JP2004095810A - Bonding apparatus and bonding tool of electronic component - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a bonding apparatus and a bonding tool of an electronic component which can control, as much as possible, stress generated at a heating portion to heat the bonding tool to a smaller value. <P>SOLUTION: The bonding apparatus is provided with the bonding tool 14 which is in contact with the electronic component 40 and a pressing means to press the bonding tool 14 to the electronic component 40. The bonding tool 14 is provided with a rectangular horn 15, a vibrator 17 which gives vibration to the horn 15, a pressure-bonding portion 30 which is provided at the antinode of a vibration wave W of the horn 15 to bond the electronic component 40, and a heater 50 which is provided at an area corresponding to the antinode of the vibration wave W of the horn 15 to heat the horn 15. Since the stress generated at the area corresponding to the antinode of the vibration wave W is rather small, damage applied on the heater 50 is small and its operation life can therefore be extended. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バンプ付き電子部品などの電子部品を基板の電極などの被接合面にボンディングする電子部品のボンディング装置およびボンディングツールに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
電子部品を基板の電極などの被接合面にボンディングする方法として、超音波接合を用いる方法が知られている。この方法は、電子部品を被接合面に圧着部により押圧しながら超音波振動を与え、接合面を微小に振動させて接合面を密着させるものである。この方法に用いられるボンディングツールは、振動発生源である超音波振動子の振動を電子部品に伝達させる細長形状のホーンを有しており、このホーンに設けられた圧着部により電子部品に荷重と振動を加えながら、電子部品を被接合面にボンディングするようになっている。
【0003】
圧着部は、一般にホーンの中で最も振幅の大きい振動の腹に相当する部位に設けられる。そしてこの圧着部にホーンを介して伝達される振動によって電子部品が接合されるようになっている。また接合効果を上げるためにボンディングツールにはヒータが設けられ、これにより圧着部を加熱するようになっていたが、従来、ヒータは振動の節に相当する部位に設けられていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ホーンの振動の節に相当する部位は、超音波振動にともなう応力やひずみが大きく、したがってヒータにも大きな応力が発生し、ヒータを破損しやすく、ヒータの寿命も短くなるという問題点があった。
【0005】
そこで本発明は、ボンディングツールの圧着部を加熱するヒータなどの加熱部に生じる応力を極力小さくできる電子部品のボンディング装置およびボンディングツールを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の電子部品のボンディング装置は、電子部品に荷重と振動を作用させながらこの電子部品を被接合面に接合する電子部品のボンディング装置であって、前記電子部品に当接するボンディングツールと、このボンディングツールを前記電子部品に押圧する押圧手段とを備え、前記ボンディングツールは、横長のホーンと、このホーンに対して振動を付与する振動子と、ホーンの振動の腹に設けられて電子部品を圧着する圧着部とを有し、前記ホーンの振動の腹に相当する部位に前記ホーンを加熱するための加熱部を設けた。
【0007】
請求項2記載の電子部品のボンディングツールは、横長のホーンと、このホーンに振動を付与する振動子と、ホーンの振動の腹に設けられて電子部品を圧着する圧着部とを有し、前記腹に相当する部位に前記ホーンを加熱するための加熱部を設けた。
【0008】
本発明によれば、ホーンを加熱する加熱部は、ホーンの振動の腹に相当する部位に設けているので、ボンディングツールを加熱する加熱部に生じる応力を極力小さくでき、加熱部の寿命も長くなる。また圧着部と加熱部は振動の腹に設けられているので、加熱部により圧着子を熱効率よく加熱できる。
【0009】
【発明の実施の形態】
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1における電子部品のボンディング装置の正面図、図2は本発明の実施の形態1における電子部品のボンディングツールの正面図、図3は本発明の実施の形態1における電子部品のボンディングツールの平面図、図4は本発明の実施の形態1における電子部品のボンディングツールの上下反転部分斜視図、図5は本発明の実施の形態1における電子部品のボンディングツールの部分断面図、図6は本発明の実施の形態1における電子部品のボンディングツールの部分平面図である。
【0010】
まず、図1を参照して電子部品のボンディング装置の全体構造を説明する。1は支持フレームであって、その前面には第1昇降板2と第2昇降板3が昇降自在に設けられている。第1昇降板2にはボンディングツールの押圧手段としてのシリンダ4が装着されており、そのロッド5は第2昇降板3に結合されている。第2昇降板3にはボンディングヘッド10が装着されている。支持フレーム1の上面にはZ軸モータ6が設けられている。Z軸モータ6は垂直な送りねじ7を回転させる。送りねじ7は第1昇降板2の背面に設けられたナット8に螺合している。したがってZ軸モータ6が駆動して送りねじ7が回転すると、ナット8は送りねじ7に沿って上下動し、第1昇降板2や第2昇降板3も上下動する。
【0011】
図1において、電子部品のボンディング対象物としての基板46は基板ホルダ47上に載せられており、基板ホルダ47はテーブル48上に載せられている。基板46の上面が電子部品の被接合面となる。テーブル48は可動テーブルであって、基板46をX方向やY方向へ水平移動させ、基板46を所定の位置に位置決めする。テーブル48は電子部品40に対して基板46を相対的に移動させる位置決め手段となっている。
【0012】
42はカメラであって、一軸テーブル43に装着されている。44はカメラ42から前方へ延出する鏡筒である。カメラ42を一軸テーブル43に沿って前進させ、鎖線で示すように鏡筒44の先端部をボンディングツール14の下面に吸着して保持されたバンプ付きの電子部品40と基板46の間に位置させ、その状態で電子部品40と基板46の位置をカメラ42で観察する。
【0013】
53は認識部であり、カメラ42で撮像された電子部品40や基板46の画像を認識してこれらの位置を検出する。49は主制御部であり、モータ駆動部51を介してZ軸モータ6すなわちボンディングヘッド10の昇降動作を制御し、テーブル制御部52を介してテーブル48の制御すなわち基板46の位置決めを行う。また主制御部49は、認識部53によって検出された電子部品40と基板46の位置より、水平面内における両者の位置ずれを演算し、この位置ずれを補正するようにテーブル48を駆動する。さらに主制御部49には、荷重制御部54や吸引装置56a、56b等が接続されている。
【0014】
押圧手段としてのシリンダ4は荷重制御部54を介して主制御部49に接続されており、シリンダ4のロッド5の突出力すなわちボンディングツール14で電子部品40のバンプを基板46に押し付ける押圧荷重が制御される。吸引装置56aは主制御部49からの指令によってボンディングツール14による電子部品40の吸引・吸引解除を行う。振動子17は、超音波振動子駆動部55を介して主制御部49に接続されており、主制御部49からの指令に従って振動子17が超音波振動子駆動部55によって駆動されることにより、ボンディングツール14には超音波振動が付与される。このとき、ボンディングツール14の振動は共振状態となっており、振動子17に印加される電圧と電流の位相差はほぼゼロとなっている。
【0015】
ボンディングヘッド10の本体11の下端部にはホルダ12が結合されている。ホルダ12にはボンディングツール14の取付体としてのブロック13が装着され、ブロック13の下部にはボンディングツール14が固定されている。パッド19aはホーン15に穿孔された第1の吸引孔16aの開孔端に当接しており(図2も参照)、第1の吸引装置56aに接続されている。
【0016】
以下、図2〜図4を参照してボンディングツール14について説明する。図2に示すように、ボンディングツール14は横長のホーン15を主体としている。ホーン15は金属材料(例えばステンレス、アルミニウム、チタン等)等から成る棒状体であり、ホーン15の1方の側端部には超音波振動器から成る振動子17が装着されている。振動子17を駆動することにより、ホーン15の長手方向に沿った方向に縦振動が付与される。
【0017】
ホーン15の両側面には細片状の連結部20が突設されており、連結部20の先端部にはブロック形の取付部21が形成されている。連結部20は弾性的な屈曲自在部となっている。また取付部21にはねじなどの止具24を挿入する挿入孔22と、スリット23が上下に貫通して形成されている。止具24を挿入孔22に挿入し、ブロック13の脚部13aに螺着することにより、ホーン15はブロック13に両持ち支持状態で保持・固定される。また止具24と挿脱することにより、ボンディングツール14はブロック13に着脱自在に装着される。ホーン15の中央部下面には、圧着部30が着脱自在に装着されている。取付部21は、圧着部30を中心に対称に、ホーン15の左右両側面に合計4個設けられている。
【0018】
図3、図4において、圧着部30は、板状の台部31に箱形の突出部32を突設して成っている。突出部32の下面には凹部33が形成されており、その中央に電子部品40の吸着孔34が形成されている。吸着孔34を包囲するように、枠形の閉ループ状の周壁となる突部35が突出部32の縁部に突設されており、また凹部33のバンプ(後述)に相当する位置にはリブ36がスポット的に複数個突設されている。
【0019】
ホーン15の中央部下面には台部31を嵌め込む凹部37が浅く形成されており、且つ凹部37の表面には溝状の通気部38が枠形の閉ループ状に形成されている。また凹部37の中央には吸着孔34に連接する第1の吸引孔16aが形成されている。
【0020】
図2において、第1の吸引装置56aを駆動することにより、電子部品40は圧着部30の下面に真空吸着される。パッド19a、第1の吸引孔16a、吸着孔34はその真空吸引路となっている。図4に示すように、その状態で、電子部品40のバンプ41に対応する位置には、突出部32の周囲に壁状に突設された突部35とリブ36が位置しており、したがってバンプ41を突部35とリブ36により背後からバックアップして、バンプ41をしっかり基板46に押し付けることができる。
【0021】
振動子17が駆動すると、ホーン15はブロック13への取付位置(止具24による取付部21の固着位置)を節とし、その中央部(圧着部30の取付位置)を腹とする定在波振動をする。図2において、Wはこの振動波を示している。ホーン15の振動波Wの腹に相当する部位に加熱部としての円筒状のヒータ50が設けられている。
【0022】
図4おいて、ホーン15に穿孔された第2の吸引孔16bは通気部38に連通している。図2に示すように、第2の吸引孔16bの開孔端にはパッド19bが接続されており、パッド19bは第2の吸引装置56b(図1)に接続されている。したがって第2の吸引装置56bが駆動することにより、その真空吸引圧により台部31は通気部38に真空吸着され(図5も参照)、これにより圧着部30はホーン15の下面に保持される。また第2の吸引装置56bによる真空吸引状態を解除すれば、圧着部30はホーン15から取りはずされる。すなわち第2の吸引装置56bは、圧着部30をホーン15に着脱自在に保持する保持手段となっている。勿論、電子部品40や圧着部30を吸引する吸引手段は任意に設計できるものであって、吸引装置を1つとし、吸引路にバルブを設けるなどして電子部品40の吸引路と圧着部30の吸引路の開閉を切替えることにより、電子部品40や圧着部30を選択的あるいは同時に真空吸着して保持するようにしてもよい。
【0023】
この電子部品のボンディング装置は、圧着部30の下面に電子部品40を真空吸着して保持し、バンプ41を基板46の電極に接地させてホーン15を超音波振動させることにより、電子部品40に荷重と振動を与えてバンプ41を電極にボンディング(接合)する。このとき、ボンディング効果を高めるために、ヒータ50によりホーン15を加熱するが、ヒータ50は振動波Wの腹に相当する部位に設けられているので、ヒータ50には大きな応力を生じない。また圧着部30とヒータ50は振動の腹に互いに近接して設けられているので、ヒータ50により圧着部30を熱効率よく加熱できる。また電子部品40のバンプ41の直上には突部35やリブ36が形成されているので、バンプ41は突部35やリブ36により基板46にしっかり押し付けられる。
【0024】
また図6において、振動子17の駆動によりホーン15はその長手方向aに振動し、またこれと直交方向bにも若干振動する。ここで長手方向aの振動は、突片20が同方向a’へ屈曲することにより許容し、直交方向bの振動は取付部21が破線に示すように矢印b’方向へ弾性変形することにより許容される。この取付部21の矢印b’方向への弾性変形は、スリット23を形成したこと及び取付部21自体の弾性により許容される。このように、連結部20や取付部21が矢印a’方向や矢印b’方向へ弾性変形することにより、ホーン15の矢印a方向や矢印b方向への振動は許容され、ホーン15は十分に振動することができる。したがって、連結部20はホーン15の長手方向aへの振動許容部となっており、またスリット23は直交方向bへの振動許容部となっている。
【0025】
また圧着部30を長期間使用すると、その下面は次第に摩耗する。この場合、圧着部30をホーン15から取りはずし、その下面を研磨することにより下面の平面出しを行うが、圧着部30の下面はその全面が面一な平面ではなく、突部35やリブ36がスポット的に突設された構造であるので、突部35やリブ36が面一となるようにこれらの下面を研磨すればよく、この平面出しのための研磨は容易に行うことができる。
【0026】
(実施の形態2)
図7は本発明の実施の形態2における電子部品のボンディングツールの部分斜視図、図8は本発明の実施の形態2における電子部品のボンディングツールの平面図である。
【0027】
本実施の形態2では、実施の形態1のヒータ50に替えて、シート状のヒータ60が弾性と耐熱性を有する接着剤61によりホーン15の表面に貼着されている。本実施の形態では、ヒータ60はホーン15の前面と背面に貼着されている。なお、背面のヒータ60は図示されていない。
【0028】
ホーン15の側面から突出する細片状の第1の連結部70の先端部に細片状の第2の連結部71が突設されている。第1の連結部70と第2の連結部71は平面視してT字形であり、第2の連結部71の先端部に取付部73が形成されている。第1の連結部70と第2の連結部71は弾性を有する屈曲自在部である。取付部73には止具24の挿入孔74が形成されている。ヒータ60と取付部73の取付構造以外の構成は実施の形態1と同じである。
【0029】
ヒータ60は弾性を有する接着剤61によりホーン15に貼着されているので、ホーン15の振動を阻害せず、したがってホーン15は十分に振動される。またホーン15の長手方向aへの振動は第1の連結部70が同方向a’へ屈曲することにより吸収し、ホーン15の直交方向bへの振動は第2の連結部71が図8において破線で示すように屈曲することにより吸収する。すなわち、第1の連結部70はホーン15の長手方向aへの振動許容部となっており、第2の連結部71は直交方向への振動許容部となっている。上記各実施の形態から明らかなように、ホーン15の振動許容部は様々な形態が可能である。
【0030】
【発明の効果】
本発明は、ホーンを加熱する加熱部は、ホーンの振動の腹に相当する部位に設けているので、加熱部に生じる応力は小さく、したがって振動によって加熱部が受けるダメージも小さく、加熱部の寿命は長くなる。また圧着部と加熱部は振動の腹に設けられているので、加熱部により圧着部を熱効率よく加熱できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1における電子部品のボンディング装置の正面図
【図2】本発明の実施の形態1における電子部品のボンディングツールの正面図
【図3】本発明の実施の形態1における電子部品のボンディングツールの平面図
【図4】本発明の実施の形態1における電子部品のボンディングツールの上下反転部分斜視図
【図5】本発明の実施の形態1における電子部品のボンディングツールの部分断面図
【図6】本発明の実施の形態1における電子部品のボンディングツールの部分平面図
【図7】本発明の実施の形態2における電子部品のボンディングツールの部分斜視図
【図8】本発明の実施の形態2における電子部品のボンディングツールの平面図
【符号の説明】
14 ボンディングツール
15 ホーン
16a 第1の吸引孔
16b 第2の吸引孔
17 振動子
30 圧着部
34 吸着孔
35 突部
36 リブ
38 通気部
40 電子部品
41 バンプ
46 基板
50 ヒータ(加熱部)
56a 第1の吸引装置
56b 第2の吸引装置
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electronic component bonding apparatus and a bonding tool for bonding an electronic component such as an electronic component with a bump to a surface to be bonded such as an electrode of a substrate.
[0002]
[Prior art]
As a method for bonding an electronic component to a surface to be bonded such as an electrode of a substrate, a method using ultrasonic bonding is known. In this method, ultrasonic vibration is applied while pressing an electronic component against a surface to be bonded by a crimping portion, and the bonding surface is minutely vibrated to bring the bonding surface into close contact. The bonding tool used in this method has an elongated horn for transmitting the vibration of the ultrasonic vibrator, which is the vibration source, to the electronic component, and the crimping portion provided on the horn applies a load to the electronic component. The electronic component is bonded to the surface to be joined while applying vibration.
[0003]
The crimping portion is generally provided at a position corresponding to the antinode of vibration having the largest amplitude in the horn. The electronic component is joined to the crimping portion by vibration transmitted through a horn. In addition, a heater is provided in the bonding tool to increase the bonding effect, thereby heating the pressure-bonded portion. Conventionally, the heater is provided in a portion corresponding to a node of vibration.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the portion corresponding to the node of the vibration of the horn has a large stress and strain due to the ultrasonic vibration, so that a large stress is generated in the heater, the heater is easily damaged, and the life of the heater is shortened. there were.
[0005]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an electronic component bonding apparatus and a bonding tool capable of minimizing stress generated in a heating section such as a heater for heating a crimping section of a bonding tool.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
An electronic component bonding apparatus according to claim 1, wherein the electronic component is bonded to a surface to be bonded while applying a load and vibration to the electronic component, and a bonding tool that contacts the electronic component. Pressing means for pressing the bonding tool against the electronic component, wherein the bonding tool includes a horizontally long horn, a vibrator for applying vibration to the horn, and an electronic device provided at an antinode of vibration of the horn. And a crimping portion for crimping the component, and a heating portion for heating the horn is provided at a portion corresponding to the antinode of vibration of the horn.
[0007]
The electronic component bonding tool according to claim 2, further comprising a horizontally long horn, a vibrator for imparting vibration to the horn, and a crimping portion provided on an antinode of vibration of the horn to crimp the electronic component, A heating unit for heating the horn was provided at a position corresponding to the belly.
[0008]
According to the present invention, since the heating section for heating the horn is provided at a portion corresponding to the antinode of the vibration of the horn, the stress generated in the heating section for heating the bonding tool can be minimized, and the life of the heating section is extended. Become. In addition, since the crimping portion and the heating portion are provided on the antinode of the vibration, the crimping member can be heated with high efficiency by the heating portion.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a front view of an electronic component bonding apparatus according to Embodiment 1 of the present invention, FIG. 2 is a front view of an electronic component bonding tool according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 3 is Embodiment 1 of the present invention. , FIG. 4 is a perspective view of the electronic component bonding tool according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a perspective view of the electronic component bonding tool according to the first embodiment of the present invention. FIG. 6 is a partial sectional view, and FIG. 6 is a partial plan view of an electronic component bonding tool according to the first embodiment of the present invention.
[0010]
First, the overall structure of an electronic component bonding apparatus will be described with reference to FIG. Reference numeral 1 denotes a support frame, on the front surface of which is provided a first elevating plate 2 and a second elevating plate 3 so as to be able to move up and down. A cylinder 4 as a pressing means of a bonding tool is mounted on the first lifting plate 2, and a rod 5 thereof is connected to the second lifting plate 3. The bonding head 10 is mounted on the second lifting plate 3. On the upper surface of the support frame 1, a Z-axis motor 6 is provided. The Z-axis motor 6 rotates a vertical feed screw 7. The feed screw 7 is screwed into a nut 8 provided on the back of the first lifting plate 2. Accordingly, when the Z-axis motor 6 is driven to rotate the feed screw 7, the nut 8 moves up and down along the feed screw 7, and the first lifting plate 2 and the second lifting plate 3 also move up and down.
[0011]
In FIG. 1, a substrate 46 as an electronic component bonding object is mounted on a substrate holder 47, and the substrate holder 47 is mounted on a table 48. The upper surface of the substrate 46 is the surface to be joined of the electronic component. The table 48 is a movable table, and horizontally moves the substrate 46 in the X direction and the Y direction to position the substrate 46 at a predetermined position. The table 48 serves as positioning means for moving the board 46 relative to the electronic component 40.
[0012]
Reference numeral 42 denotes a camera, which is mounted on the uniaxial table 43. A lens barrel 44 extends forward from the camera 42. The camera 42 is moved forward along the uniaxial table 43 and the tip of the lens barrel 44 is positioned between the electronic component 40 with bumps and the substrate 46 held by being sucked and held on the lower surface of the bonding tool 14 as shown by a chain line. In this state, the positions of the electronic component 40 and the substrate 46 are observed by the camera 42.
[0013]
A recognition unit 53 recognizes images of the electronic component 40 and the board 46 captured by the camera 42 and detects their positions. Reference numeral 49 denotes a main control unit which controls the vertical movement of the Z-axis motor 6, that is, the bonding head 10 via a motor drive unit 51, and controls the table 48 via the table control unit 52, that is, positions the substrate 46. Further, the main control unit 49 calculates a displacement between the electronic component 40 and the board 46 in the horizontal plane based on the positions of the electronic component 40 and the board 46 detected by the recognition unit 53, and drives the table 48 so as to correct the displacement. Further, the main control unit 49 is connected with a load control unit 54, suction devices 56a and 56b, and the like.
[0014]
The cylinder 4 as the pressing means is connected to the main control unit 49 via the load control unit 54, and the pressing load for pressing the bump of the electronic component 40 against the substrate 46 by the bonding tool 14, that is, the projection output of the rod 5 of the cylinder 4 is applied. Controlled. The suction device 56a performs suction and release of suction of the electronic component 40 by the bonding tool 14 according to a command from the main control unit 49. The vibrator 17 is connected to the main control unit 49 via the ultrasonic vibrator drive unit 55, and the vibrator 17 is driven by the ultrasonic vibrator drive unit 55 according to a command from the main control unit 49. Ultrasonic vibration is applied to the bonding tool 14. At this time, the vibration of the bonding tool 14 is in a resonance state, and the phase difference between the voltage and the current applied to the vibrator 17 is almost zero.
[0015]
A holder 12 is coupled to the lower end of the main body 11 of the bonding head 10. A block 13 as a mounting body for a bonding tool 14 is mounted on the holder 12, and the bonding tool 14 is fixed below the block 13. The pad 19a is in contact with the opening end of the first suction hole 16a formed in the horn 15 (see also FIG. 2), and is connected to the first suction device 56a.
[0016]
Hereinafter, the bonding tool 14 will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 2, the bonding tool 14 mainly includes a horizontally long horn 15. The horn 15 is a rod-shaped body made of a metal material (for example, stainless steel, aluminum, titanium, or the like), and a vibrator 17 made of an ultrasonic vibrator is mounted on one side end of the horn 15. By driving the vibrator 17, longitudinal vibration is applied in a direction along the longitudinal direction of the horn 15.
[0017]
A strip-shaped connecting portion 20 is provided on both sides of the horn 15, and a block-shaped mounting portion 21 is formed at the tip of the connecting portion 20. The connecting portion 20 is an elastic bendable portion. In addition, an insertion hole 22 for inserting a fastener 24 such as a screw, and a slit 23 are formed in the mounting portion 21 so as to penetrate vertically. By inserting the stopper 24 into the insertion hole 22 and screwing it to the leg 13 a of the block 13, the horn 15 is held and fixed to the block 13 in a double-supported state. The bonding tool 14 is detachably attached to the block 13 by being inserted into and removed from the stopper 24. On the lower surface of the central part of the horn 15, a crimping part 30 is detachably mounted. A total of four mounting portions 21 are provided on the left and right side surfaces of the horn 15 symmetrically about the crimping portion 30.
[0018]
3 and 4, the crimping portion 30 is formed by projecting a box-shaped projection 32 on a plate-like base 31. A concave portion 33 is formed on the lower surface of the protruding portion 32, and a suction hole 34 of the electronic component 40 is formed in the center of the concave portion 33. A projection 35 serving as a frame-shaped closed loop peripheral wall is provided at an edge of the projection 32 so as to surround the suction hole 34, and a rib is provided at a position corresponding to a bump (described later) of the recess 33. A plurality of projections 36 are provided as spots.
[0019]
A concave portion 37 into which the base portion 31 is fitted is formed shallowly on the lower surface of the central portion of the horn 15, and a groove-shaped ventilation portion 38 is formed on the surface of the concave portion 37 in a frame-shaped closed loop shape. In the center of the concave portion 37, a first suction hole 16a connected to the suction hole 34 is formed.
[0020]
In FIG. 2, by driving the first suction device 56a, the electronic component 40 is vacuum-sucked on the lower surface of the crimping portion 30. The pad 19a, the first suction hole 16a, and the suction hole 34 form a vacuum suction path. As shown in FIG. 4, in this state, at a position corresponding to the bump 41 of the electronic component 40, a projection 35 and a rib 36 projecting in a wall shape around the projection 32 are located. The bumps 41 can be backed up from behind by the protrusions 35 and the ribs 36, and the bumps 41 can be firmly pressed against the substrate 46.
[0021]
When the vibrator 17 is driven, the horn 15 has a node at an attachment position to the block 13 (a position where the attachment portion 21 is fixed by the stopper 24), and a standing wave having an antinode at the center portion (the attachment position of the crimping portion 30). Vibrate. In FIG. 2, W indicates this vibration wave. A cylindrical heater 50 as a heating unit is provided at a position corresponding to the antinode of the vibration wave W of the horn 15.
[0022]
In FIG. 4, a second suction hole 16 b formed in the horn 15 communicates with the ventilation part 38. As shown in FIG. 2, a pad 19b is connected to the open end of the second suction hole 16b, and the pad 19b is connected to the second suction device 56b (FIG. 1). Accordingly, when the second suction device 56b is driven, the base portion 31 is vacuum-sucked to the ventilation portion 38 by the vacuum suction pressure (see also FIG. 5), whereby the crimping portion 30 is held on the lower surface of the horn 15. . When the vacuum suction state by the second suction device 56b is released, the crimping portion 30 is detached from the horn 15. That is, the second suction device 56b is a holding unit that holds the crimping unit 30 detachably on the horn 15. Needless to say, the suction means for sucking the electronic component 40 and the crimping section 30 can be arbitrarily designed. One suction device is provided, and a valve is provided in the suction path. The electronic component 40 and the crimping part 30 may be selectively or simultaneously vacuum-sucked and held by switching the opening and closing of the suction path.
[0023]
This electronic component bonding apparatus attaches and holds the electronic component 40 to the lower surface of the crimping unit 30 by vacuum suction, grounds the bump 41 to the electrode of the substrate 46, and ultrasonically vibrates the horn 15, thereby providing the electronic component 40 with the electronic component 40. By applying a load and vibration, the bump 41 is bonded to the electrode. At this time, the horn 15 is heated by the heater 50 in order to enhance the bonding effect. However, since the heater 50 is provided at a portion corresponding to the antinode of the vibration wave W, no large stress is generated in the heater 50. Further, since the crimping portion 30 and the heater 50 are provided close to each other on the antinode of the vibration, the heater 50 can heat the crimping portion 30 with high thermal efficiency. Further, since the protrusions 35 and the ribs 36 are formed directly above the bumps 41 of the electronic component 40, the bumps 41 are firmly pressed against the substrate 46 by the protrusions 35 and the ribs 36.
[0024]
In FIG. 6, the horn 15 vibrates in the longitudinal direction a due to the driving of the vibrator 17 and also slightly vibrates in the direction b perpendicular thereto. Here, the vibration in the longitudinal direction a is allowed by bending the protruding piece 20 in the same direction a ′, and the vibration in the orthogonal direction b is obtained by elastically deforming the mounting portion 21 in the direction of the arrow b ′ as shown by the broken line. Permissible. The elastic deformation of the mounting portion 21 in the direction of the arrow b ′ is allowed by the formation of the slit 23 and the elasticity of the mounting portion 21 itself. In this manner, the elastic deformation of the connecting portion 20 and the mounting portion 21 in the direction of the arrow a ′ and the direction of the arrow b ′ allows the horn 15 to vibrate in the direction of the arrow a and the direction of the arrow b. Can vibrate. Therefore, the connecting portion 20 is a vibration permitting portion in the longitudinal direction a of the horn 15, and the slit 23 is a vibration permitting portion in the orthogonal direction b.
[0025]
When the crimping section 30 is used for a long time, the lower surface thereof gradually wears. In this case, the crimping portion 30 is removed from the horn 15 and the lower surface thereof is polished to flatten the lower surface. However, the lower surface of the crimping portion 30 is not a flat surface over its entire surface. Since the projections are provided in a spot-like manner, the lower surfaces of the projections 35 and the ribs 36 may be polished so as to be flush with each other, and the polishing for obtaining the flat surface can be easily performed.
[0026]
(Embodiment 2)
FIG. 7 is a partial perspective view of an electronic component bonding tool according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a plan view of the electronic component bonding tool according to the second embodiment of the present invention.
[0027]
In the second embodiment, instead of the heater 50 of the first embodiment, a sheet-like heater 60 is adhered to the surface of the horn 15 by an adhesive 61 having elasticity and heat resistance. In the present embodiment, the heater 60 is attached to the front and back of the horn 15. The heater 60 on the back is not shown.
[0028]
A strip-shaped second connection portion 71 is protrudingly provided at a tip end of the strip-shaped first connection portion 70 protruding from the side surface of the horn 15. The first connecting portion 70 and the second connecting portion 71 have a T-shape in plan view, and a mounting portion 73 is formed at the tip of the second connecting portion 71. The first connecting portion 70 and the second connecting portion 71 are elastic and bendable portions. The attachment portion 73 has an insertion hole 74 for the stopper 24. The configuration other than the mounting structure of the heater 60 and the mounting portion 73 is the same as that of the first embodiment.
[0029]
Since the heater 60 is adhered to the horn 15 with the adhesive 61 having elasticity, the vibration of the horn 15 is not hindered, and the horn 15 is sufficiently vibrated. The vibration of the horn 15 in the longitudinal direction a is absorbed by the first connecting portion 70 bending in the same direction a ′, and the vibration of the horn 15 in the orthogonal direction b is absorbed by the second connecting portion 71 in FIG. It is absorbed by bending as shown by the broken line. That is, the first connecting portion 70 is a vibration permitting portion in the longitudinal direction a of the horn 15, and the second connecting portion 71 is a vibration permitting portion in the orthogonal direction. As is clear from each of the above embodiments, various forms are possible for the vibration permitting portion of the horn 15.
[0030]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the heating unit for heating the horn is provided at a portion corresponding to the antinode of the vibration of the horn, the stress generated in the heating unit is small, and therefore, the damage to the heating unit due to the vibration is small, and the life of the heating unit is reduced. Becomes longer. In addition, since the crimping portion and the heating portion are provided at the antinode of the vibration, the crimping portion can be heated with high efficiency by the heating portion.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of an electronic component bonding apparatus according to Embodiment 1 of the present invention; FIG. 2 is a front view of an electronic component bonding tool according to Embodiment 1 of the present invention; FIG. FIG. 4 is a plan view of an electronic component bonding tool according to the first embodiment of the present invention. FIG. 4 is an upside down partial perspective view of the electronic component bonding tool according to the first embodiment of the present invention. FIG. 6 is a partial plan view of an electronic component bonding tool according to the first embodiment of the present invention. FIG. 7 is a partial perspective view of an electronic component bonding tool according to the second embodiment of the present invention. Plan view of electronic component bonding tool according to Embodiment 2 of the present invention.
14 bonding tool 15 horn 16a first suction hole 16b second suction hole 17 vibrator 30 crimping part 34 suction hole 35 protrusion 36 rib 38 ventilation part 40 electronic component 41 bump 46 substrate 50 heater (heating part)
56a first suction device 56b second suction device

Claims (2)

電子部品に荷重と振動を作用させながらこの電子部品を被接合面に接合する電子部品のボンディング装置であって、前記電子部品に当接するボンディングツールと、このボンディングツールを前記電子部品に押圧する押圧手段とを備え、前記ボンディングツールは、横長のホーンと、このホーンに振動を付与する振動子と、ホーンの振動の腹に設けられて電子部品を圧着する圧着部とを有し、前記ホーンの振動の腹に相当する部位に前記ホーンを加熱するための加熱部を設けたことを特徴とする電子部品のボンディング装置。An electronic component bonding apparatus for joining an electronic component to a surface to be joined while applying a load and vibration to the electronic component, comprising: a bonding tool that contacts the electronic component; and a pressing tool that presses the bonding tool against the electronic component. Means, the bonding tool has a horizontally long horn, a vibrator for imparting vibration to the horn, and a crimping portion provided on the antinode of the vibration of the horn and crimping an electronic component. A bonding device for an electronic component, wherein a heating unit for heating the horn is provided at a portion corresponding to an antinode of vibration. 横長のホーンと、このホーンに振動を付与する振動子と、ホーンの振動の腹に設けられて電子部品を圧着する圧着部とを有し、前記腹に相当する部位に前記ホーンを加熱するための加熱部を設けたことを特徴とする電子部品のボンディングツール。A horizontally long horn, a vibrator for imparting vibration to the horn, and a crimping portion provided on the antinode of the vibration of the horn to press the electronic component and heat the horn to a portion corresponding to the antinode. An electronic component bonding tool, comprising: a heating unit.
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