JP2008277487A - Ultrasonic bonding apparatus, and bonding method of electronic component - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、セラミックやポリイミドなどの配線基板上の配線電極と、半導体チップなどの電子部品の電極とを、超音波振動を用いて接合させる超音波接合装置、および電子部品の接合方法に関する。 The present invention relates to an ultrasonic bonding apparatus that bonds a wiring electrode on a wiring board such as ceramic or polyimide and an electrode of an electronic component such as a semiconductor chip using ultrasonic vibration, and a method for bonding the electronic component.
電子部品上の電極と配線基板上の配線とを接合させる方法の1つとして、超音波振動を利用した接合方式が従来から利用されている。 As one method for joining electrodes on an electronic component and wiring on a wiring board, a joining method using ultrasonic vibration has been conventionally used.
図6は従来の超音波接合装置による電子部品と配線基板の接合を実施している状態を示す説明図であって、図6(a)は正面図、図6(b)の右図は配線基板を除いた底面図、図6(b)の左図は無荷重時のツール上の位置と超音波振幅との関係を示す説明図である。 6A and 6B are explanatory views showing a state in which the electronic component and the wiring board are being bonded by a conventional ultrasonic bonding apparatus. FIG. 6A is a front view, and the right view of FIG. The bottom view excluding the substrate and the left figure in FIG. 6B are explanatory diagrams showing the relationship between the position on the tool and the ultrasonic amplitude when there is no load.
図6(a)に示すように、超音波振動子1により発生した超音波振動は、超音波振動を伝達する超音波ホーン2と、搭載されている電子部品4に直接接触するツール3を介して電子部品4に伝達されて、電子部品4上の電極と配線基板14上の配線電極が接合される。図6(b)の左図に示す無荷重時の超音波振幅9は、荷重印加時の超音波振動の伝達量を近似的に表している。
As shown in FIG. 6A, the ultrasonic vibration generated by the
図7は電子部品の各接合部に負荷される荷重条件および超音波振動条件と電子部品の各接合部の良品・不良品の関係を示す図である。低荷重または低超音波振動領域では、負荷エネルギー不足により、接合強度不足による接続界面の剥離不良となり、高荷重または高超音波振動領域では、過負荷エネルギーにより電子部品4もしくは配線基板14が破壊する。
FIG. 7 is a diagram illustrating a relationship between a load condition and an ultrasonic vibration condition applied to each joint portion of the electronic component and a non-defective product or a defective product of each joint portion of the electronic component. In the low load or low ultrasonic vibration region, due to insufficient load energy, the connection interface peels off due to insufficient bonding strength, and in the high load or high ultrasonic vibration region, the
よって、接合条件である荷重値および超音波振動値は、接合強度が確保できかつ電子部品4または配線基板14の破壊が発生しない範囲で設定する必要がある。
前記従来の技術において、電子部品4の全面に一様に超音波振動を伝達するためには、ツール3は、接合させる電子部品4の全面に接触している必要があり、ツール3における超音波振動方向5に対して垂直方向の長さは、電子部品4における超音波振動方向5に対する垂直方向の長さ以上に大きいことが望ましい。
In the prior art, in order to transmit ultrasonic vibration uniformly to the entire surface of the
また、超音波ホーン2とツール3を大きくすると、超音波振動子1で発生した超音波振動エネルギーが消費される部位が多くなるため、超音波振動を伝達しやすくするためには、超音波ホーン2とツール3はなるべく小さい方がよい。よって、従来の技術では、超音波振動方向5に対して垂直方向の電子部品4の長さ8、および超音波振動方向5に対して垂直方向のツール3の長さ7は同じ長さとしていた。
Further, when the
しかし近年、AuSn共晶接合や半田接合などの他の接合方式と比べて、短時間で低温の電子部品4の接合が可能である超音波接合方式の優位性が認められ、多くの電子部品の接合形態への適用が期待されている。特に、画像表示用駆動ドライバーICなどの大型でかつ電極の狭ピッチ化が見込まれる電子部品の接合形態では、温度負荷による各構成部材の熱膨張によって接合位置ずれなどの不具合が生じるため、低温での接合が可能な超音波接合方式の適用が最も期待されている。
However, in recent years, the superiority of the ultrasonic bonding method capable of bonding the low-temperature
しかし、図6(b)の右図に示す超音波振動子1の中心線17から、該中心線17に対して垂直方向に遠ざかったツール3の部位ほど超音波振動の伝達が悪くなる。つまり、図6(b)の左図に示すように、ツール3の中央部とツール3の端部とで超音波振幅、つまりは超音波振動の伝達に差が生じ、特にツール3の端部で極端に超音波振動の伝達が小さくなる。
However, the transmission of the ultrasonic vibration becomes worse as the part of the
さらに、超音波振動子1は、通常、圧電素子により構成されているが、この圧電素子の成型加工が15mm以上となると作製が困難である。しかし、画像表示用駆動ドライバーICは長辺が15mm以上の大きさの電子部品4で構成された製品が多くあるため、超音波振動方向5に対して垂直方向の超音波振動子1の長さが、超音波振動方向5に対して垂直方向の電子部品4の長さより小さくなることがある。この場合には、ツール3および電子部品4の中央部と端部の超音波振動の差がさらに大きくなる。
Furthermore, the
前述したように、電子部品4の接合条件は、電子部品4と配線基板14が接合しかつ破壊しない条件にする必要があるが、電子部品4の中央部と端部との電極部への超音波振動の伝達に差が生じると、電子部品4内の各接合部に実際に負荷される接合条件は、例えば図7に示すような範囲を有し、電子部品4内の全接合部において接合強度確保と、電子部品4と配線基板14の接合部分の非破壊の両方を満たす接合条件を見出すことができない。
As described above, the bonding condition of the
本発明の目的は、前記従来の課題を解決し、電子部品の中央部と端部の超音波振動の差が十分許容される領域内で、電子部品と配線基板を接合することを可能にする超音波接合装置および電子部品の接合方法を提供することにある。 The object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems and to join the electronic component and the wiring board in a region where the difference in ultrasonic vibration between the central portion and the end portion of the electronic component is sufficiently allowed. An object of the present invention is to provide an ultrasonic bonding apparatus and an electronic component bonding method.
前記目的を達成するため、請求項1に記載の超音波接合装置に係る発明は、超音波振動子から発生した超音波振動を、超音波ホーンとツールを介して配線基板上の電子部品に伝達し、前記電子部品と前記配線基板とを接合させる超音波接合装置において、前記超音波振動子における超音波振動方向に対して垂直方向の長さが、接合させる電子部品における超音波振動方向に対して垂直方向の長さよりも小さく、かつ前記ツールと前記超音波ホーンにおける超音波振動方向に対して垂直な方向の長さが、共に前記電子部品における超音波振動方向に対して垂直方向の長さよりも大きくなるように設定したことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention relating to the ultrasonic bonding apparatus according to
請求項2に記載の発明は、請求項1記載の超音波接合装置において、超音波ホーンが長手方向の中央部に超音波振動の最大振幅点を有し、かつツールが超音波振動の最大振幅点である超音波ホーンの中央部に配置されていることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the ultrasonic bonding apparatus according to the first aspect, the ultrasonic horn has a maximum amplitude point of ultrasonic vibration at a central portion in the longitudinal direction, and the tool has a maximum amplitude of ultrasonic vibration. It is arranged at the center of the ultrasonic horn as a point.
請求項3に記載の発明は、請求項1または2記載の超音波接合装置において、超音波ホーンが超音波振動の影響を受けない超音波ホーンのノーダル部のみで支持部材により固定されていることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the ultrasonic bonding apparatus according to the first or second aspect, the ultrasonic horn is fixed by the support member only at the nodal portion of the ultrasonic horn that is not affected by the ultrasonic vibration. It is characterized by.
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3いずれか1項記載の超音波接合装置において、ツールに荷重を印加する荷重印加部材の超音波ホーンとの接触部が、超音波ホーンの最大振幅点であるツールの設置位置上に配置され、荷重印加部材の接触部と超音波ホーンとが接触して電子部品に超音波を印加する構成にしたことを特徴とする。
The invention according to
請求項5に記載の電子部品の接合方法に係る発明は、請求項1〜4いずれか1項記載の超音波接合装置を用いて電子部品と配線基板とを接合する接合方法であって、超音波振動方向に対して垂直な方向におけるツールの中心と電子部品の中心とが重なる位置で前記電子部品と前記配線基板とを接合させることを特徴とする。
The invention relating to the electronic component bonding method according to
本発明によれば、電子部品の中央部と端部との超音波振動の差が十分許容される領域内で、電子部品と配線基板とを接合することができ、電子部品と配線基板との十分な接合と非破壊とを同時に満たすことができるため、安定して電子部品と配線基板とを接合することが可能になる。 According to the present invention, the electronic component and the wiring board can be joined within a region where a difference in ultrasonic vibration between the central portion and the end portion of the electronic component is sufficiently allowed. Since sufficient bonding and nondestructiveness can be satisfied at the same time, it is possible to stably bond the electronic component and the wiring board.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明に係る超音波接合装置の実施形態の概略構成図である。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an embodiment of an ultrasonic bonding apparatus according to the present invention.
図1に示すように、超音波接合装置は、配線基板14を保持する配線基板保持部24を備え、配線基板保持部24の(+Z)方向側には、配線基板保持部24に保持された配線基板14に電子部品4を接合する接合機構21が設けられる。配線基板保持部24と接合機構21との間には、電子部品4および配線基板14を撮像する撮像機構27が配設されている。また、電子部品4を接合機構21に供給する供給機構(図示せず)が設置されている。本超音波接合装置では、これらの機構が制御部40により制御されることにより、配線基板14と電子部品4との接合が行われる。
As shown in FIG. 1, the ultrasonic bonding apparatus includes a wiring board holding unit 24 that holds the
配線基板保持部24は、配線基板14を保持するステージ25と、ステージ25をX方向およびY方向に移動するステージ移動機構26を備えている。接合機構21は、接合ヘッド23と、該接合ヘッド23をZ方向に移動する(昇降する)昇降機構22を備えている。撮像機構27は、電子部品4および配線基板14を撮像する撮像ユニット28と、X方向およびY方向に移動する撮像ユニット移動機構29を備えている。
The wiring board holding unit 24 includes a stage 25 that holds the
図2は、図1に示した超音波接合装置を用い、電子部品4を配線基板14に接合させる動作に係るフロー図である。
FIG. 2 is a flowchart relating to the operation of bonding the
図2において、制御部40のコントロールにて、まず、供給機構により供給された電子部品4を接合ヘッド23で吸着する(S11)。次に撮像ユニット28が電子部品4および配線基板14の間に移動し、吸着された電子部品4およびステージ25に保持されている配線基板14を撮像する(S12)。次に、画像データを制御部40に送り、予め記憶している電子部品4と配線基板14の画像データとをそれぞれ比較し、電子部品4および配線基板14の位置と向きを検出する(S13)。次に、検出結果に基づいて、電子部品4および配線基板14を、予め設定した相対位置および向きに補正する(S14)。電子部品4または接合ヘッド23と接触しない位置に撮像ユニット28が退避し、接合ヘッド23が降下して電子部品4と配線基板14が接合する(S15)。そして、接合ヘッド23による電子部品4の吸着が解除され、接合ヘッド23が上昇する(S16)ことによって、接合動作の一つのサイクルが完了する。
In FIG. 2, the
なお、電子部品4および配線基板14を、予め設定した相対位置と向きとに補正する工程(S14)において、図1に示すステージ移動機構26ではなく、接合機構21に別途移動機構を設けて補正を行うようにしてもよい。
In the step of correcting the
図3は、電子部品4を接合させる条件である超音波振動条件と荷重条件のプロファイルと、各接合時間における電子部品4および配線基板14部分を示す図である。図3(a)は超音波振動と荷重条件のプロファイルを示し、図3(b1)〜図3(b3)は各接合時間における電子部品4と配線基板14、および電子部品4と配線基板14とを接合させる接合材13の構成を示す断面図であり、図3(c1)〜図3(c3)は、各接合時間における電子部品4と配線基板14の間に配置された接合材13の電子部品上電極12との接触面の領域を示す図である。なお、図中の5は超音波振動方向を示す。
FIG. 3 is a diagram showing profiles of ultrasonic vibration conditions and load conditions, which are conditions for bonding the
以下、図3を用いて、超音波振動条件と荷重条件の各プロファイルと、各接合時間における電子部品4および配線基板14の状態の関係を説明する。まず、配線電極15上に接合材13が配置されている配線基板14と電子部品4を用意する〔図3(a)0秒時,図3(b1),図3(c1):初期領域30〕。次に、t1秒間は荷重のみを印加する〔図3(a)0秒〜t1秒,図3(b2),図3(c2):荷重により拡大した領域31〕。このとき印加する荷重F〔N〕は、t1〔s〕後に超音波振動を印加した場合に電子部品4が位置ずれを生じない十分な値とする。次に、t1秒後から超音波振動P〔W〕と荷重F〔N〕をt2秒後まで印加し、接合プロファイルを完了させる〔図3(a)t1秒〜t2秒,図3(b3),図3(c3):荷重+超音波振動により拡大した領域32〕。
Hereinafter, the relationship between each profile of the ultrasonic vibration condition and the load condition and the state of the
ここで、図3(c2)に示す接合材13の荷重により拡大した領域31は、接合強度が低いため、荷重F〔N〕は、電子部品4が位置ずれを生じないのに十分で、かつ小さい値であることが望ましい。
Here, since the region 31 enlarged by the load of the bonding material 13 shown in FIG. 3C2 has a low bonding strength, the load F [N] is sufficient for the
なお、本実施形態では、予め接合材13を配線上に配置した配線基板14と電子部品4を対向させて接合させる接合方法を例として説明するが、接合材13は予め電子部品4に配置されていてもよい。また、t1〔s〕後の荷重または超音波振動は、図3(a)に示すように、必ずしも一定である必要はなく、また、超音波振動の制御因子も電力Wではなく、電圧や電流であってもよい。
In the present embodiment, a bonding method in which the
図4は本実施形態に関する電子部品4の各接合部に負荷される荷重条件および超音波振動条件と電子部品4の各接合部の良品・不良品の関係を示した説明図である。図4において領域36は、電子部品の各領域に実際に負荷される接合条件の範囲を示す。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the relationship between the load condition and ultrasonic vibration condition applied to each joint portion of the
図4に示すように、接合条件である荷重値および超音波振動は接合強度が確保でき、かつ電子部品4または配線基板14の破壊が発生しない範囲で設定する必要があり、接合する面積や接合材料の特性にもよるが、例えば荷重であれば5Nから500N程度が妥当であり、超音波振動であれば無荷重時の超音波振幅に換算して0.5μmから10μm程度が妥当である。
As shown in FIG. 4, it is necessary to set the load value and ultrasonic vibration, which are bonding conditions, within a range in which bonding strength can be ensured and the
また、電子部品4および配線基板14の接合部に対し、荷重,超音波振動以外に熱を印加すると、接合材13と電子部品上電極12、および配線基板14上の配線電極15の相互拡散が促進され、より低荷重,低超音波振動で接合が可能となるため、接合条件のマージンが広がり、さらに安定した品質を得ることができる。
When heat is applied to the joint between the
図5は図1に示す接合ヘッド23の構成図である。図5(a)は接合ヘッドの正面一部断面図であり、図5(b)の右図は接合ヘッドの底面図、図5(b)の左図は無荷重時のツール上位置と超音波振幅の関係を示す説明図、図5(b)の下図は無荷重時の超音波ホーンと超音波振幅の関係を示す説明図であり、図5(c)は接合ヘッドの構成部材であるツールにおける電子部品の吸着用吸着孔と電子部品およびツール着脱用ネジ孔の位置関係を示す底面図である。なお、図5では、接合ヘッドに保持される電子部品も併せて図示する。また、図5(b)の左図に示す無荷重時の超音波振幅9は、荷重印加時の超音波振動の伝達量を近似的に表している。
FIG. 5 is a configuration diagram of the joining
図5に示すように、接合ヘッド23は、電子部品4を吸着するツール3、超音波振動を発生する超音波振動子1、超音波振動をツール3に伝える超音波ホーン2、超音波ホーン2の支持部材10、荷重印加部材11で構成される。超音波ホーン2は、長手方向の中央部に超音波振動の最大振幅点35を有し、ツール3は、超音波振動の最大振幅点35である超音波ホーン2の中央部に配置されている。本構成により、超音波振動を最も効率的に電子部品4に伝達することができる。
As shown in FIG. 5, the
超音波振動子1は、超音波ホーン2の長手方向の一端部に配置され、超音波の長手方向に超音波振動する。また、超音波ホーン2は、超音波振動におけるノーダル部34(節部)のみで支持部材10により固定されている。このような構成により、超音波ホーン2の超音波振動を阻害することなく、超音波ホーン2を保持することができる。
The
ツール3に荷重を印加する荷重印加部材11は、超音波ホーン2の最大振幅点35であるツール3位置上に配置され、かつ超音波ホーン2とはネジやボルトなどで固定結合されておらず、荷重印加部材11とツール3の反対面の超音波ホーン2の最大振幅点35を含む面とが接触した構造をしている。また、荷重印加部材11における超音波ホーン2との接触面は耐摩擦性が高く、摩擦係数の小さい材料である方が望ましく、例えば超硬合金やダイヤモンド等など構成すればよい。
The
本構成によれば、例えば超音波振動のノーダル部34である支持部材10だけで超音波ホーン2に荷重を印加するよりも、大きい面積で荷重を印加できるため、超音波ホーン2および荷重印加部材11の剛性を気にすることなく、大きい荷重の印加が可能であり、かつ荷重印加部材11に超音波振動を阻害されずに、超音波ホーン2が超音波振動できるため、より大型の電子部品4への適用が可能となる。
According to this configuration, for example, the load can be applied in a larger area than the load applied to the
ここで、荷重印加部材11の超音波ホーン2との接触部の形状としては、90度以下の鋭角な部位があると、超音波振動時に超音波ホーン2との摩擦によって荷重印加部材11の超音波ホーン2との接触部の鋭角な部位が欠けやすく、発塵源となるため、荷重印加部材11の超音波ホーン2との接触部Cは、例えば図5(a)に示すような傾斜面加工などにより、鋭角な部位の無い形状が望まれる。
Here, if the shape of the contact portion of the
ツール3は、電子部品4の接合において好適な振動特性および振動伝達特性を有するステンレス鋼により形成されており、電子部品4の吸着に利用される複数の吸着孔33を備える。
The
ここで、接合ヘッド23の移動時にも電子部品4を位置ずれなくツール3で吸着保持するためには、電子部品4の全面を均等に吸引する必要がある。また、それぞれの吸引孔に対応した複数の吸引ポンプを設置することは、装置コストが増加するため、複数の吸引孔は1つの吸引ポンプに連結されることが望ましく、よって、全ての吸着孔33で安定して電子部品4の吸着力を発現するためには、全ての吸着孔33が電子部品4で密閉された状態でなければならない。つまり、安定して電子部品4をツール3で吸着するためには、例えば、図5(c)に示すような複数の吸着孔33は吸着する電子部品4の領域内であり、かつ電子部品4の全領域に均等に配置されていることが望ましい。
Here, in order to attract and hold the
さらに、超音波振動子1における超音波振動方向5に対して垂直方向の長さ20は、接合させる電子部品4における超音波振動方向5に対して垂直方向の長さ8よりも小さく、かつツール3および超音波ホーン2における超音波振動方向5に対して垂直方向の長さ7は、共に電子部品4における超音波振動方向5に対して垂直方向の長さ8よりも大きくしている。本実施形態によると、電子部品4よりも超音波振動子1が小さいため、サイズが大きい電子部品4であっても、作製が可能なサイズである既存の超音波振動子1を適用することができる。
Further, the length 20 in the direction perpendicular to the
図5(b)の左図に示す超音波振動波形9のように、超音波振動方向5と垂直方向におけるツール3の端部以外は、ツール3内の超音波振幅、つまり超音波振動の差が小さいため、例えば、ツール3内の超音波振幅の差が小さい領域における超音波振動方向5に対して垂直方向の長さよりも、超音波振動方向5に対して垂直な方向の長さが小さい電子部品4を用意し、超音波振動方向5に対して垂直な方向におけるツール3の中心と電子部品4の中心が重なる位置で電子部品4を接合させることにより、電子部品4における超音波振動方向5に対して垂直方向における中央部と端部とで、超音波振動の伝達を近似的に同一にすることができる。
Like the
このように超音波振動の伝達を近似的に同一にすることができるため、図3(c)に示す荷重+超音波振動により拡大した領域32を、電子部品4における超音波振動方向5に対して垂直方向の中央部と端部との電極で近似的に同一にすることができ、電子部品4における超音波振動方向5に対して垂直な方向の中央部と端部との電極部の接合強度を近似的に同一にすることができ、かつ接合時に、電子部品4における超音波振動方向5に対して垂直な方向の中央部と端部との電極部に与える負荷を近似的に同一にすることができる。
Since the transmission of the ultrasonic vibration can be made approximately the same in this way, the region 32 expanded by the load + ultrasonic vibration shown in FIG. Thus, the electrodes at the center and the end in the vertical direction can be made approximately the same, and the junction between the electrode at the center and the end in the direction perpendicular to the
よって、電子部品4の各接合部に実際に負荷される接合条件の範囲36は、従来と比べ格段に小さくなり、例えば図4に示すように、電子部品4の各接合部に実際に負荷される接合条件の範囲36を接合良品の範囲内に設定することが可能となる。
Therefore, the
特に、超音波振動方向5に対して垂直な方向のツール3および超音波ホーン2の長さが、電子部品4の1.5倍以上であれば十分であることが実験により分かっており、例えば電子部品4における超音波振動方向5に対して垂直な方向の長さが20mmの場合は、ツール3の超音波振動方向5に対して垂直な方向の長さは30mm以上あれば十分である。
In particular, experiments have shown that it is sufficient if the length of the
またツール3は、超音波ホーン2と必ずしも一体となっている必要はなく、メンテナンス性向上のため、ツール着脱用ネジ18により、着脱可能となっていてもよい。
Further, the
図5に示す構成はツール3が着脱可能な構成になっており、電子部品4との接触面に対して垂直なツール3の断面厚さは、図5(a)に示すように、ツール着脱用ネジ18を締結する部位が電子部品4と接触する部位よりも薄く、また電子部品4と接触する面と平行なツール3の平面は、図5(c)に示すように、ツール3の4つのコーナー部にそれぞれツール着脱用ネジ孔19を有している。
The configuration shown in FIG. 5 is such that the
また、図5(b)に示すように、ツール3の電子部品4との接触面が、電子部品4のツール3との接触面と平行になるように、かつツール着脱用ネジ18が電子部品4に接触しないように、4つのツール着脱用ネジ18によってツール3が超音波ホーン2に締結されている。
Further, as shown in FIG. 5B, the contact surface of the
前記構成によれば、ツール着脱用ネジ18の締結部ではツール3が薄いため、ツール着脱用ネジ18が電子部品4と干渉しないので、電子部品4を破壊することのない超音波装置を提供することができる。
According to the above configuration, since the
また、各部材の材料としては、超音波振動子1は圧電素子、超音波ホーン2はステンレスが適していると考えられる。
Further, as the material of each member, it is considered that a piezoelectric element is suitable for the
以上、例えば長辺が20mm程度のサイズの電子部品4を従来の方法で配線基板14に接合すると、電子部品4内の場所により伝達する超音波振動に差が生じるため、接合界面の剥離などの不良が発生するが、本実施形態によれば、電子部品4の全領域に同一の超音波振動を伝達できるため、不良となることなく、安定した製品の生産が可能となる。
As described above, for example, when the
本発明によれば、配線基板上に電子部品を接合するときに、電子部品と配線基板の十分な接合と非破壊を同時に満たすことができ、例えば、大型で狭ピッチ電極である半導体チップを搭載する必要のある画像表示装置用駆動ドライバー用ICの分野において有用である。 According to the present invention, when bonding an electronic component on a wiring board, sufficient bonding and non-destructiveness between the electronic component and the wiring board can be satisfied at the same time. For example, a semiconductor chip that is a large and narrow pitch electrode is mounted. This is useful in the field of drive driver ICs for image display devices that need to be performed.
1 超音波振動子
2 超音波ホーン
3 ツール
4 電子部品
5 超音波振動方向
6 超音波ホーン長
7 ツール長
8 電子部品長
9 無負荷時の超音波振幅
10 超音波ホーンの支持部材
11 荷重印加部材
12 電子部品上電極
13 接合材
14 配線基板
15 配線電極
17 超音波振動子の中心線
18 ツール着脱用ネジ
19 ツール着脱用ネジ孔
20 超音波振動子長
21 接合機構
22 昇降機構
23 接合ヘッド
24 配線基板保持部
25 ステージ
26 ステージ移動機構
27 撮像機構
28 撮像ユニット
29 撮像ユニット移動機構
30 初期領域
31 荷重により拡大した領域
32 荷重+超音波振動により拡大した領域
33 吸着孔
34 ノーダル部
35 最大振幅点
36 電子部品の各領域に実際に負荷される接合条件の範囲
40 制御部
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記超音波振動子における超音波振動方向に対して垂直方向の長さが、接合させる電子部品における超音波振動方向に対して垂直方向の長さよりも小さく、かつ前記ツールと前記超音波ホーンにおける超音波振動方向に対して垂直な方向の長さが、共に前記電子部品における超音波振動方向に対して垂直方向の長さよりも大きくなるように設定したことを特徴とする超音波接合装置。 In an ultrasonic bonding apparatus that transmits ultrasonic vibration generated from an ultrasonic vibrator to an electronic component on a wiring board via an ultrasonic horn and a tool, and bonds the electronic component and the wiring board.
The length in the direction perpendicular to the ultrasonic vibration direction in the ultrasonic vibrator is smaller than the length in the direction perpendicular to the ultrasonic vibration direction in the electronic component to be joined, and the length in the tool and the ultrasonic horn is An ultrasonic bonding apparatus characterized in that a length in a direction perpendicular to a sound wave vibration direction is set to be longer than a length in a direction perpendicular to the ultrasonic vibration direction in the electronic component.
超音波振動方向に対して垂直な方向におけるツールの中心と電子部品の中心とが重なる位置で前記電子部品と前記配線基板とを接合させることを特徴とする電子部品の接合方法。 A bonding method for bonding an electronic component and a wiring board using the ultrasonic bonding apparatus according to any one of claims 1 to 4,
An electronic component joining method comprising joining the electronic component and the wiring board at a position where a center of a tool and a center of the electronic component overlap in a direction perpendicular to an ultrasonic vibration direction.
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