JP2006086418A - ボンディング装置及び方法、並びに電子部品洗浄装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 洗浄装置220には、吹出口2211から噴出する気体が当該ボンディング装置内に放散されるのを防止するシャッター2231を設け、洗浄時のみシャッターを開くようにした。よって、不必要に気体が放散されず、当該ボンディング装置内における塵埃の舞い上がりを防止することができ、電子部品と回路部材とをボンディングする際における塵埃に起因する不具合の発生を低減、防止することができる。
【選択図】図1
Description
又、半導体チップを基板へフリップチップ実装する場合においても、実装されるチップと基板との間に塵埃が介在すると、両者の接合状態が不完全となり電気的接続が不十分となったり、両者間で位置ズレが生じたりして、不具合が発生する。よって、例えば、上記チップにエアーを吹き付けて塵埃を吹き飛ばし清浄にした後、実装を行う、等の工夫が施されている(例えば、特許文献1及び特許文献2参照)。
このような課題の解決案として、必要なときのみエアーを噴射するように、噴射をオン、オフする方法が考えられる。しかしながら、エアー噴射用の配管にオン、オフ用の弁を設けた場合、その構成が長大化するという問題がある。又、エアー噴射用の送風機をオン、オフする方法もあるが、所定の風量、風圧が得られる安定状態に達するまでに時間を要するという問題が生じる。
即ち、本発明の第1態様のボンディング装置は、部品保持部材を有し該部品保持部材にて電子部品を保持して回路部材へ供給する電子部品供給装置と、
上記電子部品と上記回路部材とをボンディングするボンディング部と、
上記ボンディング部へ上記回路部材を供給する回路部材供給装置と、
上記電子部品供給装置にて供給される上記電子部品、及び上記回路部材供給装置にて供給される上記回路部材の少なくとも一方に対して気体を吹き付けて塵埃の除去を行う洗浄装置であって、
上記気体を連続的に噴出する吹出口を有する送風部、
上記気体及び上記塵埃を吸引する吸引口を有する吸引部、並びに、
塵埃除去動作以外の通常状態において上記吹出口及び上記吸引口を覆い上記吹出口から噴出する上記気体の放散を防止するとともに上記気体の上記吸引口への吸引を容易にする遮蔽部材、
を有する洗浄装置と、
を備えたことを特徴とする。
洗浄装置は、遮蔽部材を有することから、塵埃除去動作以外の通常状態において、吹出口から噴出される気体が当該ボンディング装置内に放散され、塵埃を舞い上がらせてしまうという状態を防止することができる。よって、電子部品と回路部材とをボンディングする際における塵埃に起因する不具合の発生を低減、防止することができる。又、送風部は、上記吹出口から連続的に気体を噴出することから、気体噴出をオン、オフする必要がない。よって、気体噴出をオン、オフすることに起因する上述の問題点が生じることはない。
又、吹出口から噴射される気体は、フィルターを通した清浄な空気や、窒素ガス等のような不活性ガス等の気体が相当する。
上記電子部品と上記回路部材とをボンディングするボンディング部と、
上記回路部材に上記電子部品がボンディングされる前に上記電子部品供給装置にて供給される上記電子部品に対して気体を吹き付けて当該電子部品の塵埃を除去する電子部品洗浄装置であって、
上記気体を連続的に噴出する吹出口を有する送風部、
上記気体及び上記塵埃を吸引する吸引口を有する吸引部、並びに、
上記吹出口及び上記吸引口を覆う送風遮断位置と、上記吹出口及び上記吸引口から外れた位置であって上記電子部品への送風を可能とする送風位置との間を移動し、上記送風遮断位置では上記吹出口から連続的に噴出される上記気体の放散を防止するとともに上記吸引口への吸引を容易にするシャッター、
を有する電子部品洗浄装置と、
上記送風遮断位置に配置されている上記シャッターを、上記電子部品洗浄装置と上記部品保持部材とが対向したときに上記送風位置へ移動させ、上記送風位置に配置されている上記シャッターを、上記部品保持部材が上記電子部品洗浄装置から外れる直前に上記送風遮断位置へ移動させるシャッター制御装置と、
を有することを特徴とする。
尚、電子部品供給装置における電子部品の供給形態は、一般的には上述したように電子部品を保持している部品保持部材を搬送することによる供給形態であるが、搬送動作に限定するものではない。例えば上述のように、電子部品洗浄装置を移動させる構成を採ったときには、上記搬送以外の動作、例えば単に電子部品を保持する供給形態を採ることもできる。
つば部を設けることで、シャッターが送風位置に配置され吹出口を覆っていない状態であっても、吹出口から噴出し電子部品に当たった気体が当該ボンディング装置内に放散することを防止でき、さらに吸引口による上記気体の吸引を容易にすることができる。よって、上記放散による塵埃の舞い上がりを防止することができ、電子部品と回路部材とをボンディングする際における塵埃に起因する不具合の発生を低減、防止することができる。
上記電子部品洗浄装置は連続的に上記気体の噴出を行い、塵埃除去以外の通常状態ではシャッターを閉じて当該電子部品洗浄装置外への上記気体の噴出を抑え、上記部品保持部材及び上記電子部品への上記気体の吹き付けが可能な状態のときのみ、上記シャッターを開けて上記気体の吹き付けを行い上記塵埃除去を行うことを特徴とする。
上記気体を連続的に噴出する吹出口と、
上記気体及び上記塵埃を吸引する吸引口と、
塵埃除去以外の通常状態において上記吹出口及び上記吸引口を覆い上記吹出口から噴出する上記気体の放散を防止するとともに上記気体の上記吸引口への吸引を容易にする遮蔽部材と、
を備えたことを特徴とする。
又、筐体110内は、外部に比べて清浄な環境であり、いわゆるクリーンルームのような状態である。
このようなボンディング装置101は、ボンディング部140において、図12に示すように、回路部材121に形成された回路1211部分と電子部品122とをボンディングして、図13に示す電子素子123を作製する装置である。
尚、図12に示すように電子部品122の電極部分に形成されているバンプ1221には接着ペーストが塗布されており、当該ボンディング装置101におけるボンディング動作は、接着ペースト付きの電子部品122を、回路部材支持部141に支持されている回路部材121の規定位置に載置する動作であり、よって、電子部品122と回路部材121とを固定する動作ではない。又、図12に示すように、回路部材支持部141は、回路部材121を単に支持しているだけであり、例えば吸着動作等により積極的に回路部材121を保持していない。
上記搬出部150は、ボンディング部140にて回路部材121に電子部品122が載置された電子素子123を当該ボンディング装置101から次工程へ搬出する搬出装置を有する。
電子部品供給装置135は、部品供給部130からボンディング部140に向かって部品搬送方向1351に沿って電子部品122を搬送する装置であり、図1及び図11に示すように、本実施形態では、当該電子部品供給装置135にて搬送される電子部品122が電子部品洗浄装置220の上方を通過するように配置される。
電子部品供給装置135は、電子部品122を例えば吸着動作にて保持する部品保持部材136と、該部品保持部材136を、部品供給部130からボンディング部140へ向かって部品搬送方向1351に沿って移動させる移動機構137とを有する。該移動機構137は、一例として約200mm/秒の速度にて部品保持部材136を部品搬送方向1351へ移動させることができる。又、部品保持部材136は、ノズル形状にてなり電子部品122を吸着する部分である本体部1361と、該本体部1361を中心として当該本体部1361の周辺に設けられるつば部1362とを有する。つば部1362は、後述する電子部品洗浄装置220に備わるシャッターが送風位置に配置されたとき、電子部品洗浄装置220の送風部221により噴出する気体が当該ボンディング装置101内へ放散するのを防止し、電子部品洗浄装置220の吸引部222による上記気体の吸引を容易にする部材である。つば部1362の一実施形態として、図1に示すように、部品搬送方向1351に延在する長方形の板材であり、本実施形態では、本体部1361と一体的に形成されている。又、本体部1361は、つば部1362の中央に位置する。
送風部221は、上記気体を連続的に噴出する部分であり、上記気体吹出口2211、及び該気体吹出口2211に接続される送風装置2212を有する。送風装置2212は、フィルター等を通した清浄な空気、又は窒素ガス等の不活性ガス等を送出する装置であり、ボンディング装置101の制御装置180にて動作制御される。気体吹出口2211は、電子部品洗浄装置220を構成する筐体224の上面2241にて、部品搬送方向1351に直交する直交方向1352に沿って互いに平行に設けた一対の開口であり、各気体吹出口2211は、上記直交方向1352に沿って上述の長さA2にて延在する細長い開口である。各気体吹出口2211は同じ風量の気体を噴出する。上記長さA2は、被洗浄物である電子部品122の大きさに対応して設定されるが、本実施形態では、一例として約25〜30mmである。又、各気体吹出口2211の部品搬送方向1351に沿った幅寸法は、本実施形態では約1〜2mmである。又、2つの気体吹出口2211を設けたことで複雑な気流が発生しないように、又、電子部品122に対して効果的に気体が噴射されるように、本実施形態では、図2に示すように、上面2241の上方を通過する電子部品122が部品搬送方向1351において上面2241の中央部分に到達したときに、該電子部品122に向かって気体が噴射されるように、各気体吹出口2211は、互いに向き合うようにして傾斜して形成されている。上記傾斜の角度としては、例えば約4.5〜10度程度である。又、送風装置2212は、筐体224内に設けても良いし、外部に設置しても良い。
気体吹出口2211及び吸引口2221の、上記直交方向1352における中央部分の上方を部品保持部材136に保持された電子部品122が通過する。尚、一実施例として、筐体224における上面2241と、電子部品122との、図2に示す、隙間B1は、約2.5〜約3.5mm程度である。
尚、一実施例として、シャッター材2231は厚さ約1mmの板材であり、上記隙間B2は、約1mmである。
上述したように、部品供給部130において電子部品供給装置135の部品保持部材136にて保持された、本実施形態では吸着動作にて保持された電子部品122が、部品供給部130からボンディング部140へ電子部品供給装置135にて部品搬送方向1351へ搬送される途中にて、気体吹出口2211及び吸引口2221の、直交方向1352における中央部分の上方を通過する。尚、本実施形態では、電子部品122は、停止することなく連続的に、電子部品洗浄装置220の上方を搬送される。
このような塵埃除去動作のときでも、上述したような幅寸法A1を有するつば部1362を設けていることから、電子部品122に向かって噴出された気体が不必要に当該ボンディング装置101内へ放散されるのを防止することができる。
電子部品122の上記搬送に伴い、つば部1362が上記カバー終了位置1364を通過すると同時に、シャッター材2231は、シャッター駆動装置2232にて、送風位置2234から送風遮断位置2233へ移動される。このように、シャッター材2231は、つば部1362がカバー開始位置1363からカバー終了位置1364まで配置されている間、送風位置2234に配置され、このような塵埃除去動作以外の通常状態では、送風遮断位置2233に配置される。
例えば、上述した実施形態では、電子部品122を保持した状態で部品保持部材136は、その軸周り方向には回転しない構成を例に採っているが、実際には部品保持部材136をその軸周り方向に回転させる構成を採る場合もある。このような場合、図4に示すように、つば部と部品保持部材136とを分離した構成を有するつば部1365を設けることもできる。該つば部1365では、電子部品122を保持している部品保持部材136が上記回転可能なように、開口1366を形成し該開口1366内の領域にて電子部品122を回転自在とした。又、図4に示す構成では、部品保持部材136が2本の場合を示している。尚、複数本の部品保持部材136を設ける伴い、つば部1362の上記幅寸法A1に対応するつば部1365の幅寸法は、当然に大きくなり、又、気体吹出口2211及び吸引口2221における長さA2も大きくなる。但し、上述した、幅寸法A1と長さA2との大小関係は変わらない。
さらに、つば部1365の変形例として、図5に示すように、つば部を2分割しつば部1365−1、1365−2を有する構成を採ることもできる。
移動シャッター材2236は、開口2236aを有し、電子部品122の塵埃除去動作以外の通常状態では、固定シャッター材2235の開口2235aを覆う非開口形成部分を有する。
開口2235a及び開口2236aにおいて、移動シャッター材2236の移動により、開口2235aに対して開口2236aが重なったときには、電子部品122に対して送風部221及び吸引部222による気体の送風及び吸引が可能となり、開口2235a及び開口2236aが重なっていない状態では、送風部221及び吸引部222は連続して送気及び吸気を行っているが電子部品122に対する気体の送風及び吸引は遮られる。
具体的に説明すると、上記カバー開始位置1363につば部1362が到達したときから、上記カバー終了位置1364につば部1362が到達するまで、つまり塵埃除去動作時には、移動シャッター材2236の開口2236aを固定シャッター材2235の開口2235aに重ならせ、つば部1362がそれ以外に位置する通常状態のときには、開口2235a及び開口2236aが重なっていない状態とする。
尚、イオナイザー290は、電子部品洗浄装置220の筐体224内に組み込んで構成してもよく、本実施形態の上述の設置場所に限定するものではない。
本実施形態では、図8に示すように、回路部材121は、例えば100×130mm程度の大きさにてなる板状のパレット1251上に格子状に配列され載置された状態で、パレット1251ごと、回路部材供給装置125により、回路部材供給部120からボンディング部140へ搬送される。回路部材供給装置125は、図8及び図10に示すように、上記パレット1251を載置し移送する移送部材1254と、該移送部材1254を回路部材搬送方向1252へ移動させる移動装置1255と、移送部材1254を上下方向に昇降させる昇降装置1256とを有する。ここで、移動装置1255及び昇降装置1256は、制御装置180にて動作制御される。又、部材洗浄装置210による回路部材121の洗浄動作のときには、図8に示すように、回路部材121を載置したパレット1251は、昇降装置1256にて下記の遮蔽部材2131に押圧された状態で、移動装置1255にて遮蔽部材2131とともに回路部材搬送方向1252へ搬送される。
又、遮蔽部材2131が洗浄開始位置2134に位置するときには、遮蔽部材2131の一端部2131−1が筐体214の面2141に対向し、一対の気体吹出口2111、及び吸引口2121を覆っている。又、遮蔽部材2131が洗浄終了位置2135に位置するときには、遮蔽部材2131の他端部2131−2が筐体214の面2141に対向し、一対の気体吹出口2111、及び吸引口2121を覆う。このように、遮蔽部材2131は、洗浄開始位置2134と洗浄終了位置2135との間で往復移動するとき、常に、面2141に対向して気体吹出口2111及び吸引口2121を覆っている。
尚、本実施形態では上述のように上記筐体214を固定し、遮蔽部材2131を移動させたが、これに限定されるものではない。
上述したように、パレット1251に載置された回路部材121は、回路部材供給部120からボンディング部140へ回路部材供給装置125にて回路部材搬送方向1252へ搬送されながら、部材洗浄装置210にて洗浄される。尚、本実施形態では、回路部材121は、洗浄時に停止することなく連続的に搬送されていく。
次に、図10の(f)に示すように、回路部材供給装置125に備わる他の移送装置にて、パレット1251が移送部材1254からボンディング部140へ搬送される。
又、上述したように、遮蔽部材2131が洗浄開始位置2134から洗浄終了位置2135へ移動するとき、気体吹出口2111及び吸引口2121と遮蔽部材2131とは常時、互いに対向している。さらに、上述したように、遮蔽部材2131の幅寸法A6の方が気体吹出口2111及び吸引口2121の長さA5よりも大きく、さらに、吸引部212の気体吸引能力の方が送風部211の送風能力より大きい。これらのことから、気体吹出口2111から噴出された気体は、全て吸引口2121にて吸引され、当該ボンディング装置101の他の部分へ放散されることはない。よって、送風部211により、常時、気体は気体吹出口2111から噴出されているが、上述の電子部品洗浄装置220の場合と同様に、不必要に当該ボンディング装置101内へ上記気体が放散されることはない。従って、送風部211にて噴射される気体により当該ボンディング装置101内の気流が乱され、塵埃を舞い上がらせる恐れはなく、電子部品122と回路部材121との間に塵埃が介在することに起因して、両者の接合状態が不完全となり電気的接続が不十分となったり、両者間で位置ズレが生じたりするという、不具合の発生を防止できる。
尚、本実施形態では、回路部材121の洗浄動作は、遮蔽部材2131を洗浄開始位置2134から洗浄終了位置2135へ片道移動させるときの1回だけであるが、これに限定するものではなく、予想される回路部材121の塵埃付着程度に応じて、複数回の洗浄動作を行うこともできる。
又、電子部品洗浄装置220及び部材洗浄装置210において、湿気により塵埃が電子部品122及び回路部材121に付着するのを防止するため、各送風部221,211は、温風を送出するように構成してもよい。
又、上述の実施形態では、ボンディング装置101は、電子部品洗浄装置220及び部材洗浄装置210の両方を備えた場合を説明したが、いずれか一方のみを備えることもできる。
当該ボンディング装置101には、前工程より、回路部材121及び電子部品122が供給される。回路部材121は、上述のように、回路部材供給装置125によりボンディング部140へ搬送されるが、該搬送途中にて、部材洗浄装置210による気体噴射により塵埃除去が行われ、洗浄済みの回路部材121がボンディング部140へ供給される。又、電子部品122は、上述のように、電子部品供給装置135によりボンディング部140へ搬送されるが、該搬送途中にて、電子部品洗浄装置220による気体噴射により塵埃除去が行われ、洗浄済みの電子部品122がボンディング部140へ供給される。
ボンディング部140では、ボンディング用ヘッドにて保持された電子部品122に対して、ペースト塗布装置を利用して接着ペーストを塗布した後、当該電子部品122が上記ボンディング用ヘッドにて回路部材121へボンディングされる。
上記ボンディング動作にて作製された電子素子123は、搬出部150により、ボンディング部140から搬出され、さらに次工程へ搬送される。これにて、一連のボンディング工程は終了する。
125…回路部材供給装置、135…電子部品供給装置、136…部品保持部材、
140…ボンディング部、180…制御装置、
210…部材洗浄装置、220…電子部品洗浄装置、290…イオナイザー、
1361…本体部、1362…つば部、
2111…気体吹出口、2121…吸引口、2131…シャッター材、
2211…気体吹出口、2221…吸引口、2231…遮蔽部材、
2233…送風遮断位置、2234…送風位置。
Claims (10)
- 部品保持部材を有し該部品保持部材にて電子部品を保持して回路部材へ供給する電子部品供給装置と、
上記電子部品と上記回路部材とをボンディングするボンディング部と、
上記ボンディング部へ上記回路部材を供給する回路部材供給装置と、
上記電子部品供給装置にて供給される上記電子部品、及び上記回路部材供給装置にて供給される上記回路部材の少なくとも一方に対して気体を吹き付けて塵埃の除去を行う洗浄装置であって、
上記気体を連続的に噴出する吹出口を有する送風部、
上記気体及び上記塵埃を吸引する吸引口を有する吸引部、並びに、
塵埃除去動作以外の通常状態において上記吹出口及び上記吸引口を覆い上記吹出口から噴出する上記気体の放散を防止するとともに上記気体の上記吸引口への吸引を容易にする遮蔽部材、
を有する洗浄装置と、
を備えたことを特徴とするボンディング装置。 - 部品保持部材を有し該部品保持部材にて電子部品を保持して回路部材へ供給する電子部品供給装置と、
上記電子部品と上記回路部材とをボンディングするボンディング部と、
上記回路部材に上記電子部品がボンディングされる前に上記電子部品供給装置にて供給される上記電子部品に対して気体を吹き付けて当該電子部品の塵埃を除去する電子部品洗浄装置であって、
上記気体を連続的に噴出する吹出口を有する送風部、
上記気体及び上記塵埃を吸引する吸引口を有する吸引部、並びに、
上記吹出口及び上記吸引口を覆う送風遮断位置と、上記吹出口及び上記吸引口から外れた位置であって上記電子部品への送風を可能とする送風位置との間を移動し、上記送風遮断位置では上記吹出口から連続的に噴出される上記気体の放散を防止するとともに上記吸引口への吸引を容易にするシャッター、
を有する電子部品洗浄装置と、
上記送風遮断位置に配置されている上記シャッターを、上記電子部品洗浄装置と上記部品保持部材とが対向したときに上記送風位置へ移動させ、上記送風位置に配置されている上記シャッターを、上記部品保持部材が上記電子部品洗浄装置から外れる直前に上記送風遮断位置へ移動させるシャッター制御装置と、
を有することを特徴とするボンディング装置。 - 上記部品保持部材は、つば部を有し、該つば部は、上記部品保持部材の本体部を中心として当該本体部の周辺に設けられる部材であって、上記シャッターが上記送風位置に配置されたときに上記吹出口から噴出する気体の放散を防止し上記吸引口による当該気体の吸引を容易にする部材である、請求項2記載のボンディング装置。
- 上記電子部品洗浄装置は、上記吸引口を中央に、その両側に上記吹出口を配置し、それぞれの吹出口は上記吸引口の上方に向かい斜めに上記気体を噴出する、請求項2又は3記載のボンディング装置。
- 上記ボンディング部へ上記回路部材を供給する回路部材供給装置と、
上記電子部品がボンディングされる前に上記回路部材に気体を吹き付けて当該回路部材の塵埃を除去する部材洗浄装置であって、
上記気体を連続的に噴出する吹出口、
上記気体及び上記塵埃を吸引する吸引口、
上記吹出口及び上記吸引口を覆い上記吹出口から連続的に噴出される上記気体の放散を防止するとともに上記気体の上記吸引口への吸引を容易にし、かつ上記回路部材供給装置に保持されている上記回路部材を保護する遮蔽部材、
を有する部材洗浄装置と、をさらに備えた請求項2から4のいずれかに記載のボンディング装置。 - 上記電子部品供給装置に保持された上記電子部品の帯電を除去する第1イオナイザーをさらに備えた、請求項2から5のいずれかに記載のボンディング装置。
- 上記回路部材の帯電を除去する第2イオナイザーをさらに備えた、請求項2から6のいずれかに記載のボンディング装置。
- 部品保持部材にて電子部品を保持した後、保持されている上記電子部品に対して電子部品洗浄装置から気体を吹き付けて当該電子部品の塵埃除去を行った後、当該電子部品を回路部材にボンディングするボンディング方法において、
上記電子部品洗浄装置は連続的に上記気体の噴出を行い、塵埃除去以外の通常状態ではシャッターを閉じて当該電子部品洗浄装置外への上記気体の噴出を抑え、上記部品保持部材及び上記電子部品への上記気体の吹き付けが可能な状態のときのみ、上記シャッターを開けて上記気体の吹き付けを行い上記塵埃除去を行うことを特徴とするボンディング方法。 - さらに、上記回路部材に対しても部材洗浄装置から気体を吹き付けて当該回路部材の塵埃除去を行った後、上記ボンディングを行う、請求項8記載のボンディング方法。
- 電子部品と回路部材とをボンディングするボンディング装置に備わり、上記電子部品及び上記回路部材の少なくとも一方に対して気体を吹き付けて塵埃の除去を行う洗浄装置であって、
上記気体を連続的に噴出する吹出口と、
上記気体及び上記塵埃を吸引する吸引口と、
塵埃除去以外の通常状態において上記吹出口及び上記吸引口を覆い上記吹出口から噴出する上記気体の放散を防止するとともに上記気体の上記吸引口への吸引を容易にする遮蔽部材と、
を備えたことを特徴とする洗浄装置。
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