16にて検出された押圧力が制御部9に
出力されて、上記押圧力に基づいて昇降部19の動作等
が制御されるように構成されている。
The control section 9 controls the suction operation of the suction nozzle 11, the heating operation of the ceramic heater 12, the cooling operation of the cooling blow nozzle 14 and the movement operation of the elevating section 19, and the pushing operation detected by the load cell 16 is controlled. The pressure is output to the control unit 9, and the operation of the elevating unit 19 and the like are controlled based on the pressing force.

【0118】ここで、部品押圧接合装置101における
制御系統図を図15に示す。部品押圧接合装置101に
おいて、制御部9は、部品押圧接合装置101の各構成
部の動作である昇降部19のモータ19aによる昇降動
作、セラミックヒータ12の加熱動作、冷却ブローノズ
ル14の冷却動作、吸着ノズル11の吸着動作、X方向
移動機構32のモータによる移動動作、ヘッドピッチ可
変機構31のモータによる移動動作、Y方向移動機構3
3のモータによる移動動作、及びローダー37及びアン
ローダー38の移動機構のモータによる移動動作を制御
し、さらに、ロードセル16にて検出された押圧力が制
御部9に出力される。これにより、制御部9の被制御部
である上記各構成部が、制御部9により相互に関連され
ながら制御されることにより、部品押圧接合装置101
において、電子部品1及びヒートスプレッダ5の回路基
板3への接合が施される。
Here, FIG. 15 shows a control system diagram in the component pressing and joining apparatus 101. In the component pressing / bonding apparatus 101, the control unit 9 moves up / down by the motor 19a of the lifting / lowering unit 19, which is the operation of each component of the component pressing / bonding apparatus 101, the heating operation of the ceramic heater 12, the cooling operation of the cooling blow nozzle 14, The suction operation of the suction nozzle 11, the movement operation of the X-direction movement mechanism 32 by the motor, the movement operation of the head pitch variable mechanism 31 by the motor, and the Y-direction movement mechanism 3
The movement operation by the motor of No. 3 and the movement operation by the motor of the movement mechanism of the loader 37 and the unloader 38 are controlled, and the pressing force detected by the load cell 16 is output to the control unit 9. As a result, each of the above-described constituent parts, which are the controlled parts of the control part 9, are controlled by the control part 9 while being related to each other.
At, the electronic component 1 and the heat spreader 5 are bonded to the circuit board 3.

【0119】次に、押圧ヘッド10におけるロードセル
16により、電子部品1と回路基板3との圧接時、又は
ヒートスプレッダ5と電子部品1との圧接時の夫々にお
いて発生するZ軸方向における押圧力である接合押圧力
を検出する方法について説明する。なお、電子部品1と
回路基板3との上記圧接時、及びヒートスプレッダ5と
電子部品1との上記圧接時における押圧力検出方法は同
様であるため、以下においては電子部品1と回路基板3
との上記圧接時においての場合についてのみ説明するも
のとする。
Next, the pressing force in the Z-axis direction is generated by the load cell 16 of the pressing head 10 when the electronic component 1 and the circuit board 3 are pressure-contacted with each other or when the heat spreader 5 and the electronic component 1 are pressure-contacted with each other. A method of detecting the bonding pressing force will be described. Since the pressing force detection method is the same when the electronic component 1 and the circuit board 3 are pressure-contacted and when the heat spreader 5 and the electronic component 1 are pressure-contacted, the electronic component 1 and the circuit board 3 will be described below.
Only the case of the above pressure contact will be described.

【0120】まず、第1ステージ35及び第2ステージ
36に供給され固定されている各回路基板3上に配置さ
れている各電子部品1に対しての各押圧ヘッド10の位
置合わせを行った後、各押圧ヘッド10が夫々の昇降部
19により個別かつ同時的に下降され、各電子部品1の
各半田バンプ2が各回路基板3の各パッド3aに押圧さ
れて圧接される。
First, after aligning each pressing head 10 with each electronic component 1 arranged on each circuit board 3 which is supplied and fixed to the first stage 35 and the second stage 36, The pressing heads 10 are individually and simultaneously lowered by the respective lifting / lowering portions 19, and the solder bumps 2 of the electronic components 1 are pressed and pressed against the pads 3a of the circuit board 3.

【0121】このとき、各押圧ヘッド10において昇降
部19によりヘッドフレーム18が下降されて、ロード
セル16の上記押圧力検出面に常時当接した状態にある
ヘッドフレーム18の下端がロードセル16を押し下げ
る力、すなわち、電子部品1の各半田バンプ2と回路基
板3の各パッド3aとの間に発生した接合押圧力の反作
用の力が、ロードセル16の上記押圧力検出面をヘッド
フレーム18の下端を押圧する力としてロードセル16
にて検出される。
At this time, the head frame 18 is lowered by the elevating part 19 of each pressing head 10, and the lower end of the head frame 18 which is always in contact with the pressing force detection surface of the load cell 16 pushes down the load cell 16. That is, the reaction force of the joint pressing force generated between each solder bump 2 of the electronic component 1 and each pad 3a of the circuit board 3 presses the pressing force detecting surface of the load cell 16 against the lower end of the head frame 18. Load cell 16
Detected at.

【0122】このようにしてロードセル16において上
記接合押圧力が検出され、ロードセル16より検出され
た上記接合押圧力が制御部9に出力されて、上記接合押
圧力が制御部9において予め設定された所定の接合押圧
力(以降、設定押圧力とする)となるように、制御部9
により昇降部19による押圧ヘッド10の下降動作が制
御される。上記接合押圧力が上記設定押圧力に達したこ
とがロードセル16において検出されたとき、制御部9
において、電子部品1の各半田バンプ2が回路基板3の
各パッド3aに圧接されたものとみなされる。
In this way, the joining pressing force is detected in the load cell 16, the joining pressing force detected by the load cell 16 is output to the control unit 9, and the joining pressing force is preset in the control unit 9. The control unit 9 sets a predetermined joining pressure (hereinafter, referred to as a set pressure).
Thus, the lowering operation of the pressing head 10 by the elevating part 19 is controlled. When the load cell 16 detects that the joining pressing force reaches the set pressing force, the control unit 9
In, it is considered that each solder bump 2 of the electronic component 1 is pressed against each pad 3 a of the circuit board 3.

【0123】なお、上記設定押圧力には所定の許容範囲
が設けられており、この設定押圧力の許容範囲内に上記
接合押圧力が入ることにより、制御部9において上記接
合押圧力が上記設定押圧力に達したものとみなされる。
A predetermined allowable range is provided for the set pressing force, and the joining pressing force is set within the control unit 9 by setting the joining pressing force within the allowable range of the set pressing force. It is considered that the pressing force has been reached.

【0124】以上のような構成及び方法の本実施形態に
かかる押圧接合方法及び押圧接合装置について、接合手
順を図8に示すフローチャートにまとめる。なお、上記
フローチャート中の各ステップにおける動作指示は制御
部9にて行われる。
With respect to the pressure bonding method and the pressure bonding apparatus according to the present embodiment having the above-described structure and method, the bonding procedure is summarized in the flowchart shown in FIG. The operation instruction in each step in the above flow chart is given by the control unit 9.

【0125】図8におけるステップS1において、回路
基板3の各パッド3a上に半田バンプ2が配置された各
電子部品1の上面を押圧可能なように各押圧ヘッド10
と各電子部品1との位置合わせを行う。
In step S1 in FIG. 8, each pressing head 10 is pressed so that the upper surface of each electronic component 1 having the solder bumps 2 arranged on each pad 3a of the circuit board 3 can be pressed.
And electronic components 1 are aligned with each other.

【0126】その後、ステップS2において、制御部9
により、夫々の昇降部19により各押圧ヘッド10を下
降させ、ステップS3において、各押圧ヘッド10の吸
着ノズル11の先端を電子部品1の上面に当接させると
ともに、各電子部品1の各半田バンプ2を回路基板3の
各パッド3aに押圧し、発生した接合押圧力を各押圧ヘ
ッド10のロードセル16にて検出しながら、制御部9
により、上記接合押圧力が設定押圧力(設定押圧力の許
容範囲内)に達するように夫々の昇降部19による各押
圧ヘッド10の下降動作を制御して、上記設定押圧力に
て押圧することにより各半田バンプ2を各パッド3aに
圧接する。
Then, in step S2, the control unit 9
Accordingly, the respective pressing heads 10 are lowered by the respective elevating units 19, and in step S3, the tip of the suction nozzle 11 of each pressing head 10 is brought into contact with the upper surface of the electronic component 1, and each solder bump of each electronic component 1 is contacted. 2 is pressed against each pad 3a of the circuit board 3 and the generated bonding pressing force is detected by the load cell 16 of each pressing head 10, while the control unit 9
Thus, the lowering operation of each pressing head 10 by each elevating part 19 is controlled so that the joining pressing force reaches the set pressing force (within the allowable range of the setting pressing force), and the pressing is performed with the setting pressing force. Thus, each solder bump 2 is pressed against each pad 3a.

【0127】その後、ステップS4において、制御部9
により、各押圧ヘッド10のセラミックヒータ12によ
る上記圧接の状態における各電子部品1の各半田バンプ
2の溶融加熱を開始することにより、各半田バンプ2を
溶融させる。その後、ステップS5において、制御部9
により、溶融された半田に冷却ブローノズル14の冷風
による固化冷却を開始し、ステップS6において、溶融
された半田を固化させ、各電子部品1の各電極1aを回
路基板3の各パッド3aに半田を介在させて接合する。
その後、ステップS7において、制御部9により、各押
圧ヘッド10の吸着ノズル11による電子部品1への吸
着保持を解除する。
Then, in step S4, the control unit 9
Thus, by starting the melting and heating of the solder bumps 2 of the electronic components 1 in the pressure contact state by the ceramic heater 12 of the pressing heads 10, the solder bumps 2 are melted. Then, in step S5, the control unit 9
Thus, the solidified cooling of the melted solder by the cooling air of the cooling blow nozzle 14 is started, and in step S6, the melted solder is solidified, and each electrode 1a of each electronic component 1 is soldered to each pad 3a of the circuit board 3. And interpose.
Then, in step S7, the controller 9 releases the suction holding of the pressing nozzles 10 of the pressing heads 10 to the electronic component 1.

【0128】なお、ステップS5における溶融された半
田の固化冷却は、冷却ブローノズル14の冷風による冷
却に代えて、自然冷却による場合であってもよい。ま
た、上記フローチャートにおいては、電子部品1を回路
基板3上に接合する場合についての手順であるが、回路
基板3上に接合された電子部品1にヒートスプレッダ5
を接合する場合について、接合手順を図9に示すフロー
チャートにまとめる。なお、図9に示すように、接合手
順は図8に示す接合手順と同様であるため説明を省略す
る。
The solidification cooling of the melted solder in step S5 may be natural cooling instead of cooling the cooling blow nozzle 14 with cold air. Further, in the above-mentioned flowchart, the procedure for joining the electronic component 1 onto the circuit board 3 is described. However, the heat spreader 5 is attached to the electronic component 1 joined onto the circuit board 3.
The joining procedure of the case of joining is summarized in the flowchart shown in FIG. As shown in FIG. 9, the joining procedure is the same as the joining procedure shown in FIG.

【0129】次に、上記図8及び図9におけるフローチ
ャートに示す押圧接合の手順に代えて、さらに、電子部
品1の各半田バンプ2と回路基板3の各パッド3aとの
圧接検出後、又はヒートスプレッダ5と電子部品1との
インジウム接合材4を介在させた圧接検出後に、押圧ヘ
ッド10による接合押圧力の一定制御を行う場合、さら
に、各半田バンプ2、又はインジウム接合材4の溶融後
に吸着ノズル11の先端高さ位置制御を行う場合につい
て説明する。
Next, in place of the press-bonding procedure shown in the flow charts of FIGS. 8 and 9, after detecting the press-contact between each solder bump 2 of the electronic component 1 and each pad 3a of the circuit board 3, or by the heat spreader. In the case where constant control of the bonding pressing force by the pressing head 10 is performed after the pressure contact of the indium bonding material 4 between the electronic component 1 and the electronic component 1 is detected, further, the suction nozzle after melting each solder bump 2 or the indium bonding material 4. A case where the tip height position control of 11 is performed will be described.

【0130】電子部品1の各半田バンプ2と回路基板3
の各パッド3aとの圧接検出の後、又はヒートスプレッ
ダ5と電子部品1のインジウム接合材4を介在させた圧
接検出の後、ロードセル16により検出される接合押圧
力が予め設定された設定押圧力となるように昇降部19
が制御部9により制御され、押圧ヘッド10により電子
部品1と回路基板3に、又はヒートスプレッダ5と電子
部品1に加えられる接合押圧力が一定とされて、押圧ヘ
ッド10による押圧力一定制御が行われる。しかし、セ
ラミックヒータ12により吸着ノズル11が加熱され、
電子部品1の各半田バンプ2、又はインジウム接合材4
が溶融されたとき、上記のように押圧ヘッド10の押圧
力一定制御の状態のままであれば、吸着ノズル11の先
端位置が下がり、溶融状態にある各半田バンプ2、又は
インジウム接合材4に上記一定の押圧力が過度な押圧力
として加えられることとなり、各半田バンプ2又はイン
ジウム接合材4が過度につぶれてしまうという問題が発
生する可能性がある。
Each solder bump 2 of the electronic component 1 and the circuit board 3
After the pressure contact with each of the pads 3a is detected, or after the pressure contact with the heat spreader 5 and the indium bonding material 4 of the electronic component 1 interposed, the bonding pressure detected by the load cell 16 is equal to a preset pressing force. Ascending / descending part 19
Is controlled by the control unit 9 so that the pressing head 10 makes the joining pressing force applied to the electronic component 1 and the circuit board 3 or the heat spreader 5 and the electronic component 1 constant so that the pressing head 10 performs constant pressing force control. Be seen. However, the suction nozzle 11 is heated by the ceramic heater 12,
Each solder bump 2 of the electronic component 1 or indium bonding material 4
When is melted, if the pressing force of the pressing head 10 is kept constant as described above, the tip position of the suction nozzle 11 is lowered, and the solder bumps 2 or the indium bonding material 4 in a molten state are melted. The above-mentioned constant pressing force is applied as an excessive pressing force, which may cause a problem that the solder bumps 2 or the indium bonding material 4 are excessively crushed.

【0131】このような問題を解決するような場合にあ
っては、各半田の溶融後の電子部品1の上面高さ管理、
つまり、電子部品1の回路基板3への接合高さ位置の管
理を確実に行うこと、又はインジウム接合材4の溶融後
のヒートスプレッダ5の上面高さ管理、つまり、ヒート
スプレッダ5の電子部品1への接合高さ位置の管理を確
実に行うことを目的として、セラミックヒータ12によ
り加熱されて吸着ノズル11の温度が上昇開始した後、
押圧ヘッド10による上記押圧力一定制御の状態とし、
ロードセル16により接合押圧力の検出を行い、制御部
9において、この接合押圧力の減少を検出したときを各
半田又はインジウム接合材4の溶融開始と判断して、押
圧ヘッド10の上記押圧力一定制御から、吸着ノズル1
1の先端高さ位置を一定とする接合高さ位置一定制御に
切替えることにより、各半田又はインジウム接合材4の
溶融時において、吸着ノズル11の先端高さ位置を一定
として、上記接合高さ位置の管理を確実に行うことがで
きる。よって、溶融状態にある各半田バンプ2又はイン
ジウム接合材4に接合押圧力が過度な押圧力として加え
られることなく、各半田バンプ2又はインジウム接合材
4が過度につぶれてしまうことを防止することができ
る。なお、制御部9において検出される接合押圧力の減
少とは、ロードセル16により検出される接合押圧力
が、上記設定押圧力の許容範囲よりも小さくなることで
ある。
In the case of solving such a problem, it is necessary to control the height of the upper surface of the electronic component 1 after melting each solder,
That is, the position of the joining height of the electronic component 1 to the circuit board 3 is surely controlled, or the height of the upper surface of the heat spreader 5 after the melting of the indium bonding material 4 is controlled, that is, the heat spreader 5 is attached to the electronic component 1. For the purpose of surely managing the joint height position, after being heated by the ceramic heater 12 and the temperature of the suction nozzle 11 starts to rise,
In the state of constant pressing force control by the pressing head 10,
The load cell 16 detects the bonding pressing force, and when the controller 9 detects the decrease in the bonding pressing force, it is determined that the melting of each solder or the indium bonding material 4 has started, and the pressing force of the pressing head 10 is kept constant. From control, suction nozzle 1
By switching to the joint height position constant control in which the tip height position of 1 is made constant, the tip height position of the suction nozzle 11 is made constant during melting of each solder or indium bonding material 4, and the above-mentioned joint height position is maintained. Can be reliably managed. Therefore, it is possible to prevent the solder bumps 2 or the indium bonding material 4 from being excessively crushed without applying a bonding pressing force to the molten solder bumps 2 or the indium bonding material 4 as an excessive pressing force. You can The decrease in the welding pressure detected by the control unit 9 means that the welding pressure detected by the load cell 16 becomes smaller than the allowable range of the set pressure.

【0132】上記のように構成される各押圧ヘッド10
における押圧力一定制御及び吸着ノズル11の先端高さ
位置制御の動作の手順を図10に示すフローチャートに
まとめる。図10は、図8及び図9における本実施形態
の部品押圧接合方法の手順を示すフローチャートにおい
て、図8のステップS3からS5までの間、及び図9の
ステップS13からS15までの間に、押圧ヘッド10
の押圧力一定制御及び吸着ノズル11の先端高さ位置制
御の動作の手順を示すフローチャートである。なお、各
ステップにおける動作指示及び判断は制御部9にて行わ
れる。
Each pressing head 10 configured as described above
The operation procedure of the constant pressing force control and the tip height position control of the suction nozzle 11 in FIG. FIG. 10 is a flowchart showing the procedure of the component pressing and joining method of the present embodiment in FIGS. 8 and 9, in which the pressing is performed during steps S3 to S5 in FIG. 8 and steps S13 to S15 in FIG. Head 10
7 is a flowchart showing the procedure of operations of the pressing force constant control and the tip height position control of the suction nozzle 11. The operation instruction and judgment in each step are performed by the control unit 9.

【0133】まず、図10におけるステップS3におい
て、ロードセル16にて接合押圧力が検出され、接合押
圧力が設定押圧力に達したことが検出されることによ
り、電子部品1の各半田バンプ2と回路基板3の各パッ
ド3aの圧接が検出された後、又は、ステップS13に
おいて、ロードセル16にて接合押圧力が検出され、接
合押圧力が設定押圧力に達したことが検出されることに
より、ヒートスプレッダ5と電子部品1のインジウム接
合材4を介在させた圧接が検出された後、ステップS2
0において、セラミックヒータ12の加熱により吸着ノ
ズル11の温度上昇が開始される。
First, in step S3 in FIG. 10, the load cell 16 detects the bonding pressing force, and when it is detected that the bonding pressing force reaches the set pressing force, the solder bumps 2 of the electronic component 1 are connected to each other. After the pressure contact of each pad 3a of the circuit board 3 is detected, or in step S13, the load cell 16 detects the bonding pressing force, and it is detected that the bonding pressing force reaches the set pressing force. After the pressure contact between the heat spreader 5 and the indium bonding material 4 of the electronic component 1 is detected, step S2
At 0, the temperature rise of the suction nozzle 11 is started by heating the ceramic heater 12.

【0134】次に、ステップS21において、昇降部1
9の下降動作が微小に制御されることにより、押圧ヘッ
ド10の押圧力一定制御が行われ、押圧ヘッド10によ
り電子部品1及び回路基板3に対し、又はヒートスプレ
ッダ5及び電子部品1に対し、一定の押圧力、すなわち
所定の設定押圧力がかけられた状態となる。
Next, in step S21, the elevating part 1
By controlling the descending operation of 9 slightly, the pressing force of the pressing head 10 is controlled to be constant, and the pressing head 10 keeps the electronic component 1 and the circuit board 3 constant or the heat spreader 5 and the electronic component 1 constant. The pressing force of, that is, a predetermined set pressing force is applied.

【0135】この押圧力一定制御の間、ロードセル16
において実際に発生する接合押圧力が検出されることと
なるが、ステップS22において、制御部9により、ロ
ードセル16において検出された接合押圧力の減少が検
出された場合、すなわち接合押圧力が設定押圧力の許容
範囲以下となった場合は、各半田の溶融、又はインジウ
ム接合材4の溶融が開始されたものと判断され、ステッ
プS23において、制御部9により、押圧ヘッド10の
上記押圧力一定制御から、吸着ノズル11の先端高さ位
置の一定制御へと制御方式が切り替えられる。その後、
ステップS24において、制御部9により、昇降部19
の昇降動作が制限されることにより、先端高さ位置を一
定とされた吸着ノズル11により吸着保持されている電
子部品1又はインジウム接合材4の上面高さが一定とさ
れ、ステップS25において、制御部9により、セラミ
ックヒータ12の加熱停止による吸着ノズル11の温度
上昇が完了することが確認されるまで(例えば、上記圧
接の検出又は上記先端高さ位置一定制御の開始から所定
時間だけ上記加熱動作を行い、上記所定時間が経過した
ときに上記温度上昇が完了したものとする等により)、
吸着ノズル11の先端高さ位置の一定とする接合高さ位
置一定制御が行われる。ステップS25において、制御
部9により、吸着ノズル11の温度上昇が完了したこと
が確認された場合、ステップS5において、上記接合高
さ位置一定制御が継続して行われた状態にて溶融された
各半田の冷却、又はステップS15において、上記接合
高さ位置一定制御が継続して行われた状態にて溶融され
たインジウム接合材4の冷却が開始される。一方、ステ
ップS25において上記温度上昇が完了したことが確認
されない場合(例えば、上記所定時間が経過していない
ような場合等)は、上記先端高さ位置の一定制御が行わ
れた状態で、セラミックヒータ12による加熱が継続し
て行われる。
During this constant pressing force control, the load cell 16
In the step S22, when the controller 9 detects a decrease in the welding pressure detected by the load cell 16, that is, the welding pressure is set. If the pressure falls below the allowable range, it is determined that the melting of each solder or the melting of the indium bonding material 4 has started, and in step S23, the control unit 9 controls the pressing force of the pressing head 10 to be constant. From, the control method is switched to the constant control of the height position of the tip of the suction nozzle 11. afterwards,
In step S24, the control unit 9 causes the elevating unit 19 to move.
The vertical movement of the electronic component 1 or the indium bonding material 4 adsorbed and held by the adsorption nozzle 11 whose tip height position is kept constant is made constant by controlling the vertical movement of Until it is confirmed by the unit 9 that the temperature rise of the suction nozzle 11 due to the heating stop of the ceramic heater 12 is completed (for example, the heating operation is performed for a predetermined time from the start of the pressure contact detection or the tip height position constant control). And the temperature rise is completed when the above predetermined time has elapsed),
The joint height position constant control is performed so that the tip height position of the suction nozzle 11 is constant. In step S25, when it is confirmed by the control unit 9 that the temperature rise of the suction nozzle 11 is completed, in step S5, each melted state is performed while the above-described constant joining height position control is continuously performed. In the step of cooling the solder, or in step S15, cooling of the indium bonding material 4 that has been melted while the above-described constant bonding height position control is continuously performed is started. On the other hand, if it is not confirmed in step S25 that the temperature rise has been completed (for example, if the predetermined time has not elapsed), the ceramic is controlled in a state in which the tip height position is constantly controlled. The heating by the heater 12 is continuously performed.

【0136】一方、ステップS22において、ロードセ
ル16にて検出される押圧力の減少が検出されない場合
は、制御部9により、各半田の溶融又はインジウム接合
材4の溶融がまだ開始されていないものと判断され、ス
テップS26において、制御部9により、セラミックヒ
ータ12の加熱停止による吸着ノズル11の温度上昇が
完了したかどうかが確認され(例えば、上記圧接の検出
から所定時間だけ上記加熱動作を行うような場合にあっ
ては、上記所定時間が経過したかどうかを確認すること
等により)、完了していないことが確認された場合は、
再び、ステップS21に戻り、制御部9により、押圧ヘ
ッド10の上記押圧力一定制御が継続される。ステップ
S26において、制御部9により、セラミックヒータ1
2の加熱停止による吸着ノズル11の温度上昇が完了し
たことが確認された場合(上記所定時間の経過が確認さ
れた場合等)は、ステップS27において、制御部9に
より、押圧ヘッド10の上記押圧力一定制御から、吸着
ノズル11の先端高さ位置の一定制御へと制御方式が切
り替えられ、ステップS28において、制御部9によ
り、先端高さ位置が一定とされた吸着ノズル11により
吸着保持されている電子部品1又はインジウム接合材4
の上面高さが一定とされ、ステップS5において、制御
部9により、上記接合高さ位置一定制御が継続して行わ
れた状態にて溶融された各半田の冷却、又はステップS
15において、制御部9により、上記接合高さ位置一定
制御が継続して行われた状態にて溶融されたインジウム
接合材4の冷却が開始される。
On the other hand, in step S22, when the decrease in the pressing force detected by the load cell 16 is not detected, it is determined by the controller 9 that the melting of each solder or the melting of the indium bonding material 4 has not been started yet. In step S26, the control unit 9 confirms whether or not the temperature rise of the suction nozzle 11 due to the heating stop of the ceramic heater 12 is completed (for example, the heating operation is performed for a predetermined time from the detection of the pressure contact). In such a case, if it is confirmed that it has not been completed (by checking whether the above specified time has elapsed, etc.),
Again, returning to step S21, the control unit 9 continues the above-mentioned constant pressing force control of the pressing head 10. In step S26, the ceramic heater 1 is controlled by the control unit 9.
When it is confirmed that the temperature rise of the suction nozzle 11 due to the heating stop of No. 2 is completed (when the elapse of the predetermined time is confirmed, etc.), the controller 9 controls the pressing head 10 to press the pressing head 10 in step S27. The control method is switched from the constant pressure control to the constant control of the tip height position of the suction nozzle 11. In step S28, the control unit 9 sucks and holds the suction nozzle 11 whose tip height position is constant. Electronic component 1 or indium bonding material 4
The height of the upper surface of the solder is constant, and in step S5, the controller 9 cools each solder melted in the state where the control of the constant bonding height position is continuously performed, or step S5.
At 15, the controller 9 starts cooling the melted indium bonding material 4 while the above-described constant bonding height position control is continuously performed.

【0137】なお、ステップS3において、電子部品1
の各半田バンプ1bと回路基板4の各半田部との圧接が
検出されたとき、又はステップS13において、ヒート
スプレッダ5と電子部品1のインジウム接合材4を介在
させた圧接が検出されたとき、各半田バンプ2の高さの
ばらつき、又はヒートスプレッダ5の凹部内側へのイン
ジウム接合材4の高さのばらつきにより、各半田バンプ
2の中において一部当接が行われていないものがある場
合(すなわち、半田バンプ2が回路基板3のパッド3a
に接触していないものがある場合)、又はインジウム接
合材4において部分的に当接が行われていない部分があ
る場合(すなわち、インジウム接合材4が電子部品1の
上面又はヒートスプレッダ5の凹部5aの内側底面と略
完全に面接触しているのではなく、一部接触していない
部分があるような場合)がある。このような場合、この
まま電子部品1を加熱して各半田バンプ2を溶融させ
て、電子部品1を回路基板3上に接合すると、上記当接
が行われていない半田バンプ2において接合不良とな
り、電子部品1と回路基板3の接合不良となるという問
題が発生する可能性がある。また、ヒートスプレッダ5
においては、このままヒートスプレッダ5を加熱してイ
ンジウム接合材4を溶融させて、ヒートスプレッダ5を
電子部品1に接合すると、インジウム接合材4における
上記当接が部分的に行われていない部分において接合不
良により空隙が発生し、電子部品1の作動中において発
生する熱がインジウム接合材4を介してヒートスプレッ
ダ5に伝熱され難くなり、本来のヒートスプレッダ5に
よる放熱機能を発揮できなくなるという問題が発生する
可能性がある。
In step S3, the electronic component 1
When the pressure contact between each solder bump 1b and each solder portion of the circuit board 4 is detected, or when the pressure contact between the heat spreader 5 and the indium bonding material 4 of the electronic component 1 is detected in step S13, When some of the solder bumps 2 are not in contact with each other due to variations in the height of the solder bumps 2 or variations in the height of the indium bonding material 4 inside the concave portion of the heat spreader 5 (that is, , The solder bump 2 is the pad 3a of the circuit board 3
In the indium bonding material 4), or in the indium bonding material 4 where there is no partial contact (that is, the indium bonding material 4 is the upper surface of the electronic component 1 or the recess 5a of the heat spreader 5). There is a case where there is not a partial contact with the inner bottom surface, but there is a part that does not. In such a case, if the electronic component 1 is heated as it is to melt the solder bumps 2 and the electronic component 1 is bonded to the circuit board 3, the solder bumps 2 that have not been brought into contact with each other become defective in bonding. There is a possibility that a problem may occur in that the electronic component 1 and the circuit board 3 are not joined properly. Also, heat spreader 5
In the above, when the heat spreader 5 is heated as it is to melt the indium bonding material 4 and the heat spreader 5 is bonded to the electronic component 1, due to a bonding failure in a portion of the indium bonding material 4 where the above contact is not performed partially. There is a possibility that air gaps will be generated and heat generated during the operation of the electronic component 1 will not be easily transferred to the heat spreader 5 through the indium bonding material 4, and the original heat spreader 5 will not be able to exhibit the heat dissipation function. There is.

【0138】このような問題を解決するような場合にあ
っては、設定押圧力を半田バンプ2又はインジウム接合
材4をつぶすことなく、かつ変形させることができるよ
うな力に予め設定しておき、上記ステップS21におけ
る押圧ヘッド10の押圧力一定制御の際に上記設定押圧
力を各半田バンプ2又はインジウム接合材4に加えるこ
とにより、各半田バンプ2の形状を変形させながら各パ
ッド3aへの接触性を高め、又はインジウム接合材4の
形状を変形させながら電子部品1の上面又はヒートスプ
レッダ5の凹部5aの内側底面への接触性を高めること
ができる。よって、電子部品1を回路基板3に確実に接
合することができ、又はヒートスプレッダ5を電子部品
1に確実に接合することができる。
In the case of solving such a problem, the preset pressing force is preset to a force that can deform the solder bump 2 or the indium bonding material 4 without crushing it. By applying the set pressing force to each solder bump 2 or the indium bonding material 4 in the constant pressing force control of the pressing head 10 in step S21, the shape of each solder bump 2 is deformed and each pad 3a is deformed. It is possible to improve the contact property or to improve the contact property to the upper surface of the electronic component 1 or the inner bottom surface of the recess 5 a of the heat spreader 5 while deforming the shape of the indium bonding material 4. Therefore, the electronic component 1 can be reliably joined to the circuit board 3, or the heat spreader 5 can be reliably joined to the electronic component 1.

【0139】なお、各押圧ヘッド10による押圧接合動
作において、例えば、上記2行5列に電子部品1が配列
されるはずの回路基板3に一部の電子部品1が配置され
ていないような場合、又は、回路基板3に押圧接合され
た電子部品1の中に一部不良の電子部品1が含まれてい
たことが上記押圧接合の直後に判明し、当該不良の電子
部品1についてはヒートスプレッダ5の接合を行う必要
がないような場合にあっては、そのまま各押圧ヘッド1
0により押圧接合動作を施すと、上記に該当する押圧ヘ
ッド10においてのみ接合押圧力が検出されないことと
なってしまう。そのため、予め上記に該当する押圧ヘッ
ド10が判っているような場合には、制御部9に回路基
板3の個別データとして回路基板3の識別データ及び回
路基板3上の電子部品1等の識別データ等を入力させて
おき、上記に該当する回路基板3及び電子部品1等を入
力されている上記識別データに基づいて制御部9により
判断し、当該回路基板3における当該電子部品1等に対
しては当該押圧ヘッド10のみの押圧接合動作を行わな
いようにさせることにより対処することができる。
In the pressure bonding operation by each pressure head 10, for example, when some electronic components 1 are not arranged on the circuit board 3 where the electronic components 1 should be arranged in the above-mentioned 2 rows and 5 columns. Alternatively, it is found immediately after the above-mentioned press-joining that the electronic component 1 press-bonded to the circuit board 3 includes the defective electronic component 1, and the heat spreader 5 is attached to the defective electronic component 1. When it is not necessary to join the above, the pressing heads 1 as they are
When the pressure bonding operation is performed with 0, the bonding pressure is not detected only in the pressure head 10 corresponding to the above. Therefore, when the pressing head 10 corresponding to the above is known in advance, the control unit 9 identifies the circuit board 3 as the individual data of the circuit board 3 and the identification data of the electronic component 1 and the like on the circuit board 3. Etc. are input, and the controller 9 determines the circuit board 3 and the electronic component 1 or the like corresponding to the above based on the input identification data, and with respect to the electronic component 1 or the like on the circuit board 3. Can be dealt with by not performing the pressing and joining operation of only the pressing head 10.

【0140】また、予め上記に該当回路基板3及び電子
部品1等が判っていないような場合にあっては、制御部
9に上記押圧接合動作の工程管理タイマーを設置するこ
と等により、当該押圧ヘッド10も他の押圧ヘッド10
とともに押圧接合動作を開始させて、上記工程管理タイ
マーにて押圧ヘッド10に一定時間の間に接合押圧力が
検出されたかどうかを確認し、上記接合押圧力が検出さ
れなかった場合には、当該押圧ヘッド10にエラーが発
生したものとみなして、他の押圧ヘッド10による押圧
接合動作をそのまま行い、この回路基板3に対する押圧
接合動作を完了させることにより対処することができ
る。
If the circuit board 3 and the electronic component 1 are not known in advance, the control unit 9 may be provided with a process control timer for the pressing and joining operation, and the like. The head 10 is also another pressing head 10.
At the same time, the pressing and joining operation is started, and it is confirmed by the process control timer whether or not the joining pressing force is detected in the pressing head 10 within a certain time. If the joining pressing force is not detected, It can be dealt with by assuming that an error has occurred in the pressure head 10 and performing the pressure bonding operation by the other pressure head 10 as it is, and completing the pressure bonding operation with respect to the circuit board 3.

【0141】次に、以上のように説明した各押圧ヘッド
10の各動作により電子部品1を回路基板3上に接合す
る場合、又はヒートスプレッダ5を電子部品1に接合す
る場合において、図11(A)に押圧ヘッド10の吸着
ノズル11の先端高さ、図11(B)に押圧ヘッド10
の吸着ノズル11の温度、図11(C)に押圧ヘッド1
0の冷却ブローノズル14の動作の夫々の時間による変
化状態を示すタイムチャートを示す。また、図11
(A)〜(C)における夫々の横軸である時間軸は上記
各変化状態を比較可能なように同一の時間軸となってい
る。
Next, in the case where the electronic component 1 is bonded onto the circuit board 3 by each operation of each pressing head 10 described above, or when the heat spreader 5 is bonded to the electronic component 1, FIG. ) Is the height of the tip of the suction nozzle 11 of the pressing head 10, and FIG.
Temperature of the suction nozzle 11 of the pressing head 1 shown in FIG.
The time chart which shows the change state with respect to each time of operation of the cooling blow nozzle 14 of 0 is shown. In addition, FIG.
The time axis, which is the horizontal axis in each of (A) to (C), is the same time axis so that the above-described change states can be compared.

【0142】また、図11(A)〜(C)において、t
0からt6は押圧ヘッド10による押圧接合動作におけ
る時間を示しておりt0は押圧ヘッド10による押圧接
合動作の開始の時間始点、t1は押圧ヘッド10の1次
下降動作の完了時点、t2は押圧ヘッド10の2次下降
動作の完了時点でありかつ圧接検出時点であり、tmは
半田又はインジウム接合材4の溶融開始時点、t3は半
田又はインジウム接合材4の固化冷却開始時点、t4は
押圧ヘッド10の1次上昇動作開始時点、t5は押圧ヘ
ッド10の2次上昇動作開始時点、t6は押圧ヘッド1
0による押圧接合動作の時間終点である。また、T0、
T1、T2及びTmは、押圧ヘッド10のセラミックヒ
ータ12の加熱温度であり、T0は加熱動作開始前にお
ける常温、T1は予備加熱温度、Tmは半田又はインジ
ウム接合材4の融点、T2は加熱溶融温度である。ま
た、H0、H1及びH2は、吸着ノズル11の先端高さ
位置であり、H0は昇降動作の上端位置、H1は1次下
降又は1次上昇高さ位置、H2は接合高さ位置である。
Further, in FIGS. 11A to 11C, t
0 to t6 indicate the time in the pressure bonding operation by the pressing head 10, t0 is the time starting point of the start of the pressure bonding operation by the pressing head 10, t1 is the completion time point of the primary lowering operation of the pressing head 10, and t2 is the pressing head. 10 is the completion time of the secondary descending operation and the pressure contact detection time, tm is the melting start time of the solder or indium bonding material 4, t3 is the solidification cooling start time of the solder or indium bonding material 4, and t4 is the pressing head 10. Of the pressing head 10, the time t5 is the time of starting the secondary rising operation of the pressing head 10, and the time t6 is the pressing head 1.
This is the time end point of the pressing and joining operation by 0. Also, T0,
T1, T2, and Tm are heating temperatures of the ceramic heater 12 of the pressing head 10, T0 is room temperature before starting heating operation, T1 is preheating temperature, Tm is melting point of solder or indium bonding material 4, and T2 is heating and melting. Is the temperature. Further, H0, H1 and H2 are the tip height positions of the suction nozzle 11, H0 is the upper end position of the lifting operation, H1 is the primary descending or primary raising height position, and H2 is the joining height position.

【0143】まず、図11(A)〜(C)における時間
t0からt1の時間区間において、昇降部19により押
圧ヘッド10が吸着ノズル11の先端高さがH0からH
1まで下降されて1次下降動作が行われるとともに、セ
ラミックヒータ12による予備加熱が開始され、吸着ノ
ズル11の温度がT0からT1まで上昇されて、吸着ノ
ズル11の温度が温度T1にて保持された状態とされ
る。なお、このとき、冷却ブローノズル14は停止状態
となっている。
First, in the time section from time t0 to time t1 in FIGS. 11A to 11C, the pressing head 10 is moved by the elevating part 19 so that the tip height of the suction nozzle 11 is from H0 to H.
The temperature is lowered to 1 and the primary lowering operation is performed, preheating by the ceramic heater 12 is started, the temperature of the suction nozzle 11 is increased from T0 to T1, and the temperature of the suction nozzle 11 is maintained at the temperature T1. Is set At this time, the cooling blow nozzle 14 is in a stopped state.

【0144】次に、時間t1からt2の時間区間におい
て、押圧ヘッド10の下降速度が上記時間t1からt2
の時間区間よりも弱められて、押圧ヘッド10が緩やか
に下降されて2次下降動作が行われ、吸着ノズル11の
先端高さがH1からH2まで下降される。時間t2にお
いて高さH2にて吸着ノズル11の先端部が電子部品1
又はヒートスプレッダ5の上面に当接し、電子部品1の
各半田バンプ2を回路基板3の各パッド3aに圧接させ
る、又はヒートスプレッダ5と電子部品1をインジウム
接合材4を介在させて圧接させるとともに、吸着ノズル
11による電子部品1又はヒートスプレッダ5の吸着保
持が行われる。それとともに、予備加熱により温度T1
に保持されている状態の吸着ノズル11が温度T2に向
けて再び加熱され、時間t2において上記圧接の検出と
ともに、電子部品1を介しての各半田バンプ2の溶融加
熱が、又はヒートスプレッダ5を介してのインジウム接
合材4の溶融加熱が開始される。なお、このとき、冷却
ブローノズル14は停止状態となっている。
Next, in the time section from time t1 to t2, the descending speed of the pressing head 10 is from the time t1 to t2.
Is weakened more than the time interval of, the pressing head 10 is gently lowered to perform the secondary lowering operation, and the tip height of the suction nozzle 11 is lowered from H1 to H2. At time t2, at the height H2, the tip portion of the suction nozzle 11 has the electronic component 1
Alternatively, the solder bumps 2 of the electronic component 1 are brought into contact with the upper surface of the heat spreader 5 and are brought into pressure contact with the pads 3a of the circuit board 3, or the heat spreader 5 and the electronic component 1 are brought into pressure contact with the indium bonding material 4 interposed therebetween, and adsorption is performed. The electronic component 1 or the heat spreader 5 is sucked and held by the nozzle 11. At the same time, the temperature T1 is set by preheating.
The adsorption nozzle 11 in the state of being held at the temperature is heated again toward the temperature T2, and at the time t2, the above-mentioned pressure contact is detected, and the melting and heating of each solder bump 2 via the electronic component 1 or the heat spreader 5 is performed. The melting and heating of all the indium bonding materials 4 is started. At this time, the cooling blow nozzle 14 is in a stopped state.

【0145】次に、時間t2からt3の時間区間におい
て、時間tmにて吸着ノズル11の温度は半田又はイン
ジウム接合材4の融点Tmに達せられて各半田バンプ2
又はインジウム接合材4の溶融が開始され、さらに温度
T2まで昇温された後、温度T2に保たれた状態とされ
て各半田バンプ2又はインジウム接合材4の溶融が行わ
れる。時間t2からtmまでの時間区間ににおいては押
圧ヘッド10による押圧力一定制御が行われる。その
後、時間tm若しくは時間tm経過後すぐに、各半田バ
ンプ2又はインジウム接合材4の溶融が開始されて上記
押圧力一定制御における押圧力の減少が検出されると、
上記押圧力一定制御より吸着ノズル11の先端高さ位置
の一定制御が行われ、時間t3まで上記先端高さ位置が
H2に保たれた状態とされる。
Next, in the time section from time t2 to time t3, the temperature of the suction nozzle 11 is reached to the melting point Tm of the solder or the indium bonding material 4 at the time tm and the solder bumps 2
Alternatively, the melting of the indium bonding material 4 is started, the temperature is further raised to the temperature T2, and then the solder bumps 2 or the indium bonding material 4 are melted while being kept at the temperature T2. In the time period from time t2 to tm, the pressing head 10 performs constant pressing force control. Thereafter, when the solder bumps 2 or the indium bonding material 4 starts to be melted immediately after the time tm or the time tm elapses, and a decrease in the pressing force in the pressing force constant control is detected,
A constant control of the tip height position of the suction nozzle 11 is performed by the pressing force constant control, and the tip height position is maintained at H2 until time t3.

【0146】次に、時間t3からt4の時間区間におい
て、吸着ノズル11の先端高さH2が保たれた状態に
て、時間t3にてセラミックヒータ12による加熱が停
止されるとともに、冷却ブローノズル14による冷却ブ
ローが開始され、溶融状態にある半田又はインジウム接
合材4が冷却されて、固化される。時間t4において、
冷却ブローノズル14による固化冷却が停止されるとと
もに、吸着ノズル11による電子部品1への吸着保持が
解除される。
Next, in the time section from time t3 to time t4, while the tip height H2 of the suction nozzle 11 is maintained, the heating by the ceramic heater 12 is stopped at time t3 and the cooling blow nozzle 14 The cooling blow is started, and the solder or indium bonding material 4 in the molten state is cooled and solidified. At time t4,
The solidification cooling by the cooling blow nozzle 14 is stopped, and the suction holding of the electronic component 1 by the suction nozzle 11 is released.

【0147】最後に、時間t4からt5の時間区間にお
いて、昇降部19により吸着ノズル11が先端高さH2
からH1まで微小に上昇されて1次上昇動作が行われ、
時間t5からt6の時間区間において、さらに吸着ノズ
ル11が先端高さH0まで上昇されて、2次上昇動作が
行われる。
Finally, in the time section from time t4 to time t5, the suction nozzle 11 moves the tip height H2 by the elevating part 19.
From H1 to H1 and the primary ascending operation is performed,
In the time section from time t5 to t6, the suction nozzle 11 is further raised to the tip height H0, and the secondary raising operation is performed.

【0148】なお、部品押圧接合装置101における夫
々の押圧ヘッド10により各回路基板3上の各電子部品
1又はヒートスプレッダ5に対して上記押圧接合動作が
個別かつ同時的に行われるが、回路基板3のたわみ等に
よる夫々の電子部品1又はヒートスプレッダ5の上面高
さが微小に異なる場合があり、このような場合にあって
は、図11(A)における上記圧接の検出時である時間
t2が、夫々の押圧ヘッド10毎に異なることとなる。
また、夫々の押圧ヘッド10に備えられているセラミッ
クヒータ12は同じ種類のものが備えられているもの
の、その加熱特性が微小に異なる場合もあり所定の温度
に達するまでの昇温に要する時間も異なる場合がある。
このような場合にあっては、図11(B)における半田
又はインジウム接合材4の融点に達する時間tmが、夫
々の押圧ヘッド10毎に異なり、これに伴い半田又はイ
ンジウム接合材4の溶融開始、すなわち、押圧力の減少
の検出時も夫々において異なることとなる。このため、
夫々の押圧ヘッド10においては、上記圧接の検出時、
又は上記融点に到達した時、又は上記押圧力の減少の検
出時のいずれかを基準として、以降の加熱に要する時
間、冷却に要する時間、接合高さ位置の一定制御を行う
時間、又は、吸着保持の解除時等が個別に判断されて個
別に押圧接合動作が行われる。従って、上記のような回
路基板3のたわみ、すなわち回路基板3(又は電子部品
1若しくはヒートスプレッダ5)の平面度による各電子
部品1又はヒートスプレッダ5の上面高さ位置の異なり
や夫々のセラミックヒータ12の加熱特性の相違(によ
る加熱時間の相違)等による夫々の押圧ヘッド10毎の
押圧接合動作条件の相違があるような場合であってもそ
の影響を受けることなく、正確かつ確実な押圧接合を行
うことができる。
The pressing bonding operation is individually and simultaneously performed on each electronic component 1 or heat spreader 5 on each circuit board 3 by each pressing head 10 in the component pressing and bonding apparatus 101. The upper surface height of each electronic component 1 or the heat spreader 5 may be slightly different due to the bending of the heat sink or the like. In such a case, the time t2 at the time of detecting the pressure contact in FIG. It differs for each pressing head 10.
Further, although the ceramic heaters 12 included in the respective pressing heads 10 are of the same type, the heating characteristics thereof may be slightly different, and the time required to raise the temperature to a predetermined temperature is also small. May be different.
In such a case, the time tm for reaching the melting point of the solder or indium bonding material 4 in FIG. 11B is different for each pressing head 10, and accordingly the melting of the solder or indium bonding material 4 starts. That is, the detection of the decrease in the pressing force also differs. For this reason,
In each pressing head 10, when the press contact is detected,
Alternatively, when the melting point is reached, or when the decrease in the pressing force is detected, the time required for subsequent heating, the time required for cooling, the time for performing constant control of the joint height position, or adsorption When the holding is released, etc. are individually determined, and the pressing and joining operation is individually performed. Therefore, the deflection of the circuit board 3 as described above, that is, the difference in the top surface height position of each electronic component 1 or the heat spreader 5 due to the flatness of the circuit substrate 3 (or the electronic component 1 or the heat spreader 5) and the respective ceramic heaters 12 are different. Even if there is a difference in the pressure bonding operation condition for each pressure head 10 due to a difference in heating characteristics (difference in heating time), accurate and reliable pressure bonding is performed without being affected by the difference. be able to.

【0149】また、図11(B)における各押圧ヘッド
10による押圧接合動作の際の加熱温度変化状態(加熱
曲線)に一定の温度幅を持たせ(例えば加熱曲線上の温
度に対して±5℃の幅を持たせ)、加熱動作中において
上記温度幅を外れるような場合に当該押圧ヘッド10の
動作にエラーが発生したものと制御部9にてみなすよう
な場合であってもよい。なお、上記加熱温度の他に、押
圧力、接合高さ位置等に幅を持たせて、同様に上記幅を
外れるような場合にエラーとみなすような場合であって
もよい。
Further, the heating temperature change state (heating curve) at the time of the pressure bonding operation by each pressing head 10 in FIG. 11B has a certain temperature range (for example, ± 5 with respect to the temperature on the heating curve). The control unit 9 may consider that an error has occurred in the operation of the pressing head 10 when the temperature range deviates from the above temperature range during the heating operation. In addition to the above heating temperature, there may be a case in which a pressing force, a joining height position, and the like have a width, and when the width deviates from the above range, it is regarded as an error.

【0150】また、部品押圧接合装置101において各
押圧ヘッド10毎にセラミックヒータ12が備えられて
おり、各セラミックヒータ12により個別に半田バンプ
2又はインジウム接合材4の加熱を行うような場合に代
えて(変形例として)、例えば、部品押圧接合装置10
1における第1ステージ35及び第2ステージ36の夫
々に備えられ、かつ回路基板3に配置された電子部品3
又はヒートスプレッダ5のうちの複数の電子部品3毎に
おける半田バンプ2又は複数のヒートスプレッダ5毎に
おけるインジウム接合材4を加熱する加熱装置の一例で
ある加熱部が複数設置されているような場合であっても
よい。
Further, in the component pressing and bonding apparatus 101, a ceramic heater 12 is provided for each pressing head 10, and instead of each ceramic heater 12, the solder bump 2 or the indium bonding material 4 is heated individually. (As a modified example), for example, the component pressure joining device 10
1. The electronic component 3 provided in each of the first stage 35 and the second stage 36 in FIG. 1 and arranged on the circuit board 3.
Alternatively, a case where a plurality of heating units, which are an example of a heating device that heats the solder bumps 2 in each of the plurality of electronic components 3 of the heat spreader 5 or the indium bonding material 4 in each of the plurality of heat spreaders 5, is installed. Good.

【0151】このような場合にあっては、例えば、上記
複数の加熱部のうちの1つの加熱部により加熱される夫
々の電子部品1において、夫々の押圧ヘッド10による
圧接が全て検出されたことを制御部9にて確認された後
に、上記1つの加熱部による溶融加熱を開始し、上記夫
々の電子部品1における半田バンプ2又はインジウム接
合材4の一括した溶融加熱を行うこととなる。
In such a case, for example, in each electronic component 1 heated by one heating unit of the plurality of heating units, all the pressure contact by each pressing head 10 is detected. After being confirmed by the control unit 9, the melting heating by the one heating unit is started, and the melting heating of the solder bumps 2 or the indium bonding material 4 in each of the electronic components 1 is collectively performed.

【0152】このように複数の電子部品1をまとめて加
熱可能な加熱部を複数備えさせるような場合にあって
は、各押圧ヘッド10に個別にセラミックヒータ12を
備えさせる必要がなく、押圧ヘッド10の軽量化を行う
ことができ、押圧ヘッド10の移動速度の高速化による
生産性の向上を図ることができるとともに、加熱装置の
コストの削減を行うことが可能となる。
In the case where a plurality of heating parts capable of heating a plurality of electronic components 1 together are provided as described above, it is not necessary to individually provide the ceramic heater 12 to each pressing head 10, and the pressing heads are not required. The weight of the heating head 10 can be reduced, the productivity can be improved by increasing the moving speed of the pressing head 10, and the cost of the heating device can be reduced.

【0153】なお、上記図11(A)〜(C)における
タイムチャートに示すような押圧接合動作に代えて(上
記押圧接合動作の変形例として)、図11(A)の時間
t2において、吸着ノズル11の先端部が電子部品1又
はヒートスプレッダ5に接合高さH2にて当接した後、
吸着ノズル11の先端部を、さらに、微小に段階的に下
降させて、例えば、吸着ノズル11の先端を1μm単位
で下降させて、回路基板3の各パッド3aに各半田バン
プ2が圧接された電子部品1に、又は電子部品1にイン
ジウム接合材4を介在させて圧接されたヒートスプレッ
ダ5に、段階的に押圧力を加えるような場合であっても
よい。このような場合にあっては、上記圧接の検出後
(若しくは吸着ノズル11と電子部品1又はヒートスプ
レッダ5との上記当接の後)、上記段階的に荷重を加え
て行くことにより、接合高さを上記接合高さH2から微
小に下降させることができるため、電子部品1の各半田
バンプ2の形成高さにばらつきがあるような場合であっ
ても、段階的に各半田バンプ2に押圧力を加えていくこ
とにより、各半田バンプ2をつぶすことなく、その形状
を徐々に変形させていくことができ、各半田バンプ2と
回路基板3の各パッド3aの接触性を高めることができ
る。また、ヒートスプレッダ5の凹部5a内側に供給さ
れたインジウム接合材4に気泡が含まれるような場合で
あっても、段階的にインジウム接合材4に押圧力を加え
ていくことにより、インジウム接合材4の内部にて気泡
を取り囲んでしまうことなく、気泡を徐々にインジウム
接合材4の端部に押し退けながら除去して、ヒートスプ
レッダ5と電子部品1のインジウム接合材4を介在させ
ての接触性を高めることが可能となる。
Instead of the pressing and joining operation as shown in the time charts of FIGS. 11A to 11C (as a modification of the above-mentioned pressing and joining operation), suction is performed at time t2 of FIG. 11A. After the tip portion of the nozzle 11 contacts the electronic component 1 or the heat spreader 5 at the joint height H2,
The tip of the suction nozzle 11 is further lowered in small steps, for example, the tip of the suction nozzle 11 is lowered by a unit of 1 μm, and the solder bumps 2 are pressed onto the pads 3a of the circuit board 3. There may be a case where a pressing force is applied stepwise to the electronic component 1 or to the heat spreader 5 pressed against the electronic component 1 with the indium bonding material 4 interposed. In such a case, after the pressure contact is detected (or after the contact between the suction nozzle 11 and the electronic component 1 or the heat spreader 5), the load is gradually applied to increase the joining height. Can be slightly lowered from the bonding height H2, and therefore, even when the formation height of each solder bump 2 of the electronic component 1 varies, the pressing force is applied to each solder bump 2 stepwise. By adding the above, the shape of each solder bump 2 can be gradually deformed without being crushed, and the contact property between each solder bump 2 and each pad 3a of the circuit board 3 can be enhanced. Even when the indium bonding material 4 supplied to the inside of the recess 5 a of the heat spreader 5 contains bubbles, the pressing force is gradually applied to the indium bonding material 4 to gradually increase the indium bonding material 4. The bubbles are gradually pushed away to the end of the indium bonding material 4 without being surrounded by the inside of the inside of the space, and the contact between the heat spreader 5 and the indium bonding material 4 of the electronic component 1 is increased. It becomes possible.

【0154】次に、部品押圧接合装置101における回
路基板3の搬入及び搬出方法について説明する。図12
から図14は、部品押圧接合装置101における回路基
板3の搬入及び搬出手順について模式的に示した図であ
る。なお、図12から図14は、図1における部品押圧
接合装置101のローダー37及びアンローダー38の
変形例となっている。
Next, a method of loading and unloading the circuit board 3 in the component pressure bonding apparatus 101 will be described. 12
14 to 14 are diagrams schematically showing the procedure for loading and unloading the circuit board 3 in the component pressure bonding apparatus 101. 12 to 14 are modified examples of the loader 37 and the unloader 38 of the component pressing and joining apparatus 101 in FIG.

【0155】まず、図1において、部品押圧接合装置1
01において、第1ステージ35及び第2ステージ36
に回路基板3を供給するローダー37は、回路基板3の
図示Y軸方向における両端部を支持可能な2本のレール
37aを上下に2組備えている。さらに、この2組のレ
ールのうちの上方に設置されている第1レール37a−
1を、回路基板3を支持可能な状態にて図示Y軸方向に
移動させる第1移動機構(図示しない)と、第1移動機
構により第1レール37a−1が移動された後、その下
方に設置されている第2レール37a―2を第1レール
37a−1と同じ高さレベルまで上昇させる昇降機構
(図示しない)、及び第1レール37a−1及び第2レ
ール37a−2に支持された各回路基板3を同時的にス
ライドベース34上の第1ステージ35及び第2ステー
ジ36の各レール35a及び36a上に移動させる第2
移動機構(図示しない)とを備えている。なお、第1移
動機構の一例としては、その軸心回りに回転可能にY軸
方向に機台に固定されたボールねじ軸と、上記ボールね
じ軸に螺合されかつ第1レール37a―1を固定してい
るナット、及び上記ボールねじ軸の端部に固定されかつ
ボールねじ軸の上記軸心回りの回転を行う駆動モータ等
により構成される機構がある。また、昇降機構の一例と
しては圧縮空気や油圧等を用いて上下動を行うシリンダ
及びシリンダブロックにより構成される機構がある。
First, referring to FIG. 1, the component pressing and joining apparatus 1
01, the first stage 35 and the second stage 36
The loader 37 that supplies the circuit board 3 to the upper and lower sides is provided with two sets of two rails 37a that can support both ends of the circuit board 3 in the Y-axis direction in the figure. Further, the first rail 37a- installed above the two sets of rails.
1, a first moving mechanism (not shown) that moves the circuit board 3 in the Y-axis direction in the state in which the circuit board 3 can be supported, and after the first moving mechanism moves the first rail 37a-1, It is supported by a lifting mechanism (not shown) that raises the installed second rail 37a-2 to the same height level as the first rail 37a-1, and the first rail 37a-1 and the second rail 37a-2. Second movement of each circuit board 3 on the rails 35a and 36a of the first stage 35 and the second stage 36 on the slide base 34 simultaneously
And a moving mechanism (not shown). As an example of the first moving mechanism, a ball screw shaft fixed to the machine base in the Y-axis direction so as to be rotatable about its axis and a first rail 37a-1 screwed onto the ball screw shaft are provided. There is a mechanism that includes a fixed nut and a drive motor that is fixed to the end of the ball screw shaft and that rotates the ball screw shaft around the axis. Further, as an example of the lifting mechanism, there is a mechanism including a cylinder and a cylinder block that move up and down by using compressed air, hydraulic pressure, or the like.

【0156】また、第1ステージ35及び第2ステージ
36より回路基板3を取り出して排出するアンローダー
38は、上記において説明したローダーと同様な構成と
なっており、アンローダー38は上下に設置されている
第1レール38a−1及び第2レール38a−2と、第
1レール38a−1の第1移動機構(図示しない)と、
第2レール38a―2の昇降機構(図示しない)、及び
第1ステージ35及び第2ステージ36の各レール35
a及び36aに支持された各回路基板3を第1レール3
8a−1及び第2レール38a−2上に同時的に移動さ
せる第2移動機構(図示しない)とを備えている。
Further, the unloader 38 for taking out and discharging the circuit board 3 from the first stage 35 and the second stage 36 has the same construction as the loader described above, and the unloader 38 is installed vertically. A first rail 38a-1 and a second rail 38a-2, a first moving mechanism (not shown) for the first rail 38a-1,
A lifting mechanism (not shown) for the second rail 38a-2, and each rail 35 of the first stage 35 and the second stage 36.
a and 36a, the respective circuit boards 3 supported by the first rail 3
8a-1 and the 2nd moving mechanism (not shown) which moves simultaneously on the 2nd rail 38a-2.

【0157】まず、図12(A)に示すように、部品押
圧接合装置101において、部品の押圧接合が施される
作業部101aにて部品の押圧接合が施される複数の回
路基板3のうちの回路基板3−A1が、図12(B)に
示すように、ローダー37における第1レール37a−
1上に図示X軸方向左側より供給される。なお、作業部
101aとは、押圧接合装置101における機台上にお
いて、メインフレーム20に支持された各押圧ヘッド1
0による押圧接合動作が行われる領域のことである。
First, as shown in FIG. 12 (A), in the component pressure bonding apparatus 101, among the plurality of circuit boards 3 to which the component pressure bonding is applied in the working portion 101a where the component pressure bonding is performed. The circuit board 3-A1 of the first rail 37a- of the loader 37, as shown in FIG.
1 is supplied from the left side in the X-axis direction in the figure. The working unit 101a is the pressing head 1 supported by the main frame 20 on the machine base of the pressing and joining apparatus 101.
It is a region where the pressing and joining operation by 0 is performed.

【0158】次に、図12(C)に示すように、ローダ
ー37において回路基板3−A1を支持した状態の第1
レール37a−1が第1移動機構により図示Y軸方向下
向きへ移動されるとともに、第2レール37a−2が昇
降機構により上昇されて、別の回路基板3−A2が第2
レール37a−2上に図示X軸方向左側より供給され
る。
Next, as shown in FIG. 12C, the first state in which the circuit board 3-A1 is supported by the loader 37.
The rail 37a-1 is moved downward by the first moving mechanism in the Y-axis direction in the figure, and the second rail 37a-2 is raised by the elevating mechanism so that another circuit board 3-A2 is moved to the second position.
It is supplied onto the rail 37a-2 from the left side in the X-axis direction in the drawing.

【0159】その後、図13(D)に示すように、ロー
ダー37の第2移動機構により、第1レール37a−1
に支持されている回路基板3−A1がスライドベース3
4上の第1ステージ35上に、第2レール37a−2に
支持されている回路基板3−A2がスライドベース34
上の第2ステージ36上に、夫々同時的に移動される。
回路基板3−A1及び回路基板3−A2が移動された
後、第1移動機構及び昇降機構により第1レール37a
―1及び第2レール37a―2が夫々移動されて図12
(a)に示す位置に戻される。
After that, as shown in FIG. 13D, the second moving mechanism of the loader 37 causes the first rail 37a-1 to move.
The circuit board 3-A1 supported by the slide base 3
4, the circuit board 3-A2 supported by the second rail 37a-2 is mounted on the first stage 35 on the slide base 34.
They are simultaneously moved to the upper second stage 36.
After the circuit board 3-A1 and the circuit board 3-A2 are moved, the first rail 37a is moved by the first moving mechanism and the elevating mechanism.
-1 and the second rail 37a-2 have been moved respectively, and as shown in FIG.
It is returned to the position shown in (a).

【0160】次に、図13(E)に示すように、Y軸方
向移動機構33によりスライドベース34が図示Y軸方
向上向きに移動され、第1ステージ35及び第2ステー
ジ36上の回路基板3−A1及び回路基板3−A2が作
業部101aに移動され、作業部101aにおいて各押
圧ヘッド10により部品の押圧接合が行われる。それと
ともに、別の回路基板3−B1がローダー37の第1レ
ール37a−1上に図示X軸方向左側より供給される。
Next, as shown in FIG. 13E, the slide base 34 is moved upward in the Y-axis direction in the drawing by the Y-axis direction moving mechanism 33, and the circuit board 3 on the first stage 35 and the second stage 36. -A1 and the circuit board 3-A2 are moved to the working unit 101a, and the pressing heads 10 in the working unit 101a perform pressure bonding of components. At the same time, another circuit board 3-B1 is supplied onto the first rail 37a-1 of the loader 37 from the left side in the X-axis direction in the drawing.

【0161】その後、図13(F)に示すように、作業
部101aにおいて、第1ステージ35及び第2ステー
ジ36における回路基板3−A1及び回路基板3−A2
は、Y軸方向移動機構33によりスライドベース34が
移動されて、図示Y軸方向下向きに移動される。それと
ともに、ローダー37において、回路基板3−B1を支
持している状態の第1レール37a−1が図示Y軸方向
下向きに移動され、第2レール37a−2上に別の回路
基板3−B2が図示X軸方向左側より供給される。
Thereafter, as shown in FIG. 13F, in the working section 101a, the circuit board 3-A1 and the circuit board 3-A2 in the first stage 35 and the second stage 36.
The slide base 34 is moved by the Y-axis direction moving mechanism 33 and is moved downward in the Y-axis direction in the figure. At the same time, in the loader 37, the first rail 37a-1 supporting the circuit board 3-B1 is moved downward in the Y-axis direction in the drawing, and the other circuit board 3-B2 is placed on the second rail 37a-2. Is supplied from the left side in the X-axis direction in the figure.

【0162】次に、図14(G)に示すように、アンロ
ーダー38の第2移動機構により、第1ステージ35及
び第2ステージ36上の回路基板3−A1及び回路基板
3−A2が、夫々アンローダー38における第1レール
38a−1及び第2レール38a−2上に移動される。
それとともに、ローダー37における第1レール37a
−1及び第2レール37a−2上の回路基板3−B1及
び回路基板3−B2が、ローダー37の第2移動機構に
より、夫々第1ステージ35及び第2ステージ36上に
移動される。
Next, as shown in FIG. 14G, the circuit board 3-A1 and the circuit board 3-A2 on the first stage 35 and the second stage 36 are moved by the second moving mechanism of the unloader 38. The unloader 38 is moved onto the first rail 38a-1 and the second rail 38a-2, respectively.
At the same time, the first rail 37a of the loader 37
-1, and the circuit board 3-B1 and the circuit board 3-B2 on the second rail 37a-2 are moved onto the first stage 35 and the second stage 36 by the second moving mechanism of the loader 37, respectively.

【0163】次に、図14(H)に示すように、アンロ
ーダー38における第2レール38a−2上の回路基板
3が図示X軸方向右向きに移動されて、部品押圧接合装
置101より排出される。その後、第2レール38a−
2が昇降機構により下降されて、第1レール38a−1
が回路基板3−A1を支持した状態で、第1移動機構に
より第2レール38a−2の上方に移動される。それと
ともに、Y軸方向移動機構33により、回路基板3−B
1及び回路基板3−B2が作業部101aに移動され
る。
Next, as shown in FIG. 14H, the circuit board 3 on the second rail 38a-2 in the unloader 38 is moved to the right in the X-axis direction in the drawing, and is ejected from the component pressing and joining apparatus 101. It Then, the second rail 38a-
2 is lowered by the lifting mechanism, and the first rail 38a-1
Supporting the circuit board 3-A1 is moved by the first moving mechanism to above the second rail 38a-2. At the same time, the circuit board 3-B is moved by the Y-axis direction moving mechanism 33.
1 and the circuit board 3-B2 are moved to the working unit 101a.

【0164】その後、図14(I)に示すように、アン
ローダー38における第1レール38a−1上の回路基
板3−A1が図示X軸方向右向きに移動されて、部品押
圧接合装置101より排出される。
Thereafter, as shown in FIG. 14 (I), the circuit board 3-A1 on the first rail 38a-1 in the unloader 38 is moved rightward in the X-axis direction in the drawing, and is ejected from the component pressing and joining apparatus 101. To be done.

【0165】以上のような各動作が、各回路基板3に対
して繰り返して連続的に施されることにより、部品押圧
接合装置101に対して各回路基板3の搬入及び搬出が
行われる。
The above-described operations are repeatedly and continuously performed on each circuit board 3, so that each circuit board 3 is carried in and out of the component pressing and joining apparatus 101.

【0166】なお、上記図12から図14において説明
したように、ローダー37及びアンローダー38が回路
基板3の搬送を行うレールをレール37a−1、37a
−2、38a−1、及び38a−2の夫々2組ずつ備え
る場合に限定されるものではなく、図1の部品押圧接合
装置101におけるローダー37及びアンローダー38
のように、回路基板3の搬送を行うレールをレール37
a及び38aの1組ずつしか備えないような場合であっ
てもよい。
As described above with reference to FIGS. 12 to 14, the rails 37a-1 and 37a are used by the loader 37 and the unloader 38 to carry the circuit board 3.
-2, 38a-1, and 38a-2 are not limited to the case where each two sets are provided, and the loader 37 and the unloader 38 in the component pressure bonding apparatus 101 of FIG.
As shown in FIG.
The case may be such that only one set of a and 38a are provided.

【0167】また、部品押圧接合装置101における回
路基板3の搬入及び搬出が上記のように図1におけるX
軸方向において行われる場合に代えて、Y軸方向におい
て回路基板3の搬入及び搬出を行うような場合であって
もよい。このような場合における部品押圧装置102の
斜視図を図16に示す。
In addition, the loading and unloading of the circuit board 3 in the component pressing and joining apparatus 101 is performed by the X in FIG. 1 as described above.
Instead of the axial direction, the circuit board 3 may be loaded and unloaded in the Y-axis direction. FIG. 16 shows a perspective view of the component pressing device 102 in such a case.

【0168】図16に示すように、部品押圧接合装置1
02においては、部品押圧接合装置101におけるロー
ダー37及びアンローダ38の設置位置が異なるのみで
あり、その他の構成部材については部品押圧接合装置1
01と同様である。部品押圧接合装置102における第
1ステージ35及び第2ステージ36の図示Y軸方向左
側にローダー137が設置されており、また、第1ステ
ージ35及び第2ステージ36の図示Y軸方向右側にア
ンローダー138が設置されている。また、ローダー1
37及びアンローダー138は、回路基板3のX軸方向
における両端部を夫々が備えるレールにて支持可能とな
っている。図16において、部品押圧接合装置102の
ローダー137に供給された2枚の回路基板3は、ロー
ダー137のレールに支持されながらY軸方向右向きに
移動され、第1ステージ35及び第2ステージ36に供
給される。第1ステージ35及び第2ステージ36にお
いて各押圧ヘッド10により各部品の押圧接合が施され
た後、第1ステージ35及び第2ステージ36より夫々
の回路基板3がアンローダー138に取り出され、アン
ローダー138のレールに支持されながらY軸方向右向
きに移動されて、部品押圧接合装置102より夫々の回
路基板3が搬出される。
As shown in FIG. 16, the component pressing and joining apparatus 1
02, only the installation positions of the loader 37 and the unloader 38 in the component pressure bonding apparatus 101 are different, and the other components are the component pressure bonding apparatus 1
The same as 01. A loader 137 is installed on the left side of the first stage 35 and the second stage 36 in the Y axis direction in the figure in the component pressing and joining apparatus 102, and an unloader is installed on the right side of the first stage 35 and the second stage 36 in the Y axis direction in the figure. 138 is installed. Also, loader 1
The 37 and the unloader 138 can be supported by rails provided at both ends of the circuit board 3 in the X-axis direction. In FIG. 16, the two circuit boards 3 supplied to the loader 137 of the component pressure bonding apparatus 102 are moved rightward in the Y-axis direction while being supported by the rails of the loader 137, and are moved to the first stage 35 and the second stage 36. Supplied. After the components are pressed and joined by the pressing heads 10 in the first stage 35 and the second stage 36, the respective circuit boards 3 are taken out from the first stage 35 and the second stage 36 by the unloader 138, and the unloader 138 is operated. While being supported by the rails of the loader 138, they are moved rightward in the Y-axis direction, and the respective circuit boards 3 are carried out from the component pressing and joining apparatus 102.

【0169】このような部品押圧接合装置102におい
ては、ローダー137及びアンローダー138における
回路基板3の移動を図示Y軸方向沿いの移動のみとする
ことができるため、ローダー137及びアンローダー1
38の構造を簡単なものとすることができ、部品押圧接
合装置102の製作コストを削減することができる。
In such a component pressing and joining apparatus 102, since the circuit board 3 in the loader 137 and the unloader 138 can be moved only along the Y-axis in the drawing, the loader 137 and the unloader 1 can be used.
The structure of 38 can be simplified, and the manufacturing cost of the component pressure bonding apparatus 102 can be reduced.

【0170】上記実施形態によれば、以下のような種々
の効果を得ることができる。
According to the above embodiment, the following various effects can be obtained.

【0171】まず、部品押圧接合装置101において、
押圧することにより電子部品1やヒートスプレッダ5等
の部品を接合させる押圧ヘッド10が複数備えられてい
る場合において、押圧ヘッド10を下降させることによ
り上記部品へ押圧力を作用させる昇降部19が、従来に
おける部品押圧接合装置のように複数の押圧ヘッドに対
して1つのみ設置されているのではなく、各押圧ヘッド
10毎に個別に備えられていることにより、また、さら
に、押圧ヘッド10により上記部品に対して作用された
接合押圧力を検出するロードセル16が各押圧ヘッド1
0毎に個別に備えられ、各押圧ヘッド10毎に個別に上
記検出された接合押圧力に基づいて制御部9により各昇
降部19を個別に制御することにより、押圧される上記
部品の形成精度による形状のばらつき、又は回路基板3
の形成精度による平面度の不均一、又は上記部品又は回
路基板3の保管状態による形状の変形による形状のばら
つきや平面度の不均一等により、押圧される上記各部品
の上面高さが夫々微小に異なっている場合においても、
各押圧ヘッド10毎に個別に(言いかえれば、独立的
に)かつ同時的に夫々の上記部品の状態(上記部品の形
成精度や回路基板3の形成精度等の状態)に応じて個別
に押圧力を制御することができる。
First, in the component pressure bonding apparatus 101,
In the case where a plurality of pressing heads 10 for joining components such as the electronic component 1 and the heat spreader 5 by pressing are provided, the elevating unit 19 that applies a pressing force to the components by lowering the pressing head 10 is conventionally used. The above-mentioned component pressing and joining apparatus is not provided with only one for a plurality of pressing heads, but is provided individually for each pressing head 10. The load cell 16 for detecting the joining pressing force applied to the parts is provided in each pressing head 1.
The accuracy of forming the above-mentioned parts to be pressed by individually controlling each elevating part 19 by the controller 9 based on the bonding pressing force detected individually for each pressing head 10 Variation in shape due to
The top surface height of each of the above-mentioned parts to be pressed is very small due to the unevenness of flatness due to the forming accuracy of Even if they differ
The pressing heads 10 are individually (in other words, independently) and simultaneously pressed individually in accordance with the states of the above-mentioned components (states such as the formation precision of the components and the formation precision of the circuit board 3). The pressure can be controlled.

【0172】例えば、電子部品1の各電極1a上に形成
された各半田バンプ2の高さにばらつきがあるような場
合、又は、回路基板3に部分的に歪みが発生し、その部
分において配置されている電子部品1の上面高さが他の
電子部品1の上面高さと異なるような場合等において
は、各押圧ヘッド10の吸着ノズル11の先端部と電子
部品1の上面との当接タイミングが、全ての押圧ヘッド
10において同時とはならず、また、押圧ヘッド10に
よる電子部品1及び回路基板3への押圧力においても各
押圧ヘッド10間においてばらつきが発生することもあ
る。このような場合においても、各押圧ヘッド10毎に
個別かつ同時的に押圧力が制御可能となっているため
に、押圧接合された各電子部品1は、一定の高い接合位
置精度でもって接合が施されることとなる。従って、複
数の押圧ヘッド10により、複数の部品に対して、同時
的に高い接合位置精度でもって、効率よく部品の押圧接
合を行い高い生産性を有する部品押圧接合方法及び接合
装置を提供することが可能となる。
For example, when the height of each solder bump 2 formed on each electrode 1a of the electronic component 1 varies, or when the circuit board 3 is partially distorted and placed at that portion. When the height of the top surface of the electronic component 1 being held is different from the height of the top surface of another electronic component 1, etc., the contact timing between the tip of the suction nozzle 11 of each pressing head 10 and the top surface of the electronic component 1 However, the pressing heads 10 do not perform simultaneously, and the pressing force applied to the electronic component 1 and the circuit board 3 by the pressing heads 10 may vary among the pressing heads 10. Even in such a case, since the pressing force can be controlled individually and simultaneously for each pressing head 10, the electronic components 1 that have been pressure-bonded can be bonded with a certain high bonding position accuracy. Will be given. Accordingly, a plurality of pressing heads 10 are provided to provide a component pressing and joining method and a joining device having high productivity by performing the pressure joining of the components to the plurality of components simultaneously with high joining position accuracy. Is possible.

【0173】また、各押圧ヘッド10の吸着ノズル11
の先端部と電子部品1又はヒートスプレッダ5の上面を
当接させるとともに吸着ノズル11により電子部品1又
はヒートスプレッダ5の上面を吸着保持して、電子部品
1の各半田バンプ2と回路基板3の各パッド3aを確実
に接触させた後、又はヒートスプレッダ5と電子部品1
とをインジウム接合材4を介在させて確実に面接触させ
た後、各半田バンプ2又はインジウム接合材4の加熱に
よる溶融を開始させ、各押圧ヘッド10の吸着ノズル1
1による電子部品1又はヒートスプレッダ5への吸着保
持の解除のタイミングを、半田又はインジウム接合材4
の溶融中に解除するのではなく、半田又はインジウム接
合材4が溶融後固化された後に解除を行う。これによ
り、各押圧ヘッド10の吸着ノズル11による電子部品
1又はヒートスプレッダ5への吸着保持の解除を行う際
に吸着ノズル11において発生する真空破壊ブロー等に
より、電子部品1又はヒートスプレッダ5の接合位置の
ずれを無くすことができる。従って、吸着ノズル11に
おける真空破壊ブローによる部品の接合位置ずれが問題
となるような高い接合位置精度が要求される部品の回路
基板への接合を行うことが可能となる。
Further, the suction nozzle 11 of each pressing head 10
Of the electronic component 1 or the heat spreader 5 and the upper surface of the electronic component 1 or the heat spreader 5 is suction-held by the suction nozzle 11, and each solder bump 2 of the electronic component 1 and each pad of the circuit board 3 is held. After surely contacting 3a, or the heat spreader 5 and the electronic component 1
And the indium bonding material 4 are intervened with certainty, and then the solder bumps 2 or the indium bonding material 4 are melted by heating, and the suction nozzles 1 of the pressing heads 10 are started.
The timing of releasing the adsorption and holding to the electronic component 1 or the heat spreader 5 by the solder 1 or the indium bonding material 4
Is not released during melting, but is released after the solder or indium bonding material 4 is melted and solidified. Thereby, when the suction holding of the electronic component 1 or the heat spreader 5 by the suction nozzle 11 of each pressing head 10 is released, the joining position of the electronic component 1 or the heat spreader 5 is changed by the vacuum breaking blow or the like generated in the suction nozzle 11. The gap can be eliminated. Therefore, it is possible to perform the joining of the component to the circuit board, which requires the high precision of the joining position, which causes the problem of the displacement of the joining position of the component due to the vacuum breaking blow in the suction nozzle 11.

【0174】また、各押圧ヘッド10毎において、ヘッ
ドフレーム18のスプリング受部18aと軸15のスプ
リング受部15aに取り付けられて軸15を支えている
自重相殺スプリング17により、押圧ヘッド上部10b
におけるヘッドフレーム18の下端が、押圧ヘッド下部
11aの上端であるロードセル16の押圧力検出面に、
常時押圧されて接されていることにより、ロードセル1
6において押圧ヘッド下部10aの上方向に働く押圧力
を検出すること可能となっている。
Further, in each of the pressing heads 10, a self-weight counterbalance spring 17 attached to the spring receiving portion 18a of the head frame 18 and the spring receiving portion 15a of the shaft 15 to support the shaft 15 is used to press the upper portion of the pressing head 10b.
The lower end of the head frame 18 at the pressing force detection surface of the load cell 16 which is the upper end of the pressing head lower part 11a.
The load cell 1 is always pressed and contacted.
6, it is possible to detect the pressing force acting in the upward direction of the pressing head lower portion 10a.

【0175】これにより、電子部品1の各半田バンプ2
と回路基板3の各電極3aが圧接されたとき、又はヒー
トスプレッダ5と電子部品1がインジウム接合材4を介
在させて圧接されたときに両者の間に発生する接合押圧
力の反作用力により、ロードセル16の押圧力検出面で
ある上面がヘッドフレーム18の下端を押し上げ、これ
によりこの接合押圧力をロードセル16にて確実に検出
することが可能となる。
As a result, each solder bump 2 of the electronic component 1
When the electrodes 3a of the circuit board 3 and the heat spreader 5 and the electronic component 1 are pressed against each other with the indium bonding material 4 interposed therebetween, the reaction force of the bonding pressing force generated between the two causes the load cell The upper surface, which is the pressing force detection surface of 16, pushes up the lower end of the head frame 18, and this makes it possible for the load cell 16 to reliably detect this bonding pressing force.

【0176】従って、この接合押圧力の検出により、制
御部9において、吸着ノズル11の先端部と電子部品1
の上面又はヒートスプレッダ5の上面が当接したことを
検出ことができるとともに、制御部9において、検出さ
れた接合押圧力に基づいて、昇降部19による押圧ヘッ
ド10の下降量が微小に制御され、検出される接合押圧
力が予め設定された設定押圧力となるように実際の接合
押圧力をより正確に制御することができる。よって、電
子部品やヒートスプレッダ等のような部品の接合を繰り
返して行う際に、常に予め設定された設定押圧力におい
て確実かつ正確に部品の接合を行うことができ、部品の
接合品質を安定化させることが可能となる。
Therefore, by detecting the joining pressing force, the controller 9 causes the tip of the suction nozzle 11 and the electronic component 1 to be detected.
It is possible to detect that the upper surface of the heat spreader 5 or the upper surface of the heat spreader 5 is in contact, and the control unit 9 minutely controls the descending amount of the pressing head 10 by the elevating unit 19 based on the detected joining pressing force. The actual welding pressure can be controlled more accurately so that the welding pressure detected becomes a preset pressure. Therefore, when repeatedly joining components such as an electronic component and a heat spreader, the components can be reliably and accurately joined at a preset pressing force, and the joining quality of the components is stabilized. It becomes possible.

【0177】また、各押圧ヘッド10による電子部品1
の各半田バンプ2と回路基板3の各パッド3aとの圧接
後、又はヒートスプレッダ5と電子部品1とのインジウ
ム接合材4を介在させての圧接後、各押圧ヘッド10毎
において、押圧ヘッド10による押圧力一定制御の状態
として、ロードセル16により接合押圧力の検出を行
い、その後、セラミックヒータ12の加熱により吸着ノ
ズル11の温度が昇温され、ロードセル16において接
合押圧力の減少が検出されたときを各半田の溶融開始、
又はインジウム接合材4の溶融開始と判断して、押圧ヘ
ッド10による上記押圧力一定制御から、吸着ノズル1
1の先端高さ位置を一定とする位置制御に切替えること
により、各半田又はインジウム接合材4の溶融時におい
ても、吸着ノズル11の先端高さ位置を一定とすること
ができる。
Also, the electronic component 1 by each pressing head 10
After the pressure contact between each solder bump 2 and each pad 3a of the circuit board 3 or after the pressure contact between the heat spreader 5 and the electronic component 1 with the indium bonding material 4 interposed therebetween, each pressure head 10 is pressed by the pressure head 10. When the bonding pressure is detected by the load cell 16 in the constant pressing force control state, and then the temperature of the adsorption nozzle 11 is raised by the heating of the ceramic heater 12, and the decrease of the bonding pressure is detected in the load cell 16. Start melting each solder,
Alternatively, it is determined that the indium bonding material 4 has begun to melt, and the suction head 1 is controlled by the pressing head 10 to control the constant pressing force.
By switching to position control in which the tip height position of No. 1 is made constant, the tip height position of the suction nozzle 11 can be made constant even when each solder or indium bonding material 4 is melted.

【0178】これにより、電子部品1の各半田バンプ2
が溶融されたとき、又はインジウム接合材4が溶融され
たときにおいて、吸着ノズル11の先端位置が下がるこ
とにより、溶融状態にある各半田バンプ2又はインジウ
ム接合材4がつぶれてしまうことを防止することがで
き、各半田又はインジウム接合材4の溶融中においても
電子部品又はヒートスプレッダの接合高さ位置の管理を
確実に行うことが可能となる。
Thus, each solder bump 2 of the electronic component 1
Is melted, or when the indium bonding material 4 is melted, the tip position of the suction nozzle 11 is lowered to prevent the solder bumps 2 or the indium bonding material 4 in a molten state from being crushed. Therefore, it is possible to reliably control the joint height position of the electronic component or the heat spreader even while the solder or the indium joint material 4 is being melted.

【0179】さらに、設定押圧力を半田バンプ2又はイ
ンジウム接合材4をつぶすことなく、かつ変形させるこ
とができるような力に予め設定しておき、上記押圧力一
定制御の際に上記設定押圧力を各半田バンプ2又はイン
ジウム接合材4に加えることにより、各半田バンプ2の
形状を変形させながら各パッド3aへの接触性を高め、
又はインジウム接合材4の形状を変形させながら電子部
品1の上面又はヒートスプレッダ5の凹部5aの内側底
面への接触性を高めることができる。よって、電子部品
1を回路基板3に確実に接合することができ、又はヒー
トスプレッダ5を電子部品1に確実に接合することがで
き、部品の接合の信頼性を高めることが可能となる。
Further, the set pressing force is set in advance to a force capable of deforming the solder bumps 2 or the indium bonding material 4 without crushing them, and when the pressing force constant control is performed, the setting pressing force is set. Is added to each solder bump 2 or indium bonding material 4 to enhance the contact property to each pad 3a while deforming the shape of each solder bump 2,
Alternatively, it is possible to enhance the contact property with the upper surface of the electronic component 1 or the inner bottom surface of the recess 5 a of the heat spreader 5 while deforming the shape of the indium bonding material 4. Therefore, the electronic component 1 can be reliably bonded to the circuit board 3, or the heat spreader 5 can be reliably bonded to the electronic component 1, and the reliability of the bonding of the components can be improved.

【0180】また、部品押圧接合装置101において、
各押圧ヘッド10はメインフレーム20を挟んでY軸方
向に間隔Bでもって、すなわちその2行5列の配列の行
間の間隔を間隔Bとして配列されている。また、押圧ヘ
ッド10やメインフレーム20の構造的な制約、例え
ば、昇降部19等の大きさ、各押圧ヘッド10を支持す
るために要求されるメインフレーム20の強度に基づく
剛体の大きさ等の制約により、この間隔Bの短小化には
限界がある。そのため、上記2行5列の各押圧ヘッド1
0により、同様に2行5列に回路基板上に配列された各
部品を同時的に押圧接合を施すような場合にあっては、
上記回路基板上の上記2行の行間も上記間隔Bと同じと
なるように上記回路基板を形成する必要があり、押圧ヘ
ッド10の配置制約に基づく制約が上記回路基板上の上
記各部品の配置の制約となって、上記各部品の配置に無
駄なスペースができるという問題点がある場合がある。
In addition, in the component pressing and joining apparatus 101,
The pressing heads 10 are arranged with an interval B in the Y-axis direction with the main frame 20 interposed therebetween, that is, an interval B between the rows of the 2 rows × 5 columns arrangement. In addition, structural restrictions of the pressing head 10 and the main frame 20, such as the size of the elevating part 19 and the like, the size of the rigid body based on the strength of the main frame 20 required to support each pressing head 10, and the like. Due to the constraint, there is a limit to the shortening of the interval B. Therefore, each of the pressing heads 1 in 2 rows and 5 columns described above
In the case where the components arranged on the circuit board in 2 rows and 5 columns are simultaneously pressed and joined by 0,
It is necessary to form the circuit board so that the space between the two rows on the circuit board is also the same as the space B, and the constraint based on the constraint of the layout of the pressing head 10 is the layout of the components on the circuit board. However, there is a problem in that there is a wasteful space for arranging the above components.

【0181】そこで、本実施形態においては、部品押圧
接合装置101において、Y軸方向に押圧ヘッド10の
上記配置間隔Bでもって夫々配置された第1ステージ3
5及び第2ステージ36の2つのステージを備えさせ、
夫々のステージに供給された2枚の回路基板3に対して
部品の押圧接合作業を施すことができるようにさせて、
Y軸方向に上記間隔Bでもって配置された2枚の回路基
板3における夫々の第1列(図3における第1列)に配
置された各部品に対して押圧接合作業を施し、その後、
第1ステージ35及び第2ステージ36をY軸方向に移
動させて、上記2枚の回路基板3における夫々の第2列
(図3における第2列)に配置された各部品に対して押
圧接合作業を施している。これにより、回路基板上の部
品の配列に上記制約のある間隔Bを考慮することがなく
なるため、上記部品の配列において無駄なスペースを無
くして、コンパクトな配列とすることができ、さらに、
第1ステージ35及び第2ステージ36の夫々の回路基
板3に対して効率的な押圧接合作業を行うことができ、
生産性の高い部品押圧接合装置を提供することが可能と
なる。
Therefore, in the present embodiment, in the component pressing and joining apparatus 101, the first stage 3 arranged in the Y-axis direction at the above-mentioned arrangement interval B of the pressing heads 10 respectively.
5 and the second stage 36 are provided,
By making it possible to perform a component pressure-bonding operation on the two circuit boards 3 supplied to the respective stages,
Each of the components arranged in the first row (first row in FIG. 3) of the two circuit boards 3 arranged at the interval B in the Y-axis direction is subjected to the pressure joining work, and then,
The first stage 35 and the second stage 36 are moved in the Y-axis direction, and press-bonded to the respective components arranged in the respective second rows (second row in FIG. 3) of the two circuit boards 3. I am working on it. This eliminates the consideration of the constrained distance B in the arrangement of the components on the circuit board, so that it is possible to eliminate a wasteful space in the arrangement of the components and to achieve a compact arrangement.
It is possible to perform efficient pressure bonding work on the respective circuit boards 3 of the first stage 35 and the second stage 36,
It is possible to provide a component pressure joining device with high productivity.

【0182】また、部品押圧接合装置101がヘッドピ
ッチ可変機構31を備えることにより、上記2行5列に
配列された各部品押圧ヘッド10のうちの上記列の間隔
ピッチPを可変させることができ、回路基板3における
様々な部品の配置にも対応して押圧接合作業を施すこと
ができ、上記配置の自由度を高めることができるととも
に、回路基板上における上記無駄なスペースを無くして
コンパクトな回路基板とすることができ、第1ステージ
及び第2ステージの2つのステージを備えさせて効率的
な部品の押圧接合を行うことができる生産性の高い部品
押圧接合装置を提供することが可能となる。
Further, since the component pressing and joining apparatus 101 is provided with the head pitch varying mechanism 31, it is possible to vary the interval pitch P of the columns of the component pressing heads 10 arranged in 2 rows and 5 columns. It is possible to perform the pressure bonding work corresponding to the arrangement of various parts on the circuit board 3, and it is possible to increase the degree of freedom of the arrangement and to eliminate the above-mentioned useless space on the circuit board to form a compact circuit. It is possible to provide a high-productivity component pressure bonding apparatus that can be used as a substrate and that includes two stages of a first stage and a second stage and that can perform efficient pressure bonding of components. .

【0183】また、回路基板3上に配置された部品を解
除可能に支持して上記配置を保持する部品支持トレー6
及び7が、回路基板3に取り付けらて上記配置が保持さ
れた状態にて回路基板3が部品押圧接合装置101に供
給されることにより、回路基板3の移動の際に発生する
振動等の影響を上記部品が受けるような場合であって
も、上記配置は保持されているため、配置ずれ等の発生
を防止することができる。
A component support tray 6 for releasably supporting the components arranged on the circuit board 3 and holding the above arrangement.
And 7 are attached to the circuit board 3, and the circuit board 3 is supplied to the component pressing and bonding apparatus 101 in a state where the above-mentioned arrangement is maintained, so that the influence of vibration or the like generated when the circuit board 3 is moved. Even when the above-mentioned component is received, the above-mentioned arrangement is maintained, so that it is possible to prevent the occurrence of displacement or the like.

【0184】なお、上記様々な実施形態のうちの任意の
実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有
する効果を奏するようにすることができる。
By properly combining the arbitrary embodiments of the aforementioned various embodiments, the effects possessed by them can be produced.

【0185】[0185]

【発明の効果】本発明の上記第1態様によれば、1つの
基板に配置された複数の部品を個別に押圧する複数の押
圧装置が備えれらた部品押圧接合装置において、部品押
圧部材を個別に昇降させる昇降装置が夫々の上記押圧装
置毎に個別に備えられ、さらに上記部品押圧部材により
部品に対して作用させた押圧動作状態を個別に検出する
検出装置が上記押圧装置毎に個別に備えられていること
により、上記押圧装置毎に、上記検出装置により検出さ
れた上記押圧動作状態に基づいて個別に夫々の上記昇降
装置を制御することができる。これにより、押圧される
上記部品の形成精度による形状のばらつき、又は上記基
板の形成精度や保管状態による平面度の不均一等によ
り、押圧される上記1つの基板に配置された上記夫々の
部品の上面高さが異なっている場合においても、各押圧
装置毎に個別に(若しくは独立的に)かつ同時的に上記
夫々の部品の状態に応じて押圧力を制御することがで
き、複数の上記押圧装置により、上記1つの基板に配置
された上記夫々の部品に対して、同時的に高い接合位置
精度でもって、効率よく部品の押圧接合を行い、高い生
産性を有する部品押圧接合装置を提供することが可能と
なる。
According to the first aspect of the present invention, in a component pressing and joining apparatus provided with a plurality of pressing devices for individually pressing a plurality of components arranged on one substrate, An elevating device for individually elevating and lowering is individually provided for each of the pressing devices, and a detection device for individually detecting a pressing operation state applied to the component by the component pressing member is individually provided for each of the pressing devices. By being provided, it is possible to individually control the elevating devices for each of the pressing devices based on the pressing operation state detected by the detecting device. As a result, due to variations in the shape of the pressed parts due to the forming accuracy, or unevenness of the flatness due to the forming accuracy of the substrate or the storage state, etc. of the respective parts arranged on the pressed one substrate. Even when the heights of the upper surfaces are different, the pressing force can be controlled individually (or independently) for each pressing device and simultaneously according to the state of each of the above parts, and a plurality of pressing devices can be used. An apparatus for pressure-bonding a component to each of the above-described components arranged on the one substrate with high joint position accuracy and efficiently, thereby providing a component-pressure bonding device having high productivity. It becomes possible.

【0186】本発明の上記第2態様によれば、上記部品
押圧接合装置において、さらに加熱装置が上記夫々の押
圧装置毎に個別に備えられていることにより、上記夫々
の部品における上記部品押圧部材による上記押圧動作状
態に基づいて、個別に夫々の上記加熱装置による接合材
の加熱を行うことができる。すなわち、押圧される上記
1つの基板に配置された上記夫々の部品の上面高さが異
なっており、上記夫々の部品において押圧されるタイミ
ングが異なるような場合であっても、上記夫々の部品に
おいて確実に押圧された状態させた状態において、個別
に溶融加熱を行うことができるとともに、第1態様によ
る効果と同様な効果を得ることができる部品押圧接合装
置を提供することが可能となる。
According to the second aspect of the present invention, in the component pressing and joining device, the heating device is further provided for each of the pressing devices, so that the component pressing member for each of the components is provided. It is possible to individually heat the bonding material by each of the heating devices based on the pressing operation state according to. That is, even when the upper surface heights of the respective components arranged on the one substrate to be pressed are different and the timings of pressing the respective components are different, It is possible to provide a component pressing and joining apparatus that can individually perform melting and heating in a state of being reliably pressed and can obtain the same effects as the effects according to the first aspect.

【0187】本発明の上記第3態様によれば、上記部品
押圧接合装置における上記制御装置は、上記複数の押圧
装置において、上記昇降装置により上記部品押圧部材を
下降させて上記部品押圧部材に対向する上記基板上の上
記部品に押圧力を作用させて接合動作を行わせるとき、
上記加熱装置による上記接合材の溶融加熱動作を行わせ
るとともに、上記検出装置により検出された押圧力を設
定押圧力に対して略一定に維持し、上記検出装置により
押圧力の上記設定押圧力に対する減少の検出をもって、
上記接合材の溶融開始と判断して、上記昇降装置による
上記部品押圧部材の下降を停止させて上記押圧力の一定
制御から上記部品押圧部材の上記基板に対する位置を維
持する制御に切替えることにより、上記接合材の溶融時
においても上記部品押圧部材の先端高さ位置を一定とす
ることができる。これにより、上記接合材が溶融された
とき、上記部品押圧部材の先端位置が下がることによ
り、溶融状態にある上記接合材がつぶれてしまうことを
防止することができ、上記部品の上記基板に対する接合
高さ位置の管理を確実に行うことができ、高い接合位置
精度でもって部品の押圧接合を行うことができる部品押
圧接合装置を提供することが可能となる。
According to the third aspect of the present invention, the control device in the component pressing and joining device is arranged so that, in the plurality of pressing devices, the elevating device lowers the component pressing member to face the component pressing member. When applying a pressing force to the above-mentioned components on the substrate to perform a bonding operation,
While performing the melting and heating operation of the bonding material by the heating device, the pressing force detected by the detection device is maintained substantially constant with respect to the set pressing force, and the detection device with respect to the setting pressing force of the pressing force. With the detection of the decrease,
By determining that the joining material starts melting, by stopping the descending of the component pressing member by the elevating device and switching from the constant control of the pressing force to the control of maintaining the position of the component pressing member with respect to the substrate, Even when the bonding material is melted, the height position of the tip of the component pressing member can be kept constant. Accordingly, when the joining material is melted, it is possible to prevent the joining material in a molten state from being crushed by lowering the tip position of the component pressing member, and joining the component to the substrate. It is possible to provide a component pressing and joining apparatus that can reliably manage the height position and can press and join components with high joining position accuracy.

【0188】本発明の上記第4態様によれば、上記複数
の押圧装置において、上記押圧動作状態に応じて個別に
上記押圧動作及び上記溶融加熱動作を行わせるとき、上
記検出装置により検出された押圧力が上記設定押圧力に
達する情報をもとに個別に上記押圧動作及び上記溶融加
熱動作を行うことにより、例えば、上記設定押圧力に達
したタイミングに応じて上記溶融加熱動作を個別に開始
することができ、上記夫々の部品が確実に圧接された状
態において上記溶融加熱を個別に行うことができ、確実
かつ正確な部品の押圧接合を行うことが可能となる。
According to the fourth aspect of the present invention, in the plurality of pressing devices, when the pressing operation and the melting and heating operation are individually performed according to the pressing operation state, it is detected by the detection device. By individually performing the pressing operation and the melting heating operation based on the information that the pressing force reaches the setting pressing force, for example, the melting heating operation is individually started according to the timing when the setting pressing force is reached. Therefore, the melting and heating can be individually performed in a state in which the respective components are reliably pressed against each other, and reliable and accurate pressing and joining of the components can be performed.

【0189】本発明の上記第5態様によれば、上記複数
の押圧装置において、上記押圧動作状態に応じて個別に
上記押圧動作及び上記溶融加熱動作を行わせるとき、上
記接合材の加熱時間又は上記部品若しくは上記基板の平
面度に応じて個別に上記押圧動作及び上記溶融加熱動作
を行うことにより、例えば、上記接合材の溶融に必要な
加熱時間においては上記部品の押圧動作を継続して行
う、又は上記部品若しくは上記基板の平面度により上記
部品の上面高さが異なり、上記部品に押圧力を作用させ
るタイミングも上記部品毎に異なるような場合にあって
は、上記タイミングに応じて個別に上記押圧動作及び上
記溶融加熱動作を行うことができ、確実かつ正確な部品
の押圧接合を行うことが可能となる。
According to the fifth aspect of the present invention, in the plurality of pressing devices, when the pressing operation and the melting and heating operation are individually performed according to the pressing operation state, the heating time of the bonding material or By individually performing the pressing operation and the melting and heating operation according to the flatness of the component or the substrate, for example, the pressing operation of the component is continuously performed during the heating time required for melting the bonding material. Or, in the case where the height of the upper surface of the component is different depending on the flatness of the component or the substrate and the timing of applying the pressing force to the component is also different for each component, individually according to the timing, The pressing operation and the melting and heating operation can be performed, and reliable and accurate pressing and joining of components can be performed.

【0190】本発明の上記第6態様によれば、上記各押
圧装置において、さらに冷却装置が個別に備えられてい
ることにより、加熱溶融された上記接合材を上記部品毎
に個別に固化冷却させることができ、かつ上記第2態様
から第5態様まで効果を得ることができる部品押圧接合
装置を提供することが可能となる。
According to the sixth aspect of the present invention, in each of the pressing devices, a cooling device is further provided individually, so that the heated and melted joining material is solidified and cooled individually for each part. It is possible to provide a component pressing and joining apparatus that can achieve the effects described above in the second to fifth aspects.

【0191】本発明の上記第7態様によれば、上記各押
圧装置において、上記部品押圧部材を上記部品の上面に
当接(又は接触)させるとともに、上記部品押圧部材に
より上記部品を個別に保持させて、上記接合材が溶融し
ている間に上記部品の保持を解除するのではなく、上記
接合材が固化された後、すなわち、上記部品が上記基板
に接合されたときに上記部品の保持を個別に解除するこ
とにより、上記部品押圧保持部材による保持解除を行う
際に発生する影響、例えば、真空破壊ブロー等による影
響により発生する上記部品の上記基板に対する接合位置
ずれを防止することができる。従って、このような接合
位置ずれが問題となるような高い接合位置精度が要求さ
れる部品の基板への押圧接合を行うことができる部品押
圧接合装置を提供することが可能となる。
According to the seventh aspect of the present invention, in each of the pressing devices, the component pressing member is brought into contact with (or in contact with) the upper surface of the component, and the components are individually held by the component pressing member. Then, the holding of the component is not released while the bonding material is melting, but the holding of the component is performed after the bonding material is solidified, that is, when the component is bonded to the substrate. By individually releasing the above, it is possible to prevent the displacement of the joining position of the component with respect to the substrate, which is caused by the influence generated when the component pressing and holding member releases the holding, for example, the influence by the vacuum break blow or the like. . Therefore, it is possible to provide a component pressing / bonding device capable of performing pressure bonding of a component, which requires such a high bonding position accuracy that causes such a displacement of the bonding position, to the substrate.

【0192】本発明の上記第8態様によれば、上記各押
圧装置が平面的に2行複数列の配列され上記列の間隔が
一定の間隔でもって配列されていることにより、上記基
板上に上記行方向沿いに上記一定の間隔でもって配置さ
れた同種かつ複数の上記部品に対して個別にかつ同時的
に上記押圧接合動作を行うことができ、高い接合位置精
度を持った部品の押圧接合を高い生産性でもって効率的
に行うことができる部品押圧接合装置を提供することが
可能となる。
According to the eighth aspect of the present invention, the pressing devices are arranged in two rows and a plurality of columns in a plane, and the intervals between the columns are arranged at a constant interval. It is possible to individually and simultaneously perform the press-joining operation on a plurality of the same type and the above-mentioned parts arranged at the above-mentioned constant intervals along the row direction, and press-bonding the parts with high joining position accuracy. It is possible to provide a component pressing and joining apparatus that can efficiently perform the process with high productivity.

【0193】本発明の上記第9態様によれば、上記2行
複数列に配列された上記各押圧接合装置において、上記
列の間隔又は上記行の間隔を可変とする間隔機構が上記
部品押圧接合装置に備えられていることにより、上記押
圧接合動作が施される上記基板上における上記部品の配
置に自由度が増すこととなり、多様な上記部品の配置に
も対応することができる部品押圧接合装置を提供するこ
とが可能となる。
According to the ninth aspect of the present invention, in each of the pressing joining devices arranged in two rows and a plurality of columns, the spacing mechanism that makes the spacing between the columns or the spacing between the rows variable is the component pressing joining. By being provided in the device, the degree of freedom in arranging the components on the substrate on which the pressure bonding operation is performed is increased, and the component pressure bonding device capable of coping with various arrangements of the components. Can be provided.

【0194】本発明の上記第10態様によれば、部品支
持機構により上記各部品が上記基板上に夫々の接合位置
が保持されるように支持された状態にて、上記基板が上
記部品押圧接合装置に供給され、上記部品支持機構によ
る上記支持が解除された状態にて、上記各押圧装置によ
り上記各部品に対する上記押圧接合動作を個別に行うこ
とにより、上記基板の移動の際に発生する振動等の影響
を上記部品が受けるような場合であっても、上記部品の
接合位置の配置は保持されているため、配置ずれ等の発
生を防止することができ、高い接合位置精度を持った部
品の押圧接合を行うことが可能となる。
According to the tenth aspect of the present invention, the substrate is pressed and joined by the component support mechanism while the components are supported on the substrate so that the respective bonding positions are held on the substrate. The vibration generated when the substrate is moved by individually performing the pressing and joining operation with respect to each of the components by each of the pressing devices in a state where the support is released by the component supporting mechanism supplied to the device. Even if the above-mentioned parts are affected by the above, since the arrangement of the joining positions of the above-mentioned components is maintained, it is possible to prevent the occurrence of misalignment, etc. It is possible to perform the pressure bonding.

【0195】本発明の上記第11態様によれば、電子部
品やヒートスプレッダのような上記部品に対して上記押
圧接合動作を行うことができる部品押圧接合装置を提供
することが可能となる。
According to the eleventh aspect of the present invention, it is possible to provide a component pressing / bonding apparatus capable of performing the above-described pressing / bonding operation on the above-mentioned components such as an electronic component and a heat spreader.

【0196】本発明の上記第12態様によれば、上記基
板に接合された上記電子部品に対して上記ヒートスプレ
ッダが接合されるような場合において、上記ヒートスプ
レッダを上記電子部品に接合する上記接合材の融点が、
上記電子部品を上記基板に接合する上記接合材の融点よ
りも低いことにより、上記ヒートスプレッダの接合の際
に上記電子部品の上記基板への接合に影響を与えること
なく行うことができる。
According to the twelfth aspect of the present invention, in the case where the heat spreader is joined to the electronic component joined to the substrate, the joining material for joining the heat spreader to the electronic component is formed. Melting point
By lowering the melting point of the bonding material that bonds the electronic component to the substrate, the heat spreader can be bonded without affecting the bonding of the electronic component to the substrate.

【0197】本発明の上記第13態様によれば、1つの
基板に配置された複数の部品に個別に押圧力を作用させ
るときに、夫々の押圧接合状態に応じて個別に上記夫々
の部品押圧部材による押圧動作を行うとともに上記夫々
の押圧接合状態に応じて上記接合材の溶融加熱動作を行
うことにより、押圧される上記部品の形成精度による形
状のばらつき、又は上記基板の形成精度や保管状態によ
る平面度の不均一等により、押圧される上記1つの基板
に配置された上記夫々の部品の上面高さが異なっている
場合においても、各押圧装置毎に個別に(若しくは独立
的に)かつ同時的に上記夫々の部品の状態に応じて押圧
力を制御することができる。よって、上記1つの基板に
配置された上記夫々の部品に対して、同時的に高い接合
位置精度でもって、効率よく部品の押圧接合を行い、高
い生産性を有する部品押圧接合方法を提供することが可
能となる。
According to the thirteenth aspect of the present invention, when a pressing force is applied individually to a plurality of components arranged on one substrate, the respective component pressing operations are individually performed according to the respective press-bonding states. By performing the pressing operation by the member and the melting and heating operation of the bonding material according to the respective pressing and bonding states, the variation in the shape due to the forming accuracy of the pressed component, or the forming accuracy and the storage state of the substrate Even if the upper surface heights of the respective components arranged on the one substrate to be pressed are different due to unevenness of flatness due to, etc., individually (or independently) for each pressing device and At the same time, the pressing force can be controlled according to the states of the respective parts. Therefore, a component pressing and joining method having high productivity is performed by simultaneously and efficiently pressing and joining components to each of the components arranged on the one substrate with high joint position accuracy. Is possible.

【0198】本発明の上記第14態様によれば、上記複
数の部品に個別に押圧力を作用させるときに上記夫々の
押圧接合状態に応じて個別に上記夫々の部品押圧部材に
よる押圧動作及び上記接合材の溶融加熱動作を行うこと
により、押圧される上記1つの基板に配置された上記夫
々の部品の上面高さが異なっており、上記夫々の部品に
おいて押圧されるタイミングが異なるような場合であっ
ても、上記夫々の部品において確実に押圧された状態さ
せた状態において、個別に溶融加熱を行うことができる
とともに、第13態様による効果と同様な効果を得るこ
とができる部品押圧接合方法を提供することが可能とな
る。
According to the fourteenth aspect of the present invention, when the pressing force is applied individually to the plurality of components, the pressing operation by the respective component pressing members and the pressing operation are individually performed according to the respective pressure joining states. By performing the melting and heating operation of the bonding material, the upper surface heights of the respective components arranged on the one substrate to be pressed are different, and the timing of pressing the respective components is different. Even if there is, there is provided a component pressing and joining method capable of individually performing melting and heating in a state where the respective components are reliably pressed, and obtaining the same effects as the effects of the thirteenth aspect. It becomes possible to provide.

【0199】本発明の上記第15態様によれば、上記複
数の部品押圧部材を下降させて上記複数の部品に個別に
押圧力を作用させるときに、上記夫々の部品に対して作
用させた押圧力を個別に検出し、上記検出された押圧力
を設定押圧力に対して略一定に維持するとともに上記接
合材の溶融加熱を行い、上記押圧力の上記設定押圧力に
対する減少の検出をもって、上記接合材の溶融開始と判
断して、上記部品押圧部材の下降を停止させて上記押圧
力の維持から上記部品押圧部材の上記基板に対する位置
を維持させることにより、上記接合材の溶融時において
も上記部品押圧部材の先端高さ位置を一定とすることが
できる。これにより、上記接合材が溶融されたとき、上
記部品押圧部材の先端位置が下がることにより、溶融状
態にある上記接合材がつぶれてしまうことを防止するこ
とができ、上記部品の上記基板に対する接合高さ位置の
管理を確実に行うことができ、高い接合位置精度でもっ
て部品の押圧接合を行うことができる部品押圧接合方法
を提供することが可能となる。
According to the fifteenth aspect of the present invention, when the plurality of component pressing members are lowered to apply the pressing force individually to the plurality of components, the pressing force applied to each of the components is pushed. The pressure is detected individually, the detected pressing force is maintained substantially constant with respect to the set pressing force, and the joining material is melted and heated, and the decrease in the pressing force with respect to the set pressing force is detected. When it is determined that the joining material starts melting, the descent of the component pressing member is stopped and the position of the component pressing member with respect to the substrate is maintained from the maintaining of the pressing force, so that even when the joining material is melted The tip height position of the component pressing member can be made constant. Accordingly, when the joining material is melted, it is possible to prevent the joining material in a molten state from being crushed by lowering the tip position of the component pressing member, and joining the component to the substrate. It is possible to provide a component pressure bonding method capable of reliably managing the height position and performing pressure bonding of components with high bonding position accuracy.

【0200】本発明の上記第16態様によれば、上記押
圧動作状態に応じて個別に上記押圧動作及び上記溶融加
熱動作を行わせるとき、上記検出された押圧力が上記設
定押圧力に達する情報をもとに個別に上記押圧動作及び
上記溶融加熱動作を行うことにより、例えば、上記設定
押圧力に達したタイミングに応じて上記溶融加熱動作を
個別に開始することができ、上記夫々の部品が確実に圧
接された状態において上記溶融加熱を個別に行うことが
でき、確実かつ正確な部品の押圧接合を行うことが可能
となる。
According to the sixteenth aspect of the present invention, the information that the detected pressing force reaches the set pressing force when the pressing operation and the melting and heating operation are individually performed according to the pressing operation state By individually performing the pressing operation and the melting and heating operation based on, for example, the melting and heating operation can be individually started according to the timing when the set pressing force is reached, and the respective parts are The above-mentioned melting and heating can be individually performed in a state where the components are reliably pressure-welded, and reliable and accurate pressing and joining of components can be performed.

【0201】本発明の上記第17態様によれば、上記押
圧動作状態に応じて個別に上記押圧動作及び上記溶融加
熱動作を行わせるとき、上記接合材の加熱時間又は上記
部品若しくは上記基板の平面度に応じて個別に上記押圧
動作及び上記溶融加熱動作を行うことにより、例えば、
上記接合材の溶融に必要な加熱時間においては上記部品
の押圧動作を継続して行う、又は上記部品若しくは上記
基板の平面度により上記部品の上面高さが異なり、上記
部品に押圧力を作用させるタイミングも上記部品毎に異
なるような場合にあっては、上記タイミングに応じて個
別に上記押圧動作及び上記溶融加熱動作を行うことがで
き、確実かつ正確な部品の押圧接合を行うことが可能と
なる。
According to the seventeenth aspect of the present invention, when the pressing operation and the melting and heating operation are individually performed in accordance with the pressing operation state, the heating time of the bonding material or the flat surface of the component or the substrate. By performing the pressing operation and the melting and heating operation individually according to the degree, for example,
During the heating time necessary for melting the bonding material, the pressing operation of the component is continuously performed, or the upper surface height of the component differs depending on the flatness of the component or the substrate, and the pressing force is applied to the component. When the timing is also different for each of the parts, the pressing operation and the melting and heating operation can be individually performed according to the timing, and reliable and accurate press joining of the parts can be performed. Become.

【0202】本発明の上記第18態様によれば、上記複
数の部品への押圧力の作用開始から、上記接合材の固化
まで、すなわち、上記部品が上記基板に接合されるま
で、上記部品を個別に上記部品押圧部材に保持させてお
くことにより、上記部品押圧保持部材による保持解除を
行う際に発生する影響、例えば、真空破壊ブロー等によ
る影響により発生する上記部品の上記基板に対する接合
位置ずれを防止することができる。従って、このような
接合位置ずれが問題となるような高い接合位置精度が要
求される部品の基板への押圧接合を行うことができる部
品押圧接合方法を提供することが可能となる。
According to the eighteenth aspect of the present invention, the parts are treated from the start of the action of the pressing force on the plurality of parts to the solidification of the joining material, that is, until the parts are joined to the substrate. By individually holding the component pressing member, an influence that occurs when holding is released by the component pressing holding member, for example, a displacement of the joining position of the component with respect to the substrate caused by the influence of vacuum break blow or the like. Can be prevented. Therefore, it is possible to provide a component pressure bonding method capable of performing pressure bonding of a component that requires high bonding position accuracy such that such a displacement of the bonding position becomes a problem to the substrate.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の一実施形態にかかる部品押圧接合装
置の一部を透過させた斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view in which a part of a component pressing and joining device according to an embodiment of the present invention is made transparent.

【図2】 上記実施形態の部品押圧接合装置が備える押
圧ヘッドの模式的な構造図である。
FIG. 2 is a schematic structural diagram of a pressing head provided in the component pressing and joining device of the above embodiment.

【図3】 上記実施形態の部品押圧接合装置に供給され
る回路基板及び電子部品の配置を模式的に示す平面図で
ある。
FIG. 3 is a plan view schematically showing the arrangement of a circuit board and electronic components supplied to the component pressure bonding apparatus of the above embodiment.

【図4】 上記実施形態の部品押圧接合方法における電
子部品の回路基板への押圧接合方法を示す模式説明図で
ある。
FIG. 4 is a schematic explanatory view showing a method of pressing and joining an electronic component to a circuit board in the component pressing and joining method of the above embodiment.

【図5】 上記実施形態の部品押圧接合方法における電
子部品の回路基板への押圧接合方法を示す模式説明図で
ある。
FIG. 5 is a schematic explanatory view showing a method of pressing and joining an electronic component to a circuit board in the component pressing and joining method of the above embodiment.

【図6】 上記実施形態の部品押圧接合方法におけるヒ
ートスプレッダの電子部品への押圧接合方法を示す模式
説明図である。
FIG. 6 is a schematic explanatory view showing a method of press-bonding a heat spreader to an electronic component in the component pressure-bonding method of the above embodiment.

【図7】 上記実施形態の部品押圧接合方法におけるヒ
ートスプレッダの電子部品への押圧接合方法を示す模式
説明図である。
FIG. 7 is a schematic explanatory view showing a method of press-bonding a heat spreader to an electronic component in the component pressure-bonding method of the above embodiment.

【図8】 上記実施形態の部品押圧接合方法における電
子部品の回路基板への押圧接合方法を示すフローチャー
トである。
FIG. 8 is a flowchart showing a method of pressing and joining an electronic component to a circuit board in the component pressing and joining method of the above embodiment.

【図9】 上記実施形態の部品押圧接合方法におけるヒ
ートスプレッダの電子部品への押圧接合方法を示すフロ
ーチャートである。
FIG. 9 is a flow chart showing a method for pressing and joining a heat spreader to an electronic component in the method for pressing and joining components according to the embodiment.

【図10】 上記実施形態の部品押圧接合方法における
押圧力一定制御及び先端高さ位置一定制御の動作手順を
示すフローチャートである。
FIG. 10 is a flowchart showing an operation procedure of constant pressing force control and constant tip height position control in the component pressure bonding method of the above embodiment.

【図11】 上記実施形態の部品押圧接合方法におい
て、(A)は吸着ノズルの先端高さ、(B)は吸着ノズ
ルの温度、(C)は冷却ブローノズルの動作の夫々の時
間による変化状態を示すタイムチャートである。
11 (A) and 11 (B) in the component pressing and joining method of the above-described embodiment, FIG. 11 (B) is the temperature of the suction nozzle, and FIG. 11 (C) is the change state of the operation of the cooling blow nozzle with time. 2 is a time chart showing.

【図12】 上記実施形態の部品押圧接合装置における
回路基板の搬入及び搬出方法を模式的に示す模式説明図
である。
FIG. 12 is a schematic explanatory view schematically showing a method of loading and unloading a circuit board in the component pressure bonding apparatus of the above embodiment.

【図13】 上記実施形態の部品押圧接合装置における
回路基板の搬入及び搬出方法を模式的に示す模式説明図
である。
FIG. 13 is a schematic explanatory view schematically showing a method of loading and unloading a circuit board in the component pressure bonding apparatus of the above embodiment.

【図14】 上記実施形態の部品押圧接合装置における
回路基板の搬入及び搬出方法を模式的に示す模式説明図
である。
FIG. 14 is a schematic explanatory view schematically showing a method of loading and unloading a circuit board in the component pressure bonding apparatus of the above embodiment.

【図15】 上記実施形態の部品押圧接合装置における
制御系統図である。
FIG. 15 is a control system diagram in the component pressing and joining apparatus of the above embodiment.

【図16】 上記実施形態の変形例にかかる部品押圧接
合装置の一部を透過させた斜視図である。
FIG. 16 is a perspective view in which a part of the component pressing and joining apparatus according to the modified example of the above embodiment is seen through.

【図17】 従来の部品押圧接合方法を模式的に示す説
明図である。
FIG. 17 is an explanatory view schematically showing a conventional component pressure bonding method.

【図18】 上記実施形態のヘッドピッチ可変機構及び
X軸方向移動機構の構造を模式的に示す模式説明図であ
る。
FIG. 18 is a schematic explanatory view schematically showing the structures of the head pitch varying mechanism and the X-axis direction moving mechanism of the above embodiment.

【図19】 上記実施形態に部品押圧接合装置に供給さ
れる回路基板に配置された電子部品が支持されている状
態の部品支持トレーの部分平面図である。
FIG. 19 is a partial plan view of the component support tray in a state where electronic components arranged on a circuit board supplied to the component pressing and joining apparatus according to the above embodiment are supported.

【図20】 上記実施形態の部品押圧接合装置に供給さ
れる回路基板に配置されたヒートスプレッダが支持され
ている状態の部品支持トレーの部分平面図である。
FIG. 20 is a partial plan view of the component support tray in a state where the heat spreader arranged on the circuit board supplied to the component pressing and joining apparatus of the above embodiment is supported.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…電子部品、1a…電極、2…半田バンプ、3…回路
基板、3a…パッド、3b…回路基板、4…インジウ
ム、5…ヒートスプレッダ、5a…凹部、6…部品支持
トレー、6a…支持ジグ、7…部品支持トレー、7a…
支持ジグ、9…制御部、10…押圧ヘッド、10a…押
圧ヘッド下部、10b…押圧ヘッド上部、11…吸着ノ
ズル、12…セラミックヒータ、13…ウォータジャケ
ット、14…冷却ブローノズル、15…軸、15a…ス
プリング受部、15b…軸下部、16…ロードセル、1
7…自重相殺スプリング、18…ヘッドフレーム、18
a…スプリング受部、19…昇降部、19a…モータ、
19b…ボールねじ軸、19c…昇降部フレーム、19
d…ナット部、20…メインフレーム、20a…、第1
フレーム、20b…第2フレーム、20c…第3フレー
ム、21…LMレール、22…LMブロック、23…L
Mレール、24…LMブロック、25…LMレール、2
6…LMブロック、27…LMレール、28…LMブロ
ック、31…ヘッドピッチ可変機構、31a…ボールね
じ軸部、31b…ナット部、31c…モータ、31d…
軸受部、32…X軸方向移動機構、32a…ボールねじ
軸部、32b…ナット部、32c…モータ、33…Y軸
方向移動機構、34…スライドベース、35…第1ステ
ージ、35a…レール、36…第2ステージ、36a…
レール、37…ローダー、37a…レール、38…アン
ローダー、38a…レール、101…部品押圧接合装
置、101a…作業部、102…部品押圧接合装置、1
37…ローダー、138…アンローダ、A…間隔、B…
間隔、C…切断線、D…切断線、P…間隔ピッチ、Q…
基準位置、S…昇降動作軸。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electronic component, 1a ... Electrode, 2 ... Solder bump, 3 ... Circuit board, 3a ... Pad, 3b ... Circuit board, 4 ... Indium, 5 ... Heat spreader, 5a ... Recess, 6 ... Component support tray, 6a ... Support jig , 7 ... Component support tray, 7a ...
Support jig, 9 ... Control unit, 10 ... Press head, 10a ... Press head lower part, 10b ... Press head upper part, 11 ... Adsorption nozzle, 12 ... Ceramic heater, 13 ... Water jacket, 14 ... Cooling blow nozzle, 15 ... Shaft, 15a ... Spring receiving part, 15b ... Shaft lower part, 16 ... Load cell, 1
7 ... Self-weight offset spring, 18 ... Head frame, 18
a ... Spring receiving part, 19 ... Elevating part, 19a ... Motor,
19b ... Ball screw shaft, 19c ... Elevating part frame, 19
d ... Nut part, 20 ... Main frame, 20a ..., First
Frame, 20b ... 2nd frame, 20c ... 3rd frame, 21 ... LM rail, 22 ... LM block, 23 ... L
M rail, 24 ... LM block, 25 ... LM rail, 2
6 ... LM block, 27 ... LM rail, 28 ... LM block, 31 ... Head pitch variable mechanism, 31a ... Ball screw shaft part, 31b ... Nut part, 31c ... Motor, 31d ...
Bearing part, 32 ... X-axis direction moving mechanism, 32a ... Ball screw shaft part, 32b ... Nut part, 32c ... Motor, 33 ... Y-axis direction moving mechanism, 34 ... Slide base, 35 ... First stage, 35a ... Rail, 36 ... Second stage, 36a ...
Rail, 37 ... Loader, 37a ... Rail, 38 ... Unloader, 38a ... Rail, 101 ... Component pressing and joining apparatus, 101a ... Working part, 102 ... Component pressing and joining apparatus, 1
37 ... Loader, 138 ... Unloader, A ... Interval, B ...
Interval, C ... Cutting line, D ... Cutting line, P ... Interval pitch, Q ...
Reference position, S ... Vertical movement axis.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金山 真司 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 前 貴晴 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 PP16 PP17 PP19 RR01    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Shinji Kanayama             1006 Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric             Sangyo Co., Ltd. (72) Inventor Takaharu Mae             1006 Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric             Sangyo Co., Ltd. F term (reference) 5F044 PP16 PP17 PP19 RR01

Claims (18)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 1つの基板(3)上に接合材(2、4)
を介在させて配置された複数の部品(1、5)に個別に
押圧力を作用させて個別に接合動作を行わせる複数の押
圧装置(10)を有する部品押圧接合装置(101、1
02)であって、 上記各押圧装置は、 上記部品を個別に押圧する部品押圧部材(11)と、 上記部品押圧部材を個別に昇降させる昇降装置(19)
と、 上記部品押圧部材により上記部品に対して作用させた押
圧動作状態を個別に検出する検出装置(16)とを備
え、 上記部品押圧接合装置は、上記接合材を溶融加熱する加
熱装置(12)と、上記各押圧装置における上記検出装
置の検出結果が入力されかつ上記入力された検出結果に
基づいて個別に上記昇降装置の昇降動作及び上記加熱装
置の溶融加熱動作を制御する制御装置(9)とを備え、 上記制御装置により、複数の上記押圧装置における上記
部品押圧部材を下降させて複数の上記部品に個別に押圧
力を作用させて接合動作を行わせるとき、上記検出装置
により検出された夫々の押圧動作状態に応じて個別に上
記部品押圧部材による押圧動作を行わせるとともに上記
押圧動作状態に応じて上記加熱装置による溶融加熱動作
を行わせることを特徴とする部品押圧接合装置。
1. Bonding material (2, 4) on one substrate (3)
Component pressing and joining apparatus (101, 1) having a plurality of pressing devices (10) for individually applying a pressing force to a plurality of components (1, 5) arranged by interposing
02), wherein each of the pressing devices includes a component pressing member (11) for individually pressing the component, and an elevating device (19) for individually elevating and lowering the component pressing member.
And a detection device (16) for individually detecting a pressing operation state in which the component pressing member has acted on the component. The component pressing and joining device includes a heating device (12) for melting and heating the joining material. ) And a detection result of the detection device in each of the pressing devices, and a control device for individually controlling the elevating operation of the elevating device and the melting and heating operation of the heating device based on the input detection result. ) And when the control device lowers the component pressing members of the plurality of pressing devices to individually apply a pressing force to the plurality of components to perform a joining operation, the detection device detects In addition, the pressing operation by the component pressing member is individually performed according to each pressing operation state, and the melting and heating operation by the heating device is performed according to the pressing operation state. Parts pressing bonding and wherein the.
【請求項2】 上記加熱装置は、上記各押圧装置に備え
られ、かつ上記各押圧装置において上記接合材の溶融加
熱を個別に行うことが可能であり、 上記制御装置は、上記入力された検出結果に基づいて個
別に上記加熱装置の溶融加熱動作を制御可能であって、 上記制御装置により、上記複数の上記押圧装置における
上記部品押圧部材を下降させて複数の上記部品に個別に
押圧力を作用させて接合動作を行わせるとき、夫々の上
記検出装置により検出された上記押圧動作状態に応じて
個別に上記部品押圧部材による押圧動作及び上記加熱装
置による溶融加熱動作を行わせる請求項1に記載の部品
押圧接合装置。
2. The heating device is provided in each of the pressing devices, and is capable of individually melting and heating the bonding material in each of the pressing devices, and the control device is configured to detect the input detection. It is possible to individually control the melting and heating operation of the heating device based on the result, and by the control device, the component pressing members in the plurality of pressing devices are lowered to individually apply a pressing force to the plurality of components. The method according to claim 1, wherein when the bonding operation is performed, the pressing operation by the component pressing member and the melting and heating operation by the heating device are individually performed according to the pressing operation state detected by each of the detection devices. The component pressure joining device described.
【請求項3】 上記各押圧装置における上記検出装置
は、上記押圧動作状態として上記部品押圧部材により上
記部品に対して作用させた押圧力を個別に検出可能であ
って、 上記制御装置は、上記複数の押圧装置において、上記昇
降装置により上記部品押圧部材を下降させて上記部品押
圧部材に対向する上記基板上の上記部品に押圧力を作用
させて接合動作を行わせるとき、上記加熱装置による上
記接合材の溶融加熱動作を行わせるとともに、上記検出
装置により検出された押圧力を設定押圧力に対して略一
定に維持し、上記検出装置により押圧力の上記設定押圧
力に対する減少が検出されると、上記昇降装置による上
記部品押圧部材の下降を停止させて上記部品押圧部材の
上記基板に対する位置を維持する請求項2に記載の部品
押圧接合装置。
3. The detection device in each of the pressing devices can individually detect a pressing force applied to the component by the component pressing member as the pressing operation state, and the control device includes: In a plurality of pressing devices, when the component pressing member is lowered by the elevating device to apply a pressing force to the component on the substrate facing the component pressing member to perform a bonding operation, the heating device described above is used. While performing the melting and heating operation of the bonding material, the pressing force detected by the detection device is maintained substantially constant with respect to the set pressing force, and the reduction of the pressing force with respect to the setting pressing force is detected by the detection device. 3. The component pressing and joining apparatus according to claim 2, wherein the lowering of the component pressing member by the elevating device is stopped to maintain the position of the component pressing member with respect to the substrate.
【請求項4】 上記制御装置により、上記複数の押圧装
置において、上記押圧動作状態に応じて個別に上記押圧
動作及び上記溶融加熱動作を行わせるとき、上記検出装
置により検出された押圧力が上記設定押圧力に達する情
報をもとに個別に上記押圧動作及び上記溶融加熱動作を
行わせる請求項3に記載の部品押圧接合装置。
4. When the control device causes the plurality of pressing devices to individually perform the pressing operation and the melting and heating operation according to the pressing operation state, the pressing force detected by the detection device is the above-mentioned. The component pressing and joining apparatus according to claim 3, wherein the pressing operation and the melting and heating operation are individually performed based on the information that reaches the set pressing force.
【請求項5】 上記制御装置は、上記複数の押圧装置に
おいて、上記押圧動作状態に応じて個別に上記押圧動作
及び上記溶融加熱動作を行わせるとき、上記接合材の加
熱時間又は上記部品若しくは上記基板の平面度に応じて
個別に上記押圧動作及び上記溶融加熱動作を行わせる請
求項2から4のいずれか1つに記載の部品押圧接合装
置。
5. The controller controls the heating time of the bonding material or the parts or the plurality of pressing devices when individually performing the pressing operation and the melting and heating operation in accordance with the pressing operation state in the plurality of pressing devices. The component pressing and joining apparatus according to any one of claims 2 to 4, wherein the pressing operation and the melting and heating operation are individually performed according to the flatness of the substrate.
【請求項6】 上記各押圧装置は、上記溶融加熱された
上記接合材の固化冷却を個別に行う冷却装置(14)を
さらに備えて、上記制御装置による上記加熱装置での溶
融加熱動作終了後に上記冷却装置による固化冷却を個別
に行う請求項2から5のいずれか1つに記載の部品押圧
接合装置。
6. Each of the pressing devices further comprises a cooling device (14) for individually solidifying and cooling the melted and heated bonding material, and after the melting and heating operation of the heating device by the control device is completed. The component pressing joining apparatus according to claim 2, wherein solidification cooling is individually performed by the cooling device.
【請求項7】 上記各部品押圧部材は上記部品を個別に
解除可能に保持可能であって、 上記制御装置は、上記複数の押圧装置において、上記部
品押圧部材により、上記部品へ押圧力を作用させるとき
に上記部品を個別に保持させて、上記部品が上記基板に
接合されたときに上記部品の保持を個別に解除する請求
項1から6のいずれか1つに記載の部品押圧接合装置。
7. Each of the component pressing members can hold the component individually releasably, and the control device applies a pressing force to the component by the component pressing member in the plurality of pressing devices. 7. The component pressing and joining apparatus according to claim 1, wherein the components are individually held when the components are held, and the holding of the components is individually released when the components are joined to the substrate.
【請求項8】 上記各押圧装置は、平面的に2行複数列
に配列されかつ上記列の配列間隔は一定の間隔でもって
配列されており、 上記基板上に上記接合材を介在させてかつ上記行沿いに
上記一定の間隔でもって配置された同種かつ複数の上記
部品に対して上記接合動作を個別に行う請求項1から7
のいずれか1つに記載の部品押圧接合装置。
8. The pressing devices are arranged in two rows and a plurality of columns in a plan view, and the columns are arranged at regular intervals, and the bonding material is interposed on the substrate. 8. The joining operation is individually performed on the same type and a plurality of the parts arranged at the constant intervals along the row.
The component pressing and joining apparatus according to any one of 1.
【請求項9】 上記各押圧装置の上記列の上記一定の間
隔又は上記行の間隔を可変とする間隔可変機構(31)
をさらに備える請求項8に記載の部品押圧接合装置。
9. A variable spacing mechanism (31) for varying the fixed spacing of the columns or the spacing of the rows of each pressing device.
The component pressing and joining apparatus according to claim 8, further comprising:
【請求項10】 上記各部品を解除可能に支持する部品
支持機構(6、7)により上記基板上に夫々の接合位置
が保持されるように支持された状態にて、上記基板が請
求項1から9のいずれか1つに記載の部品押圧接合装置
(101、102)に供給され、 上記部品支持機構による上記支持が解除された状態に
て、上記各押圧装置により上記各部品に対する上記基板
への上記接合動作が個別に行われる部品押圧接合装置。
10. The substrate according to claim 1, wherein the substrate is supported by a component support mechanism (6, 7) for releasably supporting each component so as to hold respective bonding positions on the substrate. To the component pressing / bonding device (101, 102) according to any one of items 1 to 9 above, and in a state in which the support by the component supporting mechanism is released, the pressing device transfers the substrate to the substrate for each component. 2. The component pressing and joining apparatus in which the above joining operation is performed individually.
【請求項11】 上記部品は、上記接合材(2)を介在
させて上記基板に接合される電子部品(1)、又は上記
基板に接合された状態の上記電子部品に上記接合材
(4)を介在させて接合されるヒートスプレッダ(5)
である請求項1から10のいずれか1つに記載の部品押
圧接合装置。
11. The component is an electronic component (1) bonded to the substrate with the bonding material (2) interposed, or the bonding material (4) to the electronic component bonded to the substrate. Heat spreader (5) joined by interposing
The component pressing and joining apparatus according to any one of claims 1 to 10.
【請求項12】 上記基板に上記接合材(2)を介在さ
せて接合された状態の上記電子部品に上記接合材(4)
を介在させて上記ヒートスプレッダを接合させる場合に
おいて、 上記ヒートスプレッダを上記電子部品に接合する上記接
合材(4)の融点は、上記電子部品を上記基板に接合す
る上記接合材(2)の融点よりも低い請求項11に記載
の部品押圧接合装置。
12. The bonding material (4) is attached to the electronic component in a state of being bonded to the substrate with the bonding material (2) interposed therebetween.
In the case of joining the heat spreader with the interposition of, the melting point of the joining material (4) for joining the heat spreader to the electronic component is higher than the melting point of the joining material (2) for joining the electronic component to the substrate. The component pressing joining device according to claim 11, which is low.
【請求項13】 1つの基板(3)上に接合材(2、
4)を介在させて配置された複数の部品(1、5)を複
数の部品押圧部材(11)により個別に押圧可能なよう
に、上記複数の部品押圧部材と上記複数の部品との位置
合わせを行い、 上記複数の部品押圧部材を下降させ、 上記複数の部品に個別に押圧力を作用させるときに夫々
の押圧接合状態に応じて個別に上記夫々の部品押圧部材
による押圧動作を行うとともに上記夫々の押圧接合状態
に応じて上記接合材の溶融加熱動作を行って、上記基板
上に上記接合材を介在させて上記複数の部品の接合を行
うことを特徴とする部品押圧接合方法。
13. A bonding material (2,
4) Positioning of the plurality of component pressing members and the plurality of components such that the plurality of components (1, 5) arranged with the interposition of 4) can be individually pressed by the plurality of component pressing members (11). And lowering the plurality of component pressing members, performing a pressing operation by each of the component pressing members individually according to the respective press-bonding states when pressing force is individually applied to the plurality of components, and A component pressing and joining method, characterized in that a melting and heating operation of the joining material is performed in accordance with each press-joining state, and the plurality of components are joined with the joining material interposed on the substrate.
【請求項14】 上記複数の部品に個別に押圧力を作用
させるときに上記夫々の押圧接合状態に応じて個別に上
記夫々の部品押圧部材による押圧動作及び上記接合材の
溶融加熱動作を行って、上記基板上に上記接合材を介在
させて上記複数の部品の接合を行う請求項13に記載の
部品押圧接合方法。
14. When a pressing force is applied to each of the plurality of parts individually, a pressing operation by each of the parts pressing members and a melting and heating operation of the bonding material are individually performed according to the pressing and bonding states of the respective parts. The component pressure bonding method according to claim 13, wherein the plurality of components are bonded to each other with the bonding material interposed on the substrate.
【請求項15】 上記複数の部品押圧部材を下降させて
上記複数の部品に個別に押圧力を作用させるときに、上
記夫々の部品に対して作用させた押圧力を個別に検出し
て、上記検出された押圧力を設定押圧力に対して略一定
に維持するとともに上記接合材の溶融加熱を行い、 上記略一定に維持された押圧力の上記設定押圧力の減少
が検出されると、上記夫々の部品押圧部材の下降を停止
させて上記夫々の部品押圧部材の上記基板に対する位置
を維持する請求項14に記載の部品押圧接合方法。
15. When the plurality of component pressing members are lowered to individually exert a pressing force on the plurality of components, the pressing forces exerted on the respective components are individually detected, and When the detected pressing force is maintained substantially constant with respect to the set pressing force and the joining material is melted and heated, and the decrease of the set pressing force of the pressing force maintained at the substantially constant is detected, The component pressing joining method according to claim 14, wherein the descending of each component pressing member is stopped to maintain the position of each component pressing member with respect to the substrate.
【請求項16】 上記夫々の押圧動作状態に応じて個別
に上記押圧動作及び上記溶融加熱動作を行うときに、上
記検出された押圧力が上記設定押圧力に達する情報をも
とに個別に上記押圧動作及び上記溶融加熱動作を行う請
求項15に記載の部品押圧接合方法。
16. When individually performing the pressing operation and the melting and heating operation according to each of the pressing operation states, the detected pressing force is individually based on the information that the detected pressing force reaches the set pressing force. The component pressing and joining method according to claim 15, wherein the pressing operation and the melting and heating operation are performed.
【請求項17】 上記押圧動作状態に応じて個別に上記
押圧動作及び上記溶融加熱動作を行わせるとき、上記接
合材の加熱時間又は上記部品若しくは上記基板の平面度
に応じて個別に上記押圧動作及び上記溶融加熱動作を行
わせる請求項14から16のいずれか1つに記載の部品
押圧接合方法。
17. When individually performing the pressing operation and the melting and heating operation according to the pressing operation state, the pressing operation is individually performed according to the heating time of the bonding material or the flatness of the component or the substrate. And a method for pressing and joining parts according to any one of claims 14 to 16, wherein the melting and heating operation is performed.
【請求項18】 上記複数の部品へ押圧力を作用させる
ときに上記夫々の部品を上記夫々の部品押圧部材により
個別に保持し、 上記溶融加熱動作により上記接合材を個別に溶融させ、
その後、上記溶融された接合材を個別に固化冷却し、上
記接合材が固化されて上記基板に上記夫々の部品が上記
接合材を介在させて接合されたときに上記夫々の部品の
保持を個別に解除する請求項13から17のいずれか1
つに記載の部品押圧接合方法。
18. When pressing force is applied to the plurality of parts, the respective parts are individually held by the respective part pressing members, and the joining material is individually melted by the melting and heating operation,
Thereafter, the molten joining material is individually solidified and cooled, and when the joining material is solidified and the respective components are joined to the substrate with the joining material interposed, the holding of the respective components is individually performed. The method according to any one of claims 13 to 17
The method for pressing and joining parts as described in 3.
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