JP2006005031A - 部品搭載装置及び部品搭載方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 部品を基板に搭載するために加熱されたその部品や樹脂などを速やかに冷却することにより、その部品が搭載された基板の生産性を高めた部品搭載装置及び部品搭載方法を提供する。
【解決手段】 加熱された樹脂２２や部品１０を速やかに冷却する部品搭載装置１００は、押圧部１１０とエアー調整部１２０とを備え、押圧部１１０は、凹部１１６ｃが形成された当接面１１６ｅを有するツール１１６と、そのツール１１６の当接面１１６ｅを部品１０に当接させて、その部品１０を基板２０上に押圧するヘッド昇降部１１１、ヘッドシャフト１１２、ヘッドホルダー１１３、及びヘッドブロック１１４と、ツール１１６を加熱するヒーター１１５と、ツール１１６の凹部１１６ｃと部品１０との間の隙間に、部品１０を冷却するようにエアーを供給するエアー調整部１２０とを備える。
【選択図】 図１

Description

部品を基板に搭載する部品搭載装置及び部品搭載方法に関する。

半導体チップなどの部品をプリント配線基板などに搭載する装置として、フリップチップ実装方法を用いた部品搭載装置がある。
このような部品搭載装置は、部品に形成されたバンプが基板の電極に当接するようにその部品を基板上に載置し、その部品に対して加圧及び加熱を行うことにより、部品のバンプと電極との接合を行う。

即ち、このような部品搭載装置は、部品を保持して基板上の所定の位置に載置するヘッドを備え、そのヘッドは、部品に当接するツールと、そのツールと接触して発熱する発熱部とを備えている。ヘッドはツールを部品に押し付けることで部品を基板側に加圧し、発熱部はこのように部品が加圧されている状態で発熱する。その結果、発熱部から発せられた熱によってツール及び部品並びにバンプなどが加熱され、その熱によってバンプと電極との界面が活性化し、バンプと電極が接合する。

また、このような部品搭載装置は、基板上に予め樹脂を塗布しておくことにより、上述のような加熱によって樹脂を硬化させて、互いに接合されたバンプと電極をその樹脂で封止するとともに、その部品を基板上に固定させる。

このような樹脂は、高温にされた状態では不安定なため、常温程度に冷却して安定性を確保することが望ましく、生産効率の向上の観点から、自然冷却よりも早く冷却する必要がある。

そこで従来より、上述の発熱部に冷却機能を備えた部品搭載装置が提案されている（例
えば、特許文献１参照。）。この特許文献１の部品搭載装置（フリップチップボンディング装置）では、発熱した発熱部自体の温度が積極的に低下することにより、ツール及び部品並びに樹脂は自然冷却よりも早く冷却する。
特開平７−１１５１０９号公報

しかしながら、このような特許文献１の部品搭載装置であっても、部品や樹脂はツールを介して冷却されるため、部品や樹脂を十分に早く冷却することができず、部品が搭載された基板の生産性を向上することができないという問題がある。

即ち、特許文献１の部品搭載装置では、部品はツールなどを介して冷却機能を備えた発熱部につながり、樹脂はさらにその部品などを介してつながっている。従って、冷却機能を備えた発熱部自体の温度が積極的に低下しても、まずツールから除熱が行われ、その後、部品や樹脂に対する除熱が行われるのである。

そこで、本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、部品を基板に搭載するために加熱されたその部品や樹脂などを速やかに冷却することにより、その部品が搭載された基板の生産性を高めた部品搭載装置及び部品搭載方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る部品搭載装置は、部品を基板に搭載する部品搭載装置であって、凹部が形成された当接面を有する当接手段と、前記当接面を部品に当接させて、前記部品を基板上に押圧する押圧手段と、前記当接手段を加熱する加熱手段と、前記凹部と前記部品との間の隙間に、前記部品を冷却するように気体を供給する気体調整手段とを備える。

また、上記目的を達成するために、本発明に係る部品搭載方法は、部品を基板に搭載する部品搭載方法であって、凹部が形成された当接面を部品に当接させて、前記部品を基板上に押圧する当接押圧工程と、前記部品を加熱する加熱工程と、前記凹部と前記部品との間の隙間に、前記部品を冷却するように気体を供給する気体調整工程とを含む。

本発明の部品搭載装置及び部品搭載方法では、加熱された部品に気体が接して、その部品に蓄積された熱を直接的に奪うため、加熱されたその部品や樹脂などを速やかに冷却することができ、その結果、その部品が搭載された基板の生産性を高めることができるという作用効果を奏する。

以下、本発明の実施の形態における部品搭載装置について図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における部品搭載装置の全体構成を示す構成図である。

本実施の形態の部品搭載装置１００は、フリップチップ実装方法により部品１０を基板２０上の所定の実装部位に実装するものであって、部品１０を保持してその部品１０を基板２０上の実装部位に押圧する押圧部１１０と、押圧部１１０内にエアーを供給するとともに、そのエアーを排出する気体調整手段たるエアー調整部１２０と、部品１０及び基板２０上の実装部位を撮像する撮像部１３０と、基板２０が載置される基板下受け１４１と、基板下受け１４１を基板２０に沿った方向に移動させるための基板テーブル１４２とを備えている。

このような部品搭載装置１００は、部品１０と押圧部１１０との間に生じる隙間にエアーを供給するとともに、供給されたエアーを排出することによって、加熱された部品１０やその周りの樹脂などを速やかに冷却することができるという点に特徴がある。

ここで、説明を簡単にするために、基板下受け１４１に載置された基板２０に沿った方向を水平方向とし、その基板２０に対して垂直な方向を上下方向として、以下説明する。
押圧部１１０は、先端に部品１０を吸着するボンディングヘッド１１７と、ヘッドシャフト１１２と、ヘッドシャフト１１２にボンディングヘッド１１７を取り付けるためのヘッドホルダー１１３と、ヘッドシャフト１１２を駆動することによりボンディングヘッド１１７を上下方向に昇降させるヘッド昇降部１１１とを備えている。

ボンディングヘッド１１７は、ヘッドホルダー１１３に取着されるヘッドブロック１１４と、ヘッドブロック１１４に取り付けられたヒーター１１５と、取替え自在にヒーター１１５に吸着される当接手段たるツール１１６とを備えている。ヒーター１１５及びヘッドブロック１１４には、これらに連通してエアーの流路となる流路孔１１４ａが形成されている。

なお、本実施の形態では、ヘッド昇降部１１１と、ヘッドシャフト１１２と、ヘッドホルダー１１３と、ボンディングヘッド１１７のヘッドブロック１１４とで押圧手段を構成している。

図２の（ａ）はツール１１６の底面図であり、図２の（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線から見たツール１１６の断面図である。
ツール１１６は、例えばチッ化アルミなどのセラミックから一体に形成されており、図２の（ａ），（ｂ）に示すように、略矩形平板状の平板部１１６ａと、平板部１１６ａの一面から突出する凸部１１６ｂとを有する。

凸部１１６ｂは、断面略矩形状であって、先端側の面である当接面１１６ｅには断面略十字状の凹部１１６ｃが形成されている。また、凹部１１６ｃの底面中央には、平板部１１６ａの凸部１１６ｂと反対側の面（図２の（ｂ）中の下面）にまで貫通する貫通孔１１６ｄが形成されている。

このようなツール１１６は、凹部１１６ｃが形成されている当接面１１６ｅを下側に向けてヒーター１１５に吸着される。このようにツール１１６が吸着されたときには、そのツール１１６の凹部１１６ｃに形成された貫通孔１１６ｄは、ヒーター１１５及びヘッドブロック１１４の流路孔１１４ａと連通した状態となる。

エアー調整部１２０は、エアーを圧縮して供給する例えばエアーコンプレッサーなどの圧縮供給部１２２と、エアーを排出して真空引きを行う例えば真空ポンプなどの真空引き部１２１と、エアーの流路を切り換える切換バルブ１２３と、ユーザによる入力を受け付ける入力部１２５と、エアー流路の状態などを表示するための表示部１２４と、入力部１２５に入力された内容などに応じて切換バルブ１２３や表示部１２４を制御するエアー制御部１２６とを備えている。

切換バルブ１２３は、エアー制御部１２６からの制御に応じて、ヘッドブロック１１４及びヒーター１１５の流路孔１１４ａと圧縮供給部１２２とがエアーの流路として連結された状態（以下、供給状態という）と、その流路孔１１４ａと真空引き部１２１とがエアーの流路として連結された状態（以下、真空状態という）とを切り換える。

したがって、切換バルブ１２３がエアー流路を供給状態に切り換えたときには、ボンディングヘッド１１７のツール１１６の貫通孔１１６ｄからエアーが流出し、切換バルブ１２３がエアー流路を真空状態に切り換えたときには、ボンディングヘッド１１７のツール１１６の貫通孔１１６ｄからエアーが吸引される。

撮像部１３０は、上下方向の互いに逆の向きに位置する２つの被写体を撮像するカメラ本体１３１と、カメラシャフト１３２と、カメラシャフト１３２を駆動することによりカメラ本体１３１を水平方向に移動させるカメラテーブル１３３とを備えている。

部品１０が押圧部１１０によって保持され、基板２０上の実装部位に隙間を空けて対向している状態において、カメラテーブル１３３は、カメラシャフト１３２を駆動してカメラ本体１３１を部品１０と基板２０の間に挿入する。このように挿入されたカメラ本体１３１は、部品１０及び基板２０の実装部位を被写体として撮像する。

このように撮像された結果は、部品１０と基板２０の実装部位との位置合わせに利用される。つまり、位置がずれている場合には、基板テーブル１４２が基板下受け１４１を移動させて、そのずれを解消する。

このような部品搭載装置１００では、ボンディングヘッド１１７が部品１０を保持するときには、ボンディングヘッド１１７のツール１１６の当接面１１６ｅが部品１０に当接した状態で、エアー流路が切換バルブ１２３により真空状態に切り換えられる。これにより、ボンディングヘッド１１７の流路孔１１４ａと、ツール１１６の貫通孔１１６ｄと、ツール１１６の凹部１１６ｃと部品１０との間の隙間とが、それぞれ負圧になる。その結果、部品１０は、ツール１１６の当接面１１６ｅに当接した状態で吸着され、ボンディングヘッド１１７に保持される。そして、基板下受け１４１の移動及び撮像部１３０による位置合わせが行われることにより、部品１０は、基板２０の実装部位に正確に対向して配置される。ここでボンディングヘッド１１７が下降すると、部品１０は、そのボンディングヘッド１１７のツール１１６の当接面１１６ｅに当接した状態で、基板２０の実装部位に押圧される。

図３の（ａ）は、部品１０が基板２０に押圧された状態で、エアー調整部１２０によりエアーが押圧部１１０内に供給される様子を示す図であり、図３の（ｂ）は、部品１０が基板２０に押圧された状態で、エアーが押圧部１１０内から排出される様子を示す図である。

上述のように、ボンディングヘッド１１７は、ヘッド昇降部１１１の動作によって、ツール１１６の当接面１１６ｅを部品１０に当接させて部品１０を基板２０側に押圧する。
このような押圧が開始されると、ヒーター１１５は、外部からの電力供給を受けることにより例えば摂氏数百度まで発熱し、ボンディングヘッド１１７のツール１１６を加熱する。その結果、部品１０のバンプ１１と基板２０の電極２１とが接合するとともに、予め基板２０に塗布されていた樹脂２２が硬化する。

ヒーター１１５による発熱が終了すると、エアー調整部１２０は、エアー流路を供給状態と真空状態とに交互に切り換える。
即ち、エアー調整部１２０は、エアー流路を供給状態とすることにより、図３の（ａ）に示すように、圧縮供給部１２２からの圧縮されたエアーを、ボンディングヘッド１１７の流路孔１１４ａとツール１１６の貫通孔１１６ｄとを介して、ツール１１６の凹部１１６ｃと部品１０との間の隙間に供給する。その結果、その隙間に供給されたエアーは、部品１０に蓄積された熱をその部品１０から奪い取り、部品１０に対して除熱を行う。また、エアー調整部１２０は、エアー流路を真空状態とすることにより、図３の（ｂ）に示すように、ボンディングヘッド１１７の流路孔１１４ａとツール１１６の貫通孔１１６ｄとを介して、その隙間にあるエアー、つまり部品１０から熱を奪い取ったエアーを真空引き部１２１に排出させる。

エアー調整部１２０は、このようなエアーの供給と排出との繰り返しを、部品１０の大きさや形状などに応じた周期（例えば１秒など）で行う。
図４は、本実施の形態における部品搭載装置１００が行う動作を示すフロー図である。

まず、エアー調整部１２０がエアー流路を真空状態に切り換えることにより、ボンディングヘッド１１７は、ツール１１６の先端に部品１０を吸着する（ステップＳ１００）。
基板テーブル１４２は、部品１０が基板２０の実装部位に対向するように、基板下受け１４１を水平方向に移動する（ステップＳ１０２）。

撮像部１３０は、部品１０及び基板２０の実装部位を撮像し（ステップＳ１０４）、その撮像結果から、部品搭載装置１００は、部品１０に対する実装部位の位置合わせが正確に行われているか否かを判断する（ステップＳ１０６）。

ここで、位置合わせが正確でないと判断されたときには（ステップＳ１０６のＮｏ）、部品搭載装置１００は再びステップＳ１０２からの動作を繰り返し実行する。
一方、位置合わせが正確であると判断されたときには（ステップＳ１０６のＹｅｓ）、ボンディングヘッド１１７は、ヘッド昇降部１１１の動作により下降して、部品１０を基板２０の実装部位に押圧する（ステップＳ１０８）。

このように部品１０が押圧されている状態で、ヒーター１１５は発熱してボンディングヘッド１１７のツール１１６を加熱することによって、部品１０を加熱する（ステップＳ１１０）。

ヒーター１１５による加熱が終了すると、エアー調整部１２０は、ツール１１６の凹部１１６ｃと部品１０との間の隙間にエアーを供給し（ステップＳ１１２）、さらに、その隙間に供給されて部品１０から熱を受け取ったエアーを排出する（ステップＳ１１４）。

エアー調整部１２０は、エアーの最初の供給が開始されてから所定の冷却時間が経過したか否かを判断し（ステップＳ１１６）、冷却時間が経過していないと判断したときには（ステップＳ１１６のＮｏ）、ステップＳ１１２からの動作を繰り返し実行する。一方、冷却時間が経過したと判断したときには（ステップＳ１１６のＹｅｓ）、エアー調整部１２０は、ツール１１６から部品１０を引き離すために、エアーをその隙間に供給し（ステップＳ１１８）、ボンディングヘッド１１７は、ヘッド昇降部１１１の動作により、部品１０を基板２０に残して上昇する（ステップＳ１２０）。

このように本実施の形態では、部品１０を基板２０に実装するためにヒーター１１５がツール１１６を介して部品１０を加熱した後には、ツール１１６の凹部１１６ｃと部品１０との間の隙間にエアー調整部１２０からエアーが供給されるため、その加熱された部品１０にエアーが接して、その部品１０からそこに蓄積された熱を直接的に奪い取り、部品１０やそのバンプ１１並びに樹脂２２などを速やかに冷却することができる。即ち、従来例では、ツールから除熱を行う必要があるが、本実施の形態では、ツール１１６を介さずに直接的に部品１０から除熱を行うことができる。その結果、部品１０が搭載された基板２０の生産性を高めることができる。

また、本実施の形態では、エアーの隙間への供給と、その供給されたエアーの排出とを交互に繰り返し行うことにより、部品１０に蓄積された熱を、隙間に逐次供給されるエアーに伝達させることができ、部品１０やそのバンプ１１並びに樹脂２２などを迅速かつ十分に冷却することができる。
（変形例１）
ここで、本実施の形態のエアーの供給方法に関する第１の変形例について説明する。

本変形例に係るエアー調整部は、部品１０を冷却するときには、エアー流路を供給状態と真空状態とに交互に繰り返し切り換えることなく、一定時間だけ供給状態に維持する。
即ち、エアー調整部は、ヒーター１１５による加熱が終了すると、エアー流路を真空状態から供給状態に切り換えて、その状態を例えば２〜３秒間だけ維持し、ツール１１６の凹部１１６ｃと部品１０との間の隙間にエアーを閉じ込めておく。そして、その一定時間の経過後、ボンディングヘッド１１７は部品１０を基板２０に残して上昇する。このとき、隙間に閉じ込められていたエアーは大気中に拡散される。

このように、エアーを隙間に一定時間だけ閉じ込めておくことにより、部品１０に蓄積された熱を十分にエアーに移すことができ、上記実施の形態と同様、部品１０などを速やかに冷却することができる。

供給状態に維持する時間は、部品１０の大きさや形状などによって適宜設定される。例えば、２ｍｍ角の部品１０であれば、その時間は２〜３秒であり、０．５ｍｍ角の部品１０であれば、その時間は約１秒である。
（変形例２）
ここで、本実施の形態のエアーの供給方法に関する第２の変形例について説明する。

本変形例に係る部品搭載装置は、さらに、エアーを部品１０や樹脂２２に吹き付けるエアーノズルを備えている。
図５は、本変形例に係る部品搭載装置により部品１０や樹脂２２が冷却される様子を示す図である。

エアーノズル１２７は、ボンディングヘッド１１７により基板２０側に押圧されている部品１０の側部に、エアーを吹き出す吹出口が向くように配設される。このようなエアーノズル１２７は、例えばエアー調整部１２０の圧縮供給部１２２から供給されるエアーを利用して、そのエアーを吹出口から部品１０などに吹き付ける。

このように、エアーノズル１２７を備えることにより、部品１０などはその側部からも除熱されることとなり、部品１０などの冷却効率をさらに向上することができる。
（実施の形態２）
図６は、本発明の第２の実施の形態における部品搭載装置の全体構成を示す構成図である。

本実施の形態の部品搭載装置２００は、実施の形態１と同様、フリップチップ実装方法により部品１０を基板２０上の所定の実装部位に実装するものであって、部品１０を保持してその部品１０を基板２０上の実装部位に押圧する押圧部２１０と、押圧部２１０内にエアーを流して供給する気体調整手段たるエアー調整部２２０と、部品１０及び基板２０上の実装部位を撮像する撮像部１３０と、基板２０が載置される基板下受け１４１と、基板下受け１４１を水平方向に移動させるための基板テーブル１４２とを備えている。

このような部品搭載装置２００は、部品１０と押圧部２１０との間に生じる隙間にエアーを一定時間だけ流すことによって、加熱された部品１０やその周りの樹脂などを速やかに冷却することができるという点に特徴がある。

なお、本実施の形態における部品搭載装置２００が備える構成要素のうち、実施の形態１の構成要素と同一のものに対しては、その実施の形態１の構成要素に付された符号と同一の符号を付して示し、詳細な説明は省略する。

押圧部２１０は、先端に部品１０を吸着するボンディングヘッド２１７と、実施の形態１と同様のヘッドシャフト及びヘッドホルダー並びにヘッド昇降部（図示せず）とを備えている。

ボンディングヘッド２１７は、ヘッドホルダーに取着されるヘッドブロック２１４と、ヘッドブロック２１４に取り付けられたヒーター２１５と、取替え自在にヒーター２１５に吸着される当接手段たるツール２１６とを備えている。ヒーター２１５及びヘッドブロック２１４には、これらに連通してエアーの流路となる２つの流路孔２１４ａが形成されている。

なお、本実施の形態では、実施の形態１と同様、ヘッド昇降部と、ヘッドシャフトと、ヘッドホルダーと、ボンディングヘッド２１７のヘッドブロック２１４とで押圧手段を構成している。

図７の（ａ）は本実施の形態におけるツール２１６の底面図であり、図７の（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線から見たツール２１６の断面図である。
本実施の形態におけるツール２１６は、実施の形態１のツール１１６と比べて、凹部に貫通孔が２つ形成されている点に特徴がある。

具体的に、ツール２１６は、例えばチッ化アルミといったセラミックなどから一体に形成されており、図７の（ａ），（ｂ）に示すように、略矩形平板状の平板部２１６ａと、平板部２１６ａの一面から突出する凸部２１６ｂとを有する。

凸部２１６ｂは、断面略矩形状であって、先端側の面である当接面２１６ｅには断面略十字状の凹部２１６ｃが形成されている。また、凹部２１６ｃの底面の両端部には、それぞれ平板部２１６ａの凸部２１６ｂと反対側の面（図７の（ｂ）中の下面）にまで貫通する貫通孔２１６ｄが形成されている。

このようなツール２１６は、凹部２１６ｃが形成されている当接面２１６ｅを下側に向けてヒーター２１５に吸着される。このようにツール２１６が吸着されたときには、そのツール２１６の凹部２１６ｃに形成された２つの貫通孔２１６ｄはそれぞれ、ヒーター２１５及びヘッドブロック２１４の２つの流路孔２１４ａと連通した状態となる。

エアー調整部２２０は、エアーを圧縮して供給する例えばエアーコンプレッサーなどの圧縮供給部２２２と、エアーを排出して真空引きを行う例えば真空ポンプなどの真空引き部２２１と、エアーの流路を切り換える第１切換バルブ２２３ａ及び第２切換バルブ２２３ｂと、排気音を消音してエアーを排気するためのマフラー２２８と、ユーザによる入力を受け付ける入力部２２５と、エアー流路の状態などを表示するための表示部２２４と、入力部２２５に入力された内容などに応じて第１切換バルブ２２３ａ及び第２切換バルブ２２３ｂや表示部２２４を制御するエアー制御部２２６とを備えている。

第１切換バルブ２２３ａは、エアー制御部２２６からの制御に応じて、ヘッドブロック２１４及びヒーター２１５の流路孔２１４ａと圧縮供給部２２２とがエアーの流路として連結された状態（供給状態）と、その流路孔２１４ａと真空引き部２２１とがエアーの流路として連結された状態（真空状態）とを切り換える。

第２切換バルブ２２３ｂは、エアー制御部２２６からの制御に応じて、ヘッドブロック２１４及びヒーター２１５の流路孔２１４ａとマフラー２２８とがエアーの流路として連結された状態（供給状態）と、その流路孔２１４ａと真空引き部２２１とがエアーの流路として連結された状態（真空状態）とを切り換える。

したがって、第１切換バルブ２２３ａ及び第２切換バルブ２２３ｂがそれぞれエアー流路を供給状態に切り換えたときには、ボンディングヘッド２１７のツール２１６における第１切換バルブ２２３ａ側の貫通孔２１６ｄから凹部２１６ｃに向かってエアーが流出し、第１切換バルブ２２３ａ及び第２切換バルブ２２３ｂがそれぞれエアー流路を真空状態に切り換えたときには、ボンディングヘッド２１７のツール２１６の２つの貫通孔２１６ｄからエアーが吸引される。

このような部品搭載装置２００では、ボンディングヘッド２１７が部品１０を保持するときには、ボンディングヘッド２１７のツール２１６の当接面２１６ｅが部品１０に当接した状態で、エアー流路が第１切換バルブ２２３ａ及び第２切換バルブ２２３ｂのそれぞれにより真空状態に切り換える。これにより、ボンディングヘッド２１７の２つの流路孔２１４ａと、ツール２１６の２つの貫通孔２１６ｄと、ツール２１６の凹部２１６ｃと部品１０との隙間とが、それぞれ負圧になる。その結果、部品１０は、ツール２１６の当接面２１６ｅに当接した状態で吸着され、ボンディングヘッド２１７に保持される。そして、基板下受け１４１の移動及び撮像部１３０による位置合わせが行われることにより、部品１０は、基板２０の実装部位に正確に対向して配置される。ここでボンディングヘッド２１７が下降すると、部品１０は、そのボンディングヘッド２１７のツール２１６の当接面２１６ｅに当接した状態で、基板２０の実装部位に押圧される。

図８は、部品１０が基板２０に押圧された状態で、エアー調整部２２０によりエアーが押圧部２１０内に流される様子を示す図である。
上述のように、ボンディングヘッド２１７は、実施の形態１と同様、ヘッド昇降部の動作によって、ツール２１６の当接面２１６ｅを部品１０に当接させて部品１０を基板２０側に押圧する。

このような押圧が開始されると、ヒーター２１５は、実施の形態１と同様、外部からの電力供給を受けることにより発熱し、ボンディングヘッド２１７のツール２１６を加熱する。その結果、部品１０のバンプ１１と基板２０の電極２１とが接合するとともに、予め基板２０に塗布されていた樹脂２２が硬化する。

ヒーター２１５による発熱が終了すると、エアー調整部２２０は、エアー流路を供給状態とすることにより、部品１０の大きさや形状などに応じた所定の冷却時間だけ、圧縮供給部２２２からの圧縮されたエアーを、ツール２１６の凹部２１６ｃと部品１０との間の隙間に継続して流す。

即ち、エアー調整部２２０は、ボンディングヘッド２１７における第１切換バルブ２２３ａ側の流路孔２１４ａ、ツール２１６における第１切換バルブ２２３ａ側の貫通孔２１６ｄ、凹部２１６ｃと部品１０との間の隙間、ツール２１６における第２切換バルブ２２３ｂ側の貫通孔２１６ｄ、及びボンディングヘッド２１７における第２切換バルブ２２３ｂ側の流路孔２１４ａの順で、圧縮供給部２２２からのエアーを流して、最終的に、マフラー２２８を介して大気中に排出する。

図９は、本実施の形態における部品搭載装置２００が行う動作を示すフロー図である。
本実施の形態の部品搭載装置２００の動作は、実施の形態１の部品搭載装置１００の動作と比べて、エアーの供給動作が異なる。

具体的に、まず、エアー調整部２２０がエアー流路を真空状態に切り換えることにより、ボンディングヘッド２１７は、ツール２１６の先端に部品１０を吸着する（ステップＳ２００）。

基板テーブル１４２は、部品１０が基板２０の実装部位に対向するように、基板下受け１４１を水平方向に移動する（ステップＳ２０２）。
撮像部１３０は、部品１０及び基板２０の実装部位を撮像し（ステップＳ２０４）、その撮像結果から、部品搭載装置２００は、部品１０に対する実装部位の位置合わせが正確に行われているか否かを判断する（ステップＳ２０６）。

ここで、位置合わせが正確でないと判断されたときには（ステップＳ２０６のＮｏ）、部品搭載装置２００は再びステップＳ２０２からの動作を繰り返し実行する。
一方、位置合わせが正確であると判断されたときには（ステップＳ２０６のＹｅｓ）、ボンディングヘッド２１７は、ヘッド昇降部の動作により下降して、部品１０を基板２０の実装部位に押圧する（ステップＳ２０８）。

このように部品１０が押圧されている状態で、ヒーター２１５は発熱してボンディングヘッド２１７のツール２１６を加熱することによって部品１０を加熱する（ステップＳ２１０）。

ヒーター２１５による加熱が終了すると、エアー調整部２２０は、ツール２１６の凹部２１６ｃと部品１０との間の隙間にエアーを継続的に流す（ステップＳ２１２）。
エアー調整部１２０は、エアーの最初の供給が開始されてから所定の冷却時間が経過したか否かを判断し（ステップＳ２１４）、冷却時間が経過していないと判断したときには（ステップＳ２１４のＮｏ）、ステップＳ２１２からの動作を繰り返し実行する。一方、冷却時間が経過したと判断されたときには（ステップＳ２１４のＹｅｓ）、ボンディングヘッド２１７は、部品１０を基板２０に残して上昇する（ステップＳ２１６）。

このように本実施の形態では、実施の形態１と同様、部品１０を基板２０に実装するためにヒーター２１５がツール２１６を介して部品１０を加熱した後には、ツール２１６の凹部２１６ｃと部品１０との間の隙間にエアー調整部１２０からエアーが供給されるため、その加熱された部品１０から、部品１０に蓄積された熱を直接的に奪い取り、部品１０やそのバンプ１１並びに樹脂２２などを速やかに冷却することができる。

また、本実施の形態では、ツール２１６の凹部２１６ｃと部品１０との隙間へのエアーの流入と、その隙間にあるエアーの流出とを、それぞれ同時に行って、その隙間にエアーを継続的に流すことにより、部品１０に蓄積された熱を、継続的に流入されるエアーに伝達させることができ、部品１０やそのバンプ１１及び樹脂２２などを迅速かつ十分に冷却することができる。
（変形例１）
ここで、本実施の形態におけるエアーの流し方に関する第１の変形例について説明する。

図１０は、本実施の形態における第１の変形例の部品搭載装置の構成を示す構成図である。なお、図１０中、撮像部１３０及び基板下受け１４１並びに基板テーブル１４２を省略する。

上述のエアー調整部２２０では、ツール２１６の２つの貫通孔２１６ｄからエアーの吸引を行ったが、本変形例に係るエアー調整部２２０ａは、一方の貫通孔２１６ｄからエアーの吸引を行う。

具体的に、本変形例に係るエアー調整部２２０ａの第２切換バルブ２２３ｃは、エアー制御部２２６ａからの制御に応じて、ボンディングヘッド２１７の一方の流路孔２１４ａとマフラー２２８とがエアーの流路として連結された状態（供給状態）と、その流路孔２１４ａに流れるエアーの出口を塞ぐ状態（真空状態）とを切り換える。

したがって、第１切換バルブ２２３ａ及び第２切換バルブ２２３ｃがそれぞれエアー流路を供給状態に切り換えたときには、ボンディングヘッド２１７のツール２１６における第１切換バルブ２２３ａ側の貫通孔２１６ｄからエアーが流出し、第１切換バルブ２２３ａ及び第２切換バルブ２２３ｃがそれぞれエアー流路を真空状態に切り換えたときには、上述の１つの貫通孔２１６ｄからエアーが吸引される。

エアー制御部２２６ａは、ボンディングヘッド２１７のツール２１６の当接面２１６ｅに部品１０を吸着させるときには、第１切換バルブ２２３ａ及び第２切換バルブ２２３ｃに対して、エアー流路を真空状態に切り換えさせる。これにより、上述のように、ツール２１６の一方の貫通孔２１６ｄからエアーが吸引されて、２つの流路孔２１４ａと、ツール２１６の２つの貫通孔２１６ｄと、ツール２１６の凹部２１６ｃと部品１０との間の隙間とが、それぞれ負圧になる。その結果、ツール２１６の当接面２１６ｅに部品１０が吸着する。

また、エアー制御部２２６ａは、部品１０が基板２０に押圧された状態でその隙間に対してエアーを流すときには、第１切換バルブ２２３ａ及び第２切換バルブ２２３ｃに対して、エアー流路を供給状態に切り換えさせる。これにより、上述のように、ツール２１６の第１切換バルブ２２３ａ側の貫通孔２１６ｄからエアーが流出して、そのエアーは隙間を流れて他方の貫通孔２１６ｄを介し、マフラー２２８から大気中に排出される。
（変形例２）
ここで、本実施の形態におけるエアーの流し方に関する第２の変形例について説明する。

図１１は、本実施の形態における第２の変形例の部品搭載装置の構成を示す構成図である。なお、図１１中、撮像部１３０及び基板下受け１４１並びに基板テーブル１４２を省略する。

本変形例に係るエアー調整部２２０ｂは、上述のエアー調整部２２０がエアーを流す向きと逆の向きにエアーを流す。
具体的に、本変形例に係るエアー調整部２２０ｂの第１切換バルブ２２３ｄは、エアー制御部２２６ｂからの制御に応じて、ボンディングヘッド２１７の一方の流路孔２１４ａとマフラー２２８とがエアーの流路として連結された状態（供給状態）と、その流路孔２１４ａと真空引き部２２１とがエアーの流路として連結された状態（真空状態）とを切り換える。

またエアー調整部２２０ｂの第２切換バルブ２２３ｅは、エアー制御部２２６ｂからの制御に応じて、ボンディングヘッド２１７の一方の流路孔２１４ａと圧縮供給部２２２とがエアーの流路として連結された状態（供給状態）と、その流路孔２１４ａと真空引き部２２１とがエアーの流路として連結された状態（真空状態）とを切り換える。

したがって、第１切換バルブ２２３ｄ及び第２切換バルブ２２３ｅがそれぞれエアー流路を供給状態に切り換えたときには、ボンディングヘッド２１７のツール２１６における第２切換バルブ２２３ｅ側の貫通孔２１６ｄからエアーが流出し、第１切換バルブ２２３ａ及び第２切換バルブ２２３ｃがそれぞれエアー流路を真空状態に切り換えたときには、ボンディングヘッド２１７のツール２１６における２つの貫通孔２１６ｄからエアーが吸引される。

エアー制御部２２６ｂは、ボンディングヘッド２１７のツール２１６の当接面２１６ｅに部品１０を吸着させるときには、第１切換バルブ２２３ａ及び第２切換バルブ２２３ｃに対して、エアー流路を真空状態に切り換えさせる。これにより、上述のように、ツール２１６の一方の貫通孔２１６ｄからエアーが吸引されて、２つの流路孔２１４ａと、ツール２１６の２つの貫通孔２１６ｄと、ツール２１６の凹部２１６ｃと部品１０との間の隙間とが、それぞれ負圧になる。その結果、ツール２１６の当接面２１６ｅに部品１０が吸着する。

また、エアー制御部２２６ｂは、部品１０が基板２０に押圧された状態でその隙間に対してエアーを流すときには、第１切換バルブ２２３ｄ及び第２切換バルブ２２３ｅに対して、エアー流路を供給状態に切り換えさせる。これにより、上述のように、ツール２１６の第２切換バルブ２２３ｅ側の貫通孔２１６ｄからエアーが流出して、そのエアーは隙間を流れて他方の貫通孔２１６ｄを介し、マフラー２２８から大気中に排出される。
（変形例３）
ここで、本実施の形態におけるツールに関する第３の変形例について説明する。

図１２の（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ、本実施の形態における第３の変形例に係るツールの底面図である。
ボンディングヘッド２１７のヒーター２１５は、ツール２１６以外にも、図１２の（ａ）〜（ｄ）に示すような４つのツール３０１，３０２，３０３，３０４のそれぞれと吸着する。

図１２の（ａ）に示すように、ツール３０１の凸部３０１ｂには、凸部３０１ｂの周辺に沿うような形で、断面略ロ字状の凹部３０１ｃが形成されている。そして、２つの貫通孔３０１ｄが、その凹部３０１ｃの両端側に形成されている。

図１２の（ｂ）に示すように、ツール３０２の凸部３０２ｂには、断面略一字状の凹部３０２ｃが形成されている。そして、２つの貫通孔３０２ｄが、その凹部３０２ｃの両端側に形成されている。

図１２の（ｃ）に示すように、ツール３０３の凸部３０３ｂには、断面略十字状の凹部３０３ｃが形成されている。そして、３つの貫通孔３０３ｄが、その凹部３０３ｃの中央部と両端側に形成されている。

図１２の（ｄ）に示すように、ツール３０４の凸部３０４ｂには、断面略Ｓ字状の凹部３０４ｃが形成されている。そして、２つの貫通孔３０４ｄが、その凹部３０４ｃの両端側に形成されている。

以上、本発明に係る部品搭載装置について実施の形態及び変形例を用いて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
例えば、実施の形態１及び２並びにそれらの変形例では、単にエアーを隙間に供給したが、常温よりも低い温度のエアーを隙間に供給しても良い。例えば、部品搭載装置は超低温空気発生器を備え、圧縮供給部からのエアーは、超低温空気発生器で必要に応じて摂氏零度以下にまで冷却されて隙間に供給される。これにより、部品１０などをさらに迅速に冷却することができる。

また、実施の形態１及びその変形例では、部品１０などを冷却するためにツール１１６の凹部１１６ｃと部品１０の隙間に供給されたエアーを、その隙間の気圧が真空近くになるまで排出するまでもなく、大気圧となるまで排出しても良い。即ち、エアー調整部１２０は、切換バルブ１２３を操作することにより、エアー流路を、供給状態と、真空状態と、大気開放状態とに切り換える。ここで、大気開放状態とは、隙間が貫通孔１１６ｄ及び流路孔１１４ａを介して大気中に開放された状態である。そして、エアー調整部１２０は、部品１０を冷却するときには、エアー流路を供給状態と大気開放状態とに交互に切り換える。このような場合でも、部品１０などを十分に冷却することができる。

また、実施の形態２及びその変形例では、ツールに貫通孔を２つ又は３つ形成したが、４つ以上の貫通孔を形成しても良い。

本発明は、部品を基板に搭載するために加熱されたその部品や樹脂などを速やかに冷却することにより、その部品が搭載された基板の生産性を高めることができるという効果を有し、例えばフリップチップ実装装置などに適用することができる。

本発明の第１の実施の形態における部品搭載装置の全体構成を示す構成図である。 （ａ）は同上のツールの底面図であり、（ｂ）は同上のツールの断面図である。 （ａ）は、同上の、部品が基板に押圧された状態で、エアー調整部によりエアーが押圧部内に供給される様子を示す図であり、（ｂ）は、同上の、部品が基板に押圧された状態で、エアーが押圧部内から排出される様子を示す図である。 同上の部品搭載装置が行う動作を示すフロー図である。 同上の変形例２に係る部品搭載装置により部品や樹脂が冷却される様子を示す図である。 本発明の第２の実施の形態における部品搭載装置の全体構成を示す構成図である。 （ａ）は同上のツールの底面図であり、（ｂ）は同上のツールの断面図である。 同上の、部品が基板に押圧された状態で、エアー調整部によりエアーが押圧部内に流される様子を示す図である。 同上の部品搭載装置が行う動作を示すフロー図である。 同上の第１の変形例に係る部品搭載装置の構成を示す構成図である。 同上の第２の変形例に係る部品搭載装置の構成を示す構成図である。 （ａ）〜（ｄ）は、同上の第３の変形例に係るツールの底面図である。

符号の説明

１０ 部品
２０ 基板
１００ 部品搭載装置
１１０ 押圧部
１１１ ヘッド昇降部
１１２ ヘッドシャフト
１１３ ヘッドホルダー
１１４ ヘッドブロック
１１５ ヒーター
１１６ ツール
１１６ｃ 凹部
１１６ｄ 貫通孔
１１７ ボンディングヘッド
１２０ エアー調整部
１２１ 真空引き部
１２２ 圧縮供給部
１２３ 切換バルブ
１２４ 表示部
１２５ 入力部
１２６ エアー制御部

Claims (11)

1. 部品を基板に搭載する部品搭載装置であって、
   凹部が形成された当接面を有する当接手段と、
   前記当接面を部品に当接させて、前記部品を基板上に押圧する押圧手段と、
   前記当接手段を加熱する加熱手段と、
   前記凹部と前記部品との間の隙間に、前記部品を冷却するように気体を供給する気体調整手段と
   を備えることを特徴とする部品搭載装置。
2. 前記気体調整手段は、
   前記隙間への前記気体の供給と、前記供給された気体の排出とを交互に繰り返す
   ことを特徴とする請求項１記載の部品搭載装置。
3. 前記気体調整手段は、
   前記隙間への前記気体の流入と、前記隙間にある気体の流出とを、それぞれ同時に行うことにより、前記隙間に前記気体を継続的に流す
   ことを特徴とする請求項１記載の部品搭載装置。
4. 前記凹部には、複数の貫通孔が形成され、
   前記気体調整手段は、
   前記複数の貫通孔のうちの何れかから前記隙間に気体を流入させ、他の貫通孔から前記隙間にある気体を流出させる
   ことを特徴とする請求項３記載の部品搭載装置。
5. 前記気体調整手段は、
   前記気体を前記隙間に閉じ込める
   ことを特徴とする請求項１記載の部品搭載装置。
6. 前記気体調整手段は、
   前記気体を１秒以上閉じ込める
   ことを特徴とする請求項５記載の部品搭載装置。
7. 部品を基板に搭載する部品搭載方法であって、
   凹部が形成された当接面を部品に当接させて、前記部品を基板上に押圧する当接押圧工程と、
   前記部品を加熱する加熱工程と、
   前記凹部と前記部品との間の隙間に、前記部品を冷却するように気体を供給する気体調整工程と
   を含むことを特徴とする部品搭載方法。
8. 前記気体調整工程では、
   前記隙間への前記気体の供給と、前記供給された気体の排出とを交互に繰り返す
   ことを特徴とする請求項７記載の部品搭載方法。
9. 前記気体調整工程では、
   前記隙間への前記気体の流入と、前記隙間にある気体の流出とを、それぞれ同時に行うことにより、前記隙間に前記気体を継続的に流す
   ことを特徴とする請求項７記載の部品搭載方法。
10. 部品に当接するツールであって、
    前記部品と当接する当接面に凹部が形成され、
    前記凹部に複数の貫通孔が形成されている
    ことを特徴とするツール。
11. 前記ツールの凹部は、断面略十字状に形成されている
    ことを特徴とする請求項１０記載のツール。

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