JP2006310442A - ボンディング装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 回路部材供給部120、部品供給部130、ボンディング部140、及び搬出部150の構成部分におけるそれぞれの塵埃量を測定し、測定結果に応じて上記構成部分毎に清浄動作を行うことから、各構成部分の雰囲気を常に清浄な状態に維持することができる。よって、電子部品のボンディングの際に接合部分に塵埃が混入するのを低減させることができ、製品となる素子の不良率を低減させることができる。
【選択図】図1
Description
該撮像素子製造装置は、大きく区分して、基板部が搬入され保持される基板部領域と、CCDが搬入され保持されるCCD領域と、基板部にCCDを載置する動作を行う載置動作領域と、基板部にCCDを載置した撮像素子の搬出を行う素子搬出領域とに区分される。勿論、これらの領域の全てにおいて高清浄度の雰囲気であれば申し分ないが、必ずしもその必要はない。特に、高清浄度雰囲気が要求される領域は、塵埃が撮像素子に封入される可能性が最も高い、上記載置動作領域である。
しかしながら、従来、一つの装置内において、要求される雰囲気の清浄度の高低に応じて清浄度を別々に管理することは行われていない。上記特許文献2では、処理動作に応じて、基板回転処理部及び基板搬送部と区分けされた状態が開示されているが、上記特許文献2は、各領域には同じ清浄度のエアーが供給される構成を開示するものである。
即ち、本発明の第1態様のボンディング装置によれば、回路を形成した回路部材及び上記回路部材にボンディングされる電子部品を供給する供給部と、上記供給部により供給された上記回路部材に、上記供給部により供給された上記電子部品をボンディングして電子素子を形成するボンディング部と、上記電子素子を上記ボンディング部から搬出する搬出部とを有するボンディング装置において、
上記供給部を含む供給部領域、上記ボンディング部を含むボンディング部領域、及び上記搬出部を含む搬出部領域をそれぞれ区画する仕切り部材と、
上記供給部領域、上記搬出部領域、及び上記ボンディング部領域のそれぞれに気体を供給する清浄装置と、
上記供給部領域、上記搬出部領域、及び上記ボンディング部領域のそれぞれにおける塵埃量を測定する塵埃測定装置と、
それぞれの上記領域における上記塵埃測定装置による各測定結果に応じて、上記領域毎に上記清浄装置へ清浄動作を指示する制御装置と、
を備えたことを特徴とする。
上記回路部材供給部を含む回路部材供給部領域、上記部品供給部を含む部品供給部領域、上記ボンディング部を含むボンディング部領域、及び上記搬出部を含む搬出部領域をそれぞれ区画する仕切り部材と、
上記回路部材供給部領域、上記部品供給部領域、上記搬出部領域、及び上記ボンディング部領域のそれぞれに気体を供給する清浄装置と、
上記回路部材供給部領域、上記部品供給部領域、上記搬出部領域、及び上記ボンディング部領域のそれぞれにおける塵埃量を測定する塵埃測定装置と、
それぞれの上記領域における上記塵埃測定装置による各測定結果に応じて、上記領域毎に上記清浄装置へ清浄動作を指示する制御装置と、
を備えたことを特徴とする。
上記回路部材供給部、上記部品供給部、上記ボンディング部、及び上記搬出部の各構成部分を含むそれぞれの領域における塵埃量を測定し、
それぞれの測定結果に応じて上記構成部分の領域毎に清浄動作を行い上記ボンディング動作を行う、
ことを特徴とする。
上記回路部材供給部、上記部品供給部、及び上記搬出部における雰囲気に比べて上記ボンディング部における雰囲気を高清浄度に維持する高清浄度維持部を備えたことを特徴とする。
上記仕切り部材は、上記ボンディング部領域を形成する天井に立設され下方へ延在する第1枠材と、上記第1枠材の第1先端部に対して水平方向に隙間を空けて重なり合う第2先端部を有しかつ上記回路部材供給部、上記部品供給部、上記ボンディング部、及び上記搬出部を設置し上記天井に対向する床部材に立設され上方へ延在する第2枠材とを有し、上記第1枠材及び上記第2枠材は、上記第1先端部及び上記第2先端部による上記隙間にて排気用通路を形成し、
上記空気供給機構は、上記天井に設けた送気用フィルタと、該送気用フィルタを通して下方へ吹き下ろされ上記排気用通路を通して排気される気流を生成する第1送風機とを有するように構成してもよい。
尚、電子部品へ接着ペーストを塗布するときには、塵埃防止用カバーを電子部品が通過する必要があることから、塵埃防止用カバーには、シャッター付きの開口が設けられる。
又、回路部材供給部、部品供給部、ボンディング部、及び搬出部の内、ボンディング部領域が最も高い清浄度を要求されることから、制御機器室内においてボンディング部領域の下方に相当する領域には、発熱量の大きな動作制御用機器を配置しないように構成するのが好ましい。該構成によれば、動作制御用機器の熱により上記通路形成用板が加熱され、上昇気流を発生し、塵埃の巻き上げを誘発するというメカニズムを遮断することができ、特にボンディング部領域における雰囲気を適切な清浄度に維持することができる。
図1に示すように、本実施形態のボンディング装置101は、一つの筐体110内に、上層から下層に向けて、清浄空気供給装置190、作業室170、排気装置195、制御機器室180の順に層状の構成を有する。
作業室170には、回路部材供給部120と、部品供給部130と、ボンディング部140と、搬出部150とが収納されかつ配置され、さらに、ボンディング部140における雰囲気を、他の回路部材供給部120、部品供給部130、及び搬出部150における雰囲気に比べて高清浄度に維持する高清浄度維持部1401を備えている。尚、回路部材供給部120及び部品供給部130は、一つの供給部として構成することもできる。又、回路部材供給部120、部品供給部130、及び搬出部150についても、これらの構成部分内の雰囲気の清浄度を維持するため清浄空気の供給を行う清浄装置147−1〜147−3(以下、総称して、「清浄装置147」と記す場合もある。)を設けている。尚、高清浄度維持部1401に含まれる後述の空気供給機構145も清浄装置147と同じ機能を有することから、清浄装置147に含まれる。これらの清浄装置147−1〜147−3及び空気供給機構145は、回路部材供給部120、部品供給部130、搬出部150、及びボンディング部140の雰囲気の清浄度をそれぞれ個別に制御するための装置である。一方、上記清浄空気供給装置190は、構成部分120、130,140,150を区別することなく作業室170全体に清浄空気を供給するための装置である。上記清浄空気は、例えば窒素ガス等の気体も含む概念である。
作業室170の下方には、これら回路部材供給部120、部品供給部130、ボンディング部140、及び搬出部150の動作制御を行う動作制御用機器(制御装置)160を収納する制御機器室180が設けられている。又、作業室170の上方に位置する、当該ボンディング装置101の最上部分には、作業室170内へ清浄な空気を供給する清浄空気供給通路191を有する清浄空気供給装置190が設けられ、一方、作業室170と制御機器室180との間には、排気通路196を有する排気装置195が配置されている。
上記回路部材供給部120は、当該ボンディング装置101に搬入されてくる回路部材121を上記ボンディング部140へ搬送する装置を備える。尚、実際には、回路部材121の搬送は、複数の回路部材121を載置したパレットを搬送することで行われる。
上記部品供給部130は、当該ボンディング装置101に搬入されてくる電子部品122を上記ボンディング部140へ搬送する装置を備える。
よって、当該ボンディング装置101では、詳細後述するように、上記接着ペースト211をバンプ1221に塗布するためのペースト塗布装置201がボンディング部140に隣接して設置されている。尚、接着ペースト211は、導電性物質、例えば銀粒子等を含んだ導電性樹脂材にてなる。
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。
又、仕切り部材144は、ボンディング部140を囲むように形成するだけでなく、図2に示すように、中程度の清浄度が要求される回路部材供給部120及び部品供給部130の領域と、比較的低い清浄度でよい搬出部150の領域とを仕切り部材144aによって区切っている。さらに、回路部材供給部120の領域と、部品供給部130の領域とを仕切り部材144bによって区切っている。よって、当該ボンディング装置101では、一つの筐体110内の作業室170を、高清浄度空間、中清浄度空間、低清浄度空間に区分けしている。尚、当該明細書において、仕切り部材144には、仕切り部材144a及び仕切り部材144bを含む概念である。又、本実施形態では、回路部材供給部120の領域、及び部品供給部130の領域は、中程度と同じ清浄度に設定しているが、異ならせても良い。
清浄装置147−1〜147−3も、空気供給機構145と同様の構成を有し、図示を省略するが、天井111部分に設けられた送気用フィルタと、該送気用フィルタを通して清浄な空気を回路部材供給部領域124、部品供給部領域131、及び搬出部領域151内へそれぞれ吹き下ろし、矢印117にて示す気流を形成する第1送風機とを有する。
塵埃測定装置148としては、例えば特開昭63−290944号公報等に開示されるような、レーザー光を用いた微粒子カウンタ、等のような、規定寸法以上の微粒子の数を計数可能な測定器を使用することができる。又、各塵埃測定装置148−1〜148−4、並びに、上述の清浄装置147−1〜147−3及び空気供給機構145は、図9に示すように、動作制御用機器160と電気的に接続される。
又、ボンディング部領域143に対して、中程度の清浄度が要求される回路部材供給部120及び部品供給部130の領域側と、比較的低い清浄度でよい搬出部150の領域側とで、仕切り部材144の構成を異ならせても良い。例えば図8に示すように、回路部材供給部120及び部品供給部130の領域側には、第1枠材1441又は第2枠材1442のいずれか一方のみを設ける構成を採ることもできる。尚、図8では、第1枠材1441を設けた場合を図示している。詳細後述するように床部材112を通して作業室170内の空気は吸引されることから、図8に示す構成を採ることで、ボンディング部領域143内にて吹き下ろされた空気は、第1枠材1441と床部材112との間の隙間1443部分から床部材112を通して吸引される。よって、ボンディング部領域143と、回路部材供給部120及び部品供給部130近辺の空間との境界部分では、気流は下向きのままであり、回路部材供給部120及び部品供給部130近辺の空間からボンディング部領域143へ塵埃が進入しようとしても、床部材112を通して外部へ排出され、ボンディング部領域143内への進入を防止することができる。
塵埃防止用カバー220を設けることで、接着ペースト211へ塵埃が混入するのを防止することができ、製品の不良化率の低減に寄与することができる。又、ボンディング部領域143内には、空気供給機構145による気流が形成されていることから、該気流が直接に接着ペースト211に当たることで、接着ペースト211を乾燥させるおそれがある。よって、塵埃防止用カバー220を設けることで、気流が直接に接着ペースト211に当たることが防止でき、接着ペースト211の乾燥を防止することもできる。
又、作業室170に面する床部材112の表面112aには、落下してきた塵埃の再飛散を防止するため、表面112aに粘着部材を取り付けることもできる。
尚、動作制御用機器160は、塵埃測定装置148−1〜148−4に常時アクセスするのではなく、定期的にアクセスして測定結果を得る。ここで、「定期的」とは、製造工程とは無関係に単に設定時間毎にアクセスする場合のみならず、製造工程と絡み例えば1ロット分の製造毎にアクセスする場合、等を含む概念である。又、塵埃測定装置148の特性や測定結果の安定性等の観点から、常時測定を行うよりも定期的に測定を行う方が好ましい。
以下には、清浄用の制御方法の具体例について説明する。
このようにして決定された清浄動作指示基準が、上述のように記憶部162に、上記構成部分120、130、140、150毎に記憶されている。
例えば、指示部161は、上記構成部分120,130,140,150毎に、上記清浄動作指示基準を超えた上記測定結果と上記清浄動作指示基準との差分を求め、最も大きい差分を有する構成部分に対して優先的に清浄動作を指示するようにしてもよい。具体的には、回路部材供給部領域124、部品供給部領域131、ボンディング部領域143、及び搬出部領域151の測定結果について、例えば、回路部材供給部領域124及びボンディング部領域143における測定結果がそれぞれの清浄動作指示基準を超えている場合、回路部材供給部領域124における測定結果と清浄動作指示基準との差が「i」で、ボンディング部領域143における測定結果と清浄動作指示基準との差が「ii」であり、差分「ii」が差分「i」より大きいときには、指示部161は、まず、ボンディング部領域143に対して清浄動作を実行する。そして、清浄動作終了後、あるいは、ボンディング部領域143への清浄動作開始から時間的に遅れて、回路部材供給部領域124に対して清浄動作を実行する。
このような清浄制御方法を実行することで、上述した、単一の清浄動作指示基準との比較による場合に比べてより細かい清浄動作が可能であり、又、清浄度が比較的良い状態のときから早めに清浄動作を実行することから、製造工程の時間経過に関係なく比較的均一な清浄度を得ることができる。したがって、製造される電子素子における品質を均一化することができる。
このような清浄制御方法を実行することで、清浄度が良好な状態において清浄動作を実行することから、製造される電子素子の品質を向上させることができ、又、各製造工程を続行した状態で清浄動作が実行可能であり生産性の向上を図ることができる。
又、上述したそれぞれの清浄用制御方法を適宜組み合わせて実行することもできる。
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が作業室170内へ供給される。回路部材121及び電子部品122は、それぞれ回路部材供給部120及び部品供給部130により、ボンディング部領域143内のボンディング部140へ供給される。ボンディング部140は、ペースト塗布装置201にて電子部品122に接着ペースト211を塗布した後、当該電子部品122を回路部材121にボンディングする。ボンディングされてなる電子素子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。
このように本実施形態のボンディング装置101によれば、一つの筐体110内において、要求される清浄度の高低に応じて適切に清浄度の管理を行うことができる。
このように本実施形態によれば、各構成部分120,130,140,150の各空間の清浄度をそれぞれ個別に制御することができることから、各構成部分の雰囲気を常に清浄な状態に維持することができる。よって、電子部品のボンディングの際に接合部分に塵埃が混入するのを低減させることができ、製品となる素子の不良率を低減させることができる。又、作製される電子素子では、接合部分における塵埃混入が低減され、回路部材と電子部品との電気的及び物理的な接続が確実かつ高精度な電子素子とすることができる。
メンテナンス終了後、動作制御用機器160の制御により、清浄空気供給装置190及び排気装置195は勿論のこと、清浄装置147−1〜147−3及び空気供給機構145が作動される。このとき、製造工程中の場合と同様に、各回路部材供給部領域124、部品供給部領域131、ボンディング部領域143、及び搬出部領域151の雰囲気の清浄度が塵埃測定装置148−1〜148−4にて測定され、測定結果が動作制御用機器160にそれぞれ供給される。そして、各空間124,131,143,151における清浄度の測定結果が各清浄動作指示基準を下回るまで、清浄動作が続行される。尚、このとき、上記測定結果の経時変化を確認できることから、上記測定結果のモニター装置163を使用するのが好ましい。又、上記管1471を利用して局所的な清浄動作を実行してもよい。又、上述した、測定結果と清浄動作指示基準との差分を利用して、該差分が大きい空間124,131,143,151について、例えば、清浄装置147−1〜147−3及び空気供給機構145の送気量を増加させる等の清浄動作増強の処置を採っても良い。
このような清浄動作をメンテナンスの際に実行することで、メンテナンスによる運転停止から製造運転開始までの時間を従来に比べて短縮することが可能である。
123…電子素子、124…回路部材供給部領域、130…部品供給部、
131…部品供給部領域、140…ボンディング部、143…ボンディング部領域、
144…仕切り部材、145…空気供給機構、147…清浄装置、
148…塵埃測定装置、150…搬出部、151…搬出部領域、
160…動作制御用機器、161…指示部、162…記憶部、163…モニター装置、
1401…高清浄度維持部、1621…変化情報記憶部。
Claims (10)
- 回路を形成した回路部材(121)及び上記回路部材にボンディングされる電子部品(122)を供給する供給部(120,130)と、上記供給部により供給された上記回路部材に、上記供給部により供給された上記電子部品をボンディングして電子素子を形成するボンディング部(140)と、上記電子素子を上記ボンディング部から搬出する搬出部(150)とを有するボンディング装置(101)において、
上記供給部を含む供給部領域(124、131)、上記ボンディング部を含むボンディング部領域(143)、及び上記搬出部を含む搬出部領域(151)をそれぞれ区画する仕切り部材(144)と、
上記供給部領域、上記搬出部領域、及び上記ボンディング部領域のそれぞれに気体を供給する清浄装置(147、1401)と、
上記供給部領域、上記搬出部領域、及び上記ボンディング部領域のそれぞれにおける塵埃量を測定する塵埃測定装置(148)と、
それぞれの上記領域における上記塵埃測定装置による各測定結果に応じて、上記領域毎に上記清浄装置へ清浄動作を指示する制御装置(160)と、
を備えたことを特徴とするボンディング装置。 - 回路を形成した回路部材(121)を供給する回路部材供給部(120)と、上記回路部材にボンディングされる電子部品(122)を供給する部品供給部(130)と、上記回路部材供給部により供給された上記回路部材に、上記部品供給部により供給された上記電子部品をボンディングして電子素子を形成するボンディング部(140)と、上記電子素子を上記ボンディング部から搬出する搬出部(150)とを有するボンディング装置(101)において、
上記回路部材供給部を含む回路部材供給部領域(124)、上記部品供給部を含む部品供給部領域(131)、上記ボンディング部を含むボンディング部領域(143)、及び上記搬出部を含む搬出部領域(151)をそれぞれ区画する仕切り部材(144)と、
上記回路部材供給部領域、上記部品供給部領域、上記搬出部領域、及び上記ボンディング部領域のそれぞれに気体を供給する清浄装置(147、1401)と、
上記回路部材供給部領域、上記部品供給部領域、上記搬出部領域、及び上記ボンディング部領域のそれぞれにおける塵埃量を測定する塵埃測定装置(148)と、
それぞれの上記領域における上記塵埃測定装置による各測定結果に応じて、上記領域毎に上記清浄装置へ清浄動作を指示する制御装置(160)と、
を備えたことを特徴とするボンディング装置。 - 上記制御装置は、上記構成部分の領域毎に設定された清浄動作指示基準を記憶した記憶部(162)と、上記測定結果が上記清浄動作指示基準を超えた構成部分の領域に対して清浄動作を指示する指示部(161)とを有する、請求項2記載のボンディング装置。
- 上記指示部は、上記構成部分の領域毎に、上記清浄動作指示基準を超えた上記測定結果と上記清浄動作指示基準との差分を求め、最も大きい差分を有する構成部分の領域に対して優先的に清浄動作を指示する、請求項3記載のボンディング装置。
- 上記記憶部は、さらに、上記構成部分の領域毎に、過去の上記測定結果の時間的変化情報を記憶する変化情報記憶部(1621)を有し、上記指示部は、さらに、上記測定結果が上記清浄動作指示基準に達していないときでも、上記時間的変化情報を参照して塵埃量の推移を予測して清浄動作を指示する、請求項3記載のボンディング装置。
- 当該ボンディング装置のメンテナンスを行ったときには、上記制御装置は、強制的に全ての上記構成部分に対して清浄動作を指示する、請求項2記載のボンディング装置。
- 当該ボンディング装置のメンテナンスの際に設けられ、上記塵埃量を監視するモニター装置(163)をさらに備えた、請求項2記載のボンディング装置。
- 回路部材供給部(120)と、部品供給部(130)と、ボンディング部(140)と、搬出部(150)とを一つの筐体内に配置したボンディング装置(101)にて実行され、上記ボンディング部にて上記回路部材供給部により供給された上記回路部材に、上記部品供給部により供給された上記電子部品をボンディングして電子素子を形成し上記搬出部から外部へ搬出するボンディング方法において、
上記回路部材供給部、上記部品供給部、上記ボンディング部、及び上記搬出部の各構成部分を含むそれぞれの領域(124,131,143,151)における塵埃量を測定し、
それぞれの測定結果に応じて上記構成部分の領域毎に清浄動作を行い上記ボンディング動作を行う、
ことを特徴とするボンディング方法。 - 上記構成部分の領域毎に設定された基準であり清浄動作を開始する基準となる清浄動作指示基準を有し、上記清浄動作は、上記構成部分の領域毎に、上記清浄動作指示基準を超えた上記測定結果と上記清浄動作指示基準との差分を求め、最も大きい差分を有する構成部分の領域に対して優先的に清浄動作を実行する、請求項8記載のボンディング方法。
- 上記構成部分の領域毎に、過去の上記測定結果の時間的変化情報を有し、上記清浄動作は、上記測定結果が清浄動作指示基準に達していないときでも、上記時間的変化情報を参照して塵埃量の推移を予測して清浄動作を実行する、請求項8記載のボンディング方法。
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