JP2010027841A - 電子部品装着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電子部品を基板に装着する際の位置決めを高精度に制御し、両部品の正確な接着固定および電気接続を形成することができる電子部品装着装置を提供する。
【解決手段】基板２の表面上の部品実装箇所に予め被着されたメタライズを介して、電子部品３を部品実装箇所に装着する電子部品装着装置１において、基板が載置される接合テーブル１２と、電子部品を基板の部品実装箇所上に移載する部品移載手段５と、基板および電子部品の水平方向における位置を両部品の上方から観察する顕微鏡６と、部品移載手段によって基板の部品実装箇所上に移載された電子部品に対して上方から当接し、電子部品を加熱する部品接合手段９とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板上に電子部品を装着する電子部品装着装置に関し、より詳細には、基板表面上の部品実装箇所に予め被着されたメタライズ等を溶融することにより、基板と電子部品との接着固定および電気接続を形成する電子部品装着装置に関する。

この種の電子部品装着装置は、高周波半導体素子や光半導体素子などの小型電子部品をＳｉＯＢ，セラミック基板などに実装する際に使用されている（例えば特許文献１）。この基板と電子部品との間には、Ａｕ／Ｓｎや半田等のメタライズ層が予め介在されており、両部材は、このメタライズ層を挟んだ状態で加熱されることにより接着固定されて電気的に接続される。

近年、光通信などの分野においては、光伝送モジュールや光送受信ユニットなどの光学製品の小型化に伴って、これらに搭載される光半導体レーザ（ＬＤ）やフォトダイオード（ＰＤ）等の光半導体素子の微細化が進んでいる。したがって、光半導体素子のような小型電子部品を基板に実装する場合には、非常に高精度な位置決め制御が要求される。

図６は、従来の電子部品装着装置の概略構成を示す模式図である。同図に示される電子部品装置１００は、大別すると、基板１０１の載置および位置決めを行う基板位置決め機構１０２と、基板１０１に装着される電子部品１０３の吸着および位置決めを行う部品位置決め機構１０４と、基板１０１と電子部品１０３との間に配され、それぞれの位置決め状態を観察する撮像機構１０５とから構成されている。

基板位置決め機構１０２は、表面に基板１０１が載置される接合テーブル１０６と、該接合テーブル１０６とベース部材１０７との間に介装された基板ＸＹステージ１０８とを備え、使用者の操作やコンピュータの制御に応じて基板ＸＹステージ１０８が作動することによって、基板１０１の水平方向（ＸＹ方向）の位置が調整されるようになっている。

部品位置決め機構１０４は、ベース部材１０６上に立設された垂直フレーム１０９に直動ガイドなどを介して摺動可能に取り付けらた部品Ｚステージ１１０と、該部品Ｚステージ１１０から水平方向に延びる支持アーム１１１の先端部に設けられた部品ＸＹステージ１１２と、該部品ＸＹステージ１１２の下部に加重相殺機構１１３を介して取り付けられ、真空吸着などによって電子部品１０３を保持可能に構成された部品吸着機構１１４とを備え、上述した基板位置決め機構１０２と同様に電子部品１０３の水平方向（ＸＹ方向）の位置が調整されるようになっている。なお、加重相殺機構１１３には、電子部品１０３が装着される際に生じる加重を検出するための加重検出器１１５が内蔵されている。

撮像機構１０５は、基板１０１および電子部品１０３のＸＹ方向における位置画像をそれぞれ別々に捉えるミラー１１６ａ，１１６ｂ、および各ミラー１１６ａ，１１６ｂによって捕らえられた位置画像を撮像する投受光式のＣＣＤカメラ１１７ａ，１１７ｂを有する顕微鏡１１８と、該顕微鏡１１８のＣＣＤカメラ１１７ａ，１１７ｂによって撮像された各位置画像を表示する表示端末１１９とを備えている。使用者は、この表示端末１１９に出力される基板１０１および電子部品１０３のＸＹ方向における位置画像を観察しながら、基板１０１および電子部品１０３の位置調整を実行する。なお、電子部品１０３を基板１０１に装着する際には、顕微鏡１１８は、装着作業の妨げにならないように基板１０１と電子部品１０３との間から退避される。

また、部品位置決め機構１０４の部品吸着機構１１４には、基板１０１に装着する際に電子部品１０３を加熱するヒータ１２０が内蔵されている。このヒータ１２０は、パルスヒータ１２１に電気的に接続され、該パルスヒータ１２１の制御によって任意に温度調整される。ヒータ１２０によって電子部品１０３が所定の温度以上に上昇されると、部品Ｚステージ１１０の駆動により部品位置決め機構１０４が下方に移動する。そして、この加熱された電子部品１０３が基板１０１に当接されることによって、基板１０１の表面上の部品実装箇所に予め被着されたメタライズが溶融され、該メタライズを介して電子部品１０４が基板１０１に装着される。

特開２００６−３２４４６号公報

しかしながら、図６に示すような従来の電子部品装着装置１００では、基板１０１と電子部品１０３との間に撮像機構１０５の顕微鏡１１６を配置する構造であるため、顕微鏡１１６によって両部品１０２，１０３の正確な位置を捉えたとしても、顕微鏡１１６が退避された後に部品Ｚステージ１１０の駆動によって電子部品１０３を基板１０１に対して垂下する過程で、電子部品１０３と基板１０１との相対位置がずれてしまう可能性があった。すなわち、位置決めを行う際の電子部品１０３と基板１０１との間に、顕微鏡１１６を配置するための大きな空間が確保されているが、電子部品１０３の正確な位置精度を維持した状態でこの大きな空間（距離）を垂直に移動させることは困難であるため、電子部品１０３をサブミクロン単位の精度で基板１０１に装着することはほぼ不可能であった。

また、電子部品１０３を基板１０１に装着する工程では、部品吸着機構１１４にヒータ１１７などが配設されていることにより観察することが困難であり、かつ、これにより生じた誤差を検出する手段が装備されていないという点も、電子部品１０３と基板１０１との相対位置がずれてしまうことに起因していた。

さらに、部品位置決め機構１０４には、部品吸着機構１１４に吸着された電子部品１０３に負荷すべき加重が必要以上に大きくなるのを防ぐために、加重相殺機構１１３および加重検出器１１５が設けられているが、現存の加重検出器１１５は十分な検出応答速度を有していなかった。そのため、パルスヒータ１２１およびヒータ１２０によって電子部品１０３が加熱された際に、電子部品１０３に多大なストレスが加わって破損などが生じてしまうという問題があり、この問題点も位置決め精度を低下させる要因の一つになっていた。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、電子部品を基板に装着する際の位置決めを高精度に制御し、両部品の正確な接着固定および電気接続を形成することができる電子部品装着装置を提供することにある。

本発明の上記目的は、基板の表面上の部品実装箇所に予め被着されたメタライズを介して、電子部品を前記部品実装箇所に装着する電子部品装着装置において、前記基板が載置される接合テーブルと、前記電子部品を前記基板の前記部品実装箇所上に移載する部品移載手段と、前記基板および前記電子部品の水平方向における位置を両部品の上方から観察する顕微鏡と、前記部品移載手段によって前記基板の前記部品実装箇所上に移載された前記電子部品に対して上方から当接し、前記電子部品を加熱する部品接合手段とを備えていることにより、達成される。

また、上記目的は、前記部品接合手段が、前記電子部品を加熱する加熱源である誘導加熱コイルと、前記誘導加熱コイルの内周を貫通するように配されたピン形状の接合ツールと、前記接合ツールを軸方向に摺動自在に支持する接合ツール保持部とを有することにより、効果的に達成される。

また、上記目的は、前記接合ツール保持部が、前記誘導加熱コイルにより加熱される前記接合ツールの熱伝達部が挿入されるとともに、前記接合ツールの頭部に形成された加重部と係合する保持孔を有し、前記接合ツールが前記電子部品に当接する際には、前記接合ツールの自重のみが前記電子部品に負荷されることにより、効果的に達成される。

また、上記目的は、前記接合ツールと前記保持孔との間には筒状の軸受部材が介在され、前記軸受部材が、挿入される前記接合ツールの熱伝達部との間に空隙を有し、かつ、前記空隙が、前記接合ツールが熱膨張した場合でも前記接合ツールを軸方向に摺動可能であり、かつ前記接合ツールの垂直度を維持可能であるように設計されていることにより、効果的に達成される。

また、上記目的は、前記軸受部材が、絶縁性および滑動性を有する素材から形成されるとともに、前記接合ツールおよび前記接合ツール保持部が、導電性を有する素材から形成され、前記接合ツールが前記電子部品に当接している場合には、前記接合ツールと前記接合ツール保持部との絶縁性が維持され、かつ、前記接合ツールが前記電子部品に当接していない場合には、前記接合ツールの前記加重部が前記接合ツール保持部に接触することにより、前記接合ツールと前記接合ツール保持部との導電性が維持されることにより、効果的に達成される。

また、上記目的は、前記接合ツールの前記熱伝達部の先端形状が、前記電子部品の寸法に対応するとともに、前記電子部品を所定の温度に上昇させる熱を伝達可能な平面度を有することにより、効果的に達成される。

また、上記目的は、前記部品移載手段が、前記電子部品の両側を把持するピンセットと、該ピンセットにより把持された電子部品を水平方向および垂直方向に移動させるＸＹＺステージとを有することにより、効果的に達成される。

また、上記目的は、前記接合ツールの垂直度が、前記接合ステージ上の所定位置に載置された調整ジグの調整穴に前記接合ツールの先端部を挿入した状態で、前記接合ツール保持部に設けられた角度調整機構の固定ジグが締められることにより調整されることにより、効果的に達成される。

さらに、上記目的は、前記顕微鏡および前記接合ステージの水平方向の位置が、前記接合ステージ上に載置された前記調整ジグの前記調整穴が前記顕微鏡の視野に捕捉されるように調整されることにより、効果的に達成される。

本発明に係る電子部品装着装置によれば、電子部品を基板表面上の部品実装箇所に移載し、上方から電子部品に当接する部品接合手段によって電子部品を加熱することにより、部品実装箇所に予め被着されたメタライズを溶融し、電子部品を基板に装着するようになっている。このような構成により、電子部品および基板の上方に顕微鏡を配設することができるので、該顕微鏡を介して両部品の水平方向における位置を上方から一体的に観察することができる。この結果、従来の顕微鏡では、電子部品と基板との相対位置を間接的に観察していたのに対して、本発明に係る顕微鏡では、両部品の相対位置を直接的に観察することができるので、位置決め精度を大幅に向上させることができる。

以下、図面を参照にしながら本発明の実施形態について説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る電子部品装着装置の概略構造を示す模式図であり、図２は、本発明の実施形態に係る電子部品装着装置の制御構成を示すブロック図である。なお、これらの図では、複雑化するのを避けるために、一部の構成要素については図示を省略している。

本実施形態に係る電子部品制御装置１は、基板２の表面上にマークされた部品実装箇所に電子部品３を装着する装置であり、電子部品３が基板２の部品実装箇所に載置された際に電子部品３を加熱するようになっている。これにより、基板２の部品実装箇所に予め被着されていたメタライズが溶融し、この結果、基板２と電子部品３の接着固定および電気接続が形成される。

図１および図２において、電子部品装着装置１は、大別すると、基板２の載置および位置決めを行う基板位置決め機構４と、電子部品３を基板２の部品実装箇所上に移載する部品移載機構５と、基板２および該基板２に移載される電子部品３のＸＹ方向（水平方向）における位置を上方から観察する顕微鏡６と、部品移載機構５によって基板２の部品実装箇所上に移載された電子部品３に対して、誘導加熱コイル７によって加熱された接合ツール８を上方から当接する部品接合機構９とを備えている。図２に示すように、基板位置決め機構４、部品移載機構５、顕微鏡６および部品接合機構９の各駆動要素は、それらの作動の制御を司る制御部１０に接続されている。この制御部１０は、各種操作を指示するボタンなどを有する操作入力部１１に接続されており、該操作入力部１１を介して入力された操作指示に基づいて、各駆動要素の作動を制御するようになっている。

基板位置決め機構４は、表面に基板２が載置される接合テーブル１２と、該接合テーブル１２とベース部材１３との間に介装された基板ＸＹステージ１４とを備え、該基板ＸＹステージ１４を駆動することにより、接合テーブル１２および該接合テーブル１２に載置された基板２をＸＹ方向（水平方向）に移動できるようになっている。また、基板２が載置される接合テーブル１２の表面下には、温度調節機能を有する基板加熱ヒータ１５が内蔵されている。駆動要素である基板ＸＹステージ１４および基板加熱ヒータ１５は、制御部１０に電気的に接続されている。制御部１０は、操作入力部１１を介して入力された操作指示に基づいて、基板ＸＹステージ１４の駆動および基板加熱ヒータ１５による加熱を制御し、これにより、基板２の位置決めと加熱が実行される。

部品移載機構５は、電子部品３の両側を把持するピンセット１６と、該ピンセット１６により把持された電子部品３をＸＹ方向（水平方向）およびＺ方向（垂直方向）に移動させる部品ＸＹＺステージ１７とを備えている。駆動要素であるピンセット１６および部品ＸＹＺステージ１７は、制御部１０に電気的に接続されている。制御部１０は、操作入力部１１を介して入力された操作指示に基づいて、ピンセット１６の把持動作および部品ＸＹＺステージ１７の駆動を制御し、これにより、電子部品３を基板２の実装箇所上に移載する動作が実行される。

部品接合機構９は、電子部品３を加熱する加熱源である誘導加熱コイル７と、該誘導加熱コイル７の内周を貫通するように配されたピン形状の接合ツール８と、該接合ツール８を軸方向に摺動自在に支持する接合ツール保持部１８と、接合ツール保持部１８を支持するとともに接合ツール８を電子部品３に当接するように移動させるアーム部１９と備えている。誘導加熱コイル７の両端部は、接合ツール８が配される側の接合ツール保持部１８の一部に固定され、制御部１０に電気的に接続されている。また、接合ツール８を移動させる駆動要素であるアーム部１９も、制御部１０に電気的に接続されている。制御部１０は、操作入力部１１を介して入力された操作指示に基づいて、誘導加熱コイル７による加熱およびアーム部１９の駆動を制御し、これにより、電子部品３に接合ツール８を当接させて電子部品３を加熱する動作が実行される。

顕微鏡６は、例えば投受光式のＣＣＤカメラなどを内蔵した撮像手段であり、この顕微鏡６により撮像された基板２および電子部品３のＸＹ方向位置を示す画像は、制御部１０で処理されて表示端末（ディスプレイ）２０に出力される。また、顕微鏡６は、ベース部材１３に立設された支柱部材２１に沿って摺動可能な昇降機構（図示せず）を有し、該昇降機構は、制御部１０に電気的に接続されている。制御部１０は、操作入力部１１を介して入力された操作指示に基づいて、この顕微鏡６の昇降機構の駆動を制御し、これにより、顕微鏡６の垂直方向の進退動作、すなわち基板２および電子部品３への接近／退避動作が実行される。

図３は、接合ツールおよび接合ツール保持部を説明するための概略断面図である。

同図において、接合ツール８は、周囲に配された誘導加熱コイル７により加熱される熱伝達部８ａと、該熱伝達部８ａの頭部（図２中の上側）に形成された加重部７ｂとから構成されている。加重部８ｂは、電子部品３に対して所定の加重を加えるための部材であり、その寸法などを変更することにより所定の加重を任意に変更することができる。一方、熱伝達部８ａは、先細に形成された先端部（図２中の下側）で電子部品３に当接することにより、誘導加熱コイル７の熱を電子部品３に伝達する部材である。この熱伝達部８ａの先端部の形状は、電子部品３の寸法に対応するとともに、電子部品３を所定の温度に上昇させる熱を伝達可能な平面度を有し、部品移載機構５のピンセット１６によって把持されている電子部品３に対して接触できるようになっている。例えば、電子部品３の寸法が約２５０μｍの場合には、熱伝達部８ａの先端部寸法は、約２００μｍに設定される。

また、この接合ツール８を構成する熱伝達部８ａおよび加重部８ｂ、ならびに接合ツール保持部１８は、いずれも導電性を有する金属素材で形成されている。加重部８ｂの素材としては、例えば、ＳＵＳ３０３などが好ましい。一方、熱伝達部（ピンゲージ）８ａの素材には、誘導加熱が得られる材質であり、かつ精密な寸法で形成可能であることが求められるので、例えば超鋼などが好ましい。このような素材から形成された熱伝達部８ａは、加重部８ｂの下面中央部に形成された穴に嵌合固定され、これにより接合ツール８が形成される。例えば、上述した約２５０μｍの電子部品３を装着する際には、約６ｍｍの誘導加熱コイル７の内径に約３９ｍｍの軸長を有する熱伝達部８ａを貫通するように配した接合ツール８が使用される。なお、熱伝達部８ａと加重部８ｂとの固定を強化するために、嵌合穴に特殊接着剤を介在させてもよい。この場合に使用される特殊接着剤は、接合ツール８の加熱時の温度（Ａｕ／Ｓｎメタライズの溶融温度である約３２０°Ｃ）を考慮して、約３７０°Ｃまでの耐熱性を有していることが望ましい。

接合ツール保持部１８は、接合ツール８の熱伝達部８ａが挿通可能であるとともに加重部８ｂと係合可能である大きさで穿設された保持孔１８ａを有する。この保持孔１８ａの径は、少なくとも加重部８ｂの径よりも小さくなるように設計されており、図３に示すような係合状態では、少なくとも加重部８ｂの一部（下面外縁部）が接合ツール保持部１８と接触するようになっている。

保持孔１８ａと該保持孔１８ａに挿通される熱伝達部８ａとの間には、絶縁性および滑動性を有する素材（セラミック素材等）から形成されたパイプ２２が軸受部材として介在されている。このパイプ２２の内径は、接合ツール８が熱膨張した際でも熱伝達部８ａが軸方向へ摺動可能であり、かつ接合ツール８の垂直度を維持可能である空隙が確保されるように設計されている。すなわち、このパイプ２２には、同芯度の高い寸法精度が要求され、かつ、熱伝導が少なく絶縁性が確保されていることが要求される。したがって、このパイプ２２の素材としては、これらの要求に適した特性を有し、０．５μｍの精度を確保可能なジルコニアスリーブを使用することが好ましい。

このような構成からなる接合ツール８および接合ツール保持部１８の構成により、接合ツール８の熱伝達部８ａの垂直度は確保され、かつ、誘導加熱コイル７による加熱によって熱伝達部８ａが熱膨張を生じても、この熱膨張により長くなった部分はパイプ２２を通じてスライドされるため、電子部品３との当接時に接合ツール８の自重以外のストレスが加わらないようになっている。

また、図４は、接合ツールが電子部品に当接した状態を示す説明図である。なお、上述した図３は、接合ツールが電子部品に当接していない状態を示したものである。

図４に示すように、接合ツール８が電子部品３に当接した状態では、接合ツール８と接合ツール保持部１８とが絶縁性素材からなるパイプ２２を介してのみ接触しているため、接合ツール８の絶縁性が維持されている。一方、図３に示すように、接合ツール８が電子部品３に当接していない状態では、接合ツール８と接合ツール保持部１８とが導電性素材からなる加重部８ｂを介して接触しているため、接合ツール８の電気的導電性が維持されている。このような構成により、接合ツール８に帯電した静電気は、接合ツール８が電子部品３に当接する前に解消されるようになっている。

また、図５は、接合ツールの垂直度調整を示す説明図である。同図に示すように、本実施形態に係る電子部品装着装置１では、接合テーブル１２の所定の位置に載置された調整ジグ２３を用いて、接合ツール８の垂直度調整が行われる。この調整ジグ２３は、矩形状の表面部に形成された調整穴２３ａを有し、該調整穴２３ａの内周面には中空円筒状の絶縁部材（ジルコニアスリーブ）２４が装着されている。

接合ツール８の垂直度を調整する際には、まず、接合ツール保持部１８に設けられたθ方向の調整機構およびφ方向の調整機構の固定ジグが緩められ、この状態で接合ツール保持部１８の保持孔１８ａに装着されたパイプ２２に接合ツール８の熱伝達部８ａが挿入される。そして、アーム部１９の駆動により接合ツール８が垂下され、熱伝達部８ａの先端部が調整ジグ２３の調整穴２３に装着された絶縁部材２４に挿入される。

次に、この状態で調整ジグ２３と接合ステージ１２との間に隙間が生じないように気をつけながら、接合ツール保持部１８のθ方向調整機構およびφ方向調整機構の固定ジグが締められ、アーム部１９によって接合ツール８が上下方向に移動させても、調整穴２３ｂに熱伝達部８ａが容易に挿入可能であることが確認される。その後、この状態で調整ジグ２３の調整穴２３ａと顕微鏡６の視野中心とが一致するように、接合ステージ１２の位置が基板ＸＹステージ１４によって調整される。以上のような調整により、接合ツール８の正確な垂直度が確保され、かつ、接合ツール８を基板２に移載された電子部品３に正確に当接させることができる。

次に、本実施形態に係る電子部品装着装置１によって電子部品３を基板２に装着する作用について説明する。

まず、図１に示すように、接合テーブル１２上に基板２が載置され、部品実装箇所として基板２の表面上に形成されたマークが顕微鏡６の視野中心と一致するように、基板ＸＹステージ１４によって基板２が位置決めされる。そして、顕微鏡６を介して検出された位置情報に基づいて、部品移載機構５のピンセット１６によって把持された電子部品３が部品実装箇所である基板２のマーク上に移載される。

次に、顕微鏡６が基板２の上方に退避され、接合ツール保持部１８によって保持された接合ツール８が部品実装箇所に移載された電子部品３の上方に位置するように移動される。そして、接合ツール保持部１８を支持しているアーム部１９によって、接合ツール８の熱伝達部８ａの先端部が電子部品３に当接するように接合ツール保持部１８が垂下され、この位置設定が終了したら、ピンセット１６による電子部品３の把持が解除される。

その後、基板加熱ヒータ１５によって基板２が約２５０°Ｃまで加熱され、この温度上昇が確認されると、誘導加熱コイル７によって接合ツール８が加熱され、接合ツール８の熱伝達部８ａを介して電子部品３が加熱される。ここで、５５Ａの電流で２秒間の誘導加熱コイル７による加熱を行うと、電子部品３の温度は約３２０°Ｃまで上昇する。この温度は、電子部品３と基板２との間に介在されるメタライズの素材（Ａｕ／ＡＮ）の融点温度（約２７５°Ｃ）よりも４５°Ｃ程度高いため、メタライズを確実に溶融して電子部品３と基板２との接着固定および電気接続を形成することができる。

以上のように、本実施形態に係る電子部品装着装置１によれば、電子部品３をピンセット１６で把持して基板２の部品実装箇所上に移載し、この状態で加熱伝達部材である接合ツール８の先端部を電子部品３の上方から当接させる構造になっているので、電子部品３の加熱を確実に行うことができる。

また、この構造により、基板２および電子部品３の上方に顕微鏡６を配設することができるので、該顕微鏡６を介して両部品２，３の水平方向における位置を上方から一体的に観察することができる。これにより、両部品２，３の相対位置を直接的に観察することができるので、位置決め精度の向上を図ることができる。

また、本実施形態に係る電子部品装着装置１では、接合ツール８の頭部に形成された加重部８ｂが接合ツール保持部１８の保持孔１８ａに係合することにより、接合ツール８が保持される構造になっているので、接合ツール８が電子部品３に当接した際に、接合ツール８の自重以外のストレスが電子部品３に加わらないようになっている。この結果、熱膨張などによるストレスに起因していた電子部品の位置ずれや破損などの発生を防止することができる。

また、本実施形態に係る電子部品装着装置１では、接合ツール８と該接合ツール８を保持する保持孔１８ａとの間には、絶縁性および滑動性を有するパイプ２２が装着されている。これにより、接合ツール８が電子部品３に当接している状態では、導電性素材からなる接合ツール８と接合ツール保持部１８とがパイプ２２を介してのみ接触するために絶縁状態になり、一方、接合ツール８が電子部品３に当接している状態では、接合ツール８と接合ツール保持部１８とが導電性素材からなる接合ツール８の加重部８ｂを介して接触するために導電状態となる。この結果、接合ツール８に帯電した静電気は、接合ツール８が電子部品３に当接する前に解消されるので、静電気による電子部品３の位置ずれを防止することができる。

以上、本発明の実施形態について具体的に説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

本発明の実施形態に係る電子部品装着装置の概略構造を示す模式図である。 本発明の実施形態に係る電子部品装着装置の制御構成を示すブロック図である。 接合ツールおよび接合ツール保持部を説明するための概略断面図である。 接合ツールが電子部品に当接した状態を示す説明図である。 接合ツールの垂直度調整を示す説明図である。 従来の電子部品装着装置の概略構成を示す模式図である。

符号の説明

１・・・電子部品装着装置
２・・・基板
３・・・電子部品
４・・・基板位置決め機構
５・・・部品移載機構
６・・・顕微鏡
７・・・誘導加熱コイル
８・・・接合ツール
８ａ・・・熱伝達部
８ｂ・・・加重部
９・・・部品接合機構
１２・・・接合テーブル
１６・・・ピンセット
１７・・・部品ＸＹＺステージ
１８・・・接合ツール保持部
１８ａ・・・保持孔
１９・・・アーム部
２２・・・パイプ（軸受部材）
２３・・・調整ジグ
２３ａ・・・調整穴

Claims (9)

1. 基板の表面上の部品実装箇所に予め被着されたメタライズを介して、電子部品を前記部品実装箇所に装着する電子部品装着装置であって、
   前記基板が載置される接合テーブルと、
   前記電子部品を前記基板の前記部品実装箇所上に移載する部品移載手段と、
   前記基板および前記電子部品の水平方向における位置を両部品の上方から観察する顕微鏡と、
   前記部品移載手段によって前記基板の前記部品実装箇所上に移載された前記電子部品に対して上方から当接し、前記電子部品を加熱する部品接合手段と
   を備えていることを特徴とする電子部品装着装置。
2. 前記部品接合手段は、前記電子部品を加熱する加熱源である誘導加熱コイルと、前記誘導加熱コイルの内周を貫通するように配されたピン形状の接合ツールと、前記接合ツールを軸方向に摺動自在に支持する接合ツール保持部とを有する請求項１に記載の電子部品装着装置。
3. 前記接合ツール保持部は、前記誘導加熱コイルにより加熱される前記接合ツールの熱伝達部が挿入されるとともに、前記接合ツールの頭部に形成された加重部と係合する保持孔を有し、
   前記接合ツールが前記電子部品に当接する際には、前記接合ツールの自重のみが前記電子部品に負荷される請求項２に記載の電子部品装着装置。
4. 前記接合ツールと前記保持孔との間には筒状の軸受部材が介在され、
   前記軸受部材は、挿入される前記接合ツールの熱伝達部との間に空隙を有し、かつ、
   前記空隙は、前記接合ツールが熱膨張した場合でも前記接合ツールを軸方向に摺動可能であり、かつ前記接合ツールの垂直度を維持可能であるように設計されている請求項３に記載の電子部品装着装置。
5. 前記軸受部材は、絶縁性および滑動性を有する素材から形成されるとともに、前記接合ツールおよび前記接合ツール保持部は、導電性を有する素材から形成され、
   前記接合ツールが前記電子部品に当接している場合には、前記接合ツールと前記接合ツール保持部との絶縁性が維持され、かつ、
   前記接合ツールが前記電子部品に当接していない場合には、前記接合ツールの前記加重部が前記接合ツール保持部に接触することにより、前記接合ツールと前記接合ツール保持部との導電性が維持される請求項４に記載の電子部品装着装置。
6. 前記接合ツールの前記熱伝達部の先端形状は、前記電子部品の寸法に対応するとともに、前記電子部品を所定の温度に上昇させる熱を伝達可能な平面度を有する請求項３ないし５のいずれかに記載の電子部品装着装置。
7. 前記部品移載手段は、前記電子部品の両側を把持するピンセットと、該ピンセットにより把持された電子部品を水平方向および垂直方向に移動させるＸＹＺステージとを有する請求項１ないし６のいずれかに記載の電子部品装着装置。
8. 前記接合ツールの垂直度は、前記接合ステージ上の所定位置に載置された調整ジグの調整穴に前記接合ツールの先端部を挿入した状態で、前記接合ツール保持部に設けられた角度調整機構の固定ジグが締められることにより調整される請求項２ないし７のいずれかに記載の電子部品装着装置。
9. 前記顕微鏡および前記接合ステージの水平方向の位置は、前記接合ステージ上に載置された前記調整ジグの前記調整穴が前記顕微鏡の視野に捕捉されるように調整される請求項８に記載の電子部品装着装置。

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