JP2004022758A

JP2004022758A - Die bonding equipment

Info

Publication number: JP2004022758A
Application number: JP2002174732A
Authority: JP
Inventors: Hidenori Hamada; 濱田　英典; Makoto Ochi; 越智　誠
Original assignee: Nidec Copal Corp
Current assignee: Nidec Copal Corp
Priority date: 2002-06-14
Filing date: 2002-06-14
Publication date: 2004-01-22

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a die bonding equipment which is capable of spreading solder evenly between a stem and an electronic component when mounting the electronic component. <P>SOLUTION: The die bonding equipment is equipped with a bonding head 11. The bonding head 11 comprises a bonding nozzle 23 which chucks a chip component and places it on a component mounting surface of the stem, and a voice coil motor 27 for pushing the chip component chucked by the bonding nozzle 23 against the component mounting surface. The voice coil motor 27 is connected to a control unit 33 via an analog circuit section 30. The control unit 33 controls the voice coil motor 27 so that the pushing load of the chip component against the component mounting surface of the stem may change with the elapse of time. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体チップ等の電子部品をステムに実装するためのダイボンディング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来において、ダイボンディング装置により電子部品をステムに実装する場合は、まずステムをヒータユニット内に配置し、ステムの部品実装面上にハンダ及び電子部品を載せる。そして、電子部品を部品実装面に対して押さえ付けた状態で、ヒータユニットの温度を上げてハンダを溶かし、その後ヒータユニットの温度を下げてハンダを固める。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術においては、ハンダの溶け具合によって、ステムの部品実装面上におけるハンダの広がりに片寄りが生じることがあった。この場合には、電子部品が傾いた状態で実装されたり、電子部品の実装位置がずれてしまう虞がある。
【０００４】
本発明の目的は、電子部品の実装時に、ステムと電子部品との間のハンダを均一に広げることができるダイボンディング装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、電子部品をステムに実装するためのダイボンディング装置において、ステムを支持する支持手段と、電子部品を吸着してステムの部品実装面上に載置させるボンディングノズルと、ボンディングノズルに吸着された電子部品を部品実装面に対して押し付ける押付手段と、部品実装面に対する電子部品の押し付け荷重が時間経過と共に変化するように押付手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とするものである。
【０００６】
このようなダイボンディング装置により電子部品をステムに実装する場合は、まずボンディングノズルにハンダを吸着させ、そのハンダをステムの部品実装面上に載置する。次いで、ボンディングノズルに電子部品を吸着させ、その電子部品をハンダ上に載置する。そして、押付手段によって、ボンディングノズルに吸着された電子部品をステムの部品実装面に対して押し付け、その状態でハンダを溶かす。このとき、部品実装面に対する電子部品の押し付け荷重が一定であると、ハンダの溶け具合に関係なく押し付ける強さが同じであるため、溶け出したハンダの広がり具合が不均一になりやすくなる。そこで、上述したように、ステムの部品実装面に対する電子部品の押し付け荷重が時間経過と共に変化するように押付手段を制御する。例えば、ハンダの溶け具合に合わせて、電子部品の押し付け荷重を連続的に大きくしていくことにより、ハンダは全体的に均一に広がるようになる。
【０００７】
好ましくは、制御手段は、荷重変化時間データ及び時間経過と共に変化するような複数の荷重データを設定入力する手段と、荷重変化時間データ及び複数の荷重データに基づいて、時間領域毎の電子部品の押し付け荷重に対応する制御信号を生成し、制御信号を押付手段に送出する手段とを有する。この場合には、時間領域毎の電子部品の押し付け荷重に対応する制御信号を生成する処理を簡素化することができる。
【０００８】
また、制御手段は、荷重変化時間データ、時間経過と共に変化する荷重を求めるための関数データ、開始荷重データ及び終了荷重データを設定入力する手段と、荷重変化時間データ、関数データ、開始荷重データ及び終了荷重データに基づいて、時間領域毎の電子部品の押し付け荷重を演算する手段と、時間領域毎の電子部品の押し付け荷重に対応する制御信号を生成し、制御信号を押付手段に送出する手段とを有する構成であってもよい。この場合には、時間領域毎の電子部品の押し付け荷重に対応する制御信号を生成するために設定入力すべきデータ量を少なくすることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るダイボンディング装置の好適な実施形態について図面を参照して説明する。
【００１０】
図１は、本発明に係るダイボンディング装置の一実施形態を示す側面図である。同図において、本実施形態のダイボンディング装置１は、電子部品（例えば、半導体レーザ結晶などの微小なチップ部品）を金属製のステム２に自動的に融着実装（ボンディング）するものである。
【００１１】
ステム２は、図２に示すように、円板状のステムベース３を有し、このステムベース３には部品実装突部４が設けられている。この部品実装突部４は、ステムベース３の上面に対して直交する方向に延在する部品実装面５を有し、この部品実装面５に、チップ部品６がヒートシンク７及びハンダ箔８を介して融着実装される（図３参照）。ステムベース３の下面には３本のステムピン９が固定され、このステムピン９を介してチップ部品６に所定の電圧を印加させることができる。
【００１２】
図１に戻り、ダイボンディング装置１は、トレー１０内に収容されたチップ部品６、ヒートシンク７及びハンダ箔８をボンディング位置まで搬送するためのボンディングヘッド１１を有し、このボンディングヘッド１１は、送りネジ１２によって水平方向に移動する。ボンディングヘッド１１の構成については、後で詳述する。
【００１３】
ボンディングヘッド１１の後方側には、ストッカ１３に収容されたステム２をステム支持ヘッド１４まで搬送するための吸着ヘッド１５が配置されている。この吸着ヘッド１５には、ステム２を吸着する反転自在な１対の回転式吸着ノズル１６が設けられている。
【００１４】
ステム支持ヘッド１４は、ステム２を吸着して支持するものであり、ステム支持ユニット１７に設けられている。このステム支持ユニット１７は、水平方向に移動する可動ブロック１８を有し、この可動ブロック１８にステム支持ヘッド１４が回動自在に取り付けられている。ステム支持ヘッド１４は、エアーシリンダ１９によって、ステム２を受け入れるために立った状態（図１の２点鎖線）と、ステム２にチップ部品６を実装するために寝かせた状態との間で回動する。
【００１５】
ステム支持ユニット１７の前方には、ヒータユニット２０が配置されている。ヒータユニット２０は、ステム２にチップ部品６を実装する時にハンダ箔８を溶かすためのセラミックヒータ２１を有している。このセラミックヒータ２１の温度は、温度調節器（図示せず）によって制御される。
【００１６】
図３はボンディングヘッド１１の側面拡大図であり、図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線断面を含むボンディングヘッド１１の制御系構成図である。これらの図において、ボンディングヘッド１１はヘッド本体２２を有し、このヘッド本体２２の下端部にはボンディングノズル２３が設けられている。このボンディングノズル２３は、チップ部品６、ヒートシンク７及びハンダ箔８を吸着してステム２の部品実装面５上に載置させるものである。ヘッド本体２２は、昇降機構（図示せず）によって上下動可能な基体２４に軸部２５を介して回動可能に設けられている。ヘッド本体２２と基体２４との間には、上方に付勢する２本の荷重調整用スプリング２６が設けられている。
【００１７】
また、ボンディングヘッド１１は、ボンディングノズル２３に吸着されたチップ部品６をステム２の部品実装面５に対して押し付けるためのボイスコイルモータ２７を有している。ボイスコイルモータ２７の可動部２８は、ヘッド本体２２に突設された略Ｌ字型のレバー２９に固定されている。ボイスコイルモータ２７は、アナログ回路部３０から出力される電気信号（電流信号）によって駆動される。
【００１８】
アナログ回路部３０からの電気信号によりボイスコイルモータ２７が通電されると、可動部２８が動くことで、ヘッド本体２２が軸部２５を中心に回動し、ヘッド本体２２が荷重調整用スプリング２６の付勢力に抗して下降する。これにより、ボンディングノズル２３に吸着されたチップ部品６がステム２の部品実装面５を押し付けることになる。
【００１９】
また、基体２４には、チップ部品６を吸着したボンディングノズル２３が所定の高さ位置（ボンディング位置）に達したかどうかを検出するための変位センサ３１が設けられている。
【００２０】
また、ダイボンディング装置１は、設定入力器３２と、制御ユニット３３とを有している。設定入力器３２は、例えばタッチパネルであり、ステム２の部品実装面５に対するチップ部品６の押し付け荷重を変化させるためのデータを設定入力するものである。このような設定入力器３２により設定入力するデータとしては、２種類の荷重変化モードがあり、これらの荷重変化モードのいずれかを選択することができる。
【００２１】
第１の荷重変化モードは、ボンディング開始タイミングからボンディング終了タイミングまでの時間Ｔをｎ個の時間領域に分け、その時間領域ごとに任意の荷重を設定するモードである。このような第１の荷重変化モードを選択する場合は、荷重変化時間データと、時間経過と共に大きくなるような複数の荷重データ（領域Ｄ_１データ〜領域Ｄ_ｎデータ）とを設定する。この場合には、図５に示すように、ボンディングが開始されると、最初のＴ／ｎ時間は領域Ｄ_１データの荷重となり、次のＴ／ｎ時間は領域Ｄ_２データの荷重となり、ボンディングの終了まで次々に荷重が変化していく。
【００２２】
第２の荷重変化モードは、ボンディング開始タイミングからボンディング終了タイミングまでの間、予め決められた関数に従って荷重を変化させるモードである。このような第２の荷重変化モードを選択する場合は、荷重変化時間データと、時間経過と共に大きくなる荷重を求めるための関数データと、開始荷重データと、終了荷重データとを設定する。ここで、使用する関数としては、図６に示す実線Ａのように１次関数であってもよいし、図６に示す実線Ｂのように２次関数であってもよい。
【００２３】
制御ユニット３３は、演算処理部３４と、メモリ部３５とを有している。演算処理部３４は、設定入力器３２による入力データと変位センサ３１の検出信号とを入力し、所定の処理を行い、ボイスコイルモータ２７を駆動させるための制御信号をアナログ回路部３０に送出する。この演算処理部３４による制御処理手順の詳細を図７に示す。
【００２４】
同図において、まず設定入力器３２によって荷重変化のためのデータが設定入力されたかどうかを判断する（手順１０１）。そして、荷重変化のためのデータが設定入力されたときは、設定入力されたデータが第１の荷重変化モードに関するデータであるか、第２の荷重変化モードに関するデータであるかを判断する（手順１０２）。
【００２５】
そして、設定入力されたデータが第１の荷重変化モードに関するデータであると判断されたときは、各時間領域のチップ部品６の押し付け荷重に対応する制御信号（出力電圧）を生成する（手順１０３）。このとき、例えばチップ部品６の押し付け荷重の大きさと制御信号との対応関係を示すテーブルをメモリ部３５に予め登録しておき、このテーブルを用いて、各時間領域のチップ部品６の押し付け荷重に対応する制御信号を得る。
【００２６】
一方、手順１０２で、設定入力されたデータが第２の荷重変化モードに関するデータであると判断されたときは、荷重変化時間データ、関数データ、開始荷重データ、終了荷重データに基づいて、ボンディング開始からボンディング終了までの時間Ｔをｎ個の時間領域に分け、その時間領域毎のチップ部品６の押し付け荷重を算出する（手順１０４）。これにより、図５に示すように、ボンディング開始からボンディング終了までの間で、チップ部品６の押し付け荷重が徐々に変化していくようなデータが得られる。そして、第１の荷重変化モードを採用する場合の処理と同様に、各時間領域のチップ部品６の押し付け荷重に対応する制御信号を生成する（手順１０３）。
【００２７】
続いて、第１の荷重変化モードを採用する場合、第２の荷重変化モードを採用する場合のいずれにおいても、各時間領域のチップ部品６の押し付け荷重に対応する制御信号のデータをメモリ部３５に記憶する（手順１０５）。
【００２８】
その後、変位センサ３１の検出信号に基づいてボンディング開始のタイミングになったかどうかを判断する（手順１０６）。そして、ボンディング開始のタイミングになったときは、各時間領域のチップ部品６の押し付け荷重に対応する制御信号のデータをメモリ部３５から読み出し（手順１０７）、この制御信号をアナログ回路部３０に順次送出する（手順１０８）。
【００２９】
ここで、第１の荷重変化モードに係るデータを設定し、このデータに基づいてアナログ回路部３０を制御する場合には、手順１０４における時間領域毎のチップ部品６の押し付け荷重を演算する処理が不要となるため、演算処理部３４の処理を簡素化することができる。一方、第２の荷重変化モードに係るデータを設定し、このデータに基づいてアナログ回路部３０を制御する場合には、設定入力器３２により設定入力するデータ量が少なくて済むため、オペレータの負担を軽減することができる。
【００３０】
次に、以上のように構成したダイボンディング装置１の動作を説明する。なお、第１の荷重変化モードに係るデータまたは第２の荷重変化モードに係るデータの設定入力は予め行われており、制御ユニット３３のメモリ部３５には、時間の経過に従って連続的に大きくなるような時間領域毎のチップ部品６の押し付け荷重データが記憶されている。
【００３１】
先ず、ストッカ１３に収容されたステム２を吸着ヘッド１５の吸着ノズル１６に吸着させ、その状態で、吸着ヘッド１５をステム支持ヘッド１４に向けて前方に移動させる。次いで、吸着ノズル１６を下降させて、立てられた状態のステム支持ヘッド１４に移載する。この状態からステム支持ヘッド１４を寝せるように９０度回転させて、ステム２の部品実装面５を真上に向ける。次いで、可動ブロック１８をヒータユニット２０に向けて前方に移動させ、ステム２の部品実装突部４をセラミックヒータ２１の前端面に突き当てることで、ステム２を位置決めする。
【００３２】
その後、トレー１０内のハンダ箔８をボンディングヘッド１１のボンディングノズル２３に吸着させ、その状態でボンディングヘッド１１をヒータユニット２０に向けて後方に移動させる。次いで、ボンディングノズル２３を下降させて、ハンダ箔８をステム２の部品実装面５上に置く。次いで、トレー１０内のヒートシンク７をボンディングノズル２３に吸着させ、ボンディングヘッド１１を上記と同様に動かして、ヒートシンク７をハンダ箔８の上に置く。次いで、再びトレー１０内のハンダ箔８をボンディングノズル２３に吸着させ、ボンディングヘッド１１を上記と同様に動かして、ヒートシンク７の上にハンダ箔８を置く。次いで、トレー１０内のチップ部品６をボンディングノズル２３に吸着させ、ボンディングヘッド１１を上記と同様に動かして、チップ部品６を２段目のハンダ箔８の上に置く。そして、ボンディングノズル２３は、チップ部品６をステム２の部品実装面５に対して押さえ付けたままの状態に維持される（図８（ａ）参照）。
【００３３】
このとき、変位センサ３１によって、チップ部品６がボンディング開始位置にあることが検出される。すると、温度調節器（図示せず）が働いて、セラミックヒータ２１の温度がプレヒート温度から上昇し始める。これにより、ステム２の部品実装面５とヒートシンク７との間のハンダ箔８、ヒートシンク７とチップ部品６との間のハンダ箔８がそれぞれ溶け始める。
【００３４】
これと同時に、制御ユニット３２からの制御信号によってアナログ回路部３０の出力値がＴ／ｎ時間ごとに増加し、この信号に応じてボイスコイルモータ２７が駆動される。これにより、ステム２の部品実装面５に対するチップ部品６の押し付け荷重が徐々に大きくなっていく。
【００３５】
そして、所定時間が経過すると、チップ部品６の押し付け荷重が最大荷重（例えば３０ｇＦ）になる。また、セラミックヒータ２１の温度が下がり始めると共に、ヒータユニット２０内に冷却ガス（例えばＮ_２ガス）が導入される。これにより、ステム２が急速に冷却されてハンダ箔８が固化し、チップ部品６がヒートシンク７を介してステム２の部品実装面５に固定される。その後、チップ部品６の吸着を解除した状態のボンディングノズル２３が上方に移動する（図８（ｂ）参照）。
【００３６】
このようなボンディング工程が完了した後、可動ブロック１８を後退させると共に、ステム支持ヘッド１４を立たせるように９０度回転させる。そして、チップ部品６が実装された状態のステム２を吸着ヘッド１５の吸着ノズル１６に吸着させ、その状態で吸着ヘッド１５を後退させ、ステム２をストッカ１３の元の場所に戻す。
【００３７】
以上のようなボンディング処理において、セラミックヒータ２１の温度を上げてハンダ箔８を溶かし、チップ部品６をステム２に実装する際には、ステム２の部品実装面５に対するチップ部品６の押し付け荷重を時間経過と共に大きくしていくので、ハンダ箔８は全体的に均等に広がるようになる。従って、チップ部品６が傾いた状態で部品実装面５上に実装されたり、チップ部品６が正規の実装位置からずれた状態で部品実装面５上に実装されることを防止することができる。
【００３８】
なお、上記実施形態では、ステム２の部品実装面５に対するチップ部品６の押し付け荷重を、ボンディング開始からボンディング終了までの間で連続的に大きくするものとしたが、チップ部品６の押し付け荷重の変化パターンは特にこれには限定されず、ハンダ箔８の溶け具合に応じて適宜決めればよい。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、ステムの部品実装面に対する電子部品の押し付け荷重が時間経過と共に変化するように押付手段を制御するので、ステムと電子部品との間に配置されたハンダを均一に広げることができる。これにより、電子部品をステムの部品実装面上に精度良く実装することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るダイボンディング装置の一実施形態を示す側面図である。
【図２】図１に示すステム支持ヘッドに支持されるステムを示す斜視図である。
【図３】図１に示すボンディングヘッドの側面拡大図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線断面を含むボンディングヘッドの制御系構成図である。
【図５】図４に示す設定入力器で設定される時間領域毎の荷重データの一例を示す図である。
【図６】図４に示す設定入力器で設定される関数データの一例を示す図である。
【図７】図４に示す制御ユニットの演算処理部による制御処理手順の詳細を示すフローチャートである。
【図８】図３に示すボンディングノズルに吸着されたチップ部品をステムの部品実装面に押し付ける前後の状態を示す図である。
【符号の説明】
１…ダイボンディング装置、２…ステム、５…部品実装面、６…チップ部品（電子部品）、８…ハンダ箔、１１…ボンディングヘッド、１４…ステム支持ヘッド（支持手段）、２２…ヘッド本体（押付手段）、２３…ボンディングノズル、２７…ボイスコイルモータ（押付手段）、２９…レバー（押付手段）、３０…アナログ回路部（制御手段）、３２…設定入力器（制御手段）、３３…制御ユニット（制御手段）。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a die bonding apparatus for mounting an electronic component such as a semiconductor chip on a stem.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, when an electronic component is mounted on a stem by a die bonding apparatus, the stem is first placed in a heater unit, and solder and the electronic component are placed on the component mounting surface of the stem. Then, with the electronic component pressed against the component mounting surface, the temperature of the heater unit is raised to melt the solder, and then the temperature of the heater unit is lowered to solidify the solder.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described related art, the spread of the solder on the component mounting surface of the stem may be offset depending on the degree of melting of the solder. In this case, there is a possibility that the electronic component is mounted in an inclined state, or the mounting position of the electronic component is shifted.
[0004]
An object of the present invention is to provide a die bonding apparatus that can uniformly spread solder between a stem and an electronic component when the electronic component is mounted.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to a die bonding apparatus for mounting an electronic component on a stem, a supporting means for supporting the stem, a bonding nozzle for sucking the electronic component and mounting it on the component mounting surface of the stem, and a suction nozzle for the bonding nozzle. Pressing means for pressing the electronic component to the component mounting surface, and control means for controlling the pressing means such that the pressing load of the electronic component against the component mounting surface changes over time. is there.
[0006]
When mounting an electronic component on a stem by such a die bonding apparatus, first, solder is sucked to a bonding nozzle, and the solder is placed on the component mounting surface of the stem. Next, the electronic component is sucked by the bonding nozzle, and the electronic component is placed on the solder. Then, the pressing unit presses the electronic component sucked by the bonding nozzle against the component mounting surface of the stem, and melts the solder in that state. At this time, if the pressing load of the electronic component on the component mounting surface is constant, the pressing strength is the same regardless of the melting condition of the solder, so that the spread of the melted solder tends to be uneven. Therefore, as described above, the pressing means is controlled so that the pressing load of the electronic component against the component mounting surface of the stem changes with time. For example, by continuously increasing the pressing load of the electronic component in accordance with the degree of melting of the solder, the solder spreads uniformly as a whole.
[0007]
Preferably, the control means is means for setting and inputting load change time data and a plurality of load data that changes with time, and based on the load change time data and the plurality of load data, Means for generating a control signal corresponding to the pressing load and sending the control signal to the pressing means. In this case, the process of generating a control signal corresponding to the pressing load of the electronic component in each time domain can be simplified.
[0008]
The control means includes means for setting and inputting load change time data, function data for calculating a load that changes with time, start load data and end load data, and load change time data, function data, start load data and Means for calculating the pressing load of the electronic component in each time domain based on the end load data, and means for generating a control signal corresponding to the pressing load of the electronic component in each time domain and transmitting the control signal to the pressing means. May be provided. In this case, the amount of data to be set and input to generate a control signal corresponding to the pressing load of the electronic component in each time domain can be reduced.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a preferred embodiment of a die bonding apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0010]
FIG. 1 is a side view showing one embodiment of a die bonding apparatus according to the present invention. Referring to FIG. 1, a die bonding apparatus 1 of the present embodiment automatically fuses and mounts (bonds) an electronic component (for example, a minute chip component such as a semiconductor laser crystal) to a metal stem 2.
[0011]
As shown in FIG. 2, the stem 2 has a disk-shaped stem base 3, and the stem base 3 is provided with a component mounting projection 4. The component mounting projection 4 has a component mounting surface 5 extending in a direction orthogonal to the upper surface of the stem base 3, and a chip component 6 is provided on the component mounting surface 5 via a heat sink 7 and a solder foil 8. (See FIG. 3). Three stem pins 9 are fixed to the lower surface of the stem base 3, and a predetermined voltage can be applied to the chip component 6 via the stem pins 9.
[0012]
Referring back to FIG. 1, the die bonding apparatus 1 has a bonding head 11 for transporting the chip component 6, the heat sink 7, and the solder foil 8 accommodated in the tray 10 to a bonding position. The screw 12 moves in the horizontal direction. The configuration of the bonding head 11 will be described later in detail.
[0013]
A suction head 15 for transporting the stem 2 accommodated in the stocker 13 to the stem support head 14 is disposed behind the bonding head 11. The suction head 15 is provided with a pair of reversible rotary suction nozzles 16 for sucking the stem 2.
[0014]
The stem support head 14 suctions and supports the stem 2 and is provided in the stem support unit 17. The stem support unit 17 has a movable block 18 that moves in the horizontal direction, and the stem support head 14 is rotatably attached to the movable block 18. The stem support head 14 is rotated by the air cylinder 19 between a state in which the stem 2 is received (indicated by a two-dot chain line in FIG. 1) and a state in which the stem 2 is laid to mount the chip component 6 on the stem 2. I do.
[0015]
A heater unit 20 is disposed in front of the stem support unit 17. The heater unit 20 has a ceramic heater 21 for melting the solder foil 8 when mounting the chip component 6 on the stem 2. The temperature of the ceramic heater 21 is controlled by a temperature controller (not shown).
[0016]
FIG. 3 is an enlarged side view of the bonding head 11, and FIG. 4 is a control system configuration diagram of the bonding head 11 including a cross section taken along line IV-IV of FIG. In these figures, the bonding head 11 has a head body 22, and a bonding nozzle 23 is provided at a lower end of the head body 22. The bonding nozzle 23 sucks the chip component 6, the heat sink 7, and the solder foil 8 and places it on the component mounting surface 5 of the stem 2. The head main body 22 is rotatably provided via a shaft 25 on a base 24 which can be moved up and down by an elevating mechanism (not shown). Two load adjusting springs 26 biasing upward are provided between the head body 22 and the base 24.
[0017]
The bonding head 11 has a voice coil motor 27 for pressing the chip component 6 sucked by the bonding nozzle 23 against the component mounting surface 5 of the stem 2. The movable portion 28 of the voice coil motor 27 is fixed to a substantially L-shaped lever 29 protruding from the head main body 22. The voice coil motor 27 is driven by an electric signal (current signal) output from the analog circuit unit 30.
[0018]
When the voice coil motor 27 is energized by an electric signal from the analog circuit unit 30, the movable unit 28 moves, whereby the head main body 22 rotates about the shaft 25, and the head main body 22 is moved by the load adjusting spring 26. Descends against the urging force of. As a result, the chip component 6 sucked by the bonding nozzle 23 presses the component mounting surface 5 of the stem 2.
[0019]
Further, the base 24 is provided with a displacement sensor 31 for detecting whether or not the bonding nozzle 23 sucking the chip component 6 has reached a predetermined height position (bonding position).
[0020]
The die bonding apparatus 1 includes a setting input device 32 and a control unit 33. The setting input device 32 is, for example, a touch panel, and is used to set and input data for changing the pressing load of the chip component 6 against the component mounting surface 5 of the stem 2. There are two types of load change modes as data to be set and input by the setting input device 32, and any one of these load change modes can be selected.
[0021]
The first load change mode is a mode in which the time T from the bonding start timing to the bonding end timing is divided into n time regions, and an arbitrary load is set for each time region. The first case of selecting a load change mode, sets the load change time data, and a larger plurality of such load data over time (area D ₁ data-area D _n data). In this case, as shown in FIG. 5, when the bonding is started, the first T / n time becomes the load region D ₁ data, the following T / n time becomes the load region D ₂ data, bonding The load changes one after another until the end of.
[0022]
The second load change mode is a mode in which the load is changed according to a predetermined function from the bonding start timing to the bonding end timing. When such a second load change mode is selected, load change time data, function data for obtaining a load that increases with time, start load data, and end load data are set. Here, the function to be used may be a linear function as shown by a solid line A shown in FIG. 6 or a quadratic function as shown by a solid line B shown in FIG.
[0023]
The control unit 33 has an arithmetic processing unit 34 and a memory unit 35. The arithmetic processing unit 34 receives input data from the setting input device 32 and a detection signal of the displacement sensor 31, performs predetermined processing, and sends a control signal for driving the voice coil motor 27 to the analog circuit unit 30. . FIG. 7 shows the details of the control processing procedure by the arithmetic processing unit 34.
[0024]
In the figure, first, it is determined whether or not data for load change has been set and input by the setting input device 32 (step 101). When data for load change is set and input, it is determined whether the set and input data is data relating to the first load change mode or data relating to the second load change mode (procedure). 102).
[0025]
When it is determined that the input data is data relating to the first load change mode, a control signal (output voltage) corresponding to the pressing load of the chip component 6 in each time domain is generated (step 103). ). At this time, for example, a table indicating the correspondence between the magnitude of the pressing load of the chip component 6 and the control signal is registered in the memory unit 35 in advance, and the table is used to apply the pressing load of the chip component 6 in each time domain. Obtain the corresponding control signal.
[0026]
On the other hand, when it is determined in step 102 that the data set and input is data relating to the second load change mode, the bonding start is performed based on the load change time data, function data, start load data, and end load data. Is divided into n time regions, and the pressing load of the chip component 6 for each time region is calculated (step 104). Thereby, as shown in FIG. 5, data is obtained in which the pressing load of the chip component 6 gradually changes from the start of bonding to the end of bonding. Then, similarly to the processing when the first load change mode is employed, a control signal corresponding to the pressing load of the chip component 6 in each time domain is generated (step 103).
[0027]
Subsequently, in either case of adopting the first load change mode or the case of adopting the second load change mode, the data of the control signal corresponding to the pressing load of the chip component 6 in each time domain is stored in the memory unit 35. (Step 105).
[0028]
Thereafter, it is determined whether or not the timing for starting bonding has come based on the detection signal of the displacement sensor 31 (step 106). Then, when it is time to start bonding, data of a control signal corresponding to the pressing load of the chip component 6 in each time domain is read from the memory unit 35 (procedure 107), and this control signal is sequentially sent to the analog circuit unit 30. It is sent (procedure 108).
[0029]
Here, when data relating to the first load change mode is set and the analog circuit unit 30 is controlled based on this data, the process of calculating the pressing load of the chip component 6 for each time domain in the procedure 104 is performed. Since it becomes unnecessary, the processing of the arithmetic processing unit 34 can be simplified. On the other hand, when data relating to the second load change mode is set and the analog circuit section 30 is controlled based on this data, the amount of data set and input by the setting input device 32 can be small, so that the burden on the operator is reduced. Can be reduced.
[0030]
Next, the operation of the die bonding apparatus 1 configured as described above will be described. The setting and input of the data related to the first load change mode or the data related to the second load change mode is performed in advance, and the data continuously increases in the memory unit 35 of the control unit 33 as time passes. The pressing load data of the chip component 6 for each time region is stored.
[0031]
First, the stem 2 accommodated in the stocker 13 is sucked by the suction nozzle 16 of the suction head 15, and in this state, the suction head 15 is moved forward toward the stem support head 14. Next, the suction nozzle 16 is lowered and transferred to the stem support head 14 in the upright state. In this state, the stem supporting head 14 is rotated 90 degrees so that it can be laid down, and the component mounting surface 5 of the stem 2 is directed directly upward. Next, the movable block 18 is moved forward toward the heater unit 20, and the component mounting projection 4 of the stem 2 is abutted against the front end surface of the ceramic heater 21 to position the stem 2.
[0032]
Thereafter, the solder foil 8 in the tray 10 is attracted to the bonding nozzle 23 of the bonding head 11, and in this state, the bonding head 11 is moved backward toward the heater unit 20. Next, the bonding nozzle 23 is lowered to place the solder foil 8 on the component mounting surface 5 of the stem 2. Next, the heat sink 7 in the tray 10 is attracted to the bonding nozzle 23, the bonding head 11 is moved in the same manner as described above, and the heat sink 7 is placed on the solder foil 8. Next, the solder foil 8 in the tray 10 is attracted to the bonding nozzle 23 again, the bonding head 11 is moved in the same manner as described above, and the solder foil 8 is placed on the heat sink 7. Next, the chip components 6 in the tray 10 are attracted to the bonding nozzle 23, and the bonding head 11 is moved in the same manner as described above to place the chip components 6 on the second-stage solder foil 8. Then, the bonding nozzle 23 is maintained in a state where the chip component 6 is pressed against the component mounting surface 5 of the stem 2 (see FIG. 8A).
[0033]
At this time, the displacement sensor 31 detects that the chip component 6 is at the bonding start position. Then, a temperature controller (not shown) operates, and the temperature of the ceramic heater 21 starts to rise from the preheat temperature. Thereby, the solder foil 8 between the component mounting surface 5 of the stem 2 and the heat sink 7 and the solder foil 8 between the heat sink 7 and the chip component 6 start to melt.
[0034]
At the same time, the output value of the analog circuit section 30 increases every T / n time by the control signal from the control unit 32, and the voice coil motor 27 is driven according to this signal. As a result, the pressing load of the chip component 6 against the component mounting surface 5 of the stem 2 gradually increases.
[0035]
Then, when a predetermined time has elapsed, the pressing load of the chip component 6 becomes the maximum load (for example, 30 gF). Further, as the temperature of the ceramic heater 21 starts to decrease, a cooling gas (for example, N ₂ gas) is introduced into the heater unit 20. As a result, the stem 2 is rapidly cooled, the solder foil 8 is solidified, and the chip component 6 is fixed to the component mounting surface 5 of the stem 2 via the heat sink 7. Thereafter, the bonding nozzle 23 in a state where the suction of the chip component 6 is released moves upward (see FIG. 8B).
[0036]
After the completion of such a bonding step, the movable block 18 is retracted, and the stem support head 14 is rotated by 90 degrees so as to stand. Then, the stem 2 on which the chip component 6 is mounted is sucked by the suction nozzle 16 of the suction head 15, and in this state, the suction head 15 is retracted, and the stem 2 is returned to the original position of the stocker 13.
[0037]
In the above bonding process, when the temperature of the ceramic heater 21 is raised to melt the solder foil 8 and the chip component 6 is mounted on the stem 2, the pressing load of the chip component 6 against the component mounting surface 5 of the stem 2 is reduced. Since the size of the solder foil 8 increases over time, the solder foil 8 spreads evenly as a whole. Therefore, it is possible to prevent the chip component 6 from being mounted on the component mounting surface 5 in a tilted state, or from being mounted on the component mounting surface 5 in a state shifted from a normal mounting position.
[0038]
In the above embodiment, the pressing load of the chip component 6 on the component mounting surface 5 of the stem 2 is continuously increased from the start of bonding to the end of bonding. The pattern is not particularly limited to this, and may be appropriately determined according to the melting condition of the solder foil 8.
[0039]
【The invention's effect】
According to the present invention, the pressing means is controlled such that the pressing load of the electronic component against the component mounting surface of the stem changes with time, so that the solder disposed between the stem and the electronic component can be uniformly spread. it can. As a result, the electronic component can be accurately mounted on the component mounting surface of the stem.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view showing one embodiment of a die bonding apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing a stem supported by the stem support head shown in FIG.
FIG. 3 is an enlarged side view of the bonding head shown in FIG. 1;
4 is a control system configuration diagram of a bonding head including a cross section taken along line IV-IV of FIG. 3;
FIG. 5 is a diagram showing an example of load data for each time region set by the setting input device shown in FIG. 4;
6 is a diagram showing an example of function data set by the setting input device shown in FIG.
FIG. 7 is a flowchart showing details of a control processing procedure by an arithmetic processing unit of the control unit shown in FIG. 4;
8 is a view showing a state before and after pressing a chip component sucked by a bonding nozzle shown in FIG. 3 against a component mounting surface of a stem.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Die bonding apparatus, 2 ... Stem, 5 ... Component mounting surface, 6 ... Chip component (electronic component), 8 ... Solder foil, 11 ... Bonding head, 14 ... Stem support head (support means), 22 ... Head body ( Pressing means), 23 bonding nozzle, 27 voice coil motor (pressing means), 29 lever (pressing means), 30 analog circuit section (control means), 32 setting input device (control means), 33 control Unit (control means).

Claims

In a die bonding device for mounting electronic components on a stem,
Support means for supporting the stem,
A bonding nozzle that sucks the electronic component and places it on the component mounting surface of the stem;
Pressing means for pressing the electronic component sucked to the bonding nozzle against the component mounting surface,
A die bonding apparatus, comprising: a control unit that controls the pressing unit such that a pressing load of the electronic component against the component mounting surface changes with time.

The control means is means for setting and inputting load change time data and a plurality of load data that changes with time, and the electronic component for each time domain based on the load change time data and the plurality of load data. 2. A die bonding apparatus according to claim 1, further comprising: a means for generating a control signal corresponding to the pressing load, and sending the control signal to the pressing means.

The control means includes means for setting and inputting load change time data, function data for calculating a load changing with time, start load data and end load data, and the load change time data, the function data, and the start load. Means for calculating a pressing load of the electronic component for each time domain, based on the data and the end load data, and a control signal corresponding to the pressing load of the electronic component for each time domain, generating the control signal. 2. A die bonding apparatus according to claim 1, further comprising: means for sending out to said pressing means.