JP2005311103A - 部品接合装置および部品接合ツール - Google Patents
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Abstract
【課題】長尺の部品を対象として安定した接合を行うことができる部品接合装置および部品接合ツールを提供することを目的とする。
【解決手段】部品に荷重と振動を作用させることによりこの部品を基板に接合する部品接合装置に用いられる部品接合ツールにおいて、ホーン８から下方に突出して設けられ下面に部品に当接する当接面１０ａを有する接合作用部１０を、当接面１０ａの長手方向をホーン８の軸線方向と直交する幅方向に向け且つ長手方向の両端部をホーン８の幅方向側面８ｄから張り出して形成し、両端部が張り出した張出し部Ｅを幅方向側面８ｄに結合された補強部９ｃによって補強する構造とする。これにより、接合作用部１０の荷重と振動による変形や不均一な振動を防止して、長尺の部品を対象として安定した接合を行うことができる。
【選択図】図４
【解決手段】部品に荷重と振動を作用させることによりこの部品を基板に接合する部品接合装置に用いられる部品接合ツールにおいて、ホーン８から下方に突出して設けられ下面に部品に当接する当接面１０ａを有する接合作用部１０を、当接面１０ａの長手方向をホーン８の軸線方向と直交する幅方向に向け且つ長手方向の両端部をホーン８の幅方向側面８ｄから張り出して形成し、両端部が張り出した張出し部Ｅを幅方向側面８ｄに結合された補強部９ｃによって補強する構造とする。これにより、接合作用部１０の荷重と振動による変形や不均一な振動を防止して、長尺の部品を対象として安定した接合を行うことができる。
【選択図】図４
Description
本発明は、部品を基板に接合する部品接合装置および部品接合ツールに関するものである。
電子部品を基板に実装する方法として、超音波接合による方法が知られている。この超音波接合においては、部品接合ツールに設けられた接合作用部を電子部品に当接させてこの電子部品を基板に押圧しながら超音波振動を印加する。基板に実装される電子部品の種類・形状には様々なバリエーションがあり、従来の矩形部品に加えて細長形状の長尺部品が超音波接合の対象とされるようになってきている。このため、電子部品の形状に応じて細長い形状の接合作用部を備えた部品接合ツールが用いられるようになっている（例えば特許文献１）。
特開２００３−５９９７６号公報
しかしながら、上述の長尺部品を対象とした部品接合ツールを用いる場合には、接合作用部がツール本体のホーンの幅方向側面から両側に張り出した形状となり、この張り出し部分では接合作用部は片持ち支持状態となる。このため、部品接合ツールを介して電子部品を基板に対して押圧して超音波振動を印加した状態において、片持ち支持状態の接合作用部の両端部は荷重と振動によって上向きの変形や不均一な振動を生じ、部品の正常な接合が妨げられる場合があった。
そこで本発明は、長尺の部品を対象として安定した接合を行うことができる部品接合装置および部品接合ツールを提供することを目的とする。
本発明の部品接合装置は、部品に荷重と振動を作用させることによりこの部品を基板に接合する部品接合装置であって、前記部品に当接する当接面が設けられた部品接合ツールと、この部品接合ツールを介して前記部品を基板に押圧する押圧手段とを備え、前記部品接合ツールは、下面に前記当接面を有する接合作用部が設けられた棒状のホーンと、前記ホーンに振動を付与する振動子とを有し、前記接合作用部は、前記当接面の両端部を前記ホーンの軸線方向と直交する幅方向の幅方向側面から張り出して形成され、前記両端部が張り出した張出し部は前記幅方向側面に結合された補強部によって補強されている。
本発明の部品接合ツールは、部品に荷重と振動を作用させることによってこの部品を基板に接合する部品接合ツールであって、前記部品接合ツールは、前記部品に当接する当接面と、下面に前記当接面を有する接合作用部が設けられた棒状のホーンと、前記ホーンに振動を付与する振動子とを有し、前記接合作用部は、前記当接面の両端部を前記ホーンの軸線方向と直交する幅方向の幅方向側面から張り出して形成され、前記両端部が張り出した張出し部は前記幅方向側面に結合された補強部によって補強されている。
本発明によれば、ホーンから下方に突出して設けられ下面に部品に当接する当接面を有する接合作用部を、当接面の両端部を前記ホーンの軸線方向と直交する幅方向の幅方向側面から張り出して形成し、両端部が張り出した張出し部を前記幅方向側面に結合された補強部によって補強する構造を採用することにより、接合作用部の荷重と振動による変形や
不均一な振動を防止して、長尺の部品を対象として安定した接合を行うことができる。
不均一な振動を防止して、長尺の部品を対象として安定した接合を行うことができる。
図１は本発明の一実施の形態の接合装置の正面図、図２は本発明の一実施の形態の部品接合ツールの斜視図、図２は本発明の一実施の形態の部品接合ツールの正面図、図４は本発明の一実施の形態の部品接合ツールの下面図、図５は本発明の一実施の形態の部品接合ツールの部分下面図である。
まず図１、図２を参照して部品接合装置としての超音波ボンディング装置の構造を説明する。図１において、位置決めテーブル１の上面に設けられた基板保持部２には、基板３が保持されている。基板３は表示パネルであり２枚のガラス板３ａ、３ｂを積層して構成される。ガラス板３ａの１方側の端部が露呈した縁部には、接続用端子（図示省略）が形成されている。接続用端子にはドライバ用の半導体チップ４が、下面に設けられたバンプ４ａを介してボンディングにより接合される。半導体チップ４は長辺寸法（紙面垂直方向寸法）が矩辺寸法（紙面左右方向寸法）に比べて大きい長尺形状の部品である。
位置決めテーブル１の上方にはボンディング機構が配設されている。ボンディング機構は、昇降押圧機構５によって昇降動作を行う昇降ブロック６の下面に、部品接合ツール７を装着して構成されている。部品接合ツール７は細長棒状のホーン８を主体としており、ホーン８の１方側の端部には振動子１１が装着されている。振動子１１を駆動することにより、ホーン８には超音波振動が付与される。
ホーン８の下面８ａの中央部には突部９が設けられており、突部９の下面には接合作用部１０が固着されている。接合作用部１０の下面はボンディング対象の半導体チップ４に当接する当接面１０ａとなっており、当接面１０ａは、半導体チップ４の形状に対応した長尺形状となっている。なお当接面１０ａは、ホーン８の定在波振動の腹に相当する位置に設けられている。
図２に示すように、当接面１０ａには吸着孔１０ｂが開孔している。吸着孔１０ｂはホーン８の内部に設けられた吸引孔８ｂに連通しており、吸引孔８ｂはホーン８の上面に当接した吸着パッド１２を介して真空吸引源１３に接続されている。真空吸引源１３を駆動することにより吸着孔１０ｂから真空吸引し、当接面１０ａに当接した半導体チップ４を真空吸着により保持する。
図２に示すように、ホーン８の幅方向側面８ｄには固定用のリブ８ｃが両方の幅方向側面８ｄから外側に突出して設けられており、リブ８ｃに開孔された装着孔にボルト１４を挿通させて昇降ブロック６に締結することにより、部品接合ツール７は昇降ブロック６に両持支持状態で着脱自在に装着される。
部品接合ツール７の当接面１０ａに半導体チップ４を保持させた状態で、昇降押圧機構５によって部品接合ツール７を下降させることにより、半導体チップ４は基板３の縁部に対して押圧される。この状態で振動子１１を駆動することにより半導体チップ４には荷重と振動が作用し、これにより半導体チップ４は基板３に接合される。したがって、昇降押圧機構５は部品接合ツール７を介して半導体チップ４を基板３に押圧する押圧手段となっている。
次に図３、図４を参照して部品接合ツール７の構造について説明する。図３に示すように、ホーン８の下面には中央部から下方に突出した突部９が設けられている。突部９は下部９ａがホーン８の下面から突出した基部よりも小さい下窄まり形状となっており、下部９ａの下面には接合作用部１０がロウ付けやボルト締結などにより固着されている。すな
わち棒状のホーン８は、下面には当接面１０ａを有する接合作用部１０が設けられた形態となっている。なお、上記実施の形態では突部９の下面に接合作用部１０を固着しているが、接合作用部１０を突部９と一体に設けてもよい。
わち棒状のホーン８は、下面には当接面１０ａを有する接合作用部１０が設けられた形態となっている。なお、上記実施の形態では突部９の下面に接合作用部１０を固着しているが、接合作用部１０を突部９と一体に設けてもよい。
図４に示すように、接合作用部１０は当接面１０ａの長手方向をホーン８の軸線方向と直交する幅方向に向けて配置されており、且つ当接面１０ａの長手方向の両端部は、ホーン８の幅方向側面８ｄから幅方向外側に張り出して形成されている。そして両端部が張り出した張出し部Ｅは、幅方向側面８ｄに結合された補強部９ｃによって補強されている。
ここで補強部９ｃは、図４に示す平断面形状が垂直方向に連続した形状となっており（図２参照）、幅方向側面８ｄからホーン８の全高さ範囲にわたって補強部９ｃが張り出した形態となっている。補強部９ｃは、当接面１０ａを半導体チップ４に当接させて基板３に対して押圧する際に、ホーン８から幅方向に片持ち状態で張り出した接合作用部１０を、垂直方向および水平方向に補強する機能を有する。
次に図５を参照して補強部９ｃの形状について説明する。図５に示すように、補強部９ｃの平断面形状は、幅方向側面８ｄ上の基点ＢＰと張出し部Ｅの端面９ｂとを中間にナックルラインＫＬを有する折れ線で結んだ形状となっている。ここで、折れ線は補強部９ｃの内部側に凸のナックル形状となっており、端面９ｂの幅Ｂ１はナックルラインＫＬ間の幅Ｂ２よりも小さく、さらに幅Ｂ２はホーン８の幅方向側面８ｄにおける基点ＢＰ間の幅Ｂ３よりも小さい形状となっている。
すなわち、補強部９ｃは、両端部の端面９ｂから幅方向側面８ｄに向かって、軸線方向の寸法Ｂが増大する形状となっている。このような形状とすることにより、接合作用部１０がホーン８から外側に張り出した張出し部Ｅを、極力小さな補強部９ｃによって有効に補強できるようになっている。なお、補強部９ｃの形状として、上記のようにナックルラインＫＬを設けた折れ線形状とする替りに、端面９ｂと幅方向側面８ｄとを補強部９ｃの内部側に凸形状の曲線（例えば指数曲線）などによって無段階に結ぶ形状としてもよい。また上記例では、補強部９ｃの平断面形状を、ホーン８の全高さにわたって同一形状としているが、補強部の平断面形状を高さ方向で変化させるようにしてもよい。すなわち、接合作用部１０に直接結合された部分から、補強部の幅方向への張出し寸法がホーン８の高さ方向に順次減少するような形状としてもよい。
部品接合ツール７を上記のような形状とすることにより、長尺部品を対象としたボンディングを行う場合にあっても、接合作用部１０において片持ち支持状態の両端部が荷重と振動によって上向きの変形や不均一な振動を生じることがない。したがって、接合作用部の変形に起因する接合状態の不安定や接合不良を防止することができる。
本発明の部品接合装置および部品接合ツールは、接合作用部の荷重と振動による変形や不均一な振動を防止して、長尺の部品を対象として安定した接合を行うことができるという効果を有し、ドライバ用の半導体チップなどの長尺部品をボンディングにより実装する分野に利用可能である。
２ 基板保持部
３ 基板
４ 半導体チップ
５ 昇降押圧機構
７ 部品接合ツール
８ ホーン
９ 突部
１０ 接合作用部
１１ 振動子
３ 基板
４ 半導体チップ
５ 昇降押圧機構
７ 部品接合ツール
８ ホーン
９ 突部
１０ 接合作用部
１１ 振動子
Claims (4)
- 部品に荷重と振動を作用させることによりこの部品を基板に接合する部品接合装置であって、前記部品に当接する当接面が設けられた部品接合ツールと、この部品接合ツールを介して前記部品を基板に押圧する押圧手段とを備え、
前記部品接合ツールは、下面に前記当接面を有する接合作用部が設けられた棒状のホーンと、前記ホーンに振動を付与する振動子とを有し、前記接合作用部は、前記当接面の両端部を前記ホーンの軸線方向と直交する幅方向の幅方向側面から張り出して形成され、前記両端部が張り出した張出し部は前記幅方向側面に結合された補強部によって補強されていることを特徴とする部品接合装置。 - 前記補強部は、前記両端部の端面から前記幅方向側面に向かって前記軸線方向の寸法が増大する形状であることを特徴とする請求項１記載の部品接合装置。
- 部品に荷重と振動を作用させることによってこの部品を基板に接合する部品接合ツールであって、
前記部品接合ツールは、前記部品に当接する細長形状の当接面と、下面に前記当接面を有する接合作用部が設けられた棒状のホーンと、前記ホーンに振動を付与する振動子とを有し、前記接合作用部は、前記当接面の両端部を前記ホーンの軸線方向と直交する幅方向の幅方向側面から張り出して形成され、前記両端部が張り出した張出し部は前記幅方向側面に結合された補強部によって補強されていることを特徴とする部品接合ツール。 - 前記補強部は、前記両端部の端面から前記幅方向側面に向かって前記軸線方向の寸法が増大する形状であることを特徴とする請求項３記載の部品接合ツール。
Priority Applications (1)
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| JP2004126631A JP4186862B2 (ja) | 2004-04-22 | 2004-04-22 | 部品接合装置および部品接合ツール |
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| JP2004126631A JP4186862B2 (ja) | 2004-04-22 | 2004-04-22 | 部品接合装置および部品接合ツール |
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|---|---|---|---|---|
| WO2008139668A1 (ja) * | 2007-04-27 | 2008-11-20 | Panasonic Corporation | 電子部品装着装置および電子部品装着方法 |
| US7508115B2 (en) | 2005-12-28 | 2009-03-24 | Tdk Corporation | Horn, horn unit, and bonding apparatus using same |
| JP4917890B2 (ja) * | 2003-10-21 | 2012-04-18 | シュンク・ソノシステムズ・ゲーエムベーハー | 工具作動面の振れを減少するための補剛材を有する超音波溶接装置用工具 |
-
2004
- 2004-04-22 JP JP2004126631A patent/JP4186862B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| WO2008139668A1 (ja) * | 2007-04-27 | 2008-11-20 | Panasonic Corporation | 電子部品装着装置および電子部品装着方法 |
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| JP5334843B2 (ja) * | 2007-04-27 | 2013-11-06 | パナソニック株式会社 | 電子部品装着装置および電子部品装着方法 |
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