JP2017022326A - 半導体実装装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】チップ部品を回路基板に固定することによる加圧ヘッドの経時変化を把握し、経時変化による加圧状態のばらつきを原因とするチップ部品の接合不良の発生を抑制することができる半導体実装装置の提供を目的とする。【解決手段】チップ部品Ｄを加圧して回路基板Ｃの所定位置である仮圧着可能位置Ｐｔに固定する加圧ヘッドである本圧着用ヘッド１７を備える半導体実装装置１において、回路基板Ｃに対する本圧着用ヘッド１７の位置から、その位置で本圧着用ヘッド１７が同時に加圧するチップ部品Ｄの数を算出し、前記チップ部品Ｄの数に基づいて本圧着用ヘッド１７の加圧力である本圧着荷重Ｆｐを変更し、本圧着用ヘッド１７がチップ部品Ｄを加圧するとともに加圧した回数である加圧回数Ｎｐを積算する。【選択図】図１

Description

本発明は、半導体実装装置に関する。詳しくは、半導体素子であるチップ部品等を回路基板に実装する半導体実装装置に関する。
従来、銅配線等の導電体からなる回路を有する基板のパターンの高精度化、微細化に対応するため、半導体素子からなるチップ部品を回路基板に形成されたパッドに接着剤によって仮固定する仮圧着工程と、パッドに仮固定されたチップ部品のバンプとパッドとを接合させる本圧着工程とから構成される半導体実装装置が知られている。例えば特許文献１の如くである。このような半導体実装装置において、隣接するチップ部品に対する熱の影響を回避するために、複数のチップ部品を同時に加熱および加圧して回路基板に接続する本圧着装置の実装用ヘッド（加圧加熱装置の加熱加圧ヘッド）が知られている。例えば特許文献２の如くである。
特許文献２に記載の加圧加熱装置の加熱加圧ヘッドは、仮固定された複数のチップ部品の加圧方向の位置のばらつきを吸収するためにチップ部品と接触する複数のアタッチメント（加熱加圧ツール）とヒーターブロックとの間に弾性体が設けられている。加熱加圧ヘッドは、加圧時に弾性体がたわむことで複数のチップ部品の加圧方向の位置のばらつきを吸収し、均一に加圧できるように構成されている。特許文献２に記載の技術は、チップ部品の加圧方向の位置のばらつきに応じて各弾性体が独立してたわむ。このため、弾性体の加熱や加圧を原因とする経時変化の進行具合は、各アタッチメントが加圧する回数によって異なる。したがって、加熱加圧ヘッドは、各弾性体の経時変化の差によってたわみ量やへたり量にばらつきが生じ、チップ部品の不均一な加圧による接合不良が発生する可能性があった。
特開２０１０−２３２２３４号公報 特開２０１０−３４４２３号公報
本発明の目的は、チップ部品を回路基板に固定することによる加圧ヘッドの経時変化を把握し、経時変化による加圧状態のばらつきを原因とするチップ部品の接合不良の発生を抑制することができる半導体実装装置の提供を目的とする。
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
即ち、本発明は、チップ部品を加圧して回路基板の所定位置に固定する加圧ヘッドを備える半導体実装装置において、回路基板に対する加圧ヘッドの位置から、その位置で加圧ヘッドが同時に加圧するチップ部品の数を算出し、前記チップ部品の数に基づいて加圧ヘッドの加圧力を変更し、前記加圧ヘッドがチップ部品を加圧するとともに加圧した回数を積算するものである。
本発明は、前記加圧ヘッドにおけるチップ部品を加圧した位置毎にチップ部品を加圧した回数を積算するものである。
本発明は、前記本圧着用ヘッドが、チップ部品に接触する複数のアタッチメントと、各アタッチメントを独立して支持する複数の弾性体とを備え、各アタッチメントに接触するチップ部品の加圧方向の位置のばらつきを弾性体によって吸収するように構成され、アタッチメント毎にチップ部品を加圧した回数を積算するものである。
本発明は、任意の基準位置から各アタッチメントまでの距離を測定する距離検出手段を備え、前記各アタッチメントのチップ部品を加圧した回数のうち少なくとも一つのアタッチメントのチップ部品を加圧した回数が所定回数以上になった場合、前記各アタッチメントのチップ部品を加圧した回数の最大値と最小値との回数差が所定回数差以上になった場合、または距離検出手段が検出した各アタッチメントまでの距離の変化量のうち少なくとも一つのアタッチメントの距離の変化量が所定変化量以上になった場合、その旨の通知と前記本圧着用ヘッドの交換とのうち少なくとも一方の処理を行うものである。
本発明は、任意の基準位置から各アタッチメントまでの距離を測定する距離検出手段を備え、前記各アタッチメントのチップ部品を加圧した回数のうち少なくとも一つのアタッチメントのチップ部品を加圧した回数が所定回数以上になった場合、前記各アタッチメントのチップ部品を加圧した回数の最大値と最小値との回数差が所定回数差以上になった場合、または距離検出手段が検出した各アタッチメントまでの距離の変化量のうち少なくとも一つのアタッチメントの距離の変化量が所定変化量以上になった場合、各アタッチメントの弾性体の状態を同一にする加熱処理または加圧処理のうち少なくとも一方の処理を行うものである。
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
本発明においては、加圧ヘッドが同時に加圧するチップ部品の数に関わらず、一つのチップ部品に対して加える力が等しくなり、加圧ヘッドの加圧による経時変化が均一になる。これにより、チップ部品を回路基板に固定することによる加圧ヘッドの経時変化を把握し、経時変化による加圧状態のばらつきを原因とするチップ部品の接合不良の発生を抑制することができる。
本発明においては、加圧ヘッド内のチップ部品を加圧した部分において加圧した回数の分布が考慮される。これにより、チップ部品を回路基板に固定することによる加圧ヘッドの経時変化を把握し、経時変化による加圧状態のばらつきを原因とするチップ部品の接合不良の発生を抑制することができる。
本発明においては、各アタッチメントを支持する弾性体毎の使用状態が検出される。これにより、チップ部品を回路基板に固定することによる加圧ヘッドの経時変化を把握し、経時変化による加圧状態のばらつきを原因とするチップ部品の接合不良の発生を抑制することができる。
本発明においては、加圧ヘッドの加圧による経時変化が定量的な評価に基づいて判断されるとともにその経時変化のばらつきが一定の範囲内に抑えられる。これにより、チップ部品を回路基板に固定することによる加圧ヘッドの経時変化を把握し、経時変化による加圧状態のばらつきを原因とするチップ部品の接合不良の発生を抑制することができる。
本発明においては、加圧ヘッドの加圧による経時変化が定量的な評価に基づいて判断されるとともにアタッチメント間の経時変化のばらつきが一定の範囲内に抑えられる。これにより、チップ部品を回路基板に固定することによる加圧ヘッドの経時変化を把握し、経時変化による加圧状態のばらつきを原因とするチップ部品の接合不良の発生を抑制することができる。
本発明の第一実施形態に係る半導体実装装置の全体構成を示す概略図。 （ａ）本発明の第一実施形態に係る半導体実装装置の仮圧着用ヘッドの構成を示す概略図（ｂ）本発明の第一実施形態に係る半導体実装装置の本圧着用ヘッドの構成を示す概略図。 本発明の第一実施形態に係る半導体実装装置の制御構成を表すブロック図。 （ａ）本発明の第一実施形態に係る半導体実装装置の仮圧着工程におけるチップ部品の仮固定の態様を示す概略図（ｂ）同じく本圧着工程におけるチップ部品の固定の態様を示す概略図。 本発明の第一実施形態に係る半導体実装装置の加圧時の温度状態を表すグラフを示す図。 本発明の第一実施形態に係る半導体実装装置で回路基板に仮圧着されたチップ部品と本圧着用ヘッドの加圧位置との関係を示す図。 （ａ）本発明の第一実施形態に係る半導体実装装置の本圧着工程において一の加圧位置での本圧着用アタッチメントによるチップ部品の加圧状態を示す図（ｂ）同じく他の加圧位置での本圧着用アタッチメントによるチップ部品の加圧状態を示す図。 （ａ）本発明の第一実施形態に係る半導体実装装置の本圧着工程において各本圧着用アタッチメントの加圧回数を表すグラフを示す図（ｂ）同じく各本圧着用アタッチメントの加圧回数の差を表すグラフを示す図（ｃ）同じく各本圧着用アタッチメントまでの基準位置からの距離の変化量を表すグラフを示す図。 （ａ）本発明の第一実施形態に係る半導体実装装置の本圧着工程において一方の本圧着用ヘッドでチップ部品を加圧している状態を示す本圧着用ヘッドの短手方向側面図（ｂ）同じく他方の本圧着用ヘッドでチップ部品を加圧している状態を示す本圧着用ヘッドの短手方向側面図。 本発明の第一実施形態に係る半導体実装装置の制御態様を表すフローチャートを示す図。 本発明の第一実施形態に係る半導体実装装置の仮圧着工程における制御態様を表すフローチャートを示す図。 本発明の第一実施形態に係る半導体実装装置の本圧着工程における制御態様を表すフローチャートを示す図。 本発明の第一実施形態に係る半導体実装装置の本圧着工程における本圧着用ヘッド交換の制御態様を表すフローチャートを示す図。 本発明の第二実施形態に係る半導体実装装置の本圧着用ヘッドのゴム部材に経時変化が生じている状態を示す図（ｂ）本発明の第二実施形態に係る半導体実装装置の本圧着用ヘッドを均一化処理している状態を示す図。 本発明の第二実施形態に係る半導体実装装置の制御態様を表すフローチャートを示す図。 本発明の第二実施形態に係る半導体実装装置の本圧着工程における本圧着用ヘッド均一化処理の制御態様を表すフローチャートを示す図。
まず、図１から図５を用いて、本発明に係る半導体実装装置における第一実施形態である半導体実装装置１について説明する。以下の説明では仮圧着装置２から本圧着装置１２へ回路基板Ｃを搬送する方向をＸ軸方向、これに直交するＹ軸方向、後述の仮圧着用ヘッド７および本圧着用ヘッド１７の回路基板Ｃに垂直な移動方向をＺ軸方向、Ｚ軸を中心として回転する方向をθ方向として説明する。なお、本実施形態においては、半導体実装装置１として仮圧着装置２と本圧着装置１２とがそれぞれ構成されているが、これに限定されるものではない。また、本実施形態において、回路基板Ｃとチップ部品Ｄとを接着する接着剤である熱硬化性樹脂からなる非導電性フィルム（以下、単に「ＮＣＦ」と記す）は、予めチップ部品Ｄのはんだを覆うように貼り付けられているものとするがこれに限定されるものではなく、回路基板Ｃ側に貼り付けられていてもよい。
図１に示すように、半導体実装装置１は、回路基板Ｃにチップ部品Ｄを実装するものである。半導体実装装置１は、仮圧着装置２、本圧着装置１２、搬送装置２３（図３参照）および制御装置２４（図３参照）を具備している。
半導体実装装置１の一部を構成する仮圧着装置２は、接着剤であるＮＣＦによって回路基板Ｃにチップ部品Ｄを仮固定するものである。仮圧着装置２は、仮圧着用基台３、仮圧着用ステージ４、仮圧着用支持フレーム５、仮圧着用ユニット６、加圧ヘッドである仮圧着用ヘッド７、仮圧着用ヒーター８（図２（ａ）参照）、仮圧着用アタッチメント９（図２（ａ）参照）、距離測定手段である仮圧着用変位センサ１０および仮圧着用画像認識装置１１（図３参照）を具備している。
仮圧着用基台３は、仮圧着装置２を構成する主な構造体である。仮圧着用基台３は、十分な剛性を有するようにパイプ材等を組み合わせて構成されている。仮圧着用基台３は、仮圧着用ステージ４と仮圧着用支持フレーム５とを支持している。
仮圧着用ステージ４は、回路基板Ｃを保持しつつ、任意の位置に移動させるものである。仮圧着用ステージ４は、仮圧着用駆動ユニット４ａに回路基板Ｃを吸着保持できる仮圧着用吸着テーブル４ｂが取り付けられて構成されている。仮圧着用ステージ４は、仮圧着用基台３に取り付けられ、仮圧着用駆動ユニット４ａによって仮圧着用吸着テーブル４ｂをＸ軸方向、Ｙ軸方向およびθ方向に移動できるように構成されている。すなわち、仮圧着用ステージ４は、仮圧着用基台３上において仮圧着用吸着テーブル４ｂに吸着された回路基板ＣをＸ軸方向、Ｙ軸方向、θ方向に移動できるように構成されている。なお、本実施形態において仮圧着用ステージ４は、吸着により回路基板Ｃを保持しているがこれに限定されるものではない。
仮圧着用支持フレーム５は、仮圧着用ユニット６を支持するものである。仮圧着用支持フレーム５は、板状に形成され、仮圧着用基台３の仮圧着用ステージ４の近傍からＺ軸方向にむかって延びるように構成されている。
加圧ユニットである仮圧着用ユニット６は、仮圧着用ヘッド７を移動させるものである。仮圧着用ユニット６は、図示しないサーボモータとボールねじとから構成される。仮圧着用ユニット６は、サーボモータによってボールねじを回転させることによりボールねじの軸方向の駆動力を発生するように構成されている。仮圧着用ユニット６は、仮圧着用ヘッド７の移動方向が回路基板Ｃに対して垂直なＺ軸方向になるように仮圧着用支持フレーム５に取り付けられている。つまり、仮圧着用ユニット６は、Ｚ軸方向の駆動力（加圧力）を発生するように構成されている。仮圧着用ユニット６は、サーボモータの出力を制御することによりＺ軸方向の加圧力である仮圧着荷重Ｆｔを任意に設定できるように構成されている。なお、本実施形態において、仮圧着用ユニット６は、サーボモータとボールねじとの構成としたがこれに限定されるものではなく、空圧アクチュエータや油圧アクチュエータから構成してもよい。
仮圧着用ヘッド７は、仮圧着用ユニット６の駆動力をチップ部品Ｄに伝達するものである。仮圧着用ヘッド７は、仮圧着用ユニット６を構成している図示しないボールねじナットに取り付けられている。また、仮圧着用ユニット６は、仮圧着用ステージ４と対向するように配置されている。つまり、仮圧着用ヘッド７は、仮圧着用ユニット６によってＺ軸方向に移動されることで仮圧着用ステージ４に近接できるように構成されている。図２（ａ）に示すように、仮圧着用ヘッド７には、仮圧着用ヒーター８、仮圧着用アタッチメント９および仮圧着用変位センサ１０が設けられている。
図２（ａ）に示すように、仮圧着用ヒーター８は、チップ部品Ｄを加熱するためのものである。仮圧着用ヒーター８は、カートリッジヒータから構成され、仮圧着用ヘッド７に形成された孔等に組み込まれている。本実施形態において、仮圧着用ヒーター８は、カートリッジヒータから構成されているがこれに限定されるものではなく、ラバーヒーター等、チップ部品Ｄを加熱することができるものであればよい。また、仮圧着用ヒーター８は、仮圧着用ヘッド７に組み込まれているがこれに限定されるものではなく、仮圧着用ステージ４に組み込んで、仮圧着用ステージ４側から回路基板Ｃを介してＮＣＦを加熱する構成でもよい。
仮圧着用アタッチメント９は、チップ部品Ｄを保持するものである。仮圧着用アタッチメント９は、仮圧着用ヘッド７に仮圧着用ステージ４と対向するように設けられている。仮圧着用アタッチメント９は、チップ部品Ｄを位置決めしながら吸着保持できるように構成されている。また、仮圧着用アタッチメント９は、仮圧着用ヒーター８によって加熱されるように構成されている。つまり、仮圧着用アタッチメント９は、チップ部品Ｄを位置決め保持するとともに、仮圧着用ヒーター８からの伝熱によってチップ部品Ｄに貼り付けられているＮＣＦを加熱できるように構成されている。
仮圧着用変位センサ１０は、任意の基準位置からの仮圧着用ヘッド７のＺ軸方向の距離を測定するものである。仮圧着用変位センサ１０は、各種レーザー光を利用した変位センサから構成される。仮圧着用変位センサ１０は、仮圧着完了時の仮圧着用ヘッド７のＺ軸方向の任意の基準位置からの距離Ｌｔ（図４（ａ）参照）を測定できるように構成されている。なお、本実施形態において、仮圧着用変位センサ１０はレーザー光を利用したものから構成されているがこれに限定されるものではなく、超音波を利用したものや、リニアスケール、サーボモータのエンコーダから算出するものから構成されていてもよい。
図３に示すように、仮圧着用画像認識装置１１は、画像によってチップ部品Ｄと回路基板Ｃとの位置情報を取得するものである。仮圧着用画像認識装置１１は、仮圧着用ステージ４に吸着保持されている回路基板Ｃの位置合わせマークと仮圧着用アタッチメント９に保持されているチップ部品Ｄの位置合わせマークとを画像認識して、回路基板Ｃとチップ部品Ｄとの位置情報を取得するように構成されている。
図１に示すように、本圧着装置１２は、チップ部品Ｄのはんだを溶着するとともにＮＣＦを硬化させることによってチップ部品Ｄを回路基板Ｃに固定するものである。本圧着装置１２は、本圧着用基台１３、本圧着用ステージ１４、本圧着用支持フレーム１５、本圧着用ユニット１６、加圧ヘッドである本圧着用ヘッド１７、本圧着用ヒーター１８（図２（ｂ）参照）、本圧着用アタッチメント１９（図２（ｂ）参照）、本圧着用画像認識装置２０（図３参照）、本圧着用変位センサ２１および通知手段２２（図３参照）を具備している。
本圧着用基台１３は、本圧着装置１２を構成する主な構造体である。本圧着用基台１３は、十分な剛性を有するようにパイプ材等を組み合わせて構成されている。本圧着用基台１３は、本圧着用ステージ１４と本圧着用支持フレーム１５とを支持している。
本圧着用ステージ１４は、回路基板Ｃを保持しつつ、任意の位置に移動させるものである。本圧着用ステージ１４は、本圧着用駆動ユニット１４ａに回路基板Ｃを吸着保持できる本圧着用吸着テーブル１４ｂが取り付けられて構成されている。本圧着用ステージ１４は、本圧着用基台１３に取り付けられ、本圧着用駆動ユニット１４ａによって本圧着用吸着テーブル１４ｂをＸ軸方向、Ｙ軸方向およびθ方向に移動できるように構成されている。すなわち、本圧着用ステージ１４は、本圧着用基台１３上において本圧着用吸着テーブル１４ｂに吸着された回路基板ＣをＸ軸方向、Ｙ軸方向、θ方向に移動できるように構成されている。なお、本実施形態において本圧着用ステージ１４は、吸着により回路基板Ｃを保持しているがこれに限定されるものではない。
本圧着用支持フレーム１５は、本圧着用ユニット１６を支持するものである。本圧着用支持フレーム１５は、略板状に形成され、本圧着用基台１３の本圧着用ステージ１４の近傍からＺ軸方向にむかって延びるように構成されている。
加圧ユニットである本圧着用ユニット１６は、本圧着用ヘッド１７を移動させるものである。本圧着用ユニット１６は、図示しないサーボモータとボールねじとから構成される。本圧着用ユニット１６は、サーボモータによってボールねじを回転させることによりボールねじの軸方向の駆動力を発生するように構成されている。本圧着用ユニット１６は、本圧着用ヘッド１７の移動方向が回路基板Ｃに対して垂直なＺ軸方向になるように本圧着用支持フレーム１５に取り付けられている。つまり、本圧着用ユニット１６は、Ｚ軸方向の駆動力（加圧力）を発生できるように構成されている。本圧着用ユニット１６は、サーボモータの出力を制御することによりＺ軸方向の加圧力である本圧着荷重Ｆｐを任意に設定できるように構成されている。なお、本実施形態において、本圧着用ユニット１６は、サーボモータとボールねじとの構成としたがこれに限定されるものではなく、空圧アクチュエータや油圧アクチュエータから構成してもよい。
加圧ヘッドである本圧着用ヘッド１７は、本圧着用ユニット１６の駆動力をチップ部品Ｄに伝達するものである。本圧着用ヘッド１７は、本圧着用ユニット１６を構成している図示しないボールねじナットに着脱自在に取り付けられている。また、本圧着用ヘッド１７は、本圧着用ステージ１４と対向するように配置されている。つまり、本圧着用ヘッド１７は、本圧着用ユニット１６によってＺ軸方向に移動されることで本圧着用ステージ１４に近接できるように構成されている。本圧着用ヘッド１７には、本圧着用ヒーター１８および複数の本圧着用アタッチメント１９が設けられている。
図２（ｂ）に示すように、本圧着用ヒーター１８は、チップ部品Ｄを加熱するためのものである。本圧着用ヒーター１８は、カートリッジヒータから構成され、本圧着用ヘッド１７に形成された孔等に組み込まれている。本実施形態において、本圧着用ヒーター１８は、カートリッジヒータから構成されているがこれに限定されるものではなく、ラバーヒーター等、チップ部品Ｄを加熱することができるものであればよい。また、本圧着用ヒーター１８は、複数の本圧着用アタッチメント１９を一括して加熱する構成であるがこれに限定するものではなく、本圧着用アタッチメント１９毎に本圧着用ヒーターを設けて個別に制御してもよい。
本圧着用アタッチメント１９は、チップ部品Ｄを加圧するものである。本圧着用アタッチメント１９は、本圧着用ヘッド１７に本圧着用ステージ１４と対向するように複数設けられている。本圧着用アタッチメント１９は、仮圧着されたチップ部品ＤのＺ軸方向のばらつきを吸収するための弾性部材であるゴム部材１９ａによって本圧着用ヘッド１７に支持されている。各本圧着用アタッチメント１９を支持しているゴム部材１９ａは、互いに独立して変形するように構成されている。さらに、本圧着用アタッチメント１９は、ゴム部材１９ａを介して本圧着用ヒーター１８によって加熱されるように構成されている。つまり、本圧着用アタッチメント１９は、本圧着用ヒーター１８からの伝熱によってチップ部品Ｄを加熱し、かつ本圧着荷重Ｆｐに応じてゴム部材１９ａが変形しながらチップ部品Ｄを加圧できるように構成されている。
図３に示すように、本圧着用画像認識装置２０は、画像によって回路基板Ｃとチップ部品Ｄとの位置情報を取得するものである。本圧着用画像認識装置２０は、回路基板Ｃの位置合わせマークと回路基板Ｃに仮固定されたチップ部品Ｄの位置合わせマークとを画像認識して、回路基板Ｃとチップ部品Ｄとの位置情報を取得するように構成されている。
図１から図３に示すように、本圧着用変位センサ２１は、本圧着用基台１３や本圧着用ステージ１４等の任意の基準位置から所定位置に配置された本圧着用ヘッド１７の本圧着用アタッチメント１９までの距離を測定するものである。本圧着用変位センサ２１は、各種レーザー光を利用した変位センサから構成される。本圧着用変位センサ２１は、任意の基準位置から所定位置に配置された本圧着用ヘッド１７の各本圧着用アタッチメント１９までのＺ軸方向の距離Ｌｐ（図２（ｂ）参照）を測定できるように構成されている。なお、本実施形態において、本圧着用変位センサ２１はレーザー光を利用したものから構成されているがこれに限定されるものではない。
図３に示すように、通知手段２２は、オペレーターに本圧着装置１２の状態を通知するものである。通知手段２２は、画像表示装置、スピーカー、警告灯、信号の送信装置等から構成される。本実施形態において、通知手段２２は、本圧着用アタッチメント１９を支持しているゴム部材１９ａが経時変化により劣化していると判断された際に画像表示、警報の発報、警告灯の点灯等によってその旨をオペレーターに通知したり、図示しない上位の制御装置にその旨の信号を伝達したりする。
搬送装置２３は、仮圧着装置２と本圧着装置１２との間で回路基板Ｃの受け渡しを行うものである。搬送装置２３は、仮圧着装置２の仮圧着用ステージ４で複数のチップ部品Ｄが仮圧着された回路基板Ｃを本圧着装置１２の本圧着用ステージ１４に搬送できるように構成されている。
制御装置２４は、仮圧着装置２、本圧着装置１２および搬送装置２３等を制御するものである。制御装置２４は、実体的には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等がバスで接続される構成であってもよく、あるいはワンチップのＬＳＩ等からなる構成であってもよい。制御装置２４は、図示しない上位の制御装置に接続され、仮圧着装置２、本圧着装置１２および搬送装置２３等を制御するために種々のプログラムやデータが格納されている。
制御装置２４は、仮圧着用ステージ４と本圧着用ステージ１４とに接続され、仮圧着用ステージ４と本圧着用ステージ１４とのＸ軸方向、Ｙ軸方向、θ方向の移動量をそれぞれ制御することができる。
制御装置２４は、仮圧着用ヒーター８と本圧着用ヒーター１８とに接続され、仮圧着用ヒーター８と本圧着用ヒーター１８との温度をそれぞれ制御することができる。特に、制御装置２４は、本圧着用ヘッド１７の加圧時における平均温度をＮＣＦの硬化温度以上、かつはんだの融点以上である一定範囲内の温度に維持することができる。
制御装置２４は、仮圧着用ユニット６と本圧着用ユニット１６とに接続され、仮圧着用ユニット６と本圧着用ユニット１６とのＺ軸方向の加圧力をそれぞれ制御することができる。
制御装置２４は、仮圧着用アタッチメント９に接続され、仮圧着用アタッチメント９の吸着状態を制御することができる。
制御装置２４は、仮圧着用画像認識装置１１と本圧着用画像認識装置２０とに接続され、仮圧着用画像認識装置１１と本圧着用画像認識装置２０とをそれぞれ制御し、チップ部品Ｄと回路基板Ｃとの位置情報を取得することができる。
制御装置２４は、搬送装置２３に接続され、搬送装置２３を制御することができる。
制御装置２４は、仮圧着用変位センサ１０に接続され、仮圧着用変位センサ１０から仮圧着完了時のチップ部品ＤのＺ軸方向の距離を取得することができる。特に、制御装置２４は、仮固定時のチップ部品ＤのＺ軸方向ばらつきが基準範囲Ｌｔｔ以内か否かを判断する。
制御装置２４には、回路基板Ｃにおけるチップ部品Ｄの仮圧着可能位置Ｐｔの情報および基準本圧着範囲Ａｐの情報を図示しない上位の制御装置から取得している。ここで、仮圧着可能位置Ｐｔは、回路基板Ｃに配線不良等の問題がなくチップ部品Ｄを仮固定可能な位置である。基準本圧着範囲Ａｐは、本圧着用ヘッド１７によって同時に加圧される仮圧着可能位置Ｐｔの範囲であり、全ての仮圧着可能位置Ｐｔが複数の基準本圧着範囲Ａｐのいずれかに含まれている（図６参照）。
以上より、図４（ａ）に示すように、半導体実装装置１は、回路基板Ｃにチップ部品Ｄを固定する実装方法における仮圧着工程として、仮圧着装置２の仮圧着用ステージ４に回路基板Ｃを吸着保持する。一方、半導体実装装置１は、チップ部品Ｄを仮圧着装置２の仮圧着用ヘッド７によって吸着保持しつつ仮圧着温度Ｔｔ（図５参照）に加熱する。次に、半導体実装装置１は、回路基板Ｃにおける仮圧着可能位置Ｐｔ（図４（ａ）における仮圧着可能位置Ｐｔ（２））にチップ部品Ｄを仮圧着荷重Ｆｔで加圧することで回路基板Ｃに仮固定する。同様にして、半導体実装装置１は、回路基板Ｃにおける他の仮圧着可能位置Ｐｔ（図４（ａ）における仮圧着可能位置Ｐｔ（３））に順次チップ部品Ｄを仮固定する。次に、半導体実装装置１は、搬送装置２３で回路基板Ｃを仮圧着装置２の仮圧着用ステージ４から本圧着装置１２の本圧着用ステージ１４に搬送する。
図４（ｂ）に示すように、半導体実装装置１は、回路基板Ｃにチップ部品Ｄを固定する実装方法における本圧着工程として、本圧着装置１２は、本圧着用ステージ１４に回路基板Ｃを吸着保持する。次に、半導体実装装置１は、本圧着温度Ｔｐ（図５参照）に加熱しつつ基準本圧着範囲Ａｐに仮固定されている複数のチップ部品Ｄを同時に本圧着装置１２の本圧着用ユニット１６によって算出した本圧着荷重Ｆｐで加圧することで回路基板Ｃに固定する。同様にして、半導体実装装置１は、他の基準本圧着範囲Ａｐに仮固定されている複数のチップ部品Ｄを順次固定する。この際、回路基板Ｃに仮固定された複数のチップ部品ＤのＺ軸方向の位置のばらつきは、本圧着用アタッチメント１９を支持しているゴム部材１９ａがそれぞれ独立して変形することにより吸収される。
このように構成することで、半導体実装装置１は、仮圧着装置２で連続的にチップ部品Ｄを回路基板Ｃの仮圧着可能位置Ｐｔに仮固定した後に、本圧着装置１２で同時に複数のチップ部品Ｄを回路基板Ｃに固定することができる。このため、図５に示すように、半導体実装装置１は、仮圧着装置２の仮圧着時における仮圧着用ヘッド７の温度を仮圧着温度Ｔｔに維持し、本圧着装置１２の本圧着時における本圧着用ヘッド１７の温度を本圧着温度Ｔｐに維持するだけでよい。従って、半導体実装装置１は、一実装サイクル毎に仮圧着用ヘッド７と本圧着用ヘッド１７との冷却を行う必要がなく温度管理が容易になり、仮圧着および本圧着の接合不良の発生を抑制することができる。また、半導体実装装置１は、本圧着装置１２の本圧着時における各本圧着用アタッチメント１９のＺ軸方向の位置がゴム部材１９ａの変形によって調整される。従って、半導体実装装置１は、同時に加圧する複数のチップ部品ＤのＺ軸方向の位置がばらついていても本圧着用アタッチメント１９毎にＺ軸方向の位置の調整をすることなく複数のチップ部品Ｄを均一に加圧するので、本圧着における接合不良の発生を抑制することができる。
以下では、図６から図９を用いて、本発明に係る半導体実装装置１の本圧着工程における本圧着装置１２の本圧着荷重制御と本圧着用ヘッド交換制御について説明する。
半導体実装装置１の制御装置２４には、回路基板Ｃにおけるチップ部品Ｄの仮圧着可能位置Ｐｔの情報と基準本圧着範囲Ａｐの情報とを図示しない上位の制御装置から取得している。つまり、半導体実装装置１の制御装置２４は、基準本圧着範囲Ａｐの情報と仮圧着可能位置Ｐｔの情報とから、各基準本圧着範囲Ａｐ内において回路基板Ｃの仮圧着可能位置Ｐｔに仮固定されているチップ部品Ｄの数を算出することができる。
図６に示すように、各基準本圧着範囲Ａｐ内の仮圧着可能位置Ｐｔに仮固定されたチップ部品Ｄの数は、回路基板Ｃにおける各基準本圧着範囲Ａｐの位置や、回路基板Ｃの状態によって異なる。例えば、図６における基準本圧着範囲Ａｐ（１）に仮固定されているチップ部品Ｄは３個であり、基準本圧着範囲Ａｐ（２）に仮固定されているチップ部品Ｄは２個である。半導体実装装置１は、本圧着荷重制御として、各基準本圧着範囲Ａｐ内の仮圧着可能位置Ｐｔに仮固定されたチップ部品Ｄの数をそれぞれ算出する。次に、半導体実装装置１は、算出した各基準本圧着範囲Ａｐにおけるチップ部品Ｄの数と一個のチップ部品Ｄを固定するために必要な単位本圧着荷重ＵＦｐとに基づいて各基準本圧着範囲Ａｐの加圧力である本圧着荷重Ｆｐをそれぞれ算出する。半導体実装装置１は、基準本圧着範囲Ａｐ毎に対応する本圧着荷重Ｆｐでチップ部品Ｄを本圧着用ヘッド１７によって加圧する。
この際、図７（ａ）に示すように、半導体実装装置１の本圧着用ヘッド１７は、基準本圧着範囲Ａｐ（１）を加圧する場合、各本圧着用アタッチメント１９を構成する第１アタッチメント１９Ａ、第２アタッチメント１９Ｂ、第３アタッチメント１９Ｃおよび第４アタッチメント１９Ｄのうち、第２アタッチメント１９Ｂ、第３アタッチメント１９Ｃおよび第４アタッチメント１９Ｄによってチップ部品Ｄを加圧する。一方、図７（ｂ）に示すように、本圧着用ヘッド１７は、基準本圧着範囲Ａｐ（２）を加圧する場合、第１アタッチメント１９Ａと第４アタッチメント１９Ｄとによってチップ部品Ｄを加圧する。つまり、本圧着用ヘッド１７は、加圧する基準本圧着範囲Ａｐとその仮圧着可能位置Ｐｔとによって第１アタッチメント１９Ａ、第２アタッチメント１９Ｂ、第３アタッチメント１９Ｃおよび第４アタッチメント１９Ｄのうちチップ部品Ｄに接触しないものが生じる。このため、第１アタッチメント１９Ａ、第２アタッチメント１９Ｂ、第３アタッチメント１９Ｃおよび第４アタッチメント１９Ｄは、チップ部品Ｄを加圧した回数（以下、単に「加圧回数Ｎｐ」と記す）に差異が生じる。
半導体実装装置１は、本圧着用ヘッド交換制御として、本圧着装置１２の本圧着用ユニット１６によって本圧着用ヘッド１７がチップ部品Ｄを加圧した回数Ｎを積算する。さらに、半導体実装装置１は、本圧着用ヘッド１７におけるチップ部品Ｄを加圧した位置に相当する本圧着用アタッチメント１９毎の加圧回数Ｎｐを積算する。すなわち、半導体実装装置１は、各本圧着用アタッチメント１９のうちチップ部品Ｄを加圧する本圧着用アタッチメント１９のゴム部材１９ａの変形した回数を積算している。
次に、半導体実装装置１は、本圧着用ヘッド交換制御として、図８（ａ）に示すように、積算した各本圧着用アタッチメント１９の加圧回数Ｎｐのうち少なくとも一つの本圧着用アタッチメント１９の加圧回数Ｎｐが所定回数Ｎｐｔ以上になった場合、図８（ｂ）に示すように、各本圧着用アタッチメント１９の加圧回数Ｎｐの最大値と最小値との回数差ΔＮｐが所定回数差ΔＮｐｔ以上になった場合、または図８（ｃ）に示すように、距離検出手段である変位センサが検出した各本圧着用アタッチメント１９までの距離の変化量ΔＬｐのうち少なくとも一つの本圧着用アタッチメント１９の距離の変化量ΔＬｐが所定変化量ΔＬｐｔ以上になった場合、その本圧着用アタッチメント１９を支持しているゴム部材１９ａが経時変化により適切にチップ部品Ｄを加圧できないと判断し、その旨を通知手段（図３参照）がオペレーターや上位の制御装置に通知する。この際、半導体実装装置１は、回路基板Ｃの仮圧着可能位置Ｐｔの配置から、各本圧着用アタッチメント１９の加圧回数Ｎｐの最大値と最小値との回数差ΔＮｐが小さくなるように基準本圧着範囲Ａｐを予め算出している。また、回路基板Ｃや本圧着用ヘッド１７を回転させて回数差ΔＮｐが小さくなるように制御してもよい。なお、本実施形態において、半導体実装装置１は、各本圧着用アタッチメント１９において上述の条件のうちいずれか一つの条件を満たした場合に通知を行う構成としたがこれに限定されるものではなく、いずれか一つまたは二つの条件のみでの判断や、選択した複数の条件をすべて満たす場合に通知を行う構成でもよい。
さらに、図９に示すように、半導体実装装置１は、本圧着用ヘッド交換制御として、上述の通知手段２２に加えて本圧着装置１２の本圧着用ヘッド１７を自動的に交換可能に構成してもよい。半導体実装装置１の本圧着装置１２は、複数の本圧着用ヘッド１７（本実施形態において、第１本圧着用ヘッド１７ａおよび第２本圧着用ヘッド１７ｂ）を具備している。第１本圧着用ヘッド１７ａおよび第２本圧着用ヘッド１７ｂは、本圧着用ユニット１６に支持されている。第１本圧着用ヘッド１７ａと第２本圧着用ヘッド１７ｂとは、本圧着用ユニット１６に対してＺ軸方向に移動可能に構成されている。さらに、第１本圧着用ヘッド１７ａと第２本圧着用ヘッド１７ｂとは、図示しないアクチュエータによって本圧着用ステージ１４に近接している位置（以下、単に「加圧位置Ｐｆ」と記す）と本圧着用ステージ１４から離間している位置（以下、単に「待機位置Ｐｗ」と記す）とに切り替え可能に構成されている。
半導体実装装置１は、第１本圧着用ヘッド１７ａと第２本圧着用ヘッド１７ｂとのうちいずれか一方（本実施形態において第１本圧着用ヘッド１７ａ）を図示しないアクチュエータによって加圧位置Ｐｆに移動させ、他方（本実施形態において第２本圧着用ヘッド１７ｂ）を図示しないアクチュエータによって待機位置Ｐｗに移動させる。半導体実装装置１は、加圧位置Ｐｆにある第１本圧着用ヘッド１７ａのみによってチップ部品Ｄを加圧する。半導体実装装置１は、第１本圧着用ヘッド１７ａにおけるチップ部品Ｄを加圧した本圧着用アタッチメント１９毎の加圧回数Ｎｐを積算する。
半導体実装装置１は、第１本圧着用ヘッド１７ａにおいて積算した各本圧着用アタッチメント１９の加圧回数Ｎｐうち少なくとも一つの本圧着用アタッチメント１９の加圧回数Ｎｐが所定回数Ｎｐｔ以上になった場合（図８（ａ）参照）、各本圧着用アタッチメント１９の加圧回数Ｎｐの最大値と最小値との回数差ΔＮｐが所定回数差ΔＮｐｔ以上になった場合（図８（ｂ）参照）、または変位センサが検出した各本圧着用アタッチメント１９までの距離Ｌｐの変化量ΔＬｐのうち少なくとも一つの本圧着用アタッチメント１９の距離の変化量ΔＬｐが所定変化量ΔＬｐｔ以上になった場合（図８（ｃ）参照）、本圧着用アタッチメント１９を支持しているゴム部材１９ａが経時変化により適切にチップ部品Ｄを加圧できないと判断し、その旨をオペレーターや上位の制御装置に通知する。さらに、半導体実装装置１は、第１本圧着用ヘッド１７ａの位置を図示しないアクチュエータによって加圧位置Ｐｆから待機位置Ｐｗに切り替え、第２本圧着用ヘッド１７ｂの位置を図示しないアクチュエータによって待機位置Ｐｗから加圧位置Ｐｆに切り替える。なお、本実施形態において、半導体実装装置１は、第１本圧着用ヘッド１７ａと第２本圧着用ヘッド１７ｂとをＺ軸方向の位置を切り替える構成としたがこれに限定するものではなく、周知のオートツールチェンジャー等によって第１本圧着用ヘッド１７ａを図示しない予備ヘッドラックにある第２本圧着用ヘッド１７ｂと交換する構成でもよい。
以下では、図１０から図１３を用いて、本発明の第一実施形態に係る半導体実装装置１の制御態様について具体的に説明する。なお、以下の制御態様において、仮圧着用ヒーター８は、チップ部品Ｄを仮圧着温度Ｔｔに加熱するために必要な温度に予め維持され、本圧着用ヒーター１８は、チップ部品Ｄを本圧着温度Ｔｐに加熱するために必要な温度に予め維持されているものとする。また、本圧着装置１２は、第１本圧着用ヘッド１７ａと第２本圧着用ヘッド１７ｂを具備し、第１本圧着用ヘッド１７ａが加圧位置Ｐｆに配置され、第２本圧着用ヘッド１７ｂが待機位置Ｐｗに配置されているものとする。
図１０に示すように、ステップＳ１００において、制御装置２４は、上位の制御装置から基準本圧着範囲Ａｐの情報および仮圧着可能位置Ｐｔの情報を取得し、ステップをステップＳ２００に移行させる。
ステップＳ２００において、制御装置２４は、仮圧着工程制御Ａを開始し、ステップをステップＳ２１０に移行させる（図１１参照）。そして、仮圧着工程制御Ａが終了するとステップをステップＳ３００に移行させる。
ステップＳ３００において、制御装置２４は、同時に本圧着される各チップ部品Ｄを回路基板Ｃに仮固定した際の距離Ｌｔのうち、最大である距離Ｌｔｍａｘと最小であるＬｔｍｉｎとの差（仮固定時のチップ部品ＤのＺ軸方向ばらつき）が基準範囲Ｌｔｔ以下か否か判断する。
その結果、仮固定されたチップ部品ＤのＺ軸方向ばらつきが基準範囲Ｌｔｔ以下であると判定した場合、制御装置２４はステップをステップＳ４００に移行させる。
一方、仮固定されたチップ部品ＤのＺ軸方向ばらつきが基準範囲Ｌｔｔ以下でないと判定した場合、すなわち、仮固定不良と判定した場合、制御装置２４はステップを終了する。
ステップＳ４００において、制御装置２４は、本圧着工程制御Ｂを開始し、ステップをステップＳ４１０に移行させる（図１２参照）。そして、本圧着工程制御Ｂが終了するとステップをステップＳ５００に移行させる。
ステップＳ５００において、制御装置２４は、本圧着用ヘッド１７の加圧回数が所定回数に到達しているか否か判断する。
その結果、本圧着用ヘッド１７の加圧回数が所定回数に到達していると判定した場合、制御装置２４はステップをステップＳ６００に移行させる。
一方、本圧着用ヘッド１７の加圧回数が所定回数に到達していないと判定した場合、制御装置２４はステップを終了する。
ステップＳ６００において、制御装置２４は、本圧着用ヘッド１７の加圧回数における本圧着用変位センサ２１が距離を測定するために積算している距離測定用回数をリセットし、ステップをステップＳ７００に移行させる。
ステップＳ７００において、制御装置２４は、本圧着用ヘッド交換制御Ｃを開始し、ステップをステップＳ７１０に移行させる（図１３参照）。そして、本圧着用ヘッド交換制御Ｃが終了するとステップを終了させる。
図１１に示すように、仮圧着工程制御ＡのステップＳ２１０において、制御装置２４は、搬送装置２３によって図示しない上流工程から搬送された回路基板Ｃを仮圧着用ステージ４の仮圧着用吸着テーブル４ｂによって吸着保持し、ステップをステップＳ２２０に移行させる。
ステップＳ２２０において、制御装置２４は、チップ部品Ｄを仮圧着用ヘッド７の仮圧着用アタッチメント９によって吸着保持し、ステップをステップＳ２３０に移行させる。
ステップＳ２３０において、制御装置２４は、仮圧着用画像認識装置１１によって仮圧着用ヘッド７の仮圧着用アタッチメント９に吸着保持されているチップ部品Ｄの位置合わせマークと仮圧着用ステージ４に吸着保持されている回路基板Ｃの位置合わせマークとの画像情報を取得し、ステップをステップＳ２４０に移行させる。
ステップＳ２４０において、制御装置２４は、取得した回路基板Ｃとチップ部品Ｄとの画像情報に基づいて、回路基板Ｃとチップ部品Ｄとの位置合わせのための仮圧着用ステージ４のＸ軸方向、Ｙ軸方向、θ方向の座標位置を算出するとともに、仮圧着用ステージ４の仮圧着用吸着テーブル４ｂを仮圧着用駆動ユニット４ａによって移動させ、ステップをステップＳ２５０に移行させる。
ステップＳ２５０において、制御装置２４は、チップ部品Ｄを仮圧着用ユニット６によって回路基板Ｃの仮圧着可能位置Ｐｔに仮圧着荷重Ｆｔで所定時間加圧して仮固定し、ステップをステップＳ２６０に移行させる。
ステップＳ２６０において、制御装置２４は、仮圧着用変位センサ１０によって任意の基準位置から回路基板Ｃの仮圧着可能位置Ｐｔに仮固定されたチップ部品Ｄ（仮圧着用ヘッド７）のＺ軸方向の距離Ｌｔを取得し、ステップをステップＳ２７０に移行させる。
ステップＳ２７０において、制御装置２４は、回路基板Ｃの全ての仮圧着可能位置Ｐｔにチップ部品Ｄが仮固定されているか否か判断する。
その結果、回路基板Ｃの全ての仮圧着可能位置Ｐｔにチップ部品Ｄが仮固定されていると判定した場合、制御装置２４は仮圧着工程制御Ａを終了してステップをステップＳ３００に移行させる（図１０参照）。
一方、回路基板Ｃの全ての仮圧着可能位置Ｐｔにチップ部品Ｄが仮固定されていないと判定した場合、制御装置２４はステップをステップＳ２２０に移行させる。
図１２に示すように、本圧着工程制御ＢのステップＳ４１０において、制御装置２４は、回路基板Ｃの各基準本圧着範囲Ａｐ内に仮固定されたチップ部品Ｄの数と一個のチップ部品Ｄを固定するために必要な単位本圧着荷重ＵＦｐとに基づいて各基準本圧着範囲Ａｐの加圧力である本圧着荷重Ｆｐをそれぞれ算出する。
ステップＳ４２０において、制御装置２４は、搬送装置２３によって仮圧着用ステージ４から搬送された回路基板Ｃを本圧着用ステージ１４の本圧着用吸着テーブル１４ｂによって吸着保持し、ステップをステップＳ４３０に移行させる。
ステップＳ４３０において、制御装置２４は、本圧着用画像認識装置２０によって本圧着用ステージ１４に吸着保持されている回路基板Ｃの位置合わせマークの画像情報を取得し、ステップをステップＳ４４０に移行させる。
ステップＳ４４０において、制御装置２４は、回路基板Ｃの画像情報に基づいて、回路基板Ｃの位置合わせのための本圧着用ステージ１４のＸ軸方向、Ｙ軸方向、θ方向の座標位置を算出するとともに、本圧着用ステージ１４の本圧着用吸着テーブル１４ｂを本圧着用駆動ユニット１４ａによって移動させ、ステップをステップＳ４５０に移行させる。
ステップＳ４５０において、制御装置２４は、加圧する基準本圧着範囲Ａｐの本圧着荷重Ｆｐで基準本圧着範囲Ａｐ内に仮固定されている複数のチップ部品Ｄを本圧着用ユニット１６によって所定時間加圧して固定し、ステップをステップＳ４６０に移行させる。
ステップＳ４６０において、制御装置２４は、本圧着用ヘッド１７がこれまでにチップ部品Ｄを加圧した回数に１を加えるとともに加圧した基準本圧着範囲Ａｐにおいてチップ部品Ｄを加圧した本圧着用アタッチメント１９のこれまでの加圧回数Ｎｐに１をそれぞれ加え、ステップをステップＳ４７０に移行させる。
ステップＳ４７０において、制御装置２４は、本圧着用ユニット１６による全てのチップ部品Ｄの回路基板Ｃへの固定が終了したか否か判断する。
その結果、本圧着用ユニット１６による全てのチップ部品Ｄの回路基板Ｃへの固定が終了したと判定した場合、制御装置２４は本圧着工程制御Ｂを終了してステップをステップＳ５００に移行させる（図１０参照）。
一方、本圧着用ユニット１６による全てのチップ部品Ｄの回路基板Ｃへの固定が終了していないと判定した場合、制御装置２４はステップをステップＳ４３０に移行させる。
図１３に示すように、本圧着用ヘッド交換制御ＣのステップＳ７１０において、制御装置２４は、本圧着用変位センサ２１によって所定位置に配置した本圧着用ヘッド１７の各本圧着用アタッチメント１９までのＺ軸方向の距離Ｌｐを測定し、ステップをステップＳ７２０に移行させる。
ステップＳ７２０において、制御装置２４は、各本圧着用アタッチメント１９の加圧回数Ｎｐが所定回数Ｎｐｔ未満か否か判断する。
その結果、各本圧着用アタッチメント１９の加圧回数Ｎｐが所定回数Ｎｐｔ未満であると判定した場合、制御装置２４はステップをステップＳ７３０に移行させる。
一方、各本圧着用アタッチメント１９の加圧回数Ｎｐのうち少なくとも一つの本圧着用アタッチメント１９の加圧回数Ｎｐが所定回数Ｎｐｔ未満でないと判定した場合、制御装置２４はステップをステップＳ７５０に移行させる。
ステップＳ７３０において、制御装置２４は、各本圧着用アタッチメント１９の加圧回数Ｎｐの最大値と最小値との回数差ΔＮｐが所定回数差ΔＮｐｔ未満か否か判断する。
その結果、各本圧着用アタッチメント１９の加圧回数Ｎｐの最大値と最小値との回数差ΔＮｐが所定回数差ΔＮｐｔ未満であると判定した場合、制御装置２４はステップをステップＳ７４０に移行させる。
一方、各本圧着用アタッチメント１９の加圧回数Ｎｐの最大値と最小値との回数差ΔＮｐが所定回数差ΔＮｐｔ未満でないと判定した場合、制御装置２４はステップをステップＳ７５０に移行させる。
ステップＳ７４０において、制御装置２４は、本圧着用変位センサ２１が測定した各本圧着用アタッチメント１９までの距離Ｌｐの初期値からの変化量ΔＬｐが所定変化量ΔＬｐｔ未満か否か判断する。
その結果、各本圧着用アタッチメント１９までの距離の初期値からの変化量が所定変化量ΔＬｐｔ未満であると判定した場合、制御装置２４は本圧着用ヘッド交換制御Ｃを終了してステップを終了させる（図１０参照）。
一方、各本圧着用アタッチメント１９までの距離の初期値からの変化量のうち少なくとも一つの本圧着用アタッチメント１９の変化量が所定変化量ΔＬｐｔ未満でないと判定した場合、制御装置２４はステップをステップＳ７５０に移行させる。
ステップＳ７５０において、制御装置２４は、本圧着用アタッチメント１９を支持しているゴム部材１９ａが経時変化により劣化している旨の通知を通知手段２２によってオペレーターへの通知や上位の制御装置への伝達を行い、ステップをステップＳ７６０に移行させる。
ステップＳ７６０において、制御装置２４は、第１本圧着用ヘッド１７ａと第２本圧着用ヘッド１７ｂとのうち加圧位置Ｐｆにある方を図示しないアクチュエータによって待機位置Ｐｗに切り替え、第１本圧着用ヘッド１７ａと第２本圧着用ヘッド１７ｂとのうち待機位置Ｐｗにある方を図示しないアクチュエータによって加圧位置Ｐｆに切り替え、本圧着用ヘッド交換制御Ｃを終了してステップを終了させる（図１０参照）。
このように構成することで、半導体実装装置１は、本圧着工程において、本圧着用ヘッド１７の本圧着用アタッチメント１９を支持するゴム部材１９ａに過度な荷重が加わることがない。つまり、本圧着用ヘッド１７が同時に加圧するチップ部品Ｄの数に関わらず、一つのチップ部品Ｄに対して加える力が等しくなり、加圧ヘッドの加圧による経時変化が均一になる。また、半導体実装装置１は、仮固定されているチップ部品Ｄの個数や位置に関わらず、各本圧着用アタッチメント１９を支持するゴム部材１９ａ毎の使用状態が検出される。つまり、ゴム部材１９ａの経時変化をその使用状態である各本圧着用アタッチメント１９の加圧回数Ｎｐによって間接的に把握し、その経時変化に基づいて加圧状態のばらつきの発生を通知することができる。さらに、半導体実装装置１は、定量的な評価によるゴム部材１９ａの加圧回数Ｎｐによる経時変化に基づいてチップ部品Ｄを加圧している第１本圧着用ヘッド１７ａを第２本圧着用ヘッド１７ｂに交換することによりゴム部材１９ａの経時変化によるばらつきを一定の範囲内に抑えられる。これにより、加圧状態のばらつきを原因とするチップ部品Ｄの接合不良の発生を抑制することができる。なお、本実施形態において、半導体実装装置１は、本圧着用アタッチメント１９を支持しているゴム部材１９ａが経時変化により劣化している旨の通知と、第１本圧着用ヘッド１７ａと第２本圧着用ヘッド１７ｂとの交換とを共に実施しているがこれに限定するものでなく、どちらか一方だけ実施する構成でもよい。
次に、図１４を用いて、本発明に係る半導体実装装置１の第二実施形態として、半導体実装装置１の本圧着工程における本圧着装置１２の本圧着用ヘッド１７の均一化処理制御について説明する。なお、以下の実施形態において、既に説明した実施形態と同様の点に関してはその具体的説明を省略し、相違する部分を中心に説明する。
図１４（ａ）に示すように、半導体実装装置１は、本圧着用ヘッド１７の均一化処理制御として、本圧着装置１２において積算した各本圧着用アタッチメント１９の加圧回数Ｎｐのうち少なくとも一つの本圧着用アタッチメント１９の加圧回数Ｎｐが所定回数Ｎｐｔ以上になった場合（図８（ａ）参照）、各本圧着用アタッチメント１９の加圧回数Ｎｐの最大値と最小値との回数差ΔＮｐが所定回数差ΔＮｐｔ以上になった場合（図８（ｂ）参照）、変位センサが検出した各本圧着用アタッチメント１９までの距離の変化量ΔＬｐのうち少なくとも一つの本圧着用アタッチメント１９の距離の変化量ΔＬｐが所定変化量ΔＬｐｔ以上になった場合（図８（ｃ）参照）、その本圧着用アタッチメント１９を支持しているゴム部材１９ａが経時変化により適切にチップ部品Ｄを加圧できないと判断する。そして、図１４（ｂ）に示すように、半導体実装装置１は、本圧着用ヘッド１７を本圧着用ステージ１４または図示しない均一化用ステージに所定の均一化温度Ｔｅおよび均一化荷重Ｆｅで所定の均一化時間だけ加圧する。これにより、各本圧着用アタッチメント１９を支持しているゴム部材１９ａの経時変化によるＺ軸方向のへたりが均一化される。なお、本実施形態において、半導体実装装置１は、各本圧着用アタッチメント１９において上述の条件のうちいずれか一つの条件を満たした場合に通知を行う構成としたがこれに限定されるものではなく、いずれか一つまたは二つの条件のみでの判断や、選択した複数の条件をすべて満たした場合に判断する構成でもよい。
以下では、図１５と図１６とを用いて、本発明の第二実施形態に係る半導体実装装置１の制御態様について具体的に説明する。
図１５に示すように、ステップＳ６００において、制御装置２４は、本圧着用ヘッド１７の加圧回数における本圧着用変位センサ２１が距離を測定するために積算している距離測定用回数をリセットし、ステップをステップＳ８００に移行させる。
ステップＳ８００において、制御装置２４は、本圧着用ヘッド１７均一化処理制御Ｄを開始し、ステップをステップＳ８１０に移行させる（図１６参照）。そして、本圧着用ヘッド１７均一化処理制御Ｄが終了するとステップを終了させる。
図１６に示すように、本圧着用ヘッド交換制御ＣのステップＳ８１０からステップＳ８５０までは、すでに説明した本圧着用ヘッド交換制御ＣのステップＳ７１０からステップＳ７５０までと同一であるためその説明を省略する。
ステップＳ８６０において、制御装置２４は、本圧着用ヘッド１７を本圧着用ステージ１４または図示しない均一化用ステージに所定の均一化温度Ｔｅおよび均一化荷重Ｆｅで所定の時間だけ加圧し、本圧着用ヘッド１７均一化処理制御Ｄを終了してステップを終了させる（図１５参照）。
このように構成することで、半導体実装装置１は、本圧着工程において、把握したゴム部材１９ａの経時変化に基づいて、各本圧着用アタッチメント１９を支持しているゴム部材１９ａのＺ軸方向のへたりが均一化されるので、本圧着用ヘッド１７を交換することなく加圧状態のばらつきを原因とするチップ部品Ｄの接合不良の発生を抑制することができる。なお、本発明に係る第一実施形態および第二実施形態において、半導体実装装置１は、回路基板Ｃにチップ部品Ｄを固定するものとしたがこれに限定されるものでなく、回路基板Ｃに複数のチップ部品Ｄを積層させて固定する構成でもよい。また、半導体実装装置１は、本圧着用ステージ１４による移動機構を有しているが、これに限定されない。
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。
１ 半導体実装装置
２ 仮圧着装置
１７ 本圧着用ヘッド
Ｃ 回路基板
Ｄ チップ部品
Ｐｔ 仮圧着可能位置
Ｆｐ 本圧着荷重
Ｎｐ 加圧回数

Claims (5)

  1. チップ部品を加圧して回路基板の所定位置に固定する加圧ヘッドを備える半導体実装装置において、
    回路基板に対する加圧ヘッドの位置から、その位置で加圧ヘッドが同時に加圧するチップ部品の数を算出し、前記チップ部品の数に基づいて加圧ヘッドの加圧力を変更し、前記加圧ヘッドがチップ部品を加圧するとともに加圧した回数を積算する半導体実装装置。
  2. 前記加圧ヘッドにおけるチップ部品を加圧した位置毎にチップ部品を加圧した回数を積算する請求項１に記載の半導体実装装置。
  3. 前記本圧着用ヘッドが、チップ部品に接触する複数のアタッチメントと、各アタッチメントを独立して支持する複数の弾性体とを備え、各アタッチメントに接触するチップ部品の加圧方向の位置のばらつきを弾性体によって吸収するように構成され、アタッチメント毎にチップ部品を加圧した回数を積算する請求項１または請求項２に記載の半導体実装装置。
  4. 任意の基準位置から各アタッチメントまでの距離を測定する距離検出手段を備え、前記各アタッチメントのチップ部品を加圧した回数のうち少なくとも一つのアタッチメントのチップ部品を加圧した回数が所定回数以上になった場合、前記各アタッチメントのチップ部品を加圧した回数の最大値と最小値との回数差が所定回数差以上になった場合、または距離検出手段が検出した各アタッチメントまでの距離の変化量のうち少なくとも一つのアタッチメントの距離の変化量が所定変化量以上になった場合、その旨の通知と前記本圧着用ヘッドの交換とのうち少なくとも一方の処理を行う請求項３に記載の半導体実装装置。
  5. 任意の基準位置から各アタッチメントまでの距離を測定する距離検出手段を備え、前記各アタッチメントのチップ部品を加圧した回数のうち少なくとも一つのアタッチメントのチップ部品を加圧した回数が所定回数以上になった場合、前記各アタッチメントのチップ部品を加圧した回数の最大値と最小値との回数差が所定回数差以上になった場合、または距離検出手段が検出した各アタッチメントまでの距離の変化量のうち少なくとも一つのアタッチメントの距離の変化量が所定変化量以上になった場合、各アタッチメントの弾性体の状態を同一にする加熱処理または加圧処理のうち少なくとも一方の処理を行う請求項３に記載の半導体実装装置。
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