JP2005333005A - Small part laminating device and laminating method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、2つの微小部品の間隔を所定の間隔に保って実装する微小部品貼り合せ装置及び微小部品貼り合せ方法に関する。 The present invention relates to a microcomponent laminating apparatus and a microcomponent laminating method for mounting with a predetermined interval between two microcomponents.
2つの微小部品の間隔を所定の間隔に保って実装する微小部品貼り合せ装置として、例えば、特許文献1において提案されているものがある。この特許文献1では、チップを保持するツールホルダのホルダ支持手段に対する高さ位置の変化を検出する高さ検出手段が、ホルダ支持手段に備え付けられている。即ち、ツールホルダのホルダ支持手段に対する高さ位置の変化を、ツールホルダを上下動するZ軸送り装置の駆動制御にフィードバックすることで、Z軸送り装置が環境温度の影響を受け熱膨張していても、バンプの形状を所定の形状に保って実装することが可能である。
特許文献1の技術では、高さ検出手段によりツールホルダのホルダ支持手段に対する高さ位置の変化を検出することはできるが、実際の部品温度を知ることができないため、加熱前後の部品の熱膨張や接合部材の硬化収縮、接合部材の硬化状態などの影響を考慮することができない。したがって、微小部品が予期せぬ荷重や加熱によって破損する可能性がある。また、加熱不足や加熱過多などにより微小部品の貼り合せが不完全に終わり、貼り合せ位置がずれたり、剥離したりする可能性があり、微小部品を高い信頼性で貼り合せることができない。
In the technique of
本発明はこのような事情に基づいてなされたものであり、微小部品を破損したり、不完全な貼り合せになったりすることなく、高い信頼性で貼り合せることが可能な微小部品貼り合せ装置及び貼り合せ方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made based on such circumstances, and a micro component bonding apparatus capable of bonding with high reliability without damaging or incomplete bonding of the micro components. And it aims at providing the bonding method.
上記目的を達成するために、本発明の第1の態様の微小部品貼り合せ装置は、第1の微小部品を載置するための載置部と、上記第1の微小部品と対向するように配置される第2の微小部品を保持するための保持部と、上記載置部または上記保持部の少なくとも一方を移動させて、上記第1の微小部品と上記第2の微小部品とを接合部材を介して接触させる駆動部と、上記駆動部によって上記載置部または上記保持部の少なくとも一方を移動させる際の移動量と移動速度とを制御する駆動制御部と、上記接合部材を硬化させるための熱エネルギを与える熱エネルギ供給部と、上記接合部材を硬化させる際の上記接合部材の硬化状態を予測し、この予測結果に基づいて、実際に上記第1の微小部品と上記第2の微小部品とを貼り合せる際の貼り合せ条件を設定する貼り合せ条件設定部とを具備することを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, the microcomponent bonding apparatus according to the first aspect of the present invention is configured so that the mounting portion for mounting the first microcomponent and the first microcomponent are opposed to each other. A holding part for holding the second micro part to be arranged, and at least one of the above-mentioned mounting part or the holding part is moved to join the first micro part and the second micro part to each other. A drive unit that is contacted via the drive unit, a drive control unit that controls a movement amount and a movement speed when moving at least one of the placement unit or the holding unit by the drive unit, and for curing the joining member A heat energy supply unit that provides the heat energy of the heat generating member and a cured state of the bonding member when the bonding member is cured, and based on the prediction result, the first micro component and the second micro component are actually Bonding when bonding parts Characterized by comprising a bonding condition setting unit sets a condition.
また、上記目的を達成するために、本発明の第2の態様の微小部品貼り合せ方法は、第1の微小部品と第2の微小部品との接合時にかかる荷重を設定する荷重設定工程と、上記第1の微小部品と上記第2の微小部品とを接合部材を介して貼り合せする際の、接合部材の硬化状態を予測し、この予測結果に基づいて実際に貼り合せを行う際の貼り合せ条件を設定する貼り合せ条件設定工程と、上記貼り合せ条件設定工程において設定した上記貼り合せ条件に基づき、上記第1の微小部品と上記第2の微小部品を貼り合せする貼り合せ工程とを有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the method for bonding microcomponents according to the second aspect of the present invention includes a load setting step for setting a load applied when the first microcomponent and the second microcomponent are joined, Prediction of the cured state of the bonding member when bonding the first micro component and the second micro component through the bonding member, and bonding when actually bonding based on the prediction result A bonding condition setting step for setting a bonding condition, and a bonding step for bonding the first microcomponent and the second microcomponent based on the bonding condition set in the bonding condition setting step. It is characterized by having.
これら第1及び第2の態様によれば、第1の微小部品と第2の微小部品とを接合部材を介して貼り合せるのに先立って、接合部材の硬化状態を予測することができるので、微小部品を破損したり、不完全な貼り合せになったりすることなく、高い信頼性で貼り合せることができる。 According to these first and second aspects, the cured state of the joining member can be predicted prior to bonding the first minute component and the second minute component via the joining member. Bonding can be performed with high reliability without damaging minute parts or incomplete bonding.
本発明によれば、微小部品を破損したり、不完全な貼り合せになったりすることなく、高い信頼性で貼り合せることが可能な微小部品貼り合せ装置及び貼り合せ方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the micro component bonding apparatus and bonding method which can be bonded with high reliability, without damaging a micro component or becoming incomplete bonding can be provided. .
[第1の実施形態]
図1に本発明の第1の実施形態に係る微小部品貼り合わせ装置の構成を示す。図1は、第1の実施形態における微小部品貼り合わせ装置の左側面図である。なお、図1では載置ブロックの周辺のみ断面を示してある。
[First Embodiment]
FIG. 1 shows the configuration of a microcomponent bonding apparatus according to the first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a left side view of the microcomponent bonding apparatus according to the first embodiment. In FIG. 1, only the periphery of the mounting block is shown in cross section.
図1において、第1の微小部品11は載置プレート2に載置され、真空吸着等の手法で載置プレート2に固定されている。また、第1の微小部品11と対向するようにして、第2の微小部品12が配置され、真空吸着等の手法で保持ツール14に保持されている。第1の微小部品11と第2の微小部品12とは、本微小部品貼り合せ装置により、接合部材13を介して貼り合せ固定されるようになっている。ここで、接合部材13には、はんだやAu、樹脂等の、熱による軟化と硬化によって被着材を接合固定する、所謂熱硬化性の接合部材を用いる。
In FIG. 1, a first
また、載置プレート2の下部には、ヒータ3と温度制御装置22とからなる熱エネルギ供給部が設けられている。ヒータ3は載置プレート2を加熱することで、接合部材13に熱エネルギを与える。また、ヒータ3の周囲には断熱材4が設けられており、この断熱材4を介して温度制御装置22に接続されている。温度制御装置22は、ヒータ3による載置プレート2の加熱量を制御する。更に、ヒータ3は断熱材4を介して載置ブロック5に固定されている。断熱材4は、ヒータ3の熱を効率よく載置プレート2に伝達すると共に、載置ブロック5への不要な熱の伝達を防止する。
A heat energy supply unit including a
また、載置プレート2の左右両側方には、それぞれ3個の距離センサ6が等間隔で設置されており、それぞれの距離センサ6は、駆動制御部としての間隔制御装置9に接続されている。距離センサ6は、載置プレート2の第1の微小部品11が載置されている側の面の位置を基準とし、これと対向する保持ツール14の第2の微小部品12が保持されている側の面との距離を測定して、間隔制御装置9へ出力する。間隔制御装置9は、距離センサ6の出力から、第1の微小部品11と第2の微小部品12の対向する面間の距離と傾きとを演算する。
In addition, three
また、間隔制御装置9は、駆動部としての第1のZ移動機構103と荷重設定部としてのボイスコイルモータ(VCM)102とに接続されており、第1の微小部品11と第2の微小部品12の対向する面間の距離と傾きとが所望の値となるように、第1のZ移動機構103への移動量指示及び移動速度指示と、VCM102への駆動電流指示とを行う。ここで、VCM102は、内部の図示しないコイルに流す電流の大きさと方向を変化させることにより、部品の接合時に保持ツール14が、第1の微小部品11、第2の微小部品12、接合部材13に加える荷重を変化させる。
The
また、保持ツール14は、直動気体軸受101により、図面垂直方向(載置プレート2との対向方向)に移動可能に支持されている。また、保持ツール14の第1の微小部品11が保持される面と逆側の面はVCM102に固定されている。更に、直動気体軸受101とVCM102は、第1のZ移動機構103に設けられた第1のZ移動テーブル1031に固定されている。第1のZ移動機構103は、図示しないモータとボールネジとにより第1のZ移動テーブル1031を、図面垂直方向(保持ツール14と載置プレート2との対向方向)に移動可能なように構成されている。
Further, the
また、載置ブロック5は、傾き機構201上に固定されている。この傾き機構201は第1のXY移動機構202上に固定されており、第1のXY移動機構202は回転機構203上に固定されている。傾き機構201は、図示しないモータと送りネジとにより、載置ブロック5の保持ツール14に対する傾きを変化させる。第1のXY移動機構202は、図示しないモータとボールネジとにより、載置ブロック5の保持ツール14に対する水平方向位置を変化させる。回転機構203は、図示しないモータとギヤとにより、載置ブロック5の保持ツール14に対する垂直軸周りの回転方向の位置(以下、回転方向位置と称する)を変化させる。
The
また、回転機構203に隣接するようにして、第2のXY移動機構211、第2のXY移動テーブル2111、第2のZ移動機構212、及び第2のZ移動テーブル2121から構成されるプローブ退出機構が設けられている。即ち、このプローブ退出機構において、第2のXY移動機構211に設けられた第2のXY移動テーブル2111上に第2のZ移動機構212が固定されている。更に、第2のZ移動機構212に設けられた第2のZ移動テーブル2121には、温度プローブ21が固定されている。第2のXY移動機構211は、図示しないモータとボールネジとにより、温度プローブ21の載置プレート2に対する水平方向位置を変化させる。第2のZ移動機構212は、図示しないモータとボールネジとにより、温度プローブ21の載置プレート2に対する垂直方向位置を変化させる。この温度プローブ21は温度制御装置22に接続されている。温度制御装置22は、温度プローブ21で測定した温度に基づきヒータ3に温度量指示を送り、ヒータ3は指示された温度で加熱を行う。これにより、貼り合せ条件設定部の機能が実現される。
In addition, the probe exit which is composed of the second
次に、第1の実施形態の微小部品貼り合わせ方法について図2を参照して説明する。まず、間隔制御装置9は、第1の微小部品11と第2の微小部品12との接触時の荷重を設定する(ステップS1)。このステップS1において、間隔制御装置9は、図示しない荷重検出素子(例えばロードセル)によって検出される荷重に基づいてVCM102の駆動電流の電流値と電流方向とを指示する。即ち、VCM102に保持ツール14の自重よりも僅かに小さく、保持ツール14を引き上げる方向(上向き)の推力を発生させることで、保持ツール14の自重を軽減させる。
Next, a method for bonding microcomponents according to the first embodiment will be described with reference to FIG. First, the
次に、第1の微小部品11の厚さを測定する(ステップS2)。このために、真空吸着等の手法を用いて、第1の微小部品11を保持ツール14により保持させる。そして、第1のZ移動機構103の駆動を開始させて、第1の微小部品11が載置プレート2に接触するような所定の位置まで第1の微小部品11を降下させる。この際の保持ツール14までの距離を距離センサ6によって測長し、その出力値を第1の微小部品11の厚み値として間隔制御装置9の図示しないメモリに記憶させる。ここで、距離センサ6の出力は、載置プレート2と保持ツール14が平行に接触した時にゼロになるようにそれぞれ予め補正されているものとする。また、この距離センサ6のゼロ点補正は、必要に応じて、第1の微小部品11を載置プレート2に供給する前にその都度実施してもかまわない。
Next, the thickness of the
次に、第1の微小部品11を所望の温度で加熱できるように、温度制御装置22からヒータ3へ指示する温度を算出するための温度補正係数ΔTを算出する(ステップS3)。このステップS3においては、まず保持ツール14による第1の微小部品11の吸着保持を解除し、第1の微小部品11を載置プレート2に載置固定させる。次に、保持ツール14を上昇退避させて、保持ツール14に第2の微小部品12を真空吸着保持させる。
Next, a temperature correction coefficient ΔT for calculating a temperature instructed from the
次に、第2のXY移動機構211、第2のZ移動機構212により、温度プローブ21を第1の微小部品11の貼り合せを行う側の面(以下、貼り合せ面と称する)に接触させる。その後、温度制御装置22は、ヒータ3に、接合部材13を硬化させるのに必要十分な接合時温度Tsよりも低い温度である温度Tchまで昇温するように指示を送る。次に、温度制御装置22は、ヒータ温度Tchと温度プローブ21で測定した第1の微小部品11の部品温度Tcwとの温度差から、第1の微小部品11を接合時温度Tsで加熱するために、ヒータ3に指示すべき温度Tshを算出するための温度補正係数ΔTを算出する。そして、温度制御装置22は、算出した温度補正係数ΔTを温度制御装置22の図示しないメモリに記憶させる。即ち、第1の微小部品11の部品温度Tcwは、接合部材13の温度とほぼ等しいと考えることができるので、この部品温度Tcwから接合部材13の硬化状態を予測することができる。
Next, the
ここで、第1の微小部品11の部品温度Tcwは、熱伝導や放熱の影響などにより、通常、ヒータ温度Tchよりも低くなるが、温度補正係数ΔTを算出することで、接合時温度Tsを得るために必要なヒータ3の温度Tsh(=Ts+ΔT)の算出が可能である。
Here, the component temperature Tcw of the
また、ヒータ温度Tchは、接合部材13の接合時温度Tsより低い温度であるため、第1の微小部品11や接合部材13に、熱による悪影響を与えたり悪影響を与えたりすることがない。
Further, since the heater temperature Tch is lower than the bonding temperature Ts of the bonding member 13, the first
なお、温度補正係数ΔTの算出する手法は、上記した手法に限るものではない。例えば、複数回の温度測定の結果から、ヒータ温度Tchと部品温度Tcwの関数を算出し、この関数からΔTを求めるようにしてもよい。また、部品毎にヒータ温度Tchと部品温度Tcwとの関係をテーブルとして予め温度制御装置22の図示しないメモリに記憶させておき、このテーブルからΔTを求めるようにしても良い。
The method for calculating the temperature correction coefficient ΔT is not limited to the method described above. For example, a function of the heater temperature Tch and the component temperature Tcw may be calculated from the result of temperature measurement a plurality of times, and ΔT may be obtained from this function. Further, the relationship between the heater temperature Tch and the component temperature Tcw may be stored in advance in a memory (not shown) of the
ステップS3の処理の後、第1の微小部品11と第2の微小部品12の図面水平方向の位置合せを行う(ステップS4)。このステップS4において、まず、第2のXY移動機構211及び第2のZ移動機構212により、温度プローブ21を第1の微小部品11の貼り合せ面から退避させる。次に第1のXY移動機構202、回転機構203により載置ブロック5を移動させて、第1の微小部品11と第2の微小部品12の水平方向位置と回転方向位置とを所定の位置に合わせる。
After the process in step S3, the
次に、第1のZ移動機構103を駆動して、第1の微小部品11と第2の微小部品12の間隔が所望の間隔になるように第1のZ移動テーブル1031を移動させる(ステップS5)。このステップS5においては、間隔制御装置9の図示しないメモリに記憶させた第1の微小部品11の厚み値を参照して間隔を制御するようにする。
Next, the first
この時、距離センサ6は、常に載置プレート2と保持ツール14の互いに対向する面間の距離を測定しており、間隔制御装置9は、距離センサ6の出力に基づいて第1の微小部品11と第2の微小部品12の貼り合せ面間の距離を演算している。ここで、第1の微小部品11と第2の微小部品12の距離と傾きとが所望の値と異なる場合に、間隔制御装置9は、第1のZ移動機構103や傾き機構201に移動量の指令を送り、第1の微小部品11と第2の微小部品12の距離と傾きとが所望の値となるように調整する。
At this time, the
次に、ヒータ3により、載置プレート2を加熱し、接合部材13の接合に必要十分な熱エネルギを与えて、第1の微小部品11と第2の微小部品12との貼り合せを行う(ステップS6)。なお、ステップS6においても、距離センサ6は常に載置プレート2と保持ツール14の互いに対向する面間の距離を測定しており、間隔制御装置9は、第1の微小部品11と第2の微小部品12の貼り合せ面間の距離を演算している。ここで、第1の微小部品11と第2の微小部品12の距離と傾きとが所望の値と異なる場合には、第1のZ移動機構103や傾き機構201に移動量の指令を送り、第1の微小部品11と第2の微小部品12の距離と傾きとが所望の値となるように調整する。
Next, the mounting
更に、この時、温度制御装置22は、ヒータ3への温度指示量を、ステップS3で算出した温度補正係数ΔTに基づいて決定したTsh(=Ts+ΔT)とする。これにより、接合部材13の接合に必要十分な熱エネルギを正確に与えることができる。したがって、第1の微小部品11と第2の微小部品12とを高い信頼性で貼り合せることができる。
Further, at this time, the
なお、第1の実施形態では、ステップS6の貼り合せ時にヒータ温度を制御するようにしているが、ヒータ3による加熱時における第1の微小部品11及び第2の微小部品12の熱膨張や接合部材13の硬化収縮を考慮して、第1のZ移動機構103やVCM102の駆動制御を行うようにしても、第1の微小部品11と第2の微小部品12とを高い信頼性で貼り合せることができる。この場合には、部品又は接合部材の材質や温度プローブ21で測定された温度から、線膨張係数や硬化収縮量を求めることができるようなテーブルを温度制御装置22の図示しないメモリに記憶させておき、このテーブルから求めた線膨張係数や硬化収縮量に応じて、部品貼り合せ時の第1のZ移動機構103の移動量や移動速度、VCM102の電流指示量を補正するようにすれば良い。例えば、第1の微小部品11や第2の微小部品が熱によって膨張している場合には、その膨張量だけ第1のZ移動機構103を上昇させたり、VCM102によって発生させる荷重を小さくしたりするようにすればよい。
In the first embodiment, the heater temperature is controlled at the time of bonding in step S6. However, thermal expansion and bonding of the
また、図1では温度制御装置22と間隔制御装置9とを別々に設けるようにしているが1つの装置で構成してもよいことは言うまでもない。
Further, in FIG. 1, the
また、第1の実施形態では第1の微小部品11の温度を測定するようにしているが、第2の微小部品12や接合部材13の温度を測定するようにしても良いし、第1の微小部品11と第2の微小部品12の両方の温度を測定するようにしてもよい。
In the first embodiment, the temperature of the
[第2の実施形態]
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。図3は、第2の実施形態における微小部品貼り合せ装置の要部である載置ブロックの周辺の左側面図である。なお、図3においては載置ブロックのみ断面を示している。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a left side view of the periphery of the mounting block which is the main part of the microcomponent bonding apparatus according to the second embodiment. In FIG. 3, only the mounting block is shown in cross section.
第2の実施形態は、温度プローブ21を第1の微小部品11の側面に接触させて温度の測定を行う点が第1の実施形態と異なる。これ以外の構成については第1の実施形態と同様であるので説明を省略する。
The second embodiment is different from the first embodiment in that the temperature is measured by bringing the
次に、第2の実施形態の微小部品貼り合わせ方法について図4を参照して説明する。なお、ステップS21、ステップS22は図2のステップS1、ステップS2と同様であるので説明を省略する。 Next, a micropart bonding method according to the second embodiment will be described with reference to FIG. Steps S21 and S22 are the same as steps S1 and S2 in FIG.
ステップS22の後、第1の微小部品11と第2の微小部品12の図面水平方向の位置合せを行う(ステップS23)。このステップS23において、第1のXY移動機構202、回転機構203により載置ブロック5を移動させて、第1の微小部品11と第2の微小部品12の水平方向位置と回転方向位置とを所定の位置に合わせる。
After step S22, the
次に、第2のXY移動機構211及び第2のZ移動機構212により、温度プローブ21を第1の微小部品11の側面に接触させる(ステップS24)。
Next, the
次に、第1のZ移動機構103を駆動して、第1の微小部品11と第2の微小部品12の間隔が所望の間隔になるように、間隔制御装置9の図示しないメモリに記憶させた第1の微小部品11の厚み値を参照しながら第1のZ移動テーブル1031を移動させる(ステップS25)。
Next, the first
この時、距離センサ6は、常に載置プレート2と保持ツール14の互いに対向する面間の距離を測定しており、間隔制御装置9は、距離センサ6の出力に基づいて第1の微小部品11と第2の微小部品12の貼り合せ面間の距離を演算している。ここで、第1の微小部品11と第2の微小部品12の距離と傾きとが所望の値と異なる場合に、間隔制御装置9は、第1のZ移動機構103や傾き機構201に移動量の指令を送り、第1の微小部品11と第2の微小部品12の距離と傾きとが所望の値となるように調整する。
At this time, the
次に、ヒータ3により、載置プレート2を加熱し、接合部材13の接合に必要十分な熱エネルギを与えて、第1の微小部品11と第2の微小部品12との貼り合せを行う(ステップS26)。なお、ステップS26においても、距離センサ6は常に載置プレート2と保持ツール14の互いに対向する面間の距離を測定しており、間隔制御装置9は、第1の微小部品11と第2の微小部品12の貼り合せ面間の距離を演算している。ここで、第1の微小部品11と第2の微小部品12の距離と傾きとが所望の値と異なる場合には、第1のZ移動機構103や傾き機構201に移動量の指令を送り、第1の微小部品11と第2の微小部品12の距離と傾きとが所望の値となるように調整する。
Next, the mounting
更に、この時、温度制御装置22は、ヒータ3への指示温度Tshと温度プローブ21で測定した実際の第1の微小部品11の温度Tswとに基づき、第1の微小部品11を所望の温度Tsで加熱できるように、ヒータ3への指示温度量を補正する。なお、補正係数を算出する際には第1の実施形態と同様にして行えばよい。
Further, at this time, the
このように、ヒータ3への温度制御装置22の指示温度Tshは、温度プローブ21で測定した実際の第1の微小部品11の温度Tswに基づき補正されるので、常に接合部材13を硬化させるのに必要十分な熱エネルギを正確に与えることができ、第1の微小部品11と第2の微小部品12とを高い信頼性で貼り合せることができる。
Thus, the instruction temperature Tsh of the
また、第2の実施形態では、貼り合せ中の実際の部品温度に基づきヒータ3の温度制御を行うことができ、接合部材13の硬化に必要十分な熱エネルギをより正確に与えることができる。更に、温度プローブ21を退出させる必要がなく、ヒータ温度を補正するための補正係数の算出を部品の貼り合せと同時に行うことができるので、部品取り変え時の手間などを省くことができる。
Moreover, in 2nd Embodiment, the temperature control of the
[第3の実施形態]
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。図5は、第3の実施形態における微小部品貼り合せ装置の要部である載置ブロックの周辺の左側面図である。なお、図5においては載置ブロックのみ断面を示している。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a left side view of the periphery of the mounting block, which is the main part of the microcomponent bonding apparatus according to the third embodiment. In FIG. 5, only the mounting block is shown in cross section.
第3の実施形態は、温度プローブを非接触型の温度プローブ(非接触温度プローブ213)とした点が第1及び第2の実施形態と異なる。これ以外の構成については第1の実施形態と同様であるので説明を省略する。 The third embodiment is different from the first and second embodiments in that the temperature probe is a non-contact type temperature probe (non-contact temperature probe 213). Since the other configuration is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted.
図5において、非接触温度プローブ213は、第2のZ移動機構212の第2のZ移動テーブル2121に固定されている。この非接触温度プローブ213は、赤外光などの測定集光光を被測定物に投射し、その反射光から微小な面積の温度を測定するものである。また、非接触温度プローブ213は温度制御装置22に接続されており、温度制御装置22は非接触温度プローブ213で測定した温度に基づきヒータ3に動作指令を送るようになっている。
In FIG. 5, the
次に、第3の実施形態の微小部品貼り合わせ方法について図6を参照して説明する。なお、ステップS31〜ステップS33は図4のステップS21〜ステップS23と同様であるので説明を省略する。 Next, a micropart bonding method according to the third embodiment will be described with reference to FIG. Steps S31 to S33 are the same as steps S21 to S23 in FIG.
ステップS33の後、第2のXY移動機構211、第2のZ移動機構212により、非接触温度プローブ213の測定光が、第1の微小部品11の側面に集光するように非接触温度プローブ213の位置を決定する(ステップS34)。
After step S33, the non-contact temperature probe so that the measurement light of the
次に図2のステップS25と同様の間隔制御貼り合せ工程の処理を行う(ステップS35)。 Next, the same gap control bonding process as step S25 of FIG. 2 is performed (step S35).
次に、ヒータ3により、載置プレート2を加熱し、接合部材13の接合に必要十分な熱エネルギを与えて、第1の微小部品11と第2の微小部品12との貼り合せを行う(ステップS36)。ステップS36において、温度制御装置22は、ヒータ3への指示温度Tshと非接触温度プローブ213で測定した実際の第1の微小部品11の温度Tswとに基づき、第1の微小部品11を所望の温度Tsで加熱できるようにヒータ3への温度指示量を補正する。なお、補正係数を算出する際には第1の実施形態と同様にして行えばよい。
Next, the mounting
このように、第3の実施形態では、ヒータ3への温度制御装置22の指示温度Tshは、非接触温度プローブ213で測定した実際の第1の微小部品11の温度Tswに基づいて決定されるので、接合部材13の接合に必要十分な熱エネルギを正確に与えることができ、第1の微小部品11と第2の微小部品12を高い信頼性で貼り合せることができる。
Thus, in the third embodiment, the instruction temperature Tsh of the
また、第3の実施形態では、貼り合せ中の実際の部品温度を非接触式で測定してヒータ3の温度制御を行っているので、第1の微小部品11の載置プレート2に載置固定が強固に行えないような場合や、第1の微小部品11が、温度プローブを接触させにくい形状であるような場合にも有効であり、第1の微小部品11と第2の微小部品12の貼り合せ位置をより高精度にすることができる。
In the third embodiment, the temperature of the
更に、非接触式であれば、接合部材13の温度も測定することが可能であるため、接合部材13の硬化に必要十分な熱エネルギをより正確に与えることができる。 Furthermore, if it is a non-contact type, since the temperature of the joining member 13 can also be measured, the thermal energy necessary and sufficient for hardening of the joining member 13 can be given more correctly.
以上実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。 Although the present invention has been described based on the above embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and applications are naturally possible within the scope of the gist of the present invention.
さらに、上記した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適当な組合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成も発明として抽出され得る。 Further, the above-described embodiments include various stages of the invention, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements. For example, even if some constituent requirements are deleted from all the constituent requirements shown in the embodiment, the problem described in the column of the problem to be solved by the invention can be solved, and the effect described in the column of the effect of the invention Can be extracted as an invention.
2…載置プレート、3…ヒータ、4…断熱材、5…載置ブロック、6…距離センサ、9…間隔制御装置、11…第1の微小部品、12…第2の微小部品、13…接合部材、14…保持ツール、21…温度プローブ、22…温度制御装置、101…直動気体軸受、102…ボイスコイルモータ(VCM)、103…第1のZ移動機構、201…傾き機構、202…第1のXY移動機構、203…回転機構、211…第2のXY移動機構、212…第2のZ移動機構、213…非接触温度プローブ、1031…第1のZ移動テーブル、2111…第2のXY移動テーブル、2121…第2のZ移動テーブル
DESCRIPTION OF
Claims (11)
上記第1の微小部品と対向するように配置される第2の微小部品を保持するための保持部と、
上記載置部または上記保持部の少なくとも一方を移動させて、上記第1の微小部品と上記第2の微小部品とを接合部材を介して接触させる駆動部と、
上記駆動部によって上記載置部または上記保持部の少なくとも一方を移動させる際の移動量と移動速度とを制御する駆動制御部と、
上記接合部材を硬化させるための熱エネルギを与える熱エネルギ供給部と、
上記接合部材を硬化させる際の上記接合部材の硬化状態を予測し、この予測結果に基づいて、実際に上記第1の微小部品と上記第2の微小部品とを貼り合せる際の貼り合せ条件を設定する貼り合せ条件設定部と、
を具備することを特徴とする微小部品貼り合せ装置。 A placement portion for placing the first microcomponent;
A holding unit for holding the second microcomponent arranged to face the first microcomponent;
A drive unit that moves at least one of the placement unit or the holding unit to bring the first microcomponent and the second microcomponent into contact with each other via a bonding member;
A drive control unit that controls a movement amount and a movement speed when moving at least one of the placement unit or the holding unit by the drive unit;
A thermal energy supply section for applying thermal energy for curing the joining member;
Predicting the cured state of the bonding member when curing the bonding member, and based on the prediction result, the bonding conditions for actually bonding the first micro component and the second micro component are determined. A pasting condition setting section to be set;
An apparatus for laminating a micro component, comprising:
上記接合部材を加熱するヒータと、
このヒータの温度を制御する温度制御部と、
から構成され、
上記貼り合せ条件設定部が、
上記第1の微小部品、上記第2の微小部品、及び上記接合部材の少なくとも何れか1つの温度を測定する温度測定部と、
この温度測定部によって測定した温度から、上記駆動制御部によって制御される上記移動量と上記移動速度を補正するための補正量、及び上記温度制御部によって制御される上記ヒータの温度を補正するための補正量の少なくとも一つを演算する補正量演算部と、
から構成されることを特徴とする請求項1に記載の微小部品貼り合せ装置。 The thermal energy supply unit is
A heater for heating the joining member;
A temperature control unit for controlling the temperature of the heater;
Consisting of
The bonding condition setting part
A temperature measuring unit that measures the temperature of at least one of the first microcomponent, the second microcomponent, and the joining member;
To correct the movement amount controlled by the drive control unit and the correction amount for correcting the movement speed and the temperature of the heater controlled by the temperature control unit from the temperature measured by the temperature measurement unit. A correction amount calculation unit for calculating at least one of the correction amounts of
The apparatus for laminating microcomponents according to claim 1, comprising:
この温度プローブを、上記第1の微小部品、上記第2の微小部品、及び上記接合部材の温度測定部位から退出させるプローブ退出機構と、
から構成されることを特徴とする請求項2に記載の微小部品貼り合せ装置。 The temperature measuring unit includes a temperature probe,
A probe retracting mechanism for retracting the temperature probe from the temperature measurement site of the first microcomponent, the second microcomponent, and the joining member;
The microcomponent bonding apparatus according to claim 2, comprising:
上記部品の材質から線膨張係数データ及び硬化収縮量データを少なくとも含む熱特性データを参照する熱特性テーブル部と、
を含むことを特徴とする請求項2に記載の微小部品貼り合せ装置。 The correction amount calculating unit stores a relationship between the temperature of the heater and the actual component temperature when the component is heated at this temperature, for each component,
A thermal property table section for referring to thermal property data including at least linear expansion coefficient data and cure shrinkage amount data from the material of the component;
The apparatus for laminating a micro component according to claim 2, comprising:
上記補正量演算部は、上記温度測定部によって測定した温度から、上記荷重設定部によって設定される荷重を補正するための補正量を演算することを更に行うことを特徴とする請求項2に記載の微小部品貼り合せ装置。 A load setting unit for setting a load when the first micro component and the second micro component are brought into contact with each other via the joining member by the driving unit;
The correction amount calculation unit further calculates a correction amount for correcting the load set by the load setting unit from the temperature measured by the temperature measurement unit. Micropart bonding equipment.
上記間隔検出部の検出結果に基づき、上記第1の微小部品と上記第2の微小部品との対向する面間の距離を演算する面間距離演算部と、
上記面間距離演算部で演算した上記第1の微小部品と上記第2の微小部品との対向する面間の距離が所望の値となるように上記駆動制御部によって制御される、上記載置部と上記保持部の少なくとも一方の移動量及び移動速度の少なくとも何れか一つを制御する際の補正量を演算する駆動演算部と、
を更に具備することを特徴とする請求項1に記載の微小部品貼り合せ装置。 An interval detection unit for detecting a relative distance between the placement unit and the holding unit;
Based on the detection result of the interval detection unit, an inter-surface distance calculation unit that calculates a distance between opposing surfaces of the first micro component and the second micro component;
The above-described device, which is controlled by the drive control unit so that a distance between opposing surfaces of the first microcomponent and the second microcomponent calculated by the inter-surface distance calculation unit becomes a desired value. A drive calculation unit that calculates a correction amount when controlling at least one of the movement amount and the movement speed of at least one of the unit and the holding unit;
The microcomponent bonding apparatus according to claim 1, further comprising:
上記第1の微小部品と上記第2の微小部品とを接合部材を介して貼り合せする際の、接合部材の硬化状態を予測し、この予測結果に基づいて実際に貼り合せを行う際の貼り合せ条件を設定する貼り合せ条件設定工程と、
上記貼り合せ条件設定工程において設定した上記貼り合せ条件に基づき、上記第1の微小部品と上記第2の微小部品を貼り合せする貼り合せ工程と、
を有することを特徴とする微小部品貼り合せ方法。 A load setting step for setting a load applied at the time of joining the first micro component and the second micro component;
Prediction of the cured state of the bonding member when bonding the first micro component and the second micro component through the bonding member, and bonding when actually bonding based on the prediction result A pasting condition setting step for setting a matching condition;
Based on the bonding conditions set in the bonding condition setting step, a bonding step of bonding the first microcomponent and the second microcomponent;
A method for laminating a micro component, comprising:
上記第1の微小部品と上記第2の微小部品の少なくともいずれか一方の厚さを測定する部品厚さ測定工程を更に含み、
上記貼り合せ工程が、
上記第1の微小部品と上記第2の微小部品の水平位置合せを行う水平位置合せ工程と、
上記第1の微小部品と上記第2の微小部品との間隔が所望の間隔となるようにして、上記第1の微小部品と上記第2の微小部品とを上記接合部材を介して接触する間隔制御貼り合せ工程と、
上記接合部材を硬化させて上記第1の微小部品と上記第2の微小部品とを貼り合せる接合材硬化工程と、
を含むことを特徴とする請求項7に記載の微小部品貼り合せ方法。 The joining prediction step
A component thickness measuring step of measuring a thickness of at least one of the first microcomponent and the second microcomponent;
The bonding process is
A horizontal alignment step of performing horizontal alignment of the first microcomponent and the second microcomponent;
An interval at which the first microcomponent and the second microcomponent are brought into contact with each other via the joining member such that a distance between the first microcomponent and the second microcomponent is a desired interval. A control bonding process;
A bonding material curing step of curing the bonding member and bonding the first microcomponent and the second microcomponent;
The method for bonding microcomponents according to claim 7, comprising:
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JP2004150535A JP2005333005A (en) | 2004-05-20 | 2004-05-20 | Small part laminating device and laminating method |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010278279A (en) * | 2009-05-29 | 2010-12-09 | Panasonic Corp | Method of mounting electronic component with bump |
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-
2004
- 2004-05-20 JP JP2004150535A patent/JP2005333005A/en active Pending
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