JP2005259916A - Component mounting apparatus and method therefor - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To securely control the shape of a bump and arbitrarily control the mounting height of a component. <P>SOLUTION: A component mounting apparatus comprises a holding means 22 for holding a first component 26, a support means 36 for supporting a second component 48 on which the first component 26 is mounted, heating means 20, 34 for heating at least one of the first component 26 or the second component 48, a temperature measuring means for measuring temperatures of the heating means 20, 34, a separation distance measuring means for measuring a separation distance between the holding means 22 and the support means 36, a computing means for computing a separation distance between the first component 26 and the second component 48 on the basis of the measurement result of the temperature measuring means and the separation distance measuring means, a driving means for driving at least one of the holding means 22 or the support means 36 to change the position thereof, and a control means for controlling the driving means on the basis of the computation result of the computing means. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、例えばレーザダイオード等の光学部品等を基板に装着する部品装着装置及び部品装着方法に関する。   The present invention relates to a component mounting apparatus and a component mounting method for mounting an optical component such as a laser diode on a substrate.

従来のボンディング装置として、半導体チップを吸着保持する吸着手段と半導体チップを加熱する加熱手段とを有するボンディングツールと、このボンディングツールのZ軸駆動手段と、ボンディング動作スタート後ボンディングツールの半導体チップへの加圧を行う圧力制御からボンディングツールの加圧停止及び所定微小上昇位置での保持という位置制御への切替手段と、この切替手段による切替時又は切替前に加熱する加熱手段と、を備えたものが知られている(下記特許文献1参照)。   As a conventional bonding apparatus, a bonding tool having an adsorbing means for adsorbing and holding a semiconductor chip and a heating means for heating the semiconductor chip, a Z-axis driving means of the bonding tool, and a bonding tool to the semiconductor chip after the bonding operation is started A switching means from pressure control for performing pressurization to position control for stopping the pressurization of the bonding tool and holding at a predetermined minute rising position, and heating means for heating at the time of switching or before switching by the switching means Is known (see Patent Document 1 below).

このボンディング装置によれば、切替手段によりボンディングツールの半導体チップへの加圧を行う圧力制御からボンディングツールの加圧停止及び所定微小上昇位置での保持という位置制御に切り替えることにより、半導体チップと基板との間のバンプの形状を鼓形にすることができ、接続不良を防止できると考えられている。   According to this bonding apparatus, the semiconductor chip and the substrate are switched by switching from pressure control for pressurizing the bonding tool to the semiconductor chip by the switching unit to position control for stopping the pressing of the bonding tool and holding the bonding tool at a predetermined minute rising position. It is thought that the shape of the bumps between and can be made into a drum shape, and poor connection can be prevented.

特開平6−252211号公報JP-A-6-252221

しかしながら、上記ボンディング装置では、加熱手段からの発熱によりボンディング装置の機構部分などが熱変形し、これによりボンディングツールの位置が変化していく。かかる状況の下、Z軸駆動手段を微小上昇分だけ駆動して停止させるだけでは、バンプの形状を確実に制御することは困難である。
また、上記ボンディング装置では、ボンディングツールを下降させて半導体チップを基板に押し当てていき、所定の荷重に到達した状態でボンディングツールを停止することにより、半導体チップの高さ方向の位置制御が行われているが、ボンディング装置の機構部分などが熱変形している場合には、かかる位置制御を正確に行うことができず、実装精度が低下する問題がある。
However, in the above bonding apparatus, the mechanical part of the bonding apparatus is thermally deformed due to the heat generated from the heating means, thereby changing the position of the bonding tool. Under such circumstances, it is difficult to reliably control the shape of the bumps only by driving and stopping the Z-axis driving means by a minute amount.
Further, in the above bonding apparatus, the position of the semiconductor chip in the height direction is controlled by lowering the bonding tool to press the semiconductor chip against the substrate and stopping the bonding tool in a state where a predetermined load is reached. However, when the mechanical part of the bonding apparatus is thermally deformed, such position control cannot be performed accurately, and there is a problem that mounting accuracy is lowered.

そこで、本発明は、上記事情を考慮し、バンプの形状を確実に制御でき、実装精度を向上させることができる部品装着装置及び部品装着方法を提供することを目的とする。   In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a component mounting apparatus and a component mounting method capable of reliably controlling the shape of a bump and improving mounting accuracy.

請求項1に記載の発明は、第1部品を保持する保持手段と、前記第1部品が実装される第2部品を支持する支持手段と、前記第1部品又は前記第2部品の少なくとも一方を加熱する加熱手段と、前記保持手段と前記支持手段との離間距離を測定する離間距離測定手段と、前記保持手段又は前記支持手段の少なくとも一方を駆動し位置を変化させる駆動手段と、前記駆動手段を制御する制御手段と、を有することを特徴とする。   According to a first aspect of the present invention, there is provided holding means for holding the first component, support means for supporting the second component on which the first component is mounted, and at least one of the first component or the second component. Heating means for heating; separation distance measuring means for measuring a separation distance between the holding means and the supporting means; driving means for driving at least one of the holding means or the supporting means to change the position; and the driving means And a control means for controlling.

請求項1に記載の発明によれば、保持手段により第1部品が保持されており、支持手段により第2部品が支持されている。第1部品又は第2部品がバンプを用いて実装される場合には、加熱手段により第1部品又は第2部品の少なくとも一方を加熱することにより、バンプを溶融状態にすることができる。
ここで、離間距離測定手段により保持手段と支持手段との離間距離が測定され、この測定結果を見ながら、制御手段により駆動手段を制御し、保持手段又は支持手段を駆動手段により駆動させてその位置を変化させ、第1部品を第2部品に実装することができる。このため、第1部品を第2部品に対して任意の高さで実装することができる。加えて、第1部品と第2部品とをバンプを用いて実装する場合、バンプの形状が所定の形状となるようにバンプの形状を制御することができる。
According to the first aspect of the present invention, the first part is held by the holding means, and the second part is supported by the support means. When the first component or the second component is mounted using the bump, the bump can be brought into a molten state by heating at least one of the first component or the second component by the heating means.
Here, the separation distance between the holding means and the support means is measured by the separation distance measuring means, and the driving means is controlled by the control means while observing the measurement result, and the holding means or the supporting means is driven by the driving means. The first part can be mounted on the second part by changing the position. For this reason, a 1st component can be mounted in arbitrary height with respect to a 2nd component. In addition, when the first component and the second component are mounted using bumps, the shape of the bumps can be controlled so that the shape of the bumps becomes a predetermined shape.

請求項2に記載の発明は、第1部品を保持する保持手段と、前記第1部品が実装される第2部品を支持する支持手段と、前記第1部品又は前記第2部品の少なくとも一方を加熱する加熱手段と、前記加熱手段の温度を測定する温度測定手段と、前記保持手段と前記支持手段との離間距離を測定する離間距離測定手段と、前記温度測定手段及び前記離間距離測定手段の測定結果に基づいて前記第1部品と前記第2部品との離間距離を算出する演算手段と、前記保持手段又は前記支持手段の少なくとも一方を駆動し位置を変化させる駆動手段と、前記演算手段の演算結果に基づいて前記駆動手段を制御する制御手段と、を有することを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, there is provided holding means for holding the first component, support means for supporting the second component on which the first component is mounted, and at least one of the first component or the second component. A heating means for heating, a temperature measuring means for measuring the temperature of the heating means, a separation distance measuring means for measuring a separation distance between the holding means and the support means, and the temperature measuring means and the separation distance measuring means. Calculation means for calculating a separation distance between the first part and the second part based on a measurement result; drive means for driving at least one of the holding means or the support means to change the position; and Control means for controlling the driving means based on the calculation result.

請求項2に記載の発明によれば、保持手段により第1部品が保持されており、支持手段により第2部品が支持されている。第1部品又は第2部品がバンプを用いて実装される場合には、加熱手段により第1部品又は第2部品の少なくとも一方を加熱することにより、バンプを溶融状態にすることができる。
ここで、温度測定手段により加熱手段の温度が測定され、離間距離測定手段により保持手段と支持手段との離間距離が測定される。そして、温度測定手段の測定結果と離間距離測定手段の測定結果に基づいて、演算手段により第1部品と第2部品との離間距離が算出される。演算手段の演算結果に基づいて制御手段により駆動手段が制御される。保持手段又は支持手段は駆動手段により駆動され、その位置が変化する。これにより、第1部品と第2部品との離間距離が正確に制御され、第1部品が第2部品に実装される。
以上のように、加熱手段による加熱により第1部品、第2部品、保持手段及び支持手段などが熱変形してしまうが、加熱手段の温度を測定し前記各部品の熱変形を考慮することにより、第1部品と第2部品との離間距離を正確に検出することができる。この結果、第1部品を第2部品に対して任意の高さで実装することができる。加えて、第1部品と第2部品とをバンプを用いて実装する場合、バンプの形状が所定の形状となるようにバンプの形状を制御することができる。
According to the second aspect of the present invention, the first part is held by the holding means, and the second part is supported by the support means. When the first component or the second component is mounted using the bump, the bump can be brought into a molten state by heating at least one of the first component or the second component by the heating means.
Here, the temperature of the heating means is measured by the temperature measurement means, and the separation distance between the holding means and the support means is measured by the separation distance measurement means. Then, based on the measurement result of the temperature measurement unit and the measurement result of the separation distance measurement unit, the separation distance between the first component and the second component is calculated by the calculation unit. The drive means is controlled by the control means based on the calculation result of the calculation means. The holding means or the supporting means is driven by the driving means, and its position changes. Thereby, the separation distance between the first component and the second component is accurately controlled, and the first component is mounted on the second component.
As described above, the first part, the second part, the holding means, the supporting means, and the like are thermally deformed by heating by the heating means, but by measuring the temperature of the heating means and taking into account the thermal deformation of each of the parts. The distance between the first component and the second component can be accurately detected. As a result, the first component can be mounted at an arbitrary height with respect to the second component. In addition, when the first component and the second component are mounted using bumps, the shape of the bumps can be controlled so that the shape of the bumps becomes a predetermined shape.

請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の部品装着装置において、前記保持手段及び前記支持手段には電極がそれぞれ形成され、前記離間距離測定手段は、前記保持手段に形成された前記電極と前記支持手段に形成された前記電極との間の静電容量を測定する静電容量計であることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the component mounting apparatus according to the first or second aspect, an electrode is formed on each of the holding unit and the support unit, and the separation distance measuring unit is formed on the holding unit. It is a capacitance meter that measures a capacitance between the electrode and the electrode formed on the support means.

請求項3に記載の発明によれば、保持手段及び支持手段には電極がそれぞれ形成されており、静電容量計により電極間の静電容量が測定される。この静電容量計により測定することにより、第1部品と第2部品との離間距離の測定精度を向上させることができる。この結果、第1部品の第2部品に対する実装精度を高めることができる。加えて、第1部品の第2部品に対する実装精度を高めることにより、第1部品と第2部品とをバンプを用いて実装する場合、バンプの形状が所定の形状となるようにバンプの形状を制御することができる。   According to the third aspect of the present invention, electrodes are formed on the holding means and the supporting means, respectively, and the capacitance between the electrodes is measured by the capacitance meter. By measuring with this capacitance meter, the measurement accuracy of the separation distance between the first component and the second component can be improved. As a result, the mounting accuracy of the first component with respect to the second component can be increased. In addition, when the first component and the second component are mounted using bumps by increasing the mounting accuracy of the first component with respect to the second component, the bump shape is set so that the bump shape becomes a predetermined shape. Can be controlled.

請求項4に記載の発明は、請求項1又は2に記載の部品装着装置において、前記保持手段又は前記支持手段の少なくとも一方に突出手段を設け、前記突出手段には第1電極が形成され、前記突出手段が設けられていない前記保持手段又は前記支持手段には第2電極が形成され、前記離間距離測定手段は、前記第1電極と前記第2電極との間の静電容量を測定する静電容量計であることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the component mounting apparatus according to the first or second aspect, a protruding means is provided on at least one of the holding means or the supporting means, and the first electrode is formed on the protruding means. A second electrode is formed on the holding means or the supporting means not provided with the protruding means, and the separation distance measuring means measures a capacitance between the first electrode and the second electrode. It is a capacitance meter.

請求項4に記載の発明によれば、突出手段には第1電極が形成されており、また、突出手段が設けられていない保持手段又は支持手段には第2電極が形成されている。静電容量計により第1電極と第2電極との間の静電容量が測定される。
ここで、保持手段又は支持手段の少なくとも一方に突出手段が設けられているため、第1電極と第2電極との離間距離を小さくすることができ、静電容量計による測定に必要な十分な静電容量を得ることができる。この結果、静電容量計による測定精度をさらに高めることができ、第1部品の第2部品に対する実装精度を高めることができる。加えて、第1部品の第2部品に対する実装精度を高めることにより、第1部品と第2部品とをバンプを用いて実装する場合、バンプの形状が所定の形状となるようにバンプの形状を制御することができる。
According to the fourth aspect of the present invention, the first electrode is formed on the protruding means, and the second electrode is formed on the holding means or the supporting means not provided with the protruding means. The capacitance between the first electrode and the second electrode is measured by a capacitance meter.
Here, since the projecting means is provided in at least one of the holding means or the support means, the separation distance between the first electrode and the second electrode can be reduced, which is sufficient for the measurement by the capacitance meter. Capacitance can be obtained. As a result, the measurement accuracy by the capacitance meter can be further increased, and the mounting accuracy of the first component to the second component can be increased. In addition, when the first component and the second component are mounted using bumps by increasing the mounting accuracy of the first component with respect to the second component, the bump shape is set so that the bump shape becomes a predetermined shape. Can be controlled.

請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の部品装着装置において、前記突出手段と当該突出手段が設けられている前記保持手段又は前記支持手段との間には第3電極が形成され、前記第3電極には前記第1電極と同電位の電圧が印加されていることを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the component mounting apparatus according to the fourth aspect, a third electrode is formed between the protruding means and the holding means or the supporting means provided with the protruding means. A voltage having the same potential as that of the first electrode is applied to the third electrode.

請求項5に記載の発明によれば、突出手段と突出手段が設けられている保持手段又は支持手段との間には第3電極が形成され、第3電極に第1電極と同電位の電圧が印加されることにより、測定に関係のない突出手段の周辺部(突出手段が設けられている保持手段又は支持手段)によって生じる静電容量が第1電極と第2電極との間に生じる静電容量の測定に影響を及ぼすことを防止できる。これにより、静電容量計は、測定に関係のない突出手段の周辺部によって生じる静電容量の影響を受けることなく、第1電極と第2電極との間に生じる静電容量のみを測定するため、静電容量計の測定精度が向上する。この結果、第1部品と第2部品との離間距離を正確に測定することができる。   According to the fifth aspect of the present invention, the third electrode is formed between the protruding means and the holding means or the supporting means provided with the protruding means, and the third electrode has the same potential as the first electrode. Is applied, the electrostatic capacitance generated between the first electrode and the second electrode is caused by the peripheral portion of the protruding means not related to the measurement (the holding means or the supporting means provided with the protruding means). This can prevent the measurement of capacitance from being affected. Thereby, the capacitance meter measures only the capacitance generated between the first electrode and the second electrode without being affected by the capacitance generated by the peripheral portion of the protruding means not related to the measurement. Therefore, the measurement accuracy of the capacitance meter is improved. As a result, the distance between the first component and the second component can be accurately measured.

請求項6に記載の発明は、請求項4又は5に記載の部品装着装置において、前記突出手段は、前記保持手段又は前記支持手段の少なくとも一方に取外し可能に設けられていることを特徴とする。   According to a sixth aspect of the present invention, in the component mounting device according to the fourth or fifth aspect, the protruding means is detachably provided on at least one of the holding means or the support means. .

請求項6に記載の発明によれば、突出手段が保持手段又は支持手段の少なくとも一方に取外し可能に設けられているため、第1部品又は第2部品の大きさ(特に厚み寸法)が変わった場合に、容易に最適な大きさの突出手段に交換することができる。   According to the invention described in claim 6, since the protruding means is detachably provided on at least one of the holding means and the supporting means, the size (particularly the thickness dimension) of the first part or the second part has changed. In some cases, it is possible to easily replace the projection means with an optimal size.

請求項7に記載の発明は、保持手段により第1部品を保持する保持工程と、支持手段により第2部品を支持する支持工程と、加熱手段により前記第1部品又は前記第2部品の少なくとも一方を加熱する加熱工程と、離間距離測定手段により前記保持手段と前記支持手段との離間距離を測定する離間距離測定工程と、制御手段により駆動手段を制御し前記保持手段又は前記支持手段の少なくとも一方の位置を変化させる制御工程と、を有することを特徴とする。   The invention according to claim 7 is a holding step of holding the first part by the holding means, a supporting step of supporting the second part by the supporting means, and at least one of the first part or the second part by the heating means. At least one of the holding means and the support means by controlling the driving means by the control means, the heating step for heating the separation means, the separation distance measurement process for measuring the separation distance between the holding means and the support means by the separation distance measurement means, And a control step of changing the position of.

請求項7に記載の発明によれば、保持工程において保持手段により第1部品が保持される。支持工程において支持手段により第2部品が支持される。加熱工程において加熱手段により第1部品又は第2部品の少なくとも一方が加熱される。これにより、第1部品又は第2部品がバンプを用いて実装される場合にはバンプを溶融状態にすることができる。離間距離測定工程において離間距離測定手段により保持手段と支持手段との離間距離が測定される。制御工程において制御手段により離間距離測定手段の測定結果に基づき駆動手段が制御され、駆動手段により保持手段又は支持手段の少なくとも一方の位置が変化させられる。これにより、第1部品と第2部品との離間距離が正確に制御され、第1部品が第2部品に実装される。この結果、第1部品を第2部品に対して任意の高さで実装することができる。加えて、第1部品と第2部品とをバンプを用いて実装する場合、バンプの形状が所定の形状となるようにバンプの形状を制御することができる。   According to the seventh aspect of the present invention, the first component is held by the holding means in the holding step. In the supporting step, the second component is supported by the supporting means. In the heating step, at least one of the first component and the second component is heated by the heating means. Thereby, when the first component or the second component is mounted using the bump, the bump can be in a molten state. In the separation distance measuring step, the separation distance between the holding means and the support means is measured by the separation distance measuring means. In the control step, the driving means is controlled by the control means based on the measurement result of the separation distance measuring means, and the position of at least one of the holding means and the supporting means is changed by the driving means. Thereby, the separation distance between the first component and the second component is accurately controlled, and the first component is mounted on the second component. As a result, the first component can be mounted at an arbitrary height with respect to the second component. In addition, when the first component and the second component are mounted using bumps, the shape of the bumps can be controlled so that the shape of the bumps becomes a predetermined shape.

請求項8に記載の発明は、保持手段により第1部品を保持する保持工程と、支持手段により第2部品を支持する支持工程と、加熱手段により前記第1部品又は前記第2部品の少なくとも一方を加熱する加熱工程と、温度測定手段により前記加熱手段の温度を測定する温度測定工程と、離間距離測定手段により前記保持手段と前記支持手段との離間距離を測定する離間距離測定工程と、前記温度測定手段の測定結果と前記離間距離測定手段の測定結果に基づいて演算手段により前記第1部品と前記第2部品との離間距離を算出する演算工程と、前記演算工程の演算結果に基づいて制御手段により駆動手段を制御し前記保持手段又は前記支持手段の少なくとも一方の位置を変化させる制御工程と、を有することを特徴とする。   The invention according to claim 8 is a holding step of holding the first part by the holding means, a supporting step of supporting the second part by the supporting means, and at least one of the first component or the second part by the heating means. A heating step for heating the heating means, a temperature measuring step for measuring the temperature of the heating means by a temperature measuring means, a separation distance measuring step for measuring a separation distance between the holding means and the supporting means by a separation distance measuring means, Based on the measurement result of the temperature measurement means and the measurement result of the separation distance measurement means, the calculation step of calculating the separation distance between the first part and the second part by the calculation means, and based on the calculation result of the calculation step And a control step of controlling the driving means by the control means to change the position of at least one of the holding means or the support means.

請求項8に記載の発明によれば、保持工程において保持手段により第1部品が保持される。支持工程において支持手段により第2部品が支持される。加熱工程において加熱手段により第1部品又は第2部品の少なくとも一方が加熱される。これにより、第1部品又は第2部品がバンプを用いて実装される場合にはバンプを溶融状態にすることができる。温度測定工程において温度測定手段により加熱手段の温度が測定され、離間距離測定工程において離間距離測定手段により保持手段と支持手段との離間距離が測定される。演算工程において温度測定手段の測定結果と離間距離測定手段の測定結果に基づいて演算手段により第1部品と第2部品との離間距離が算出される。制御工程において演算工程の演算結果に基づいて制御手段により駆動手段が制御され、駆動手段により保持手段又は支持手段の少なくとも一方の位置が変化させられる。これにより、第1部品と第2部品との離間距離が正確に制御され、第1部品が第2部品に実装される。
以上のように、加熱手段による加熱により第1部品、第2部品、保持手段及び支持手段などが熱変形してしまうが、加熱手段の温度を測定し前記各部品の熱変形を考慮することにより、第1部品と第2部品との離間距離を正確に検出することができる。この結果、第1部品を第2部品に対して任意の高さで実装することができる。加えて、第1部品と第2部品とをバンプを用いて実装する場合、バンプの形状が所定の形状となるようにバンプの形状を制御することができる。
According to the eighth aspect of the invention, the first component is held by the holding means in the holding step. In the supporting step, the second component is supported by the supporting means. In the heating step, at least one of the first component and the second component is heated by the heating means. Thereby, when the first component or the second component is mounted using the bump, the bump can be in a molten state. In the temperature measurement step, the temperature of the heating unit is measured by the temperature measurement unit, and in the separation distance measurement step, the separation distance between the holding unit and the support unit is measured by the separation distance measurement unit. In the calculation step, the separation distance between the first component and the second component is calculated by the calculation means based on the measurement result of the temperature measurement means and the measurement result of the separation distance measurement means. In the control step, the drive unit is controlled by the control unit based on the calculation result of the calculation step, and the position of at least one of the holding unit or the support unit is changed by the drive unit. Thereby, the separation distance between the first component and the second component is accurately controlled, and the first component is mounted on the second component.
As described above, the first part, the second part, the holding means, the supporting means, and the like are thermally deformed by heating by the heating means, but by measuring the temperature of the heating means and taking into account the thermal deformation of each of the parts. The distance between the first component and the second component can be accurately detected. As a result, the first component can be mounted at an arbitrary height with respect to the second component. In addition, when the first component and the second component are mounted using bumps, the shape of the bumps can be controlled so that the shape of the bumps becomes a predetermined shape.

請求項1に記載の発明は、離間距離測定手段により保持手段と支持手段との離間距離が測定され、この測定結果を見ながら、制御手段により駆動手段を制御し、保持手段又は支持手段を駆動手段により駆動させてその位置を変化させ、第1部品を第2部品に実装することにより、第1部品を第2部品に対して任意の高さで実装することができる。加えて、第1部品と第2部品とをバンプを用いて実装する場合、バンプの形状が所定の形状となるようにバンプの形状を制御することができる。   In the first aspect of the invention, the separation distance between the holding means and the support means is measured by the separation distance measuring means, and the driving means is controlled by the control means while observing the measurement result, and the holding means or the support means is driven. The first component can be mounted on the second component at an arbitrary height by being driven by the means to change its position and mounting the first component on the second component. In addition, when the first component and the second component are mounted using bumps, the shape of the bumps can be controlled so that the shape of the bumps becomes a predetermined shape.

請求項2に記載の発明は、加熱手段による加熱により第1部品、第2部品、保持手段及び支持手段などが熱変形してしまうが、加熱手段の温度を測定し前記各部品の熱変形を考慮することにより、第1部品と第2部品との離間距離を正確に検出することができる。この結果、第1部品を第2部品に対して任意の高さで実装することができる。加えて、第1部品と第2部品とをバンプを用いて実装する場合、バンプの形状が所定の形状となるようにバンプの形状を制御することができる。   In the second aspect of the present invention, the first part, the second part, the holding means, the supporting means, and the like are thermally deformed by heating by the heating means. By considering this, the separation distance between the first part and the second part can be accurately detected. As a result, the first component can be mounted at an arbitrary height with respect to the second component. In addition, when the first component and the second component are mounted using bumps, the shape of the bumps can be controlled so that the shape of the bumps becomes a predetermined shape.

請求項3に記載の発明は、保持手段及び支持手段には電極がそれぞれ形成されており、静電容量計により電極間の静電容量が測定されるため、第1部品と第2部品との離間距離の測定精度を向上させることができる。この結果、第1部品の第2部品に対する実装精度を高めることができる。加えて、第1部品の第2部品に対する実装精度を高めることにより、第1部品と第2部品とをバンプを用いて実装する場合、バンプの形状が所定の形状となるようにバンプの形状を制御することができる。   In the third aspect of the present invention, electrodes are formed on the holding means and the supporting means, respectively, and the capacitance between the electrodes is measured by a capacitance meter. The measurement accuracy of the separation distance can be improved. As a result, the mounting accuracy of the first component with respect to the second component can be increased. In addition, when the first component and the second component are mounted using bumps by increasing the mounting accuracy of the first component with respect to the second component, the bump shape is set so that the bump shape becomes a predetermined shape. Can be controlled.

請求項4に記載の発明は、突出手段には第1電極が形成されており、また突出手段が設けられていない保持手段又は支持手段には第2電極が形成されており、静電容量計により第1電極と第2電極との間の静電容量が測定されるが、前記突出手段を設けたことにより、第1電極と第2電極との離間距離を小さくすることができ、静電容量計による測定に必要な十分な静電容量を得ることができる。この結果、静電容量計による測定精度をさらに高めることができ、第1部品の第2部品に対する実装精度を高めることができる。加えて、第1部品の第2部品に対する実装精度を高めることにより、第1部品と第2部品とをバンプを用いて実装する場合、バンプの形状が所定の形状となるようにバンプの形状を制御することができる。   According to a fourth aspect of the present invention, the first electrode is formed on the protruding means, and the second electrode is formed on the holding means or the supporting means not provided with the protruding means. The electrostatic capacitance between the first electrode and the second electrode is measured by the above, but by providing the protruding means, the distance between the first electrode and the second electrode can be reduced, Sufficient capacitance necessary for measurement with a capacitance meter can be obtained. As a result, the measurement accuracy by the capacitance meter can be further increased, and the mounting accuracy of the first component to the second component can be increased. In addition, when the first component and the second component are mounted using bumps by increasing the mounting accuracy of the first component with respect to the second component, the bump shape is set so that the bump shape becomes a predetermined shape. Can be controlled.

請求項5に記載の発明は、突出手段と突出手段が設けられている保持手段又は支持手段との間には第3電極が形成され、第3電極に第1電極と同電位の電圧が印加されることにより、測定に関係のない突出手段の周辺部(突出手段が設けられている保持手段又は支持手段)によって生じる静電容量が第1電極と第2電極との間に生じる静電容量の測定に影響を及ぼすことを防止できる。これにより、静電容量計は、測定に関係のない突出手段の周辺部によって生じる静電容量の影響を受けることなく、第1電極と第2電極との間に生じる静電容量のみを測定するため、静電容量計の測定精度が向上する。この結果、第1部品と第2部品との離間距離を正確に測定することができる。   According to a fifth aspect of the present invention, a third electrode is formed between the protruding means and the holding means or the supporting means provided with the protruding means, and a voltage having the same potential as the first electrode is applied to the third electrode. As a result, the electrostatic capacitance generated between the first electrode and the second electrode is generated by the peripheral portion of the protruding means not related to the measurement (the holding means or the supporting means provided with the protruding means). Can be prevented from affecting the measurement. Thereby, the capacitance meter measures only the capacitance generated between the first electrode and the second electrode without being affected by the capacitance generated by the peripheral portion of the protruding means not related to the measurement. Therefore, the measurement accuracy of the capacitance meter is improved. As a result, the distance between the first component and the second component can be accurately measured.

請求項6に記載の発明は、突出手段が保持手段又は支持手段の少なくとも一方に取外し可能に設けられているため、第1部品又は第2部品の大きさ(特に厚み寸法)が変わった場合に、容易に最適な大きさの突出手段に交換することができる。   According to the sixth aspect of the present invention, since the protruding means is detachably provided on at least one of the holding means and the supporting means, the size (particularly the thickness dimension) of the first part or the second part changes. Therefore, it is possible to easily replace the projecting means with the optimal size.

請求項7に記載の発明は、離間距離測定工程において離間距離測定手段により保持手段と支持手段との離間距離が測定され、制御工程において制御手段により離間距離測定手段の測定結果に基づき駆動手段が制御され、駆動手段により保持手段又は支持手段の少なくとも一方の位置が変化させられる。これにより、第1部品と第2部品との離間距離が正確に制御され、第1部品が第2部品に実装される。この結果、第1部品を第2部品に対して任意の高さで実装することができる。加えて、第1部品と第2部品とをバンプを用いて実装する場合、バンプの形状が所定の形状となるようにバンプの形状を制御することができる。   In the seventh aspect of the invention, the separation distance between the holding means and the support means is measured by the separation distance measurement means in the separation distance measurement step, and the driving means is based on the measurement result of the separation distance measurement means by the control means in the control step. The position of at least one of the holding means and the supporting means is changed by the driving means. Thereby, the separation distance between the first component and the second component is accurately controlled, and the first component is mounted on the second component. As a result, the first component can be mounted at an arbitrary height with respect to the second component. In addition, when the first component and the second component are mounted using bumps, the shape of the bumps can be controlled so that the shape of the bumps becomes a predetermined shape.

請求項8に記載の発明は、加熱手段による加熱により第1部品、第2部品、保持手段及び支持手段などが熱変形してしまうが、加熱手段の温度を測定し前記各部品の熱変形を考慮することにより、第1部品と第2部品との離間距離を正確に検出することができる。この結果、第1部品を第2部品に対して任意の高さで実装することができる。加えて、第1部品と第2部品とをバンプを用いて実装する場合、バンプの形状が所定の形状となるようにバンプの形状を制御することができる。   According to the eighth aspect of the present invention, the first part, the second part, the holding means, the support means, and the like are thermally deformed by heating by the heating means. By considering this, the separation distance between the first part and the second part can be accurately detected. As a result, the first component can be mounted at an arbitrary height with respect to the second component. In addition, when the first component and the second component are mounted using bumps, the shape of the bumps can be controlled so that the shape of the bumps becomes a predetermined shape.

次に、本発明の一実施形態に係る部品装着装置及び部品装着方法について、図面を参照して説明する。   Next, a component mounting apparatus and a component mounting method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1及び図2に示すように、部品装着装置10は、ヘッド12を備えている。このヘッド12の上部には駆動装置14(駆動手段)が接続されている。この駆動装置14は、上方側(図1中矢印A方向側)に位置する土台部14Aと、土台部14Aの下方側(図1中矢印B方向)に接続されている伸縮部14Bと、で構成されている。また、伸縮部14Bは、土台部14Aに対して鉛直方向(図1中矢印Z方向)に伸縮自在となるように構成されている。この伸縮部14Bが伸縮することによりヘッド12の高さを調整することができる。図6に示すように、駆動装置14の駆動は、制御部54により後述のCPU56の演算結果に基づいて制御される。
なお、土台部14Aは水平方向(図1中矢印X方向)に延びるレール16に取り付けられており、土台部14Aがレール16上を移動することによってヘッド12も水平方向に移動することができるようになっている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the component mounting apparatus 10 includes a head 12. A driving device 14 (driving means) is connected to the top of the head 12. The driving device 14 includes a base portion 14A located on the upper side (arrow A direction side in FIG. 1), and a telescopic portion 14B connected to the lower side of the base portion 14A (arrow B direction in FIG. 1). It is configured. In addition, the expansion / contraction part 14B is configured to be extendable / contractible in the vertical direction (the arrow Z direction in FIG. 1) with respect to the base part 14A. The height of the head 12 can be adjusted by the expansion / contraction of the expansion / contraction part 14B. As shown in FIG. 6, the driving of the driving device 14 is controlled by the control unit 54 based on the calculation result of the CPU 56 described later.
The base portion 14A is attached to a rail 16 that extends in the horizontal direction (the direction of arrow X in FIG. 1), and the head 12 can also move in the horizontal direction by moving the base portion 14A on the rail 16. It has become.

また、伸縮部14Bの側面近傍には、ヘッド12の高さを検出するためのリニアスケール18が設けられている。このリニアスケール18は、伸縮部14Bに取り付けられているスケール18Aと、このスケール18Aの位置を検出する測定ヘッド18Bと、で構成されている。測定ヘッド18Bによりスケール18Aの位置を検出することにより、ヘッド12の高さを測定することができる。   Further, a linear scale 18 for detecting the height of the head 12 is provided in the vicinity of the side surface of the extendable portion 14B. The linear scale 18 includes a scale 18A attached to the extendable portion 14B and a measurement head 18B that detects the position of the scale 18A. By detecting the position of the scale 18A by the measuring head 18B, the height of the head 12 can be measured.

また、ヘッド12は伸縮部14Bの下端部に取り付けられており、ヘッド12の先端部にはヘッド側ヒータチップ(加熱手段)20が取り付けられている。このヘッド側ヒータチップ20の作動は、後述の制御部54(図6参照)により制御される。
また、ヘッド側ヒータチップ20の下側表面には平板状のワーク吸着用アタッチメント22が、図示しない吸引装置が空気吸引することにより取り付けられている。
Further, the head 12 is attached to the lower end portion of the extendable portion 14B, and a head side heater chip (heating means) 20 is attached to the tip end portion of the head 12. The operation of the head side heater chip 20 is controlled by a control unit 54 (see FIG. 6) described later.
A flat work suction attachment 22 is attached to the lower surface of the head side heater chip 20 by a suction device (not shown) sucking air.

また、図3及び図4に示すように、ワーク吸着用アタッチメント22には、平板状の突起部24が形成されている。この突起部24には吸引孔25(図4参照)が形成されており、図示しない吸引装置が空気吸引することによりワーク(第1部品)26が吸着される構成になっている。
また、ワーク吸着用アタッチメント22の下側表面の所定の領域には、スパッタリング、蒸着及びメッキ等により接地電極(第2電極)28が形成されている。この接地電極28には耐熱電線30(図4では図示省略)が接続されており、この耐熱電線30は静電容量計(離間距離測定手段)62(図6参照)に接続されている。
Further, as shown in FIGS. 3 and 4, the workpiece attracting attachment 22 is formed with a flat projection 24. A suction hole 25 (see FIG. 4) is formed in the projection 24, and the work (first part) 26 is sucked by suction of air by a suction device (not shown).
A ground electrode (second electrode) 28 is formed in a predetermined region on the lower surface of the work suction attachment 22 by sputtering, vapor deposition, plating, or the like. A heat-resistant electric wire 30 (not shown in FIG. 4) is connected to the ground electrode 28, and the heat-resistant electric wire 30 is connected to a capacitance meter (separation distance measuring means) 62 (see FIG. 6).

一方、部品装着装置10は、床面に固定されたステージ32を備えている。このステージ32の上側表面には、ステージ側ヒータチップ(加熱手段)34が取り付けられている。このステージ側ヒータチップ34の作動は、後述の制御部54(図6参照)により制御される。
また、ステージ側ヒータチップ34の上側表面には平板状の基板吸着用アタッチメント36が、図示しない吸引装置が空気吸引することにより取り付けられている。また、基板吸着用アタッチメント36の上側表面には、測定電極用平板(突出手段)38が同様に空気吸引することにより取り付けられている。
On the other hand, the component mounting apparatus 10 includes a stage 32 fixed to the floor surface. A stage-side heater chip (heating means) 34 is attached to the upper surface of the stage 32. The operation of the stage side heater chip 34 is controlled by a control unit 54 (see FIG. 6) described later.
Further, a flat plate-like substrate suction attachment 36 is attached to the upper surface of the stage side heater chip 34 by a suction device (not shown) sucking air. A measurement electrode flat plate (projecting means) 38 is similarly attached to the upper surface of the substrate suction attachment 36 by air suction.

また、図5に示すように、測定電極用平板38と基板吸着用アタッチメント36との間には、スパッタリング、蒸着及びメッキ等によりガード電極(第3電極)40が形成されている。このガード電極40が形成されている領域は、上記接地電極28が形成されている領域と略同じ領域となるように設定されている。このガード電極40には耐熱電線42(図5では図示省略)が接続されており、この耐熱電線42は前記静電容量計62(図6参照)に接続されている。   Further, as shown in FIG. 5, a guard electrode (third electrode) 40 is formed between the measurement electrode flat plate 38 and the substrate suction attachment 36 by sputtering, vapor deposition, plating, or the like. The region where the guard electrode 40 is formed is set to be substantially the same region as the region where the ground electrode 28 is formed. A heat-resistant electric wire 42 (not shown in FIG. 5) is connected to the guard electrode 40, and the heat-resistant electric wire 42 is connected to the capacitance meter 62 (see FIG. 6).

また、測定電極用平板38の上側表面には、スパッタリング、蒸着及びメッキ等により測定電極(第1電極)44が形成されている。この測定電極44には耐熱電線46(図5では図示省略)が接続されており、この耐熱電線46は前記静電容量計62に接続されている。   A measurement electrode (first electrode) 44 is formed on the upper surface of the measurement electrode flat plate 38 by sputtering, vapor deposition, plating, or the like. A heat-resistant electric wire 46 (not shown in FIG. 5) is connected to the measurement electrode 44, and the heat-resistant electric wire 46 is connected to the capacitance meter 62.

また、図5に示すように、基板吸着用アタッチメント36の中心部には、吸引孔50が形成されている。図示しない吸引装置により吸引孔50から空気を吸引することにより基板吸着用アタッチメント36上に基板48を吸着保持させることができる。   Further, as shown in FIG. 5, a suction hole 50 is formed in the center of the substrate suction attachment 36. The substrate 48 can be sucked and held on the substrate suction attachment 36 by sucking air from the suction hole 50 by a suction device (not shown).

また、図6に示すように、ヘッド側ヒータチップ20及びステージ側ヒータチップ34には、ヘッド側ヒータチップ20及びステージ側ヒータチップ34の温度を測定する温度測定装置(例えば、熱電対など。温度測定手段)52がそれぞれ接続されている。この温度測定装置52は制御部54と接続されている。
また、制御部54には、CPU(演算手段)56が接続されている。CPU56は、温度測定装置52による測定結果と静電容量計62による測定結果に基づいてワーク26と基板48との離間距離を算出する。
さらに、制御部54には、メモリ60が接続されている。このメモリ60には、前記静電容量の変化と前記離間距離との相関関係を示す第1データ(予め測定しておいた既知のデータ)とワーク26、基板48、突起部24及び測定電極用平板38のそれぞれの寸法、熱膨張係数を纏めた第2データとがそれぞれ記憶されている。
As shown in FIG. 6, the head side heater chip 20 and the stage side heater chip 34 include a temperature measuring device (for example, a thermocouple, etc.) that measures the temperature of the head side heater chip 20 and the stage side heater chip 34. Measuring means) 52 are connected to each other. The temperature measuring device 52 is connected to the control unit 54.
Further, a CPU (calculation means) 56 is connected to the control unit 54. The CPU 56 calculates the separation distance between the workpiece 26 and the substrate 48 based on the measurement result by the temperature measurement device 52 and the measurement result by the capacitance meter 62.
Further, a memory 60 is connected to the control unit 54. The memory 60 includes first data (known data that has been measured in advance) indicating the correlation between the change in capacitance and the separation distance, and the workpiece 26, the substrate 48, the protrusion 24, and the measurement electrode. Each dimension of the flat plate 38 and second data that summarizes the thermal expansion coefficient are stored.

次に、本実施形態の部品装着装置10を用いた部品装着方法について説明する。   Next, a component mounting method using the component mounting apparatus 10 of the present embodiment will be described.

図1乃至図6に示すように、ワーク吸着用アタッチメント22の突起部24にワーク26が吸着保持される(保持工程)。一方、基板吸着用アタッチメント36に基板48が吸着保持される(支持工程)。これらワーク26及び基板48は、上述したように吸引装置による空気吸引力により吸着保持される。ワーク26及び基板48を空気吸引力で吸着保持することにより、ワーク26及び基板48の取外し作業が容易になり、作業効率を向上させることができる。   As shown in FIGS. 1 to 6, the workpiece 26 is sucked and held on the protrusion 24 of the workpiece suction attachment 22 (holding step). On the other hand, the substrate 48 is sucked and held on the substrate suction attachment 36 (supporting step). The workpiece 26 and the substrate 48 are adsorbed and held by the air suction force by the suction device as described above. By adsorbing and holding the workpiece 26 and the substrate 48 with an air suction force, the work 26 and the substrate 48 can be easily detached, and the work efficiency can be improved.

保持工程及び支持工程の終了後、ヘッド側ヒータチップ20及びステージ側ヒータチップ34が制御部54により作動され、ヘッド側ヒータチップ20及びステージ側ヒータチップ34がそれぞれ発熱する(加熱工程)。ヘッド側ヒータチップ20が発熱すると、その熱がワーク吸着用アタッチメント22及び突起部24に伝熱し、ワーク26が加熱される。ワーク26が加熱されると、ワーク26に設けられたバンプ(図示省略)が溶融状態になる。一方、ステージ側ヒータチップ34が発熱すると、その熱が基板吸着用アタッチメント36に伝熱し、基板48が加熱される。基板48が加熱されると、基板48に設けられたバンプ(図示省略)が溶融状態になる。   After the holding process and the supporting process are finished, the head side heater chip 20 and the stage side heater chip 34 are operated by the control unit 54, and the head side heater chip 20 and the stage side heater chip 34 generate heat (heating process). When the head side heater chip 20 generates heat, the heat is transferred to the work suction attachment 22 and the protrusion 24, and the work 26 is heated. When the workpiece 26 is heated, bumps (not shown) provided on the workpiece 26 are in a molten state. On the other hand, when the stage-side heater chip 34 generates heat, the heat is transferred to the substrate suction attachment 36 and the substrate 48 is heated. When the substrate 48 is heated, bumps (not shown) provided on the substrate 48 are in a molten state.

次に、測定ヘッド18Bによりスケール18Aの位置を確認しながら、制御部54により駆動装置14を駆動制御(フィードバック制御)する。このとき、測定ヘッド18Bでスケール18Aの目盛りを検出することにより、駆動装置14が適切に制御される。この駆動制御により伸縮部14Bが土台部14Aに対して下方側に伸びていき、ヘッド12が下方(図3中矢印B方向)に移動する。これによりワーク26と基板48とが接近する。   Next, while confirming the position of the scale 18 </ b> A with the measuring head 18 </ b> B, the drive unit 14 is driven and controlled (feedback control) by the control unit 54. At this time, the driving device 14 is appropriately controlled by detecting the scale of the scale 18A with the measuring head 18B. By this drive control, the telescopic portion 14B extends downward relative to the base portion 14A, and the head 12 moves downward (in the direction of arrow B in FIG. 3). Thereby, the workpiece | work 26 and the board | substrate 48 approach.

ここで、ガード電極40と測定電極44とが同電位になるように、静電容量計62によりガード電極40に電圧が印加される(電圧印加工程)。このように、ガード電極40と測定電極44とを同電位に設定することにより、静電容量計62による測定において、測定電極44とステージ側ヒータチップ34との間に生じる静電容量が、接地電極28と測定電極44との間の静電容量に加算されることがない。このため、測定電極44とステージ側ヒータチップ34との間に生じる静電容量の影響を受けることがないため、静電容量計62による測定精度が向上する。   Here, a voltage is applied to the guard electrode 40 by the capacitance meter 62 so that the guard electrode 40 and the measurement electrode 44 have the same potential (voltage application step). In this way, by setting the guard electrode 40 and the measurement electrode 44 to the same potential, the capacitance generated between the measurement electrode 44 and the stage side heater chip 34 in the measurement by the capacitance meter 62 is grounded. It is not added to the capacitance between the electrode 28 and the measurement electrode 44. For this reason, since it is not influenced by the electrostatic capacitance produced between the measurement electrode 44 and the stage side heater chip 34, the measurement precision by the electrostatic capacitance meter 62 improves.

また、ワーク側ヒータチップ20及びステージ側ヒータチップ34の温度が温度測定装置52により測定される(温度測定工程)。ここで、上述したように、ワーク側ヒータチップ20が発熱するとワーク26まで伝熱するが、ワーク吸着用アタッチメント22、突起部24の熱伝導率は極めて高く、ワーク26の熱容量は極めて小さいので、ワーク26の温度がワーク側ヒータチップ20の温度と略同一の温度になる。
同様に、基板吸着用アタッチメント36の熱伝導率は極めて高く、基板48の熱容量は極めて小さいので、基板48の温度がステージ側ヒータチップ34の温度と略同一の温度になる。温度測定装置52による測定結果がCPU56に出力される。このため、ワーク側ヒータチップ20の温度とステージ側ヒータチップ34の温度を同じに設定すれば、ワーク26と基板48の温度は略同一になる。
なお、ワーク26と基板48を冷却する場合でも、ワーク吸着用アタッチメント22と基板吸着用アタッチメント36の熱容量を同程度に設定し、ワーク側ヒータチップ20とステージ側ヒータチップ34を図示しない流路に冷却用ガスを流すことにより同程度に冷却すれば、ワーク26と基板48の温度は略同一になる。
Moreover, the temperature of the workpiece | work side heater chip | tip 20 and the stage side heater chip | tip 34 is measured by the temperature measurement apparatus 52 (temperature measurement process). Here, as described above, when the work side heater chip 20 generates heat, heat is transferred to the work 26, but the heat conductivity of the work suction attachment 22 and the protrusion 24 is extremely high, and the heat capacity of the work 26 is extremely small. The temperature of the workpiece 26 becomes substantially the same as the temperature of the workpiece-side heater chip 20.
Similarly, since the thermal conductivity of the substrate adsorption attachment 36 is extremely high and the thermal capacity of the substrate 48 is extremely small, the temperature of the substrate 48 becomes substantially the same as the temperature of the stage side heater chip 34. A measurement result by the temperature measuring device 52 is output to the CPU 56. For this reason, if the temperature of the workpiece | work side heater chip | tip 20 and the temperature of the stage side heater chip | tip 34 are set the same, the temperature of the workpiece | work 26 and the board | substrate 48 will become substantially the same.
Even when the work 26 and the substrate 48 are cooled, the heat capacities of the work suction attachment 22 and the substrate suction attachment 36 are set to be approximately the same, and the work side heater chip 20 and the stage side heater chip 34 are placed in a flow path (not shown). If cooling is performed to the same extent by flowing a cooling gas, the temperatures of the workpiece 26 and the substrate 48 become substantially the same.

また、駆動装置14の駆動によりワーク26と基板48とが接近すると、接地電極28と測定電極44との間の静電容量が増加する。この静電容量は、静電容量計62により測定される(離間距離測定工程)。静電容量計62による静電容量の測定結果は、CPU56に出力される。
ここで、基板吸着用アタッチメント36には測定電極用平板38が設置されているため、接地電極28と測定電極44との離間距離を小さくすることができ、静電容量計62による測定に必要な十分な静電容量を得ることができる。この結果、静電容量計62による静電容量の測定精度をさらに高めることができる。
Further, when the work 26 and the substrate 48 approach each other by driving the driving device 14, the capacitance between the ground electrode 28 and the measurement electrode 44 increases. This capacitance is measured by the capacitance meter 62 (separation distance measurement step). The measurement result of the capacitance by the capacitance meter 62 is output to the CPU 56.
Here, since the measurement electrode flat plate 38 is installed in the substrate suction attachment 36, the distance between the ground electrode 28 and the measurement electrode 44 can be reduced, which is necessary for the measurement by the capacitance meter 62. Sufficient capacitance can be obtained. As a result, the measurement accuracy of the capacitance by the capacitance meter 62 can be further increased.

次に、CPUにおいて、先ず、メモリ60に記憶された第1データと静電容量計62による測定結果に基づいてワーク吸着用アタッチメント22と測定電極用平板38との離間距離が算出される(演算工程)。
また、メモリ60にはワーク26、基板48、突起部24及び測定電極用平板38のそれぞれの寸法、熱膨張係数を纏めた第2データも記憶されているため、この第2データと、ワーク吸着用アタッチメント22と測定電極用平板38との離間距離の算出結果とに基づいてワーク26と基板48との離間距離が算出される(演算工程)。
Next, in the CPU, first, based on the first data stored in the memory 60 and the measurement result by the capacitance meter 62, the separation distance between the work suction attachment 22 and the measurement electrode flat plate 38 is calculated (calculation). Process).
The memory 60 also stores second data that summarizes the dimensions and thermal expansion coefficients of the workpiece 26, the substrate 48, the protrusion 24, and the measurement electrode flat plate 38. The distance between the workpiece 26 and the substrate 48 is calculated based on the calculation result of the distance between the attachment 22 for measurement and the measurement electrode flat plate 38 (calculation step).

次に、CPU56の演算結果に基づいて制御部54により駆動装置14が制御される(制御工程)。これにより、ヘッド12の位置は、駆動装置14の駆動により変化する。このように、ワーク26と基板48との正確な離間距離に基づいてヘッド12が制御されるため、ワーク26を基板48にZ方向に精度良く実装することができる。特に、ワーク26がレーザダイオード(LD)などの光学部品であり基板48がファイバ等の光導波体を有する基板である場合にはワーク26と基板48との実装精度の高さが要求されるが、本発明のようにワーク26と基板48とをZ方向に高精度で実装することにより、実装後にLDの光軸とファイバ等の光導波体の光軸とがずれてしまうことがない。
また、ワーク26と基板48との離間距離を正確に制御することにより、ワーク26と基板48とをバンプを用いて実装する場合、バンプの形状が所定の形状となるようにバンプの形状を制御することができる。
さらに、土台部14Aが制御部54によりレール16上を移動するように制御することにより、ヘッド12を水平方向(図1中矢印X方向)に移動させることができ、ワーク26の水平方向の位置決めが可能となる。また、土台部14Aが奥行き方向(図2中矢印Y方向)に移動可能に構成することにより、ワーク26の奥行き方向の位置決めが可能となる。さらに、ステージ32を水平方向及び奥行き方向に移動可能に構成することにより基板48の水平方向及び奥行き方向の位置決めが可能となる。
ここで、図7に示すように、測定電極44は、電極部44Aと、耐熱電線接続部44Bと、電極部44Aと耐熱電線接続部44Bとを接続する連結部44Cと、で構成されており、電極部44Aの面積は接地電極28の面積よりも小さく、ワーク26を基板48に実装する時に、電極部44Aの全ての位置が接地電極28と対向している。これにより、ワーク26と基板48のXY方向の位置を合わせるために、本実施形態で開示していない別の位置合わせ方法に基づいてヘッド12とステージ32が相対的にXY方向に移動しても、その移動量が小さければ、測定電極44の連結部44Cの対向面積が変化するだけで、電極部44Aは常に接地電極28に対向しているので、測定電極44と接地電極28の対向部分の面積はほとんど変化しない。このため、ヘッド12とステージ32の相対的なXY方向の移動が、測定電極44と接地電極28との間の静電容量値に影響を及ぼさないようにすることができ、Z方向の実装精度をさらに向上できる。
Next, the drive unit 14 is controlled by the control unit 54 based on the calculation result of the CPU 56 (control process). Thereby, the position of the head 12 is changed by the drive of the driving device 14. Thus, since the head 12 is controlled based on the accurate distance between the workpiece 26 and the substrate 48, the workpiece 26 can be mounted on the substrate 48 with high accuracy in the Z direction. In particular, when the workpiece 26 is an optical component such as a laser diode (LD) and the substrate 48 is a substrate having an optical waveguide such as a fiber, high mounting accuracy between the workpiece 26 and the substrate 48 is required. By mounting the workpiece 26 and the substrate 48 in the Z direction with high accuracy as in the present invention, the optical axis of the LD and the optical axis of an optical waveguide such as a fiber do not shift after mounting.
In addition, by accurately controlling the separation distance between the workpiece 26 and the substrate 48, when the workpiece 26 and the substrate 48 are mounted using bumps, the bump shape is controlled so that the bump shape becomes a predetermined shape. can do.
Further, by controlling the base portion 14A to move on the rail 16 by the control portion 54, the head 12 can be moved in the horizontal direction (direction of arrow X in FIG. 1), and the workpiece 26 is positioned in the horizontal direction. Is possible. Further, since the base portion 14A is configured to be movable in the depth direction (the arrow Y direction in FIG. 2), the workpiece 26 can be positioned in the depth direction. Further, by configuring the stage 32 so as to be movable in the horizontal direction and the depth direction, the substrate 48 can be positioned in the horizontal direction and the depth direction.
Here, as shown in FIG. 7, the measurement electrode 44 includes an electrode portion 44A, a heat resistant wire connecting portion 44B, and a connecting portion 44C that connects the electrode portion 44A and the heat resistant wire connecting portion 44B. The area of the electrode portion 44A is smaller than the area of the ground electrode 28, and all the positions of the electrode portion 44A face the ground electrode 28 when the work 26 is mounted on the substrate 48. Accordingly, in order to align the positions of the workpiece 26 and the substrate 48 in the XY direction, even if the head 12 and the stage 32 move relatively in the XY direction based on another alignment method that is not disclosed in the present embodiment. If the movement amount is small, only the facing area of the connecting portion 44C of the measuring electrode 44 changes, and the electrode portion 44A always faces the ground electrode 28. The area hardly changes. Therefore, the relative movement in the XY directions of the head 12 and the stage 32 can be prevented from affecting the capacitance value between the measurement electrode 44 and the ground electrode 28, and the mounting accuracy in the Z direction can be prevented. Can be further improved.

なお、上記実施形態では、ワーク吸着用アタッチメント22と測定電極用平板38との離間距離の測定に静電容量計を用いたが、これに限られるものではない。例えば、レーザビームの発光部及び受光部を備えた光学センサを用いて、両者の離間距離を測定してもよい。   In the above embodiment, the capacitance meter is used to measure the separation distance between the workpiece suction attachment 22 and the measurement electrode flat plate 38, but the present invention is not limited to this. For example, the distance between them may be measured using an optical sensor having a laser beam light emitting part and a light receiving part.

また、駆動装置14をステージ32側に配置させてもよい。駆動装置14をステージ32側に配置させることにより、基板48を鉛直方向(図1中矢印Z方向)に移動させることができ、ワーク26と基板48との実装作業がさらに容易になる。   Further, the driving device 14 may be arranged on the stage 32 side. By disposing the driving device 14 on the stage 32 side, the substrate 48 can be moved in the vertical direction (the arrow Z direction in FIG. 1), and the work of mounting the workpiece 26 and the substrate 48 becomes easier.

本発明の一実施形態に係る部品装着装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the component mounting apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る部品装着装置の一部を示した斜視図である。It is the perspective view which showed a part of component mounting apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る部品装着装置の一部を示した正面図である。It is the front view which showed a part of component mounting apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る部品装着装置を構成する保持手段の斜視図である。It is a perspective view of the holding means which comprises the component mounting apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る部品装着装置を構成する支持手段の斜視図である。It is a perspective view of the support means which comprises the component mounting apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る部品装着装置のブロック図である。It is a block diagram of the component mounting apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 第1電極(測定電極)と第2電極(接地電極)との重なり方を示した概念図である。It is the conceptual diagram which showed how the 1st electrode (measurement electrode) and the 2nd electrode (ground electrode) overlap.

符号の説明Explanation of symbols

10 部品装着装置
14 駆動装置(駆動手段)
20 ヘッド側ヒータチップ(加熱手段)
22 ワーク吸着用アタッチメント(保持手段)
26 ワーク(第1部品)
28 接地電極(第2電極)
34 ステージ側ヒータチップ(加熱手段)
36 基板吸着用アタッチメント(支持手段)
38 測定電極用平板(突出手段)
40 ガード電極(第3電極)
44 測定電極(第1電極)
48 基板(第2部品)
52 温度測定装置(温度測定手段)
54 制御部(制御手段)
56 CPU(演算手段)
62 静電容量計(離間距離測定手段)
10 Component mounting device 14 Drive device (drive means)
20 Head side heater chip (heating means)
22 Workpiece attachment (holding means)
26 Workpiece (first part)
28 Ground electrode (second electrode)
34 Stage-side heater chip (heating means)
36 Substrate adsorption attachment (support means)
38 Flat plate for measuring electrode (protruding means)
40 Guard electrode (third electrode)
44 Measuring electrode (first electrode)
48 Substrate (second component)
52 Temperature measuring device (temperature measuring means)
54 Control unit (control means)
56 CPU (calculation means)
62 Capacitance meter (separation distance measuring means)

Claims (8)

第1部品を保持する保持手段と、
前記第1部品が実装される第2部品を支持する支持手段と、
前記第1部品又は前記第2部品の少なくとも一方を加熱する加熱手段と、
前記保持手段と前記支持手段との離間距離を測定する離間距離測定手段と、
前記保持手段又は前記支持手段の少なくとも一方を駆動し位置を変化させる駆動手段と、
前記駆動手段を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする部品装着装置。
Holding means for holding the first component;
Support means for supporting a second component on which the first component is mounted;
Heating means for heating at least one of the first component or the second component;
A separation distance measuring means for measuring a separation distance between the holding means and the support means;
Drive means for driving at least one of the holding means or the support means to change the position;
Control means for controlling the drive means;
A component mounting apparatus comprising:
第1部品を保持する保持手段と、
前記第1部品が実装される第2部品を支持する支持手段と、
前記第1部品又は前記第2部品の少なくとも一方を加熱する加熱手段と、
前記加熱手段の温度を測定する温度測定手段と、
前記保持手段と前記支持手段との離間距離を測定する離間距離測定手段と、
前記温度測定手段及び前記離間距離測定手段の測定結果に基づいて前記第1部品と前記第2部品との離間距離を算出する演算手段と、
前記保持手段又は前記支持手段の少なくとも一方を駆動し位置を変化させる駆動手段と、
前記演算手段の演算結果に基づいて前記駆動手段を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする部品装着装置。
Holding means for holding the first component;
Support means for supporting a second component on which the first component is mounted;
Heating means for heating at least one of the first component or the second component;
Temperature measuring means for measuring the temperature of the heating means;
A separation distance measuring means for measuring a separation distance between the holding means and the support means;
An arithmetic means for calculating a separation distance between the first part and the second part based on measurement results of the temperature measurement means and the separation distance measurement means;
Drive means for driving at least one of the holding means or the support means to change the position;
Control means for controlling the drive means based on the calculation result of the calculation means;
A component mounting apparatus comprising:
前記保持手段及び前記支持手段には電極がそれぞれ形成され、
前記離間距離測定手段は、前記保持手段に形成された前記電極と前記支持手段に形成された前記電極との間の静電容量を測定する静電容量計であることを特徴とする請求項1又は2に記載の部品装着装置。
Electrodes are formed on the holding means and the support means,
2. The capacitance measuring apparatus according to claim 1, wherein the separation distance measuring unit is a capacitance meter that measures a capacitance between the electrode formed on the holding unit and the electrode formed on the supporting unit. Or the component mounting apparatus of 2.
前記保持手段又は前記支持手段の少なくとも一方に突出手段を設け、前記突出手段には第1電極が形成され、前記突出手段が設けられていない前記保持手段又は前記支持手段には第2電極が形成され、
前記離間距離測定手段は、前記第1電極と前記第2電極との間の静電容量を測定する静電容量計であることを特徴とする請求項1又は2に記載の部品装着装置。
Protruding means is provided on at least one of the holding means or the supporting means, the first electrode is formed on the protruding means, and the second electrode is formed on the holding means or the supporting means not provided with the protruding means. And
The component mounting apparatus according to claim 1, wherein the separation distance measuring unit is a capacitance meter that measures a capacitance between the first electrode and the second electrode.
前記突出手段と当該突出手段が設けられている前記保持手段又は前記支持手段との間には第3電極が形成され、
前記第3電極には前記第1電極と同電位の電圧が印加されていることを特徴とする請求項4に記載の部品装着装置。
A third electrode is formed between the protruding means and the holding means or the supporting means provided with the protruding means,
The component mounting apparatus according to claim 4, wherein a voltage having the same potential as that of the first electrode is applied to the third electrode.
前記突出手段は、前記保持手段又は前記支持手段の少なくとも一方に取外し可能に設けられていることを特徴とする請求項4又は5に記載の部品装着装置。   The component mounting apparatus according to claim 4 or 5, wherein the protruding means is detachably provided on at least one of the holding means or the support means. 保持手段により第1部品を保持する保持工程と、
支持手段により第2部品を支持する支持工程と、
加熱手段により前記第1部品又は前記第2部品の少なくとも一方を加熱する加熱工程と、
離間距離測定手段により前記保持手段と前記支持手段との離間距離を測定する離間距離測定工程と、
制御手段により駆動手段を制御し前記保持手段又は前記支持手段の少なくとも一方の位置を変化させる制御工程と、
を有することを特徴とする部品装着方法。
A holding step of holding the first component by the holding means;
A supporting step of supporting the second component by the supporting means;
A heating step of heating at least one of the first component or the second component by a heating means;
A separation distance measuring step of measuring a separation distance between the holding means and the support means by a separation distance measuring means;
A control step of controlling the drive means by the control means to change the position of at least one of the holding means or the support means;
A component mounting method characterized by comprising:
保持手段により第1部品を保持する保持工程と、
支持手段により第2部品を支持する支持工程と、
加熱手段により前記第1部品又は前記第2部品の少なくとも一方を加熱する加熱工程と、
温度測定手段により前記加熱手段の温度を測定する温度測定工程と、
離間距離測定手段により前記保持手段と前記支持手段との離間距離を測定する離間距離測定工程と、
前記温度測定手段の測定結果と前記離間距離測定手段の測定結果に基づいて演算手段により前記第1部品と前記第2部品との離間距離を算出する演算工程と、
前記演算工程の演算結果に基づいて制御手段により駆動手段を制御し前記保持手段又は前記支持手段の少なくとも一方の位置を変化させる制御工程と、
を有することを特徴とする部品装着方法。
A holding step of holding the first component by the holding means;
A supporting step of supporting the second component by the supporting means;
A heating step of heating at least one of the first component or the second component by a heating means;
A temperature measuring step of measuring the temperature of the heating means by a temperature measuring means;
A separation distance measuring step of measuring a separation distance between the holding means and the support means by a separation distance measuring means;
A calculation step of calculating a separation distance between the first component and the second component by a calculation unit based on a measurement result of the temperature measurement unit and a measurement result of the separation distance measurement unit;
A control step of controlling the drive means by the control means based on the calculation result of the calculation step and changing the position of at least one of the holding means or the support means;
A component mounting method characterized by comprising:
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