JP2017157682A - Component mounting device and mounting method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、部品実装装置及び実装方法に関し、特に、半導体ICチップ等の電子部品の実装に好適な部品実装装置及び実装方法に関するものである。 The present invention relates to a component mounting apparatus and mounting method, and more particularly to a component mounting apparatus and mounting method suitable for mounting electronic components such as semiconductor IC chips.
近年、スマートフォン、タブレットPC等の携帯電子機器が広く普及している。これらの携帯電子機器には、小型化及び高機能化を図るため、多くの機能を集約したIC内蔵基板が実装されている。IC内蔵基板は、非常に薄く研削された半導体ICのベアチップが基板内に埋め込まれ、基板の表面にキャパシタ、インダクタ、サーミスタ、抵抗等の受動部品が表面実装されたモジュール部品である。このIC内蔵基板によれば、多様な電源回路や複数の無線通信機能をモジュール化することができ、小型及び薄型で高機能な携帯電子機器を実現することが可能である。 In recent years, portable electronic devices such as smartphones and tablet PCs are widely used. In these portable electronic devices, an IC-embedded substrate that integrates many functions is mounted in order to reduce the size and increase the functionality. An IC-embedded substrate is a module component in which a bare chip of a semiconductor IC ground very thin is embedded in the substrate, and passive components such as a capacitor, an inductor, a thermistor, and a resistor are surface-mounted on the surface of the substrate. According to this IC-embedded substrate, various power supply circuits and a plurality of wireless communication functions can be modularized, and a small, thin and highly functional portable electronic device can be realized.
IC内蔵基板の製造では、ICチップを基板上に表面実装するための実装装置が用いられる。例えば、特許文献1には、第1の認識マークが付されたICチップを、下方に配されICチップとの位置合わせ用の第2の認識マークが付された基板に実装するための装置が開示されている。この装置は、ICチップをその上面側から保持するツール内にプリズム等の光路方向変換手段を有し、且つ、ツールの側方にCCDカメラ等の認識手段を有している。第1及び第2の認識マークの位置読み取り用光路は光路方向変換手段によって側方に変換されて認識手段に導かれる。この装置によれば、第1及び第2の認識マークの両方を直接読み取ることが可能であり、ICチップを下方の基板に高精度で位置合わせして接合可能であり、微小なICチップであっても容易に吸着により保持でき、高精度の位置合わせ及び接合が可能である。
In manufacturing an IC-embedded substrate, a mounting apparatus for surface-mounting an IC chip on the substrate is used. For example,
しかしながら、上述した従来の実装装置は、光路変更手段を設ける必要があり、構成が複雑になると共に部品コストの増加にもつながるという問題がある。 However, the above-described conventional mounting apparatus needs to be provided with an optical path changing unit, and there is a problem that the configuration becomes complicated and the component cost increases.
また、従来の実装装置において、平面サイズが大きな薄型のICチップを実装する場合には、ICチップの下面と基板面との間に気泡(ボイド)が残留しやすいという問題がある。残留した気泡はその後の熱処理工程において熱膨張し、界面の剥離や破損を引き起こすおそれがある。 Further, when mounting a thin IC chip having a large planar size in a conventional mounting apparatus, there is a problem that bubbles (voids) are likely to remain between the lower surface of the IC chip and the substrate surface. The remaining bubbles are thermally expanded in the subsequent heat treatment process, and there is a risk of causing peeling or breakage of the interface.
ICチップの搭載時にボイドの残留を少なくする方法として、ICチップの実装位置に低粘度の未硬化の樹脂を予め塗布し、その上にICチップを実装する方法がある。未硬化樹脂はICチップになじんで基板面との隙間を埋めるため、平面サイズが大きな薄型のICチップが反っている場合でも気泡が残留しにくい。また未硬化樹脂は常温でも粘度が低いため、基板全体を加熱する必要がなく、アライメントマークが酸化することはない。しかし、低粘度であることによりICチップを実装してから樹脂が硬化するまでの間にICチップが動いて位置精度が悪化するという問題がある。 As a method of reducing voids remaining when an IC chip is mounted, there is a method in which a low-viscosity uncured resin is applied in advance to a mounting position of the IC chip and the IC chip is mounted thereon. Since the uncured resin is familiar with the IC chip and fills the gap with the substrate surface, even when a thin IC chip having a large planar size is warped, bubbles are hardly left. In addition, since the uncured resin has a low viscosity even at room temperature, it is not necessary to heat the entire substrate and the alignment mark is not oxidized. However, due to the low viscosity, there is a problem that the IC chip moves and the positional accuracy deteriorates after the IC chip is mounted until the resin is cured.
ICチップの搭載時にボイドの残留を少なくする他の方法として、ICチップの実装位置に予め半硬化の樹脂シートを気泡のない状態で貼り付けておき、半硬化樹脂シート上にICチップを実装する方法がある、この方法では、ICチップの実装時に半硬化樹脂の粘度を下げるために樹脂を加熱する必要がある。しかし、予め加熱しておいた実装ヘッドでICチップをピックアップし、このICチップを半硬化樹脂に押し付けることで樹脂を加熱する方法では、ICチップの保持時間が長くなり、実装時間が長くなる。また基板全体を加熱する方法もあるが、実装精度を向上させるために実装位置近くに配置しているアライメントマークが次第に酸化され、集合基板上に複数のICチップを順に実装していく際に実装精度が徐々に悪くなり、アライメントマークの酸化が進んだ場合には位置認識が出来なくなるという問題がある。 As another method for reducing residual voids when mounting an IC chip, a semi-cured resin sheet is pasted in advance on the IC chip mounting position in the absence of air bubbles, and the IC chip is mounted on the semi-cured resin sheet. In this method, it is necessary to heat the resin in order to reduce the viscosity of the semi-cured resin when the IC chip is mounted. However, in the method in which the IC chip is picked up by a mounting head that has been heated in advance and the resin is heated by pressing the IC chip against a semi-cured resin, the holding time of the IC chip becomes long and the mounting time becomes long. There is also a method of heating the entire board, but the alignment mark placed near the mounting position is gradually oxidized to improve mounting accuracy, and mounting is performed when mounting multiple IC chips on the collective board in order. There is a problem that the position cannot be recognized when the accuracy is gradually deteriorated and the oxidation of the alignment mark is advanced.
したがって、本発明の目的は、ICチップ等の部品と基板との位置合わせを高精度に行うことができ、平面サイズの大きな部品を実装する場合でもボイドの残留を防止することが可能な部品実装装置及び方法を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to mount components that can accurately align components such as an IC chip and a substrate, and prevent residual voids even when mounting components with a large planar size. It is to provide an apparatus and method.
上記課題を解決するため、本発明による部品実装装置は、基板上に設けられた第1のアライメントマークと部品に設けられた第2のアライメントマークとを参照して前記基板上に前記部品を実装するものであって、前記部品を吸着保持する実装ツールと、前記実装ツールを昇降させる昇降機構と、前記実装ツールの上方に配置されたカメラとを備え、前記実装ツールは、透明ガラスからなるベースと、前記ベースの下面に取り付けられた透明な弾性部材からなる吸着ヘッドと、前記ベースの上方に配置されて前記ベースとの組み合わせにより吸引経路を形成する透明プレートとを含み、前記カメラは、前記部品が前記吸着ヘッドの下面に吸着保持された状態において、前記吸着ヘッドと重なる領域に見える前記第2のアライメントマークと、前記吸着ヘッドと重ならない領域に見える前記第1のアライメントマークとを同時に撮影し、前記実装ツールは、前記第1及び第2のアライメントマークに基づいて前記部品を位置合わせした後、前記基板上に前記部品を押し付けて実装することを特徴とする。 In order to solve the above problems, a component mounting apparatus according to the present invention mounts the component on the substrate with reference to a first alignment mark provided on the substrate and a second alignment mark provided on the component. A mounting tool for sucking and holding the component, a lifting mechanism for lifting and lowering the mounting tool, and a camera disposed above the mounting tool, the mounting tool being a base made of transparent glass A suction head made of a transparent elastic member attached to the lower surface of the base, and a transparent plate disposed above the base and forming a suction path by a combination with the base. In a state where the component is sucked and held on the lower surface of the suction head, the second alignment mark that can be seen in an area overlapping the suction head; The first alignment mark that appears in an area that does not overlap the suction head is photographed simultaneously, and the mounting tool aligns the component based on the first and second alignment marks, and then places the component on the substrate. The component is pressed and mounted.
また、本発明による部品実装方法は、第1のアライメントマークが設けられた基板上に半硬化の樹脂シートを貼り付ける工程と、部品に設けられた第2のアライメントマーク及び前記基板に設けられた前記第1のアライメントマークを参照して前記基板上に前記部品を実装する工程と、前記基板を加熱して前記樹脂シートを硬化させる工程とを含み、前記部品を実装する工程は、透明な弾性部材からなる吸着ヘッドを用いて前記部品を吸着保持する工程と、前記部品が前記吸着ヘッドの下面に吸着保持された状態において、前記吸着ヘッドと重なる領域に見える前記第2のアライメントマークと、前記吸着ヘッドと重ならない領域において前記樹脂シートを透過して見える前記第1のアライメントマークとをカメラで同時に撮影する工程と、前記第1及び第2のアライメントマークに基づいて前記部品を位置合わせした後、前記樹脂シート上に前記部品を押し付けて実装することを特徴とする。 The component mounting method according to the present invention includes a step of attaching a semi-cured resin sheet on a substrate provided with a first alignment mark, a second alignment mark provided on the component, and the substrate. The step of mounting the component on the substrate with reference to the first alignment mark, and the step of curing the resin sheet by heating the substrate, wherein the step of mounting the component is transparent elastic A step of sucking and holding the component using a suction head made of a member; and the second alignment mark that is visible in a region overlapping with the suction head in a state where the component is sucked and held on the lower surface of the suction head; A step of simultaneously photographing with the camera the first alignment mark that appears to pass through the resin sheet in a region that does not overlap the suction head; After serial to align the first and the component based on the second alignment mark, characterized in that it implements against the component on the resin sheet.
本発明によれば、部品の面内をできるだけ均一に加圧することができ、これにより部品の下面と基板の上面との間にボイドが残留することを防止することができる。 According to the present invention, the in-plane of a component can be pressurized as uniformly as possible, thereby preventing voids from remaining between the lower surface of the component and the upper surface of the substrate.
本発明において、前記吸着ヘッドは透明シリコーンゴムからなることが好ましい。透明シリコーンゴムは十分な透明性及び耐熱性を有し、加工も容易であることから、高品質で信頼性の高い吸着ヘッドを構成することができる。 In the present invention, the suction head is preferably made of a transparent silicone rubber. Since the transparent silicone rubber has sufficient transparency and heat resistance and is easy to process, a high-quality and highly reliable suction head can be configured.
本発明において、前記吸着ヘッドの前記下面には粘着防止膜が形成されていることが好ましい。シリコーンゴムからなる吸着ヘッドの表面は粘着性を有しており、部品の平坦な表面が吸着ヘッドに張り付くとはがれにくい性質を有している。しかし、粘着防止膜がある場合には、部品を基板に押し付けた後、吸着を解除して吸着ヘッドを持ち上げる際、吸着ヘッドを部品から容易に分離させることができる。したがって、部品が位置ずれを起こすことがなく、部品の実装位置精度を高めることができる。 In the present invention, it is preferable that an adhesion preventing film is formed on the lower surface of the suction head. The surface of the suction head made of silicone rubber has adhesiveness, and has a property that it is difficult to peel off when the flat surface of the component sticks to the suction head. However, if there is an anti-adhesion film, the suction head can be easily separated from the component when the suction is lifted by lifting the suction head after pressing the component against the substrate. Therefore, the component is not displaced, and the component mounting position accuracy can be improved.
本発明において、前記吸着ヘッドは吸引孔を有し、前記吸引孔は前記下面の中央部に対してオフセット配置されていることが好ましい。この構成によれば、部品を基板上に押し付けて搭載する際にその中央部を確実に押すことができ、これにより部品の裏面側に気泡が残留する事態を回避することができる。 In this invention, it is preferable that the said suction head has a suction hole, and the said suction hole is offset-positioned with respect to the center part of the said lower surface. According to this configuration, when the component is pressed and mounted on the substrate, the central portion can be surely pressed, thereby avoiding a situation in which bubbles remain on the back side of the component.
本発明において、前記部品は電極パッドを有する半導体ICチップであり、前記半導体ICチップは前記電極パッドが上方を向いたフェースアップの状態で実装ツールに吸着保持され、前記第2のアライメントマークは前記電極パッドであることが好ましい。半導体ICチップをフェースアップの状態で基板上に搭載する場合にはチップの下面と基板の上面との間にボイドが残留しやすいが、本発明によれば半導体ICチップの面内をできるだけ均一に加圧することができ、気泡の残留を防止することができる。また、第2のアライメントマークとして電極パッドを用いることにより、専用のアライメントマークを省略することができる。 In the present invention, the component is a semiconductor IC chip having electrode pads, and the semiconductor IC chip is held by a mounting tool with the electrode pads facing upward, and the second alignment mark is An electrode pad is preferred. When a semiconductor IC chip is mounted face-up on a substrate, voids are likely to remain between the lower surface of the chip and the upper surface of the substrate. However, according to the present invention, the surface of the semiconductor IC chip is made as uniform as possible. Pressure can be applied, and bubbles can be prevented from remaining. Further, by using an electrode pad as the second alignment mark, a dedicated alignment mark can be omitted.
本発明によれば、ICチップ等の部品と基板との位置合わせを高精度に行うことができ、平面サイズの大きな部品を実装する場合でもボイドの残留を防止することが可能な部品実装装置及び方法を提供することができる。 According to the present invention, a component mounting apparatus capable of accurately aligning a component such as an IC chip and a substrate and preventing voids from remaining even when a component having a large planar size is mounted. A method can be provided.
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の第1の実施の形態による部品実装装置の構成を示す略側面図である。 FIG. 1 is a schematic side view showing the configuration of the component mounting apparatus according to the first embodiment of the present invention.
図1に示すように、この部品実装装置1は、実装部品であるICチップ2を吸着保持する実装ツール10と、実装ツール10を支持するフレーム13と、フレーム13と共に実装ツール10を昇降させる昇降機構14と、実装ツール10の上方、特に真上に配置されたカメラ15とを備えている。
As shown in FIG. 1, the
実装ツール10は、透明ガラスからなるベース11と、ベース11の下面に取り付けられた吸着ヘッド12と、ベース11の上方に配置されてベース11との組み合わせにより吸引経路を形成する透明プレート16とを有している。実装ツール10はフレーム13の下端に取り付けられており、ICチップ2の実装時にはフレーム13と共に昇降駆動される。特に限定されないが、昇降機構14としてはボイスコイルモータやエアシリンダを用いることが好ましい。
The
一方、カメラ15は例えばCCDカメラであり、フレーム13に固定されることなく一定の位置(高さ)に固定されている。カメラ15は実装ツール10と共に昇降しないのでICチップ2及び基板3を安定的に撮影することができる。
On the other hand, the
ICチップ2が実装される基板3は、絶縁性の支持基板4と、支持基板4の上面に形成された導体層5と、導体層5の全面を覆う絶縁層6とを有している。絶縁層6は基板3上の導体層5とICチップ2とを絶縁分離するために設けられている。基板3はIC内蔵基板の加工途中の基板であり、絶縁層6は未硬化(半硬化を含む)の樹脂シートからなる透明な層である。基板3上のアライメントマーク(第1のアライメントマーク)5aは導体層5に形成されたネガパターンであり、絶縁層6を透過して視認される。
The
吸着ヘッド12は透明な弾性部材からなり、実装ツール10の凸部を構成している。吸着ヘッド12の材料としては十分な透明性及び耐熱性を有し、加工も容易な透明シリコーンゴムを用いることが好ましい。吸着ヘッド12が弾性を有する場合には、ICチップ2を基板3上に搭載して押し付ける際、ICチップ2の面内をできるだけ均一に加圧することができ、これによりICチップ2の下面と基板3の上面との間にボイドが残留することを防止することができる。
The
ICチップ2を確実に保持するため、吸着ヘッド2の下面の平面サイズはICチップ2の平面サイズよりも大きいことが好ましい。ただし、隣接の実装領域に実装された他のICチップ2との干渉を防止するため、吸着ヘッド12の平面サイズはベース11の平面サイズよりも小さいことが好ましい。また、吸着ヘッド12の弾性を十分に発揮させるためには、吸着ヘッド12がある程度の厚さを有することが必要であり、少なくともICチップ2よりも厚いことが必要である。さらにベース11は、実装時に加える荷重に耐えられる十分な厚さを有することが必要である。
In order to hold the
また、実装ツール10の直上にはカメラ15を配置する必要があるため、カメラ15の設置に必要なスペースに合わせてベース11の平面サイズもある程度の大きさを確保する必要がある。そのため、ベース10の平面サイズはICチップ2の平面サイズよりも十分に大きいことが好ましい。
In addition, since the
本実施形態において、ICチップ2と接触する吸着ヘッド12の下面には粘着防止膜12bが形成されていることが好ましい。シリコーンゴムからなる吸着ヘッド12の表面は粘着性(タック性)を有しており、ICチップ2の平坦な表面が吸着ヘッド12に張り付くとはがれにくい性質を有している。しかし、粘着防止膜12bがある場合には、ICチップ2を基板に押し付けた後、吸着を解除して吸着ヘッド12を持ち上げる際、吸着ヘッド12をICチップ2から容易に分離させることができる。したがって、ICチップ2が位置ずれを起こすことがなく、ICチップ2の実装位置精度を高めることができる。粘着防止膜は、例えば、シリコーンゴムの表面に形成されたオルガノポリシロキサン等の改質膜であってもよい。また、粘着防止膜はPETフィルムであってもよく、表面に帯電防止処理を施したPETフィルムであることが好ましい。
In the present embodiment, it is preferable that an
本実施形態において、実装ツール10は吸引孔10aを有し、吸引孔10aは吸着ヘッド12の下面の中央部に対してオフセット配置されている。吸引孔10aは、ベース11側の吸引孔11aと吸着ヘッド12側の吸引孔12aとの連結孔であり、ベース11及び吸着ヘッド12を貫通している。
In the present embodiment, the mounting
ベース11の上方にはガラス又は樹脂からなる透明プレート16が設けられており、ベース11と透明プレート16に挟まれた空間の周囲は封止壁で囲まれており、これにより密封空間が確保されている。封止壁の一部には吸気口12cが設けられており、密封空間は吸引経路として使用され、この吸気口12cからバキュームすることにより、吸着ヘッド12の下面にICチップ2を吸着させることができる。
A
本実施形態において、実装ツール10を構成するベース11、吸着ヘッド12及び透明プレート16はすべて透明な部材であるため、カメラ15の撮影領域が実装ツール10の構成部材によって遮られることはない。そのため、カメラ15は、吸着ヘッド12と重なる領域においてベース11、透明プレート16及び吸着ヘッド12を透過して見えるICチップ2上の電極パッド2aをアライメントマーク(第2のアライメントマーク)として撮影することができる。またカメラ15は、吸着ヘッド12と重ならない領域においてベース11及び透明プレート16を透過し、さらに絶縁層6を構成する透明樹脂を透過して見える基板3上のアライメントマーク5aを撮影することができる。
In the present embodiment, since the
ICチップ2は電極パッド2aが上方を向いたフェースアップの状態で実装ツール10に吸着保持される。そして、ICチップ2の電極パッド2aがアライメントマークとしてカメラ15で撮影されることにより、ICチップ2の保持位置が認識される。
The
図2は、カメラ15で撮影されるICチップ2及びその周囲のレイアウトを示す略平面図である。
FIG. 2 is a schematic plan view showing the
図2に示すように、ICチップ2のアライメントマークは、ICチップ2の主面に配列された複数の電極パッド2aのうち、互いに対角方向に位置する2つの電極パッド2amであることが好ましい。また、基板3側のアライメントマークとしては、互いに対角方向に位置し、ICチップ2側のアライメントマークと直交関係にある2つのアライメントマーク5aを用いることができる。なお図中のアライメントマークには十字の破線を付している。アライメントマーク5aは導体層5のポジパターンであってもよく、導体層5の一部を除去してなるネガパターンであってもよい。
As shown in FIG. 2, the alignment mark of the
図2に示すように、吸引孔12aは4つ設けられており、矩形状の平面基板の中心から見て対称な位置関係となるようにレイアウトされている。つまり、吸着ヘッド12を貫通する吸引孔12aは、吸着ヘッド12の下面の中央部からオフセットされた位置に設けられている。この構成によれば、ICチップ2を基板3上に押し付けて搭載する際にICチップ2の中央部を確実に押すことができ、これによりICチップ2の裏面側に気泡が残留する事態を回避することができる。
As shown in FIG. 2, four
本実施形態において、基板3側の2つのアライメントマーク5a,5aは、平面視にて吸着ヘッド12の外側に配置されており、2つのアライメントマーク5a,5a間の距離は吸着ヘッド12の同一方向の幅よりも広い。さらにアライメントマーク5aの位置はカメラ15から見て吸着ヘッド12の外周と重ならないようにある程度の距離を置いてレイアウトされている。そのため、カメラ15はICチップ2に遮られることなく基板3側の2つのアライメントマーク5a,5aを視認することができる。また、アライメントマーク5aが吸着ヘッド12の外周と重なることによってアライメントマーク5aを正しく認識できない事態を回避することができる。
In the present embodiment, the two
本実施形態では、1台のカメラ15でICチップ2側の複数のアライメントマーク(電極パッド2a)と基板3側の複数のアライメントマーク5aとを同時に撮影するので、基板3に対するICチップ2の位置を正確に把握することができる。
In this embodiment, a plurality of alignment marks (
図3は、部品実装装置1を用いた部品の実装方法を説明するためのフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart for explaining a component mounting method using the
図3に示すように、ICチップ2の実装では、まずアライメントマーク5aが形成された支持基板4を用意し、支持基板4上に半硬化の樹脂シートを貼り付けて絶縁層6を形成する(ステップS11)。なお、図1に示した基板3は、アライメントマーク5aが設けられた支持基板4上に絶縁層6が形成されたものである。
As shown in FIG. 3, in mounting the
次に、実装ツール10でICチップ2を吸着保持する(ステップS12)。ICチップ2は図示しない搬送装置によって実装ツール10の真下に運ばれ、実装ツール10を降下させて搬送装置上のICチップ2を吸着ヘッド12の下面に吸着させて持ち上げる。そして、搬送装置が待避位置に戻ることで、ICチップ2の吸着保持が完了する。
Next, the
次に、実装ツール10の透明プレート16、ベース11及び吸着ヘッド12を透過して見えるICチップ2上の電極パッド2amの位置をアライメントマークの位置として認識すると共に、実装ツール10のベース11及び樹脂シート(絶縁層6)を透過して見える基板3のアライメントマーク5aの位置を認識する(ステップS13)。
Next, the position of the electrode pad 2am on the
次に、基板3に対してICチップ2を位置合わせする(ステップS14)。位置合わせでは基板3側を平面方向に動かすことが好ましいが、ICチップ2側、すなわち実装ツール10側を平面方向に動かしてもよい。
Next, the
次に、吸着ヘッド12を降下させてICチップ2を基板3の上面(詳細には、支持基板4上の絶縁層6の上面)に搭載し、一定の荷重で押し付けてICチップ2の裏面(下面)に存在する気泡を除去する(ステップS15)。図4は、実装ツール10が降下した状態を示している。さらに、この状態で基板3を50〜100℃に加熱する(ステップS16)。この加熱は、基板3を支持するステージ7に設けられたヒータ7aによって行うことができる。なお図4のICチップ2の裏面は電極パターンが形成されていない平坦面となっているが、裏面に電極パターンが形成されているICチップについても同様に取り扱うことができる。
Next, the
このように、本実施形態では、ICチップ2を吸着ヘッド12でピックアップし、アライメントマーク5aに基づいて位置決めした後、基板3上への押し付けを行っている。またこれと同時に基板3を局所的に加熱して半硬化樹脂シートを硬化させている。ヒータ7aがICチップ2の真下にある場合には、ICチップ2の位置を中心に温度が上がることになるので、アライメントマーク5aの酸化の範囲は限定的である。また実装済みのICチップ2の位置決めのためのアライメントマーク5aであれば、酸化によって視認性が悪化していても問題はない。
Thus, in the present embodiment, the
次に、吸着を解除して実装ツール10を上方に移動させて、ICチップ2を実装基板上に残す(ステップS17)。図5は、ICチップ2の実装後に実装ツール10が上昇した状態を示している。
Next, the suction is released and the mounting
以上により、1つのICチップ2の実装が完了する。なお、複数のICチップを実装するには、ステージ7と共に基板3を動かして実装ツール10を次の実装位置に相対的に移動した後、上記各工程を実施すればよい。
Thus, the mounting of one
以上説明したように、本実施形態による部品実装装置1は、実装ツール10がすべて透明な部材で構成されているので、実装ツール10の上方に配置されたカメラ15を用いてICチップ2の実装状態を正確に把握することができる。特に、実装ツール10のベース11及び吸着ヘッド12を透してICチップ2上のアライメントマーク(ランド)を認識することができ、またベース11の吸着ヘッド12と重ならない領域を透して基板3上のアライメントマークを認識することができる。
As described above, in the
また、本実施形態においては、実装ツール10のICチップ2との接触面が透明シリコーンゴムからなるので、ICチップ2の実装時にICチップ2の裏面に気泡が閉じ込められる事態を防止することができる。したがって、信頼性が高い実装装置及び実装方法を提供することができる。
In the present embodiment, since the contact surface of the mounting
さらに、本実施形態においては、吸着ヘッド12を貫通する吸引孔がその主面の中央部を除いた領域に設けられているので、ICチップ2を基板3上に押し付けて搭載する際にICチップ2の中央部を確実に押すことができ、これによりICチップ2の裏面側に気泡が残留する事態を回避することができる。
Furthermore, in the present embodiment, since the suction hole penetrating the
さらに、本実施形態によれば、吸着ヘッド12のICチップ2との接触面に粘着性を低下させる粘着防止膜が施されているので、ICチップ2を基板上に搭載した後、ICチップ2を基板上に残して実装ツール10を引き離すとき、ICチップ2を容易に分離させることができる。なおベース11と対向する吸着ヘッド12の上面にはコーティングが施されておらず、タック性が維持されているので、ベース11と吸着ヘッド12との一体性を高めることができる。
Further, according to the present embodiment, since the adhesion preventing film for reducing the adhesiveness is applied to the contact surface of the
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。 The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. Needless to say, it is included in the range.
例えば、上記実施形態においては、実装部品としてICチップを挙げたが、本発明はICチップに限定されず、受動素子や光学素など、基板上に実装される様々な部品を含む。 For example, in the above embodiment, an IC chip is used as a mounting component. However, the present invention is not limited to an IC chip, and includes various components mounted on a substrate, such as passive elements and optical elements.
また、吸着ヘッドの材料は透明シリコーンゴムに限定されず、透明な弾性部材であればどのようなものであっても構わない。また、吸着ヘッドの下面の粘着防止膜を省略することも可能である。 Further, the material of the suction head is not limited to transparent silicone rubber, and any material may be used as long as it is a transparent elastic member. It is also possible to omit the anti-adhesion film on the lower surface of the suction head.
また、上記実施形態において実装ツールの吸引孔の数は4つであるが、その数は特に限定されない。また吸引孔は実装ヘッドの吸着面の中央部に対してオフセット配置されているが、必ずしもオフセットされていなくてもよく、実装ヘッドの吸着面の中央部に設けられていてもよい。 Moreover, in the said embodiment, although the number of the suction holes of a mounting tool is four, the number is not specifically limited. In addition, the suction hole is offset with respect to the central portion of the suction surface of the mounting head, but may not necessarily be offset, and may be provided at the central portion of the suction surface of the mounting head.
1 部品実装装置
2 ICチップ
2a 電極パッド
2am 電極パッド(アライメントマーク)
3 基板
4 支持基板
5 導体層
5a アライメントマーク
6 絶縁層
7 ステージ
7a ヒータ
10 実装ツール
10a 吸引孔
11 ベース
11a 吸引孔
12 吸着ヘッド
12a 吸引孔
12b 粘着防止膜
12c 吸気口
13 フレーム
14 昇降機構
15 カメラ
16 透明プレート
DESCRIPTION OF
3 Substrate 4
Claims (10)
前記部品を吸着保持する実装ツールと、
前記実装ツールを昇降させる昇降機構と、
前記実装ツールの上方に配置されたカメラとを備え、
前記実装ツールは、
透明ガラスからなるベースと、
前記ベースの下面に取り付けられた透明な弾性部材からなる吸着ヘッドと、
前記ベースの上方に配置されて前記ベースとの組み合わせにより吸引経路を形成する透明プレートとを含み、
前記カメラは、前記部品が前記吸着ヘッドの下面に吸着保持された状態において、前記吸着ヘッドと重なる領域に見える前記第2のアライメントマークと、前記吸着ヘッドと重ならない領域に見える前記第1のアライメントマークとを同時に撮影し、
前記実装ツールは、前記第1及び第2のアライメントマークに基づいて前記部品を位置合わせした後、前記基板上に前記部品を押し付けて実装することを特徴とする部品実装装置。 A component mounting apparatus that mounts the component on the substrate with reference to a first alignment mark provided on the substrate and a second alignment mark provided on the component,
A mounting tool for sucking and holding the component;
A lifting mechanism for lifting and lowering the mounting tool;
A camera disposed above the mounting tool,
The implementation tool is:
A base made of transparent glass,
A suction head made of a transparent elastic member attached to the lower surface of the base;
A transparent plate disposed above the base and forming a suction path in combination with the base;
The camera includes the second alignment mark that appears in a region that overlaps the suction head and the first alignment that appears in a region that does not overlap the suction head in a state where the component is sucked and held on the lower surface of the suction head. Shoot the mark at the same time,
The mounting tool aligns the component based on the first and second alignment marks, and then mounts the component by pressing the component onto the substrate.
前記半導体ICチップは前記電極パッドが上方を向いたフェースアップの状態で実装ツールに吸着保持され、
前記第2のアライメントマークは前記電極パッドである、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の部品実装装置。 The component is a semiconductor IC chip having an electrode pad,
The semiconductor IC chip is sucked and held by a mounting tool in a face-up state with the electrode pads facing upward,
The component mounting apparatus according to claim 1, wherein the second alignment mark is the electrode pad.
部品に設けられた第2のアライメントマーク及び前記基板に設けられた前記第1のアライメントマークを参照して前記基板上に前記部品を実装する工程と、
前記基板を加熱して前記樹脂シートを硬化させる工程とを含み、
前記部品を実装する工程は、
透明な弾性部材からなる吸着ヘッドを用いて前記部品を吸着保持する工程と、
前記部品が前記吸着ヘッドの下面に吸着保持された状態において、前記吸着ヘッドと重なる領域に見える前記第2のアライメントマークと、前記吸着ヘッドと重ならない領域において前記樹脂シートを透過して見える前記第1のアライメントマークとをカメラで同時に撮影する工程と、
前記第1及び第2のアライメントマークに基づいて前記部品を位置合わせした後、前記樹脂シート上に前記部品を押し付けて実装する工程とを含むことを特徴とする部品実装方法。 Attaching a semi-cured resin sheet on the substrate provided with the first alignment mark;
Mounting the component on the substrate with reference to a second alignment mark provided on the component and the first alignment mark provided on the substrate;
Heating the substrate and curing the resin sheet,
The step of mounting the component includes
Sucking and holding the part using a suction head made of a transparent elastic member;
In a state where the component is sucked and held on the lower surface of the suction head, the second alignment mark that appears in a region overlapping with the suction head and the second alignment mark that appears through the resin sheet in a region that does not overlap with the suction head. A step of simultaneously photographing one alignment mark with a camera;
And a step of mounting the component by pressing the component onto the resin sheet after aligning the component based on the first and second alignment marks.
前記半導体ICチップは前記電極パッドが上方を向いたフェースアップの状態で実装ツールに吸着保持され、
前記第2のアライメントマークは前記電極パッドである、請求項6乃至9のいずれか一項に記載の部品実装方法。 The component is a semiconductor IC chip having an electrode pad,
The semiconductor IC chip is sucked and held by a mounting tool in a face-up state with the electrode pads facing upward,
The component mounting method according to claim 6, wherein the second alignment mark is the electrode pad.
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