JP2020163403A - Thermal compression bonding apparatus and manufacturing method for electronic component - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱圧着装置及び電子部品の製造方法に関する。 The present invention relates to a thermocompression bonding device and a method for manufacturing an electronic component.
被圧着部材に熱圧着を行う熱圧着装置が知られている。例えば、コイル部品の導線に対して熱圧着を行う場合、コイル部品の低抵抗化が進むことで導線が太くなっていることから、熱圧着による接合を行うときの熱量が大きくなっている。熱圧着装置では、ヒータチップの温度が目標温度となるように制御している。例えば、ヒータチップの表面に貼付した非酸化耐熱性のシールの温度を赤外線放射温度計で計測し、その結果に基づいて、ヒータチップの温度をフィードバック制御することが知られている(例えば、特許文献1)。また、ヒータチップの温度を熱電対によって検出することも知られている。この場合に、熱電対の不具合などによってヒータチップが高温になることを抑制する方法が知られている(例えば、特許文献2、3)。
A thermocompression bonding device that performs thermocompression bonding on a member to be bonded is known. For example, when thermocompression bonding is performed on a wire of a coil component, the amount of heat when joining by thermocompression bonding is large because the wire is thickened as the resistance of the coil component is lowered. In the thermocompression bonding device, the temperature of the heater chip is controlled to be the target temperature. For example, it is known that the temperature of a non-oxidizing heat-resistant seal attached to the surface of a heater chip is measured with an infrared radiation thermometer, and the temperature of the heater chip is feedback-controlled based on the result (for example, patent). Document 1). It is also known that the temperature of the heater chip is detected by a thermocouple. In this case, a method of suppressing the temperature of the heater chip from becoming high due to a defect of the thermocouple or the like is known (for example,
ヒータチップの温度を接触型の温度計測器を用いてフィードバック制御する場合、被圧着部材に対して熱圧着を行う部分であるヒータチップの先端部に接触型の温度計測器を取り付けることが難しい。このため、ヒータチップの先端部の温度を直接計測することができず、ヒータチップにクラックなどの異常が生じた場合ではヒータチップの先端部の温度が適正な温度範囲内にあるか否かを検出することが難しい。例えば、コイル部品の太い導線に対して熱圧着を行う場合、必要な熱量が大きくなるためにヒータチップが高温になる傾向があり、ヒータチップの先端部の温度が適正な温度範囲から外れると、ヒータチップの寿命や他の部分に対して悪影響を及ぼすことがある。 When the temperature of the heater chip is feedback-controlled using a contact-type temperature measuring instrument, it is difficult to attach the contact-type temperature measuring instrument to the tip of the heater chip, which is a portion where thermocompression bonding is performed on the member to be crimped. Therefore, it is not possible to directly measure the temperature of the tip of the heater tip, and if an abnormality such as a crack occurs in the heater tip, it is checked whether the temperature of the tip of the heater tip is within the appropriate temperature range. Difficult to detect. For example, when thermocompression bonding is performed on a thick wire of a coil component, the heater tip tends to become hot due to the large amount of heat required, and if the temperature of the tip of the heater tip deviates from the appropriate temperature range, It may adversely affect the life of the heater tip and other parts.
非接触型の温度計測器を用いることで、ヒータチップの先端部の温度を直接計測することができる。しかしながら、ヒータチップの表面が酸化した場合などではヒータチップの先端部の温度を精度良く計測することが難しく、ヒータチップの先端部の温度が適正な温度範囲内にあるか否かを検出することが難しい。 By using a non-contact type temperature measuring instrument, the temperature of the tip of the heater chip can be directly measured. However, when the surface of the heater chip is oxidized, it is difficult to accurately measure the temperature of the tip of the heater chip, and it is necessary to detect whether the temperature of the tip of the heater chip is within an appropriate temperature range. Is difficult.
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、ヒータチップの先端部の温度が適正な温度範囲内にあるか否かの検出を可能とすることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to enable detection of whether or not the temperature of the tip of the heater chip is within an appropriate temperature range.
本発明は、被圧着部材を熱圧着する先端部を有し、供給電流に応じて発熱するヒータチップと、前記ヒータチップの前記先端部の温度を計測する非接触型の第1温度計測器と、前記ヒータチップの前記先端部以外の箇所の温度を計測する接触型の第2温度計測器と、前記第1温度計測器が計測した温度又は前記第2温度計測器が計測した温度に基づき前記ヒータチップの前記先端部の温度を制御する温度制御部と、前記第1温度計測器及び前記第2温度計測器のうちの前記温度制御部による前記先端部の温度制御に用いられていない方の温度計測器が計測した温度又は前記第1温度計測器が計測した温度と前記第2温度計測器が計測した温度との温度差が各々の所定温度範囲内か否かを判断する温度判断部と、を備える熱圧着装置である。 The present invention includes a heater tip that has a tip that heat-bonds the member to be crimped and generates heat in response to a supply current, and a non-contact type first temperature measuring device that measures the temperature of the tip of the heater tip. Based on the contact-type second temperature measuring device that measures the temperature of a portion other than the tip of the heater chip, the temperature measured by the first temperature measuring device, or the temperature measured by the second temperature measuring device. A temperature control unit that controls the temperature of the tip of the heater chip, and one of the first temperature measuring instrument and the second temperature measuring instrument that is not used for temperature control of the tip by the temperature control unit. A temperature determination unit that determines whether or not the temperature difference between the temperature measured by the temperature measuring instrument or the temperature measured by the first temperature measuring instrument and the temperature measured by the second temperature measuring instrument is within the respective predetermined temperature ranges. It is a thermal pressure bonding device including.
上記構成において、前記温度判断部が前記第1温度計測器及び前記第2温度計測器のうちの前記温度制御部による前記先端部の温度制御に用いられていない方の温度計測器が計測した温度又は前記第1温度計測器が計測した温度と前記第2温度計測器が計測した温度との温度差が各々の所定温度範囲内にないと判断した場合に、異常として検出する異常検出部を備える構成とすることができる。 In the above configuration, the temperature measured by the temperature measuring device of the first temperature measuring device and the second temperature measuring device, which is not used for temperature control of the tip portion by the temperature control unit. Alternatively, it is provided with an abnormality detection unit that detects as an abnormality when it is determined that the temperature difference between the temperature measured by the first temperature measuring instrument and the temperature measured by the second temperature measuring instrument is not within the respective predetermined temperature ranges. It can be configured.
上記構成において、前記異常検出部は、異常を検出した場合に前記熱圧着装置の運転を停止させる構成とすることができる。 In the above configuration, the abnormality detection unit may be configured to stop the operation of the thermocompression bonding device when an abnormality is detected.
上記構成において、前記温度制御部は、前記被圧着部材に対して熱圧着を行っていないときは前記第2温度計測器が計測した温度に基づき前記ヒータチップの前記先端部の温度を制御し、前記被圧着部材に対して熱圧着を行っているときは前記第1温度計測器が計測した温度に基づき前記ヒータチップの前記先端部の温度を制御する構成とすることができる。 In the above configuration, when the thermocompression bonding member is not thermocompression bonded, the temperature control unit controls the temperature of the tip portion of the heater chip based on the temperature measured by the second temperature measuring instrument. When thermocompression bonding is performed on the member to be pressure-bonded, the temperature of the tip portion of the heater chip can be controlled based on the temperature measured by the first temperature measuring instrument.
上記構成において、前記温度制御部は、前記被圧着部材に対して熱圧着を行っていないときから熱圧着を行うときに切り替わる際に、過去の熱圧着実行時に前記ヒータチップに供給した電流に関する情報に基づき前記ヒータチップの前記先端部の温度を制御する構成とすることができる。 In the above configuration, the temperature control unit provides information on the current supplied to the heater chip during the past thermocompression bonding when the temperature control unit switches from when the thermocompression bonding member is not thermocompression bonded to when the thermocompression bonding is performed. It is possible to control the temperature of the tip portion of the heater chip based on the above.
上記構成において、前記温度制御部は前記被圧着部材に対して熱圧着を行っていないときに前記第2温度計測器で計測される温度が設定温度になるように制御し、前記設定温度を過去の熱圧着実行時に前記第2温度計測器が計測した温度に変更する温度変更部を備える構成とすることができる。 In the above configuration, the temperature control unit controls the temperature measured by the second temperature measuring instrument to be the set temperature when the thermocompression bonding member is not thermocompression bonded, and sets the set temperature in the past. The temperature can be changed to the temperature measured by the second temperature measuring instrument when the thermocompression bonding is performed.
上記構成において、前記第2温度計測器は、前記ヒータチップの前記先端部よりも温度が低い箇所の温度を計測する構成とすることができる。 In the above configuration, the second temperature measuring instrument may be configured to measure the temperature of a portion where the temperature is lower than the tip portion of the heater chip.
本発明は、上記記載の熱圧着装置を用い、前記ヒータチップの前記先端部で電子部品を熱圧着する工程を含む、電子部品の製造方法である。 The present invention is a method for manufacturing an electronic component, which comprises a step of thermocompression bonding the electronic component at the tip of the heater chip using the thermocompression bonding device described above.
本発明によれば、ヒータチップの先端部の温度が適正な温度範囲内にあるか否かを検出することができる。 According to the present invention, it is possible to detect whether or not the temperature of the tip of the heater tip is within an appropriate temperature range.
まず、ヒータチップの温度を接触型の温度計測器(以下、接触型温度計と称す)で計測し、この計測温度に基づいてヒータチップの温度をフィードバック制御するときに生じる課題を説明する。図1は、比較例1に係る熱圧着装置100を示す図である。図1のように、熱圧着装置100は、ヒータチップ110と、接触型温度計130と、制御部140と、を備える。ヒータチップ110は、被圧着部材を圧着する先端部112を有し、供給される電流に応じて発熱する。接触型温度計130は、ヒータチップ110の先端部112以外の個所に取り付けられ、先端部112以外の個所の温度を計測する。接触型温度計130をヒータチップ110の先端部112に取り付けないのは、先端部112に接触型温度計130を取り付けるだけのスペースを確保することが難しいためである。制御部140は、接触型温度計130が計測した温度に基づき、ヒータチップ110の温度をフィードバック制御する。
First, the problem that occurs when the temperature of the heater chip is measured by a contact type thermometer (hereinafter referred to as a contact type thermometer) and the temperature of the heater chip is feedback-controlled based on the measured temperature will be described. FIG. 1 is a diagram showing a
図2(a)及び図2(b)は、比較例1に係る熱圧着装置100で生じる課題を説明する図である。図2(a)のように、接触型温度計130で計測された温度に基づきヒータチップ110の温度をフィードバック制御する場合、接触型温度計130で計測される温度はほぼ一定となる。しかしながら、図2(b)のように、熱圧着を繰り返し行うことでヒータチップ110にクラック114が発生する場合がある。また、接触型温度計130が故障する場合もある。このような場合、図2(a)のように、接触型温度計130で計測される温度を一定にしていても、ヒータチップ110の先端部112の温度が変化してしまうことがある。接触型温度計130で計測される温度は一定に維持されていることから、ヒータチップ110の先端部112の温度が目標温度から外れたか否かを検出することが難しい。ヒータチップ110の先端部112の温度が目標温度から外れてしまうと、被圧着部材に対する熱圧着が良好に行えなくなる。
2 (a) and 2 (b) are diagrams for explaining the problems that occur in the
次に、ヒータチップの温度を非接触型の温度計測器(以下、非接触型温度計と称す)で計測し、この計測温度に基づいてヒータチップの温度をフィードバック制御するときに生じる課題を説明する。図3は、比較例2に係る熱圧着装置200を示す図である。図3のように、熱圧着装置200では、ヒータチップ110に接触型温度計が取り付けられていない。代わりに、ヒータチップ110の先端部112の温度を直接計測する非接触型温度計120が設けられている。制御部140は、非接触型温度計120が計測した温度に基づき、ヒータチップ110の温度をフィードバック制御する。
Next, the problem that occurs when the temperature of the heater chip is measured by a non-contact type thermometer (hereinafter referred to as a non-contact type thermometer) and the temperature of the heater chip is feedback-controlled based on this measured temperature will be explained. To do. FIG. 3 is a diagram showing a
図4(a)及び図4(b)は、比較例2に係る熱圧着装置200で生じる課題を説明する図である。図4(a)のように、非接触型温度計120で計測された温度に基づきヒータチップ110の温度をフィードバック制御する場合、非接触型温度計120で計測される温度はほぼ一定となる。非接触型温度計120はヒータチップ110の先端部112の温度を直接計測しているため、非接触型温度計120で計測される温度とヒータチップ110の先端部112の温度はほぼ同じである。しかしながら、図4(b)のように、ヒータチップ110は高温になるため表面に酸化膜116が形成され易い。ヒータチップ110の先端部112の表面に酸化膜116が形成されると、非接触型温度計120の計測温度が先端部112の実温度よりも低くなる場合がある。このため、図4(a)のように、非接触型温度計120で計測される温度を一定にしていても、ヒータチップ110の先端部112の温度が高くなってしまうことがある。非接触型温度計120で計測される温度は一定に維持されていることから、ヒータチップ110の先端部112の温度が目標温度から外れたか否かを検出することが難しい。ヒータチップ110の先端部112の温度が目標温度から外れてしまうと、被圧着部材に対する熱圧着が良好に行えなくなる。
4 (a) and 4 (b) are diagrams for explaining the problems that occur in the
図5は、本願発明に係る熱圧着装置1の例を示す図である。図1のように、熱圧着装置1は、ヒータチップ10と、非接触型温度計20と、接触型温度計30と、制御部40と、を備える。ヒータチップ10は、被圧着部材を熱圧着する先端部12を有し、供給される電流に応じて発熱する。非接触型温度計20は、ヒータチップ10の先端部12の温度を直接計測する。接触型温度計30は、ヒータチップ10の先端部12以外の個所に取り付けられ、先端部12以外の個所の温度を計測する。接触型温度計30をヒータチップ10の先端部12に取り付けないのは、先端部12に接触型温度計30を取り付けるだけのスペースを確保することが難しいためである。制御部40は、非接触型温度計20が計測したヒータチップ10の先端部12の温度に関する信号と、接触型温度計30が計測したヒータチップ10の先端部12以外の個所の温度に関する信号と、が入力される。制御部40は、温度制御部42及び温度判断部44として機能する。
FIG. 5 is a diagram showing an example of a
温度制御部42は、非接触型温度計20が計測した温度又は接触型温度計30が計測した温度に基づきヒータチップ10の先端部12の温度を制御する。温度判断部44は、非接触型温度計20及び接触型温度計30のうちの温度制御部42がヒータチップ10の先端部12の温度制御に用いていない方の温度計が計測した温度が所定の温度範囲内にあるか否か、又は、非接触型温度計20が計測した温度と接触型温度計30が計測した温度との温度差が所定温度範囲内にあるか否か、を判断する。
The
図6(a)及び図6(b)は、本願発明の効果を説明する図である。図6(a)は、接触型温度計30が計測した温度に基づいてヒータチップ10の温度をフィードバック制御する場合、図6(b)は、非接触型温度計20が計測した温度に基づいてヒータチップ10の温度をフィードバック制御する場合である。
6 (a) and 6 (b) are diagrams illustrating the effects of the present invention. FIG. 6A shows feedback control of the temperature of the
図6(a)のように、接触型温度計30で計測された温度に基づきヒータチップ10の温度をフィードバック制御する場合、接触型温度計30で計測される温度はほぼ一定に維持される。熱圧着を繰り返し行うことでヒータチップ10にクラックが発生した場合などでは、接触型温度計30で計測される温度を一定にしていてもヒータチップ10の先端部12の温度が変化してしまう場合があるが、この場合、非接触型温度計20で計測される温度が変化する。したがって、非接触型温度計20の計測温度に基づいてヒータチップ10の先端部12の温度が適正温度範囲内にあるか否かを検出できる。
When the temperature of the
図6(b)のように、非接触型温度計20で計測された温度に基づきヒータチップ10の温度をフィードバック制御する場合、非接触型温度計20で計測される温度はほぼ一定に維持される。ヒータチップ10の表面に酸化膜が形成された場合などでは、非接触型温度計20で計測される温度を一定にしていてもヒータチップ10の先端部12の温度が変化してしまう場合があるが、この場合、接触型温度計30で計測される温度が変化する。したがって、接触型温度計30の計測温度に基づいてヒータチップ10の先端部12の温度が適正温度範囲内にあるか否かを検出できる。
When the temperature of the
そこで、本願発明の熱圧着装置1では、非接触型温度計20が計測した温度又は接触型温度計30が計測した温度に基づきヒータチップ10の先端部12の温度を制御する。そして、非接触型温度計20及び接触型温度計30のうちのヒータチップ10の先端部12の温度制御に用いられていない方の温度計が計測した温度、又は、非接触型温度計20が計測した温度と接触型温度計30が計測した温度との温度差が各々の所定温度範囲内にあるか否かを判断する。これにより、ヒータチップ10の先端部12の温度が適正な温度範囲内にあるか否かを検出できる。よって、被圧着部材に対する熱圧着を良好に行うことができる。
Therefore, in the
以下、適宜図面を参照し、本願発明の実施形態について説明する。複数の図面において共通する構成要素には当該複数の図面を通じて同一の参照符号が付されている。各図面は、説明の便宜上、必ずしも正確な縮尺で記載されているとは限らない点に留意されたい。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings as appropriate. Components common to a plurality of drawings are designated by the same reference numerals throughout the plurality of drawings. It should be noted that each drawing is not always drawn to the correct scale for convenience of explanation.
[第1の実施形態]
図7は、本願発明の第1の実施形態に係る熱圧着装置2を示す図である。図7のように、熱圧着装置2は、ヒータチップ10と、非接触型温度計20と、接触型温度計30と、制御部40と、電源60と、を備える。ヒータチップ10は、被圧着部材を熱圧着する先端部12を有し、電源60によって供給される電流Iに応じて発熱する。ヒータチップ10は、例えばモリブデン、チタン、又はステンレス鋼などで形成される。
[First Embodiment]
FIG. 7 is a diagram showing a
非接触型温度計20は、ヒータチップ10の先端部12の温度を直接計測する。非接触型温度計20は、例えば放射温度計であり一例として赤外線放射温度計であるが、その他の場合でもよい。接触型温度計30は、ヒータチップ10の先端部12以外の箇所に取り付けられ、先端部12以外の箇所の温度を計測する。接触型温度計30をヒータチップ10の先端部12に取り付けないのは、先端部12に接触型温度計30を取り付けるだけのスペースを確保することが難しいためである。接触型温度計30は、例えば熱電対であるが、その他の場合でもよい。
The
制御部40は、非接触型温度計20が計測したヒータチップ10の先端部12の温度に関する信号と、接触型温度計30が計測したヒータチップ10の先端部12以外の個所の温度に関する信号と、が入力される。制御部40は、CPU(Central Processing Unit)などのプロセッサがプログラムと協働することで、温度制御部42、温度判断部44、及び異常検出部46として機能する。制御部40は、専用に設計された回路でもよい。また、温度制御部42、温度判断部44、及び異常検出部46は、1つの回路で実現されてもよいし、別々の回路で実現されてもよい。
The
温度制御部42は、被圧着部材に対して熱圧着を行っていないときは接触型温度計30が計測した温度に基づきヒータチップ10の先端部12の温度をフィードバック制御する。被圧着部材に対して熱圧着を行っているときは非接触型温度計20が計測した温度に基づきヒータチップ10の先端部12の温度をフィードバック制御する。温度制御部42は、電源60を制御してヒータチップ10に供給される電流の大きさなどを制御することで、ヒータチップ10の先端部12の温度を制御する。
When the thermocompression bonding member is not thermocompression bonded, the
温度判断部44は、非接触型温度計20及び接触型温度計30のうちの温度制御部42がヒータチップ10の先端部12の温度制御に用いていない方の温度計が計測した温度、又は、非接触型温度計20が計測した温度と接触型温度計30が計測した温度との温度差が、各々の所定温度範囲内にあるか否かを判断する。
The
異常検出部46は、計測温度又は温度差が所定温度範囲内にないと温度判断部44が判断した場合に、温度異常が発生したとして検出する。異常検出部46は、温度異常を検出した場合に、熱圧着装置2の運転を停止すること及び/又は温度異常が発生したことをアラーム音などによって作業員に報知することなどを行ってもよい。
When the
図8(a)及び図8(b)は、実施例1に係る熱圧着装置2を用いた電子部品の製造方法を示す図である。図8(a)のように、熱圧着部材である例えばコイル部品などの電子部品に対して熱圧着を行っていないときは、ヒータチップ10は上昇した位置にあり電子部品が載置される支持台80から離れている。この場合、ヒータチップ10の先端部12は非接触型温度計20で計測可能な位置にないため、温度制御部42は、接触型温度計30で計測された温度に基づいてヒータチップ10の先端部12の温度を制御する。
8 (a) and 8 (b) are diagrams showing a method of manufacturing an electronic component using the
図8(b)のように、電子部品82に対して熱圧着を行うときは、電子部品82が支持台80に載置され、ヒータチップ10が支持台80に向かって下降し、ヒータチップ10の先端部12で電子部品82に対して熱圧着を行う。この場合、ヒータチップ10の先端部12は非接触型温度計20で計測可能な位置にあるため、温度制御部42は、非接触型温度計20で計測された温度に基づいてヒータチップ10の先端部12の温度を制御する。
As shown in FIG. 8B, when thermocompression bonding is performed on the
図9は、第1の実施形態に係る熱圧着装置2の制御の一例を示すフローチャートである。図10は、第1の実施形態における温度制御を説明する図である。図9のように、熱圧着装置2の始動時はヒータチップ10の先端部12の温度が安定するまで熱圧着を実行しないため、接触型温度計30で計測された温度に基づきヒータチップ10の先端部12の温度を制御する(ステップS10)。図10のように、制御部40は、熱圧着装置2の始動時には、接触型温度計30で計測される温度が設定温度(例えば400℃)となるよう、電源60によってヒータチップ10に供給される電流を制御する。接触型温度計30で計測される温度とヒータチップ10の先端部12の温度との相関は予め求められているため、接触型温度計30で計測される温度を設定温度に制御することで、ヒータチップ10の先端部12の温度を目標温度(例えば700℃)に制御することができる。
FIG. 9 is a flowchart showing an example of control of the
次いで、制御部40は、熱圧着を開始したか否かを判断する(ステップS12)。熱圧着を開始したか否かの判断は、例えばヒータチップ10が電子部品82に対して熱圧着を行う位置まで下降したか否かで判断することができる。
Next, the
制御部40は、熱圧着が開始されていないと判断した場合(ステップS12:No)、ステップS10に戻る。一方、制御部40は、熱圧着が開始されたと判断した場合(ステップS12:Yes)、非接触型温度計20で計測された温度に基づきヒータチップ10の先端部12の温度を制御する(ステップS14)。図10のように、制御部40は、熱圧着実行時には、非接触型温度計20で計測される温度が設定温度(例えば700℃)となるよう、電源60からヒータチップ10に供給される電流を制御する。非接触型温度計20はヒータチップ10の先端部12の温度を直接計測しているため、非接触型温度計20で計測された温度はヒータチップ10の先端部12の温度に対応する。したがって、非接触型温度計20で計測される温度を設定温度(例えば700℃)に制御することで、ヒータチップ10の先端部12の温度を目標温度(例えば700℃)に制御することができる。熱圧着開始時には、ヒータチップ10の先端部12が電子部品82に触れることで先端部12の温度が低下する場合がある。この場合、制御部40は、非接触型温度計20で計測される温度が設定温度となるように、電源60によってヒータチップ10に供給される電流値を上昇させる。
When the
次いで、制御部40は、接触型温度計30で計測された温度、又は、非接触型温度計20で計測された温度と接触型温度計30で計測された温度との温度差が、各々の所定温度範囲内であるか否かを判断する(ステップS16)。制御部40は、図10において、接触型温度計30で計測された温度のピーク値及び非接触型温度計20で計測された温度のピーク値を用いて、温度又は温度差が所定温度範囲内にあるか否かを判断することができる。一例として、制御部40は、接触型温度計30で計測された温度のピーク値が設定温度の±20℃の範囲内にあるか否か、もしくは、非接触型温度計20で計測された温度のピーク値と接触型温度計30で計測された温度のピーク値との温度差がそれぞれの設定温度の差の±20℃の範囲内にあるか否かを判断する。
Next, in the
制御部40は、接触型温度計30で計測された温度、又は、非接触型温度計20で計測された温度と接触型温度計30で計測された温度との温度差が、各々の所定温度範囲内にないと判断した場合(ステップS16:No)、温度異常として検出する(ステップS18)。制御部40は、温度異常を検出した場合は、例えば熱圧着装置2の運転を緊急停止する(ステップS20)。このとき、制御部40は、アラーム音を発生するなどして、作業員に温度異常が発生したことを報知してもよい。
In the
一方、制御部40は、接触型温度計30で計測された温度、又は、非接触型温度計20で計測された温度と接触型温度計30で計測された温度との温度差が、各々の所定温度範囲内にあると判断した場合(ステップS16:Yes)、熱圧着が終了したか否かを判断する(ステップS22)。熱圧着が終了したか否かの判断は、例えばヒータチップ10が初期位置まで上昇したか否かで判断することができる。
On the other hand, in the
制御部40は、熱圧着が終了していないと判断した場合(ステップS22:No)、ステップS14に戻る。一方、制御部40は、熱圧着が終了したと判断した場合(ステップS22:Yes)、作業員から熱圧着装置2の運転停止指示があったか否かを判断する(ステップS24)。制御部40は、運転停止の指示がない場合(ステップS24:No)、ステップS10に戻る。図10のように、熱圧着が終了してヒータチップ10の先端部12が電子部品82から離れることで先端部12の温度が上昇する場合がある。この場合、制御部40は、ステップS10において、接触型温度計30で計測される温度が設定温度(例えば400℃)となるように電源60によってヒータチップ10に供給される電流を低下させる。一方、制御部40は、運転停止の指示があった場合(ステップS24:Yes)、処理を終了する。
When the
熱圧着装置2では、図9のステップS16のように、ヒータチップ10の先端部12の温度制御に用いられていない接触型温度計30が計測した温度、又は、非接触型温度計20が計測した温度と接触型温度計30が計測した温度との温度差が、各々の所定温度範囲内であるか否かを判断する。これにより、ヒータチップ10の先端部12の温度が適正な温度範囲内にあるか否かを検出できる。よって、被圧着部材に対する熱圧着を良好に行うことができる。
In the thermal crimping
図9のステップS18のように、非接触型温度計20及び接触型温度計30のうちのヒータチップ10の先端部12の温度制御に用いられていない方の温度計が計測した温度又は非接型触温度計20が計測した温度と接触型温度計30が計測した温度との温度差が各々の所定温度範囲内にない場合、異常として検出することが好ましい。異常を検出した場合、熱圧着装置2の運転を停止する及び/又はアラーム音などで異常が発生したことを作業員に報知することが好ましい。これにより、被圧着部材に対する熱圧着が良好に行われていない不良品が製造されることを抑制できる。
As shown in step S18 of FIG. 9, the temperature measured by the
接触型温度計30は、好適には、ヒータチップ10の先端部12よりも温度が低い箇所の温度を計測する。これにより、接触型温度計30が高温になることが抑制され、接触型温度計30の寿命を長くすることができる。
The
図11は、比較例3に係る熱圧着装置300を示す図である。図11のように、熱圧着装置300では、ヒータチップ110の先端部112の温度を計測する非接触型温度計が設けられていない。温度制御部142は、被圧着部材に対して熱圧着を行っていないとき、熱圧着を行っているときのいずれの場合でも、接触型温度計130が計測した温度に基づきヒータチップ110の先端部112の温度をフィードバック制御する。温度制御部142は、電源160によってヒータチップ110に供給される電流を制御することで、ヒータチップ110の先端部112の温度を制御する。
FIG. 11 is a diagram showing a
図12は、比較例3における温度制御を示す図である。図12のように、熱圧着の開始時にヒータチップ110の先端部112の温度が低下することがある。制御部140は、熱圧着を実行していないときでも、実行しているときでも、接触型温度計130で計測された温度に基づきヒータチップ110の先端部112の温度を制御する。接触型温度計130はヒータチップ110の先端部112以外の個所の温度を計測しているため、ヒータチップ110の先端部112の温度が低下したことを検出できない。このため、ヒータチップ110の先端部112の温度が目標温度(例えば700℃)よりも低い状態で熱圧着を行うことになり、熱圧着を良好に行えない場合がある。
FIG. 12 is a diagram showing temperature control in Comparative Example 3. As shown in FIG. 12, the temperature of the
これに対し、熱圧着装置2では、図9のステップS10のように、電子部品82に対して熱圧着を行っていないときは接触型温度計30が計測した温度に基づきヒータチップ10の温度を制御する。図9のステップS14のように、電子部品82に対して熱圧着を行っているときは非接触型温度計20が計測した温度に基づきヒータチップ10の温度を制御する。これにより、熱圧着時におけるヒータチップ10の先端部12の温度を適正な温度範囲内にすることができ、熱圧着を良好に行うことができる。
On the other hand, in the
なお、第1の実施形態において、非接触型温度計20及び接触型温度計30で計測される温度が設定温度となるように、電源60に対して電流の大きさを制御してもよいし、電圧の大きさを制御してもよいし、電流供給時間を制御してもよい。
In the first embodiment, the magnitude of the current may be controlled with respect to the
[第2の実施形態]
図13は、本願発明の第2の実施形態に係る熱圧着装置3を示す図である。図13のように、熱圧着装置3は、第1の実施形態の熱圧着装置2と比べて、記憶部70を更に備える。記憶部70は、例えばHDD(Hard Disk Drive)又はフラッシュメモリなどの不揮発性メモリである。記憶部70は、熱圧着実行時にヒータチップ10に供給した電流に関する情報(例えば電流値、電圧値、電流供給時間など)を記憶する。例えば、制御部40が電源60に対してヒータチップ10に供給する電流に関する情報を出力するときに記憶部70にも出力することで、記憶部70は熱圧着実行時にヒータチップ10に供給した電流に関する情報を記憶する。記憶部70に記憶されるヒータチップ10に供給した電流に関する情報は随時更新され、その結果、記憶部70には最新の熱圧着実行時にヒータチップ10に供給した電流に関する情報が記憶される。すなわち、記憶部70には、前回の熱圧着時においてヒータチップ10に供給した電流に関する情報が記憶される。
[Second Embodiment]
FIG. 13 is a diagram showing a
また、記憶部70は、熱圧着実行時に接触型温度計30が計測した温度を記憶する。例えば、熱圧着実行時に接触型温度計30が計測した温度を制御部40が記憶部70に出力することで、記憶部70は熱圧着実行時に接触型温度計30が計測した温度を記憶する。記憶部70に記憶される接触型温度計30が計測した温度は随時更新され、その結果、記憶部70には最新の熱圧着実行時に接触型温度計30が計測した温度が記憶される。すなわち、記憶部70には、前回の熱圧着時において接触型温度計30が計測した温度が記憶される。
Further, the
制御部40は、温度制御部42、温度判断部44、異常検出部46に加えて温度変更部48としても機能する。温度制御部42、温度判断部44、異常検出部46、及び温度変更部48は、1つの回路で実現されてもよいし、別々の回路で実現されてもよい。温度制御部42は、第1の実施形態で説明したヒータチップ10の先端部12の温度をフィードバック制御することに加えて次の制御も行う。温度制御部42は、被圧着部材に対して熱圧着を行っていないときから熱圧着を行うときに切り替わる際に、記憶部70に記憶された、過去の熱圧着実行時にヒータチップ10に供給した電流に関する情報に基づきヒータチップ10の先端部12の温度を制御する。温度制御部42は熱圧着非実行時では接触型温度計30で計測される温度が設定温度になるように制御するが、温度変更部48はこの設定温度を、記憶部70に記憶された、過去の熱圧着実行時に接触型温度計30が計測した温度に変更する。熱圧着装置3のその他の構成は、熱圧着装置2と同じであるため説明を省略する。
The
図14は、第2の実施形態に係る熱圧着装置3の制御の一例を示すフローチャートである。図15は、第2の実施形態における温度制御を説明する図である。図14のように、まず、制御部40はステップS30、S32を実行する。ステップS30、S32は、第1の実施形態で説明した図9のステップS10、S12と同じであるため説明を省略する。
FIG. 14 is a flowchart showing an example of control of the
次いで、制御部40は、ステップS32で熱圧着が開始されたと判断した場合(ステップS32:Yes)、記憶部70に記憶された、過去の熱圧着実行時にヒータチップ10に供給した電流に関する情報に基づきヒータチップ10の先端部12の温度を制御する(ステップS34)。熱圧着を開始したときは、ヒータチップ10の先端部12が電子部品82に接することで先端部12の温度が低下するが、ステップS34を実行することで、図15のように、ヒータチップ10の先端部12の温度を早期に目標温度(例えば700℃)に近づけることができる。
Next, when the
次いで、制御部40は、ステップS36からS46を実行する。ステップS36からS46は、第1の実施形態の図9のステップS14からS24と同じであるため説明を省略する。制御部40は、ステップS46で運転停止の指示がないと判断した場合(ステップS46:No)、熱圧着非実行時に接触型温度計30で計測される温度の設定温度を、記憶部70に記憶された、過去の熱圧着実行時に接触型温度計30が計測した温度に変更する(ステップS48)。すなわち、図15のように、熱圧着非実行時に接触型温度計30で計測される温度の設定温度を設定温度1から設定温度2に変更する。これにより、次回の熱圧着実行時において、ヒータチップ10の供給する電流値の変動幅を抑えながら、ヒータチップ10の先端部12の温度を目標温度に近づけることができる。制御部40は、ステップS48の後にステップS10に戻る。
Next, the
熱圧着装置3によれば、図14のステップS34のように、熱圧着を行っていないときから熱圧着を行うときに切り替わる際に、過去の熱圧着実行時にヒータチップ10に供給した電流に関する情報に基づきヒータチップ10の先端部12の温度を制御する。これにより、図15のように、ヒータチップ10の先端部12の温度を早期に目標温度に近づけることができる。ヒータチップ10の先端部12の温度を早期に目標温度に近づけるために、過去の熱圧着実行時にヒータチップ10に供給した電流に関する情報は、前回の熱圧着実行時にヒータチップ10に供給した電流に関する情報であることが好ましい。
According to the
また、熱圧着装置3によれば、図14のステップS48のように、接触型温度計30で計測される温度の設定温度を、過去の熱圧着実行時に接触型温度計30が計測した温度に変更する。これにより、図15のように、熱圧着非実行時と熱圧着実行時との切り替わりにおいて、ヒータチップ10に供給する電流に関連するパラメータの変動を抑えることができる。ヒータチップ10に供給する電流に関するパラメータの変動を抑えるために、過去の熱圧着実行時に接触型温度計30が計測した温度は、前回の熱圧着実行時に接触型温度計30が計測した温度であることが好ましい。
Further, according to the
以上、本願発明の実施形態について詳述したが、本願発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本願発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to such specific embodiments, and various modifications and modifications are made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It can be changed.
1、2、3 熱圧着装置
10 ヒータチップ
12 先端部
20 非接触型温度計
30 接触型温度計
40 制御部
42 温度制御部
44 温度判断部
46 異常検出部
48 温度変更部
60 電源
70 記憶部
80 支持台
82 電子部品
100、200、300 熱圧着装置
110 ヒータチップ
112 先端部
114 クラック
116 酸化膜
120 非接触型温度計
130 接触型温度計
140 制御部
142 温度制御部
160 電源
1, 2, 3
Claims (8)
前記ヒータチップの前記先端部の温度を計測する非接触型の第1温度計測器と、
前記ヒータチップの前記先端部以外の箇所の温度を計測する接触型の第2温度計測器と、
前記第1温度計測器が計測した温度又は前記第2温度計測器が計測した温度に基づき前記ヒータチップの前記先端部の温度を制御する温度制御部と、
前記第1温度計測器及び前記第2温度計測器のうちの前記温度制御部による前記先端部の温度制御に用いられていない方の温度計測器が計測した温度又は前記第1温度計測器が計測した温度と前記第2温度計測器が計測した温度との温度差が各々の所定温度範囲内か否かを判断する温度判断部と、を備える熱圧着装置。 A heater tip that has a tip that thermocompression-bonds the member to be crimped and generates heat according to the supply current.
A non-contact type first temperature measuring instrument that measures the temperature of the tip of the heater tip,
A contact-type second temperature measuring instrument that measures the temperature of a portion other than the tip of the heater chip, and
A temperature control unit that controls the temperature of the tip of the heater chip based on the temperature measured by the first temperature measuring instrument or the temperature measured by the second temperature measuring instrument.
The temperature measured by the temperature measuring device of the first temperature measuring device and the second temperature measuring device, which is not used for temperature control of the tip portion by the temperature control unit, or measured by the first temperature measuring device. A thermal crimping device including a temperature determining unit for determining whether or not the temperature difference between the temperature measured and the temperature measured by the second temperature measuring device is within the respective predetermined temperature ranges.
前記設定温度を過去の熱圧着実行時に前記第2温度計測器が計測した温度に変更する温度変更部を備える、請求項4または5記載の熱圧着装置。 The temperature control unit controls so that the temperature measured by the second temperature measuring instrument becomes the set temperature when the thermocompression bonding member is not thermocompression bonded.
The thermocompression bonding apparatus according to claim 4 or 5, further comprising a temperature changing unit that changes the set temperature to the temperature measured by the second temperature measuring instrument when the thermocompression bonding is performed in the past.
A method for manufacturing an electronic component, which comprises a step of thermocompression bonding the electronic component at the tip of the heater chip using the thermocompression bonding device according to any one of claims 1 to 7.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019064372A JP2020163403A (en) | 2019-03-28 | 2019-03-28 | Thermal compression bonding apparatus and manufacturing method for electronic component |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP3974581A1 (en) | 2020-09-29 | 2022-03-30 | Seiko Epson Corporation | Method for manufacturing compact |
WO2023243575A1 (en) * | 2022-06-13 | 2023-12-21 | 千住金属工業株式会社 | Jet flow soldering device |
-
2019
- 2019-03-28 JP JP2019064372A patent/JP2020163403A/en active Pending
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