JP2006114559A

JP2006114559A - 電子部品接合装置

Info

Publication number: JP2006114559A
Application number: JP2004297806A
Authority: JP
Inventors: Takehiro Kawamura; 健広川村; Kazuji Kawatsu; 和司川津; Takehiro Kitagawa; 剛弘北川; Hirofumi Yamada; 浩文山田; Eiichi Kushime; 榮一久志目
Original assignee: Shizuoka Prefecture; Enomoto Industry Co Ltd
Current assignee: Shizuoka Prefecture; Enomoto Industry Co Ltd
Priority date: 2004-10-12
Filing date: 2004-10-12
Publication date: 2006-04-27

Abstract

【課題】
加圧設定値に達する際のオーバーシュートを防止すると共に、加圧むらを抑制して安定した加圧が得られる電子部品接合装置を提供する。
【解決手段】
電子部品を吸着する超音波ホーン１と、この超音波ホーン１を回転駆動する角度調整用モータ７と、これを保持する軸受ブロック６と、Ｚ軸ステージ８上に垂下された一対のガイドレール１０と、これに沿って空気静圧軸受１６を介してスライド自在に支持された可動コラム１１と、この可動コラム１１に連結され、ガイドレール１０間に配設されたリニアモータ１２と、超音波ホーン１に対向し、回路基板１４が位置決め載置されたＸ−Ｙ移動テーブル９とを備え、リニアモータ１２の両側に一対のエアシリンダ１３ａからなるエアバランサ１３が配設され、このエアバランサ１３によって可動部の自重を相殺すると共に、当該リニアモータ１２の加圧力を調整するようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、集積回路のベアチップのバンプを直接プリント基板のランド部に加圧させ、超音波振動等で接合する電子部品接合装置、詳しくは、加圧むら等を抑制した加圧機構の改良に関するものである。

近年、モバイル情報通信関連商品等においては、回路実装基板のより一層の小型・軽量、高周波化による高性能化とコストダウンとが切望されている。そのため、半導体チップと回路基板の直接実装が可能なフリップチップ実装が有効となる。中でも超音波振動を利用した金属間接合は、低接続抵抗、高接合強度、短時間接合等の特徴があり、ますます注目を集めている。

従来、電子部品接合装置としてクリーンで高生産性を有する電子部品接合装置が知られている。この電子部品接合装置の超音波ホーンとしては、縦振動方式、横振動方式、捻じり振動方式等のものがある。例えば、回路基板のランド部にチップ部品のバンプを超音波接合する超音波ホーンとして、横振動方式の超音波ホーンが使用されている。

この横振動方式の超音波ホーンは、ホーンの軸長手方向に超音波振動が発生することを利用し、超音波ホーンを水平向きの姿勢にしてチップ部品を加圧した状態でバンプに横振動を与えることにより、回路基板のランド部との間に発生する摩擦熱で溶融させて超音波接合が行われる。

こうした電子部品接合装置の代表的なものとして、図６に示すようにものが知られている。この電子部品接合装置において、横振動方式の超音波ホーン５１は、先端側に二股状に傾斜する上下対称形状のチップ部品７１の吸着支持面５２、５２を備えている。超音波ホーン５１の中心軸上に超音波振動発生器５３が接続され、この超音波振動発生器５３で発生する所定の周波数により超音波ホーン５１に横振動が発生するようにされている。

超音波振動発生器５３はブラケット５４により保持され、超音波ホーン５１が斜め上方に傾斜するように固定ブロック５５に支持されている。超音波ホーン５１の傾斜角度は、下向きの吸着支持面５２が垂線に対して直交する水平向きになるように設定されている。

超音波ホーン５１および超音波振動発生器５３を保持している固定ブロック５５は、回転角調整ブロック５６に固定されている。この回転角調整ブロック５６は、軸受ブロック５７に垂直向きに回転自在に支承されたモータ軸５８の下端部に設けられている。また、モータ軸５８の上端部はステッピングモータ等の回転角調整用モータ５９の出力軸に直結している。

軸受ブロック５７は、垂直なガイドレール６０に沿って上下動する可動枠６１に支持され、この可動枠６１によってガイドレール６０の上方部分に加圧ブロック６２が支持されている。そして、加圧ブロック６２に一体に設けられたねじブロック６３に圧力調整用モータ６４の出力軸となるねじ軸６５がねじ結合されている。

また、可動枠６１と加圧ブロック６２との間には圧力検出器（ロードセル）６６が配置されている。この圧力検出器６６により検出された出力信号はパソコン６７から指令データが入力されている荷重制御ユニット６８にて読み込まれて荷重制御される。この荷重制御ユニット６８から指令データに基いた荷重信号として圧力調整用モータ６４が駆動され、圧力検出器６６への加圧力を調整する、所謂クローズドフィードバック制御が行われる。

すなわち、Ｘ−Ｙ移動テーブル６９上に位置決めされた回路基板７０に対し、超音波ホーン５１に吸着された状態でチップ部品７１が振動されて押し付けられる圧力値は、圧力調整用モータ６４と圧力検出器６６と荷重制御ユニット６８とのクローズドフィードバック制御によって一定にできるようになっている。
特開２００２−１９０５００号公報

然しながら、こうした従来の電子部品接合装置において、垂直なガイドレール６０に沿って上下動する可動枠６１は、一般に転がり軸受を介してガイドされているため、その摩擦抵抗によって、加圧中の設定圧に達する際にオーバーシュートが発生しやすい。また、このガイド部の摩擦抵抗や超音波ホーン５１をはじめ可動部の自重を相殺するために用いられるばね機構の撓みむらによって、加圧力に加圧むらが生じて加圧安定性が充分でないと言った問題が内在していた。

さらに、加圧工程の前工程となる接近・接触工程では、圧力検出器６６が歪ゲージ方式のロードセルのため、回路基板７０にチップ部品７１が接触した時に発生する慣性力で回路基板７０やチップ部品７１にダメージを与える恐れがあった。

本発明は、こうした従来の問題に鑑みこれを解決するためになされたもので、加圧設定値に達する際のオーバーシュートを防止すると共に、加圧むらを抑制して安定した加圧が得られる電子部品接合装置を提供することを目的とする。

係る目的を達成するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、電子部品のバンプを基板のランド部に加圧、接合し実装する電子部品接合装置であって、前記電子部品を吸着する吸着支持面を有する接合ヘッドと、前記吸着支持面に保持された電子部品と共に、前記接合ヘッドを支持する軸受ブロックと、Ｚ軸ステージ上に垂下された一対のガイドレールと、このガイドレールに沿ってスライド自在に支持された可動コラムと、この可動コラムに連結され、前記一対のガイドレール間に配設されたリニアモータと、前記接合ヘッドに対向し、回路基板が位置決め載置されたＸ−Ｙ移動テーブルとを備えた電子部品接合装置において、前記リニアモータにエアバランサが配設され、このエアバランサによって前記可動部の自重を相殺すると共に、当該リニアモータの加圧力を調整する構成を採用した。

このように、リニアモータにエアバランサが配設され、このエアバランサによって接合ヘッド等の可動部の自重を相殺すると共に、当該リニアモータの加圧力を調整するようにしたので、自重以下の加圧力にも対応することができると共に、リニアモータの推力を本来の推力よりも小さな範囲で使用し、制御電流の分解能を小さくすることができるため、加圧むらを防止することができる。

好ましくは、請求項２に記載の発明のように、前記エアバランサが、前記リニアモータの両側に垂下された一対のエアシリンダからなるので、エアシリンダの供給圧を調整するだけで、可動部のオーバーシュートを容易に防止することができる。

また、請求項３に記載の発明は、前記可動コラムが、前記ガイドレールに対して空気静圧軸受を介して非接触で案内されているので、実質的に摩擦部分がなくなり、摩擦抵抗による加圧むらはなくなる。

また、請求項４に記載の発明は、前記Ｘ−Ｙ移動テーブル上にＡＥセンサが設けられ、このＡＥセンサにより電子部品と回路基板の接触検出を行なうようにしたので、電子部品が回路基板に接触した瞬間の超音波振動を捉えることができ、ロードセルにて検知してから接触動作を停止する従来の方式に比べ、電子部品あるいは回路基板のダメージを防止することができる。

本発明の電子部品接合装置は、電子部品のバンプを基板のランド部に加圧、接合し実装する電子部品接合装置であって、前記電子部品を吸着する吸着支持面を有する接合ヘッドと、前記吸着支持面に保持された電子部品と共に、前記接合ヘッドを支持する軸受ブロックと、Ｚ軸ステージ上に垂下された一対のガイドレールと、このガイドレールに沿ってスライド自在に支持された可動コラムと、この可動コラムに連結され、前記一対のガイドレール間に配設されたリニアモータと、前記接合ヘッドに対向し、回路基板が位置決め載置されたＸ−Ｙ移動テーブルとを備えた電子部品接合装置において、前記リニアモータにエアバランサが配設され、このエアバランサによって前記可動部の自重を相殺すると共に、当該リニアモータの加圧力を調整するようにしたので、自重以下の加圧力にも対応することができると共に、リニアモータの推力を本来の推力よりも小さな範囲で使用し、制御電流の分解能を小さくすることができるため、加圧むらを防止することができる。

電子部品のバンプを回路基板のランド部に加圧、接合し実装する電子部品接合装置であって、前記電子部品を吸着する吸着支持面を有する接合ヘッドと、前記吸着支持面に保持された電子部品と共に、前記接合ヘッドを支持する軸受ブロックと、Ｚ軸ステージ上に垂下された一対のガイドレールと、このガイドレールに沿って空気静圧軸受を介してスライド自在に支持された可動コラムと、この可動コラムに連結され、前記一対のガイドレール間に配設されたリニアモータと、前記接合ヘッドに対向し、回路基板が位置決め載置されたＸ−Ｙ移動テーブルとを備え、前記リニアモータの両側に一対のエアシリンダからなるエアバランサが配設され、このエアバランサによって前記可動部の自重を相殺すると共に、当該リニアモータの加圧力を調整するようにした。

以下、本発明の実施の形態を図面に基いて詳細に説明する。
図１は、本発明に係る電子部品接合装置の一実施形態を示す斜視図である。なお、本実施形態では、横振動方式の超音波ホーンを利用して電子部品に水平方向の超音波振動を付与することで溶融接合し実装する電子部品接合装置を例に挙げて説明する。

この電子部品接合装置は、先端側に二股状に傾斜する横振動方式の超音波ホーン１を備えている。超音波ホーン１の中心軸上には超音波振動発生器２が接続され、この超音波振動発生器２で発生する所定の周波数により超音波ホーン１に横振動が発生するようになっている。超音波振動発生器２はブラケット３により保持され、超音波ホーン１が斜め上方に傾斜するように固定ブロック４に支持されている。超音波ホーン１の傾斜角度は、下向きの吸着支持面１ａが垂線に対して直交する水平向きになるよう１０〜１５°に設定されている。

超音波ホーン１および超音波振動発生器２を保持している固定ブロック４は、回転角調整ブロック５に固定されている。この回転角調整ブロック５は、軸受ブロック６を介して垂直向きに配設されたステッピングモータ等の角度調整用モータ７に連結されている。

駆動機構は、Ｚ軸ステージ８に固定され、Ｘ−Ｙ移動テーブル９上に対向するように垂下された一対のガイドレール１０、１０と、このガイドレール１０、１０に沿ってスライド自在に支持された可動コラム１１と、この可動コラム１１に連結され、一対のガイドレール１０、１０間に配設されたリニアモータ１２と、このリニアモータ１２の両側に垂下されたエアバランサ１３とを備えている。

Ｘ−Ｙ移動テーブル９上には回路基板１４が位置決め載置され、可動コラム１１の下降に伴い、角度調整用モータ７、軸受ブロック６、回転角調整ブロック５、固定ブロック４および超音波ホーン１等が下降する。そして、超音波ホーン１に吸着された状態でベアチップ等のチップ部品（図示せず）が回路基板１４に押し付けられて振動が付与される。

チップ部品と回路基板１４の接触検出は、Ｘ−Ｙ移動テーブル９上に設けられたＡＥ（アコースティック・エミッション）センサ１５により行なわれる。すなわち、チップ部品が回路基板１４に接触した瞬間の超音波振動をこのＡＥセンサ１５で捉え、接触動作を停止すると共に、その出力信号はパソコン（図示せず）から指令データが入力されている荷重制御ユニット（図示せず）にて読み込まれ荷重制御される。この荷重制御ユニットから指令データに基いた荷重信号としてリニアモータ１２が駆動されて加圧力が調整される。この時加圧される圧力値は、リニアモータ１２と荷重制御ユニットとのクローズドフィードバック制御によって正確かつ一定になるように設定することができ、接合部の接合強度等の信頼性を高めることができる。

なお、ここでは、接触検出にＡＥセンサ１５を使用したものを例示したが、これに限らず、例えば、リニアモータ１２の負荷電力の変化を検出しても良い。これにより、ロードセルにて検知してから接触動作を停止する従来の方式に比べ、チップ部品あるいは回路基板１４のダメージを防止することができる。

ベアチップ用カメラ（図示せず）は、例えばＣＣＤカメラ等の上下２視野小型カメラからなり、Ｘ−Ｙ移動テーブル９の上方で進退自在に配設されている。荷重制御ユニットはＣＲＴを備えた制御用コンピュータを備え、ＣＲＴの表示画面を見ながらキーボードから入力されるチップ部品の種類等の情報パラメータと、その制御用コンピュータに内蔵されたプログラムにしたがって、電子部品接合装置の各部の動作を制御する。また、ベアチップ用カメラの撮影画像を画像処理し、その結果から超音波ホーン１で移送中のチップ部品と回路基板１４との相対位置を確認する。

次に、各部位の構成とその動作について詳細に説明する。
図２に示すように、可動コラム１１は断面が略コの字状に形成され、矩形状断面をなす一対のレール１０、１０の三面を包持した状態で、空気静圧軸受１６を介してこのレール１０、１０の長手方向に沿って滑動する。空気静圧軸受１６は、レール１０の輪郭に沿って可動コラム１１の内部に形成された流通孔１７と、この流通孔１７からレール１０の案内面１０ａ、１０ｂ、１０ｃに向けて穿設された複数の流通孔１８と、これら流通孔１８の開口部に形成された静圧ポケット１９、排気通路２０、流通孔１８の開口部に設けられたノズル２１を備えている。そして、所定の空気圧に設定されたエアが流通孔１７、１８を通してレール１０の案内面１０ａ、１０ｂ、１０ｃに噴出し、可動コラム１１がレール１０に対して所定の案内すきまを介して非接触で滑動する。

なお、ここでは、空気静圧軸受１６として、矩形状断面をなすレール１０に断面が略コの字状に形成された可動コラム１１を外挿したものを例示したが、例えば、断面が円形をなすレールに円筒状の可動コラムを外挿したものであっても良い。また、形式においてもノズル２１を有するオリフィス絞り方式を例示したが、これに限らず、表面絞りあるいは自成絞り方式であっても良く、また、負荷容量を大きくできる多孔質燒結合金からなる静圧軸受であっても良い。

前記可動コラム１１に連結され、一対のガイドレール１０、１０間にリニアモータ１２が配設されている。このリニアモータ１２は、図３に示すように、Ｚ軸ステージ８に設けられ、断面が略コの字状に形成された励磁固定子２２と、この励磁固定子２２に挟着された可動子２３とからなる。この可動子２３の長手方向には複数の永久磁石片２３ａ、２３ａが固着されている。一方、励磁固定子２２は、これら永久磁石片２３ａ、２３ａに所定のエアギャップを介して対向配置された励磁コイル２２ａが固着されている。また、２４は可動子２３の直線移動位置を検出するリニアスケールで、スケール２４ａが可動子２３の背面に、このスケール２４ａに対向するセンサ２４ｂが励磁固定子２２の内面に設けられている。

本実施形態では、リニアモータ１２は、永久磁石可動型のリニア交流同期モータ（ＬＳＭ）で、磁石片列に応じて２列設けても良いし、磁石片列が単列であっても良い。また、当該リニア交流同期モータは、リニア直流モータ（ＬＤＭ）のコイル電流を３相としたものであるから、リニアモータ１２としては、このリニア直流モータを使用することができるだけでなく、より高速駆動が可能なリニア交流誘導モータ（ＬＩＭ）を使用しても良い。ただし、このリニア交流誘導モータの場合、可動子と固定子の間に磁気吸引力ではなく、磁気反発力が発生することになる。なお、ここでは、励磁コイル２２ａを固定側、永久磁石片２３ａを可動側とした永久磁石可動型を例示したが、励磁コイル可動型であっても良い。

このように、本実施形態では、非接触型のリニアモータ１２の駆動により、従来のようなボールねじを使用せずに直接加圧力を得ることができ、また、その案内を空気静圧軸受１６にすることにより、摩擦部分がなくなるため、摩擦抵抗による加圧むらはなくなる。しかし、磁気の影響およびモータ駆動の電流値の変動により加圧むらが生じる恐れがあるため、リニアモータ１２の制御電流の分解能を小さくして加圧むらを極力小さく設定している。

リニアモータ１２の分解能を小さくするため、ここではリニアモータ１２の最大推力を発揮させるアンプ容量を使用するのではなく、送りの滑らかさを重視するために本来使用するアンプ容量よりも小さな容量のアンプを使用している。すなわち、加圧に必要なモータ推力が小さくなるよう、エアバランサ１３が採用されている。このエアバランサ１３はリニアモータ１２の両側に垂下された一対のエアシリンダ１３ａ、１３ａからなる。

図４は、本実施形態に係る空圧回路を示す模式図である。エアシリンダ１３ａ、１３ａのポートＡまたはポートＢへの供給圧をバルブ２５で切替え、加圧力Ｆａを増圧用バルブ２５ａで増圧あるいは減圧バルブ２５ｂで減圧させる。また、リニアモータ１２の推力制御と電空レギュレータ２６、２６を併用することにより、応答性の速い加圧はリニアモータ１２で、ソフトな加圧は空気圧で行うようにし、応答性が速く、かつ硬く作用する加圧はリニアモータ１２と、被加圧材質側等の条件を考慮した加圧条件で空気圧での加圧、あるいはリニアモータ１２での加圧と言うように、種々の加圧方法を組み入れた加圧プログラム２７にしたがって遠隔操作で調整されている。なお、２８はエア源を示す。

加圧力Ｆａは、Ｆａ＝Ｆｍ＋Ｗｈ±Ｆｅとなる。ここで、Ｆｍはリニアモータ１２の推力、Ｗｈは加圧ヘッド等の自重、Ｆｅはエアシリンダ１３ａ、１３ａの推力である。すなわち、エアシリンダ１３ａ、１３ａの推力を使用することにより、加圧方向に増圧したり、逆に反加圧方向（上方向）に荷重をかけて減圧したりすることができる。したがって、自重以下の加圧力にも対応することができると共に、リニアモータ１２の推力Ｆｍを本来の推力よりも小さな範囲で使用し、制御電流の分解能を小さくすることができるため、加圧むらを防止することができる。

さらに、こうしたエアシリンダ１３ａ、１３ａからなるエアバランサ１３により、加圧ヘッド等のオーバーシュートを容易に防止することができる。オーバーシュートとは、加圧ヘッド等を停止させようとした時に、リニアモータ１２の動いた直後の推力が、動摩擦抵抗等の負荷よりも大きい場合、加圧ヘッド等が停止できずに行過ぎてしまう現象を言う。なお、オーバーシュートは、自重相殺ばね等による機械式のばねによっても加圧力を調整することができるが、引張ばねのばね係数を選定する必要があり、本実施形態のようなエアシリンダ方式が好ましい。

図５（ａ）は、本実施形態のような立型の上下軸におけるステージに作用する力を示した模式図、（ｂ）は、可動部の自重を相殺する機構を示した模式図である。
図５（ａ）から、加速度ｍαは、ｍα＝ｍｇ＋Ｆｍ−Ｆｃ−（ＣＶ＋ｍμ）となる。ここで、ｍはステージの可動部の自重、μは静摩擦係数または動摩擦係数、Ｃは粘性係数、Ｖは速度、ｇは重力加速度、αは移動加速度、Ｆｍはリニアモータの推力、Ｆｃは自重分を相殺する荷重を表わしている。したがって、オーバーシュートは停止瞬間時に生じるため、移動加速度αが無視できると仮定すると、オーバーシュートしない条件はＦｍ_０＞Ｆｃ−ｍｇ＋（ＣＶ＋ｍμ）＞Ｆｍ_１となる。ここで、Ｆｍ_０は、動く直前のリニアモータの推力、Ｆｍ_１は動いた直後のリニアモータの推力で、モータの停止時の保持力である。

このＦｍ_１値はリニアモータのサイズによって決まる数値で、モータの定格推力が大きいとこのＦｍ_１も大きくなる。そのために、粘性摩擦力ＣＶ、動摩擦力ｍμを極力小さくして、リニアモータの動く直前のモータ推力Ｆｍ_０と、動いた直後のモータ推力Ｆｍ_１の差を大きくし、機械系の摩擦や外力の大きさに合わせる必要がある。本実施形態では、送り系の構造を非接触構造にしているため、この非線形成分の動摩擦力（ｍμ＝０）や粘性摩擦力（ＣＶ＝０）を実質的に無視できる程度にでき、Ｆｃ−ｍｇ＞Ｆｍ_１となる。したがって、図５（ｂ）のように、この自重相殺荷重Ｆｃを調整、すなわち、エアバランサ１３におけるエアシリンダ１３ａ、１３ａの供給圧を調整することによってオーバーシュートを防止することができる

以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、あくまで例示であって、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。

本発明に係るＸ−Ｙ移動テーブルを備えた電子部品接合装置は、フリップチップ等のチップ部品接合に限らず、例えばギャングボンダーやその他端子接合等、半導体部品一般の電子部品接合装置に適用できる。

本発明に係る電子部品接合装置の第１の実施形態を示す斜視図である。図１の可動コラムの案内部を示す断面図である。図１のリニアモータを示す断面図である。本発明に係る電子部品接合装置の空圧回路を示す模式図である。（ａ）は本発明に係る電子部品接合装置のステージに作用する力を示す模式図である。（ｂ）は、同上自重相殺機構を示す模式図である。従来の電子部品接合装置の全体の構成図である。

符号の説明

１・・・・・・・・・・・・・・・・・超音波ホーン
１ａ・・・・・・・・・・・・・・・・吸着支持面
２・・・・・・・・・・・・・・・・・超音波振動発生器
３・・・・・・・・・・・・・・・・・ブラケット
４・・・・・・・・・・・・・・・・・固定ブロック
５・・・・・・・・・・・・・・・・・回転角調整ブロック
６・・・・・・・・・・・・・・・・・軸受ブロック
７・・・・・・・・・・・・・・・・・角度調整用モータ
８・・・・・・・・・・・・・・・・・Ｚ軸ステージ
９・・・・・・・・・・・・・・・・・Ｘ−Ｙ移動テーブル
１０・・・・・・・・・・・・・・・・ガイドレール
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ・・・・・・・案内面
１１・・・・・・・・・・・・・・・・可動コラム
１２・・・・・・・・・・・・・・・・リニアモータ
１３・・・・・・・・・・・・・・・・エアバランサ
１３ａ・・・・・・・・・・・・・・・エアシリンダ
１４・・・・・・・・・・・・・・・・回路基板
１５・・・・・・・・・・・・・・・・ＡＥセンサ
１６・・・・・・・・・・・・・・・・空気静圧軸受
１７、１８・・・・・・・・・・・・・流通孔
１９・・・・・・・・・・・・・・・・静圧ポケット
２０・・・・・・・・・・・・・・・・排気通路
２１・・・・・・・・・・・・・・・・ノズル
２２・・・・・・・・・・・・・・・・励磁固定子
２２ａ・・・・・・・・・・・・・・・励磁コイル
２３・・・・・・・・・・・・・・・・可動子
２３ａ・・・・・・・・・・・・・・・永久磁石片
２４・・・・・・・・・・・・・・・・リニアスケール
２４ａ・・・・・・・・・・・・・・・スケール
２４ｂ・・・・・・・・・・・・・・・センサ
２５・・・・・・・・・・・・・・・・バルブ
２５ａ・・・・・・・・・・・・・・・増圧バルブ
２５ｂ・・・・・・・・・・・・・・・減圧バルブ
２６・・・・・・・・・・・・・・・・電空レギュレータ
２７・・・・・・・・・・・・・・・・加圧プログラム
２８・・・・・・・・・・・・・・・・エア源
５１・・・・・・・・・・・・・・・・超音波ホーン
５２・・・・・・・・・・・・・・・・吸着支持面
５３・・・・・・・・・・・・・・・・超音波振動発生器
５４・・・・・・・・・・・・・・・・ブラケット
５５・・・・・・・・・・・・・・・・固定ブロック
５６・・・・・・・・・・・・・・・・回転角調整ブロック
５７・・・・・・・・・・・・・・・・軸受ブロック
５８・・・・・・・・・・・・・・・・モータ軸
５９・・・・・・・・・・・・・・・・回転角調整用モータ
６０・・・・・・・・・・・・・・・・ガイドレール
６１・・・・・・・・・・・・・・・・可動枠
６２・・・・・・・・・・・・・・・・加圧ブロック
６３・・・・・・・・・・・・・・・・ねじブロック
６４・・・・・・・・・・・・・・・・圧力調整用モータ
６５・・・・・・・・・・・・・・・・ねじ軸
６６・・・・・・・・・・・・・・・・圧力検出器
６７・・・・・・・・・・・・・・・・パソコン
６８・・・・・・・・・・・・・・・・荷重制御ユニット
６９・・・・・・・・・・・・・・・・Ｘ−Ｙ移動テーブル
７０・・・・・・・・・・・・・・・・回路基板
７１・・・・・・・・・・・・・・・・チップ部品
Ｃ・・・・・・・・・・・・・・・・・粘性係数
Ｆａ・・・・・・・・・・・・・・・・加圧力
Ｆｃ・・・・・・・・・・・・・・・・自重相殺荷重
Ｆｅ・・・・・・・・・・・・・・・・エアシリンダの推力
Ｆｍ・・・・・・・・・・・・・・・・リニアモータの推力
ｇ・・・・・・・・・・・・・・・・・重力加速度
ｍ・・・・・・・・・・・・・・・・・可動部の自重
α・・・・・・・・・・・・・・・・・移動加速度
μ・・・・・・・・・・・・・・・・・動摩擦係数

Claims

電子部品のバンプを回路基板のランド部に加圧、接合して実装する電子部品接合装置であって、
前記電子部品を吸着する吸着支持面を有する接合ヘッドと、
前記吸着支持面に保持された電子部品と共に、前記接合ヘッドを支持する軸受ブロックと、
Ｚ軸ステージ上に垂下された一対のガイドレールと、
このガイドレールに沿ってスライド自在に支持された可動コラムと、
この可動コラムに連結され、前記一対のガイドレール間に配設されたリニアモータと、
前記接合ヘッドに対向し、回路基板が位置決め載置されたＸ−Ｙ移動テーブルとを備えた電子部品接合装置において、
前記リニアモータにエアバランサが配設され、このエアバランサによって前記可動部の自重を相殺すると共に、当該リニアモータの加圧力を調整することを特徴とする電子部品接合装置。
前記エアバランサが、前記リニアモータの両側に垂下された一対のエアシリンダからなる請求項１に記載の電子部品接合装置。
前記可動コラムが、前記ガイドレールに対して空気静圧軸受を介して非接触で案内されている請求項１または２に記載の電子部品接合装置。
前記Ｘ−Ｙテーブル上にＡＥセンサが設けられ、このＡＥセンサにより前記電子部品と回路基板の接触検出を行なうようにした請求項１乃至３いずれかに記載の電子部品接合装置。