JP2023006251A - ボンディング装置、制御方法、および、制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】接合品質を向上させることができるボンディング装置等を提供する。【解決手段】ボンディング装置１０は、接合ユニット１１０と、アーム１２０と、被接合部材における接合部材５００が接合される接合位置に生じるひずみを測定するひずみ測定装置２１０と、アーム１２０により接合ユニット１１０を接合部材５００に対して押圧する力に対応する荷重、および、超音波振動子１１１の出力を含む接合条件に基づいて、接合ユニット１１０が接合部材５００を被接合部材に接合するボンディング動作を制御する動作制御部２２１を有する制御部２２０と、を備える。制御部２２０は、さらに、ひずみ測定装置２１０により測定されるひずみに基づいて、接合条件の変更の要否を判定する判定部２２２と、判定部２２２により接合条件の変更が必要と判定された場合に、当該接合条件の少なくとも一部を変更する処理を行う変更部２２３と、を有する。【選択図】図３

Description

本発明は、基板に部品を超音波接合させるボンディング装置、制御方法、および、制御システムに関する。

従来、超音波振動等を用いて、基板等の被接合部材に電子部品等の接合部材を接合する装置がある（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に開示されているボンディングパッド検査装置は、ボンディング装置が被接合部材に接合部材を接合する（つまり、ボンディング）前に、バンプ等を有する接合部材をボンディングする被接合部材の接合表面の状態の良否を判定し、判定結果をボンディング装置にフィードバックする。

特開平５－１６０２２９号公報

Ｊｐｎ． Ｊ． Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ． Ｖｏｌ．３９（２０００） ｐｐ．２４７８－２４８２ Ｐａｒｔ１， Ｎｏ．４Ｂ， Ａｐｒｉｌ ２０００

しかしながら、特許文献１には、ボンディングパッド検査装置が上記した接合表面の状態以外を考慮することについては開示されていない。この種のボンディング装置には、接合部材と被接合部材との接合状態がより良好な状態であること、つまり、接合部材と被接合部材との接合品質がより向上されることが望まれている。

本発明は、接合品質を向上させることができるボンディング装置等を提供する。

本発明の一態様に係るボンディング装置は、被接合部材と接合部材とを超音波振動を用いて接合するボンディング装置であって、超音波振動子の振動と共振して振動する超音波ホーンと、前記超音波ホーンに取付けられ前記接合部材と当接するノズルとを有する接合ユニットと、前記ノズルを前記被接合部材に対して接離方向に動作させるアームと、前記被接合部材における前記接合部材が接合される接合位置に生じるひずみを測定するひずみ測定装置と、前記アームにより前記接合ユニットを前記接合部材に対して押圧する力に対応する荷重、および、前記超音波振動子の出力を含む接合条件に基づいて、前記接合ユニットが前記接合部材を前記被接合部材に接合するボンディング動作を制御する動作制御部を有する制御部と、を備え、前記制御部は、さらに、前記接合ユニットが前記接合部材を前記被接合部材に接合する際に前記ひずみ測定装置により測定されるひずみに基づいて、前記接合条件の変更の要否を判定する判定部と、前記判定部により前記接合条件の変更が必要と判定された場合に、当該接合条件の少なくとも一部を変更する処理を行う変更部と、を有する。

また、本発明の一態様に係る制御方法は、超音波振動子の振動と共振して振動する超音波ホーンと、前記超音波ホーンに取付けられ接合部材と当接するノズルとを有する接合ユニットを備え、前記接合ユニットによって被接合部材と接合部材とを超音波振動を用いて接合するボンディング装置における前記接合ユニットを制御する制御方法であって、前記接合ユニットが前記接合部材に対して押圧しながら前記超音波振動を印加して、前記接合部材を前記被接合部材に接合するボンディング工程と、前記ボンディング工程において前記被接合部材における前記接合部材が接合される接合位置に生じるひずみを測定するひずみ測定工程と、前記ひずみ測定工程において測定されたひずみに基づいて、前記ボンディング工程において前記接合ユニットが前記接合部材を押圧する力に対応する荷重、および、前記接合ユニットが有する超音波振動子の出力を含む接合条件の変更の要否を判定する判定工程と、前記判定工程において、前記接合条件の変更が必要と判定された場合に、当該接合条件の少なくとも一部を変更する処理を行う接合条件変更工程、とを含む。

また、本発明の一態様に係る制御システムは、超音波振動子の振動と共振して振動する超音波ホーンと、前記超音波ホーンに取付けられ接合部材と当接するノズルとを有する接合ユニットを備え、前記接合ユニットによって被接合部材と前記接合部材とを超音波振動を用いて接合するボンディング装置に用いられる制御システムであって、前記被接合部材における前記接合部材が接合される接合位置に生じるひずみを測定するひずみ測定装置と、前記接合ユニットが前記接合部材に対して押圧する力に対応する荷重、および、前記超音波振動子の出力を含む接合条件に基づいて、前記接合ユニットが前記接合部材を前記被接合部材に接合するボンディング動作を制御する動作制御部を有する制御部と、を備え、前記制御部は、前記接合ユニットが前記接合部材を前記被接合部材に接合する際に前記ひずみ測定装置により測定されるひずみに基づいて、前記接合条件の変更の要否を判定する判定部と、前記判定部により前記接合条件の変更が必要と判定された場合に、当該接合条件の少なくとも一部を変更する処理を行う変更部と、を有する。

なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なＣＤ－ＲＯＭ等の記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。

本発明によれば、接合品質を向上させることができるボンディング装置等を提供できる。

図１は、実施の形態に係るボンディング装置を示す概略側面図である。 図２は、接合部材と被接合部材とが超音波接合されている様子を示す概略側面図である。 図３は、実施の形態に係るボンディング装置の機能構成を示すブロック図である。 図４は、実施の形態に係るボンディング装置の接合条件を決定する処理手順を説明するためのフローチャートである。 図５は、実施の形態に係るひずみ測定装置によって測定されるひずみの一例を示す図である。 図６は、バンプが変形する過程を説明するための図である。 図７は、実施の形態に係るボンディング装置の生産処理の処理手順を説明するための図である。

以下では、本発明の実施の形態に係るボンディング装置等について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置および接続形態、ステップおよびステップの順序等は、一例であり、本発明を限定する趣旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

また、各図は、模式図であり、縮尺、寸法等必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、同じ構成部材については同じ符号を付している。

また、本明細書および図面において、Ｘ軸、Ｙ軸、および、Ｚ軸は、三次元直交座標系の三軸を表している。Ｘ軸およびＹ軸は、互いに直交し、且つ、いずれもＺ軸に直交する軸である。また、以下の実施の形態では、Ｚ軸正方向を上方とし、Ｚ軸負方向を下方として記載する場合がある。

また、以下の実施の形態では、ボンディング装置をＺ軸方向に直交する方向から見た場合を側面視として説明する場合がある。

（実施の形態）
［構成］
まず、実施の形態に係るボンディング装置の構成について説明する。

図１は、実施の形態に係るボンディング装置１０を示す概略側面図である。

ボンディング装置１０は、ディスプレイパネル等を生産するための部品実装システムであり、被接合部材と接合部材とを超音波振動を用いて接合するボンディング動作を行う装置である。具体的には、ボンディング装置１０は、コンピュータ２０によってボンディング機構１００（図３参照）が制御されることで、接合部材５００に超音波振動を付与し、被接合部材（第１の被接合部材）５１０に接合部材５００を接合（超音波接合）することで接合体を製造する。より具体的には、ボンディング装置１０は、超音波振動する接合ユニット１１０（図３参照）を備え、接合ユニット１１０が有するノズル１１３を超音波振動子１１１によって超音波振動させ、且つ、被接合部材５１０に荷重を印加させながら、ノズル１１３が保持している接合部材５００を被接合部材５１０の被接合面（具体的には、上面）に実装するボンディング動作を行うことで、接合体を製造する。

接合部材５００としては、例えば、ＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）等のフレキシブル基板が例示される。

被接合部材５１０としては、例えば、ディスプレイパネル等に用いられる、樹脂基板またはガラス基板等が例示される。

接合部材５００と被接合部材５１０とが超音波接合されることで製造される接合体としては、例えば、電子部品が実装されたディスプレイパネルが例示される。

また、ボンディング装置１０は、接合部材５００を被接合部材５１０に接合する上記したボンディング動作と同様の動作を、被接合部材（第２の被接合部材）５１１に対して行う。つまり、ボンディング装置１０は、接合部材５００を被接合部材５１１に接合する上記したボンディング動作を行う。

被接合部材５１１は、例えば、被接合部材５１０と同様の形状および材質等により構成された基板である。また、被接合部材５１１には、センサ３００が設けられている。

センサ３００は、被接合部材５１１のひずみを検出するセンサである。センサ３００は、例えば、上記した非特許文献１に開示されているひずみセンサである。センサ３００は、例えば、被接合部材５１１の内部に設けられている。

図２は、接合部材５００と被接合部材５１１とが超音波接合されている様子を示す概略側面図である。

ボンディング装置１０が備える、接合部材５００を吸着するノズル１１３には、超音波振動が印加されることで、超音波による力（超音波パワー）が作用する。超音波パワーは、超音波ホーン１１２の長手方向であって、本実施の形態では、Ｘ軸方向に作用するように印加される。

また、ノズル１１３は、被接合部材５１１に荷重を印加するように、アーム１２０によって移動される。

センサ３００は、例えば、接合部材５００が有するバンプ５０１と、バンプ５０１と接合されるパッド５３０との下方（例えば、直下）に配置される。センサ３００は、このように配置されることで、接合部材５００と被接合部材５１１とが接合される際に、被接合部材５１１における接合部材５００が接合される接合位置に生じるひずみを検出する。

バンプ５０１は、接合部材５００に設けられた金属等からなる電極である。

パッド５３０は、被接合部材５１１に設けられた金属等からなる電極である。

また、被接合部材５１０は、センサ３００を有さない。ボンディング機構１００は、センサ３００を有さない被接合部材５１０と、センサ３００を有する被接合部材５１１とを少なくとも含む複数の被接合部材５１０、５１１のそれぞれに接合部材５００を接合する上記したボンディング動作を行う。

なお、センサ３００は、被接合部材５１１のひずみを検出できればよく、上記した非特許文献１に開示されているひずみセンサでなくてもよい。

また、接合部材５００、被接合部材５１０、被接合部材５１１、および、接合体は、上記の例に限定されない。

図３は、実施の形態に係るボンディング装置１０の機能構成を示すブロック図である。

ボンディング装置１０は、ボンディング機構１００と、制御システム（検査システム）２００と、センサ３００と、報知部４００と、を備える。

ボンディング機構１００は、接合部材５００に超音波振動を付与してボンディング動作を行うシステムである。

ボンディング機構１００は、接合ユニット１１０と、アーム１２０と、実装ステージ１３０と、測定ステージ１４０と、を備える。

接合ユニット１１０は、接合部材５００に超音波振動を付与し、被接合部材５１０、５１１に接合部材５００を超音波接合するボンディング動作を行う装置である。

接合ユニット１１０は、超音波振動子１１１と、超音波ホーン１１２と、ノズル１１３と、を備える。

超音波振動子１１１は、超音波ホーン１１２の長手方向における超音波ホーン１１２の一端側（本実施の形態では、Ｘ軸正方向側）に設けられ、超音波ホーン１１２に振動を付与する超音波振動子である。超音波振動子１１１は、図示しない外部商用電源等から電力を受けつける電源回路等を有する駆動源からの電力の供給を受けて作動し、超音波ホーン１１２に超音波振動を付与する。

超音波振動子１１１から超音波振動が与えられた超音波ホーン１１２は、長手方向に振動（縦振動）し、超音波ホーン１１２に定在波を生じさせる。

超音波ホーン１１２は、超音波振動子１１１の振動と共振して振動する部材である。具体的には、超音波ホーン１１２は、超音波振動子１１１で発生された超音波振動をノズル１１３に伝達する。超音波ホーン１１２は、長尺形状（言い換えると、棒状、より具体的には、略直方体）である。本実施の形態では、超音波ホーン１１２は、Ｘ軸方向に延在している。

超音波ホーン１１２は、例えば、金属等の弾性を有する材料から構成されている。超音波ホーン１１２は、アーム１２０に連結されており、水平方向に延びた姿勢が維持されている。

超音波ホーン１１２の両端部は、それぞれ自由端である。超音波振動子１１１は、超音波ホーン１１２の２つの自由端のうちの一端側に取り付けられている。ノズル１１３は、超音波ホーン１１２の長手方向における中央部に配置されている。

超音波ホーン１１２の両端部は、それぞれ自由端であるので、それぞれ超音波ホーン１１２に生じた定在波の腹となる。超音波ホーン１１２は、超音波振動子１１１から付与された超音波振動の振動数に応じて、２つの腹（つまり、２つの自由端）の間に定在波の節を１つ有する基本振動、または、当該２つの腹の間に複数（例えば、２つ）の節を有する倍振動の振動モードを生じる。例えば、超音波振動子１１１から超音波ホーン１１２に付与される超音波振動によって、超音波ホーン１１２に基本振動の振動モードの定在波が生じる。

超音波ホーン１１２のサイズは、所望の振動を超音波ホーン１１２に生じさせるように、任意の共振周波数（超音波振動子１１１が発振する振動数）、超音波ホーン１１２の材料の特性（ヤング率、密度等）および形状等から決定される。

ノズル１１３は、超音波ホーン１１２に取付けられ、接合部材５００と当接するノズルである。具体的には、ノズル１１３は、超音波ホーン１１２の一端側と、当該一端側とは反対側の他端側との間に設けられ、接合部材５００と当接して接合部材５００を保持する。より具体的には、ノズル１１３は、接合部材５００を吸着（より具体的には、真空吸着）し、被接合部材５１０、５１１に接合（より具体的には、超音波接合）する。また、本実施の形態では、ノズル１１３は、超音波ホーン１１２の長手方向の中央部であり、且つ、超音波ホーン１１２の下側で接合部材５００を吸着するように、超音波ホーン１１２に取り付けられている。

ノズル１１３は、図示しない真空吸引源と吸引管路を介して接続されている。これにより、ノズル１１３は、真空吸引源が作動されることで接合部材５００を真空吸着する。

なお、本実施の形態では、ノズル１１３の形状は、平面視で格子状の吸引口が形成された平板状であるが、特に限定されない。

また、本実施の形態では、図２に示すように、ノズル１１３は、フィルム５２０を介して接合部材５００を吸着しているが、フィルム５２０を介さずに接合部材５００を吸着してもよい。

フィルム５２０は、接合部材５００がノズル１１３によって傷付くことを防ぐための保護フィルムである。フィルム５２０は、例えば、ポリイミド、または、フッ素樹脂等の樹脂材料からなる。

また、ボンディング装置１０は、ノズル１１３を加熱するヒータを備えてもよい。ボンディング装置１０は、例えば、接合部材５００に超音波振動を付与し、且つ、接合部材５００を加熱しながら、被接合部材５１０、５１１に接合部材５００を接合してもよい。ヒータ部は、例えば、超音波ホーン１１２のＸ軸負方向側の端部に配置されており、超音波ホーン１１２を介してノズル１１３を加熱する。ヒータ部は、例えば、制御システム２００と制御線等によって接続されており、制御部２２０によってノズル１１３を加熱するタイミング、温度等が制御されてもよい。

アーム１２０は、接合ユニット１１０を移動させるための移動機構である。例えば、アーム１２０は、接合ユニット１１０（より具体的には、接合ユニット１１０が備えるノズル１１３）を被接合部材５１０、５１１に対して接離方向（本実施の形態では、上下方向であって、Ｚ軸方向）に動作させる。これにより、アーム１２０は、被接合部材５１０、５１１に荷重を印加させながら、接合ユニット１１０に接合部材５００と被接合部材５１０、５１１とを接合させる。

また、アーム１２０は、接合ユニット１１０を水平移動（Ｘ軸方向およびＹ軸方向に移動）させることで、接合ユニット１１０を実装ステージ１３０上と測定ステージ１４０上とで移動させる。

アーム１２０は、例えば、接合ユニット１１０と接続される接続機構と、当該接続機構を移動させるためのシリンダ、モータ、ガイド等の駆動部と、を備える。

実装ステージ１３０は、被接合部材５１０が載置されるステージである。実装ステージ１３０には、例えば、被接合部材５１０が載置される載置面（上面）に、被接合部材５１０を真空吸着するための吸着孔が設けられている。当該吸着孔は、図示しない真空吸引源と吸引管路を介して接続されている。これにより、実装ステージ１３０は、真空吸引源が作動されることで被接合部材５１０を真空吸着する。

測定ステージ１４０は、被接合部材５１１が載置されるステージである。測定ステージ１４０には、例えば、被接合部材５１１が載置される載置面（上面）に、被接合部材５１１を真空吸着するための吸着孔が設けられている。当該吸着孔は、図示しない真空吸引源と吸引管路を介して接続されている。これにより、測定ステージ１４０は、真空吸引源が作動されることで被接合部材５１１を真空吸着する。

実装ステージ１３０と測定ステージ１４０とは、例えば、材質、上面の状態、吸着力等が同じになるように構成されている。

制御システム２００は、ボンディング装置１０が備える各構成要素を制御する制御装置である。具体的には、制御システム２００は、ボンディング機構１００の動作を制御する。

制御システム２００は、ひずみ測定装置２１０と、制御部２２０と、記憶部２３０と、を備える。

ひずみ測定装置２１０は、被接合部材５１１における接合部材５００が接合される接合位置に生じるひずみを測定する測定系である。ひずみ測定装置２１０は、例えば、センサ３００が検出したひずみ（信号）を増幅するアンプ等を有し、増幅したひずみ（信号）を制御部２２０に出力する。

センサ３００は、例えば、ピエゾ抵抗効果を利用したセンサであって、ひずみ（変形）により生じた電気抵抗（電気抵抗の変化）を被接合部材５１１のひずみとして検出してひずみ測定装置２１０に出力する。ひずみ測定装置２１０は、センサ３００から取得したひずみを増幅する等して制御部２２０に出力する。

また、例えば、ひずみ測定装置２１０は、接合ユニット１１０が接合部材５００を被接合部材５１１に接合する際に、センサ３００が検出した、被接合部材５１１の接合位置に生じるひずみ（信号）を取得することで、当該ひずみを測定する。

また、例えば、ひずみ測定装置２１０は、被接合部材５１１における、接合ユニット１１０が接合部材５００を被接合部材５１１に対して押圧する押圧方向（本実施の形態では、上下方向であって、Ｚ軸方向）のひずみである垂直ひずみと、超音波振動子１１１（つまり、超音波ホーン１１２およびノズル１１３）が振動する振動方向（本実施の形態では、Ｘ軸方向）のひずみである平面ひずみとを測定する。

また、例えば、ひずみ測定装置２１０は、ボンディング機構１００（より具体的には、接合ユニット１１０）がボンディング動作を開始してから終了するまでの期間に繰り返し被接合部材５１１における接合部材５００が接合される接合位置に生じるひずみを測定する。

なお、ここでいうボンディング動作を開始してから終了するまでの期間とは、例えば、接合部材５００が被接合部材５１１に接触することでひずみの振幅または振動中心の変動が開始されてから、測定されるひずみの振幅または振動中心の変動がほぼ見られなくなるまでの期間である。具体的に例えば、ボンディング動作を開始してから終了するまでの期間とは、接合部材５００が被接合部材５１１に接触してから接合部材５００と被接合部材５１１とが接合されてノズル１１３が接合部材５００から離れるまでの期間を含む期間である。

例えば、ひずみ測定装置２１０は、接合部材５００と被接合部材５１１とが接触する前に、ノズル１１３が接合部材５００を吸着した時点でひずみの測定を開始してもよい。或いは、例えば、ひずみ測定装置２１０は、接合部材５００と被接合部材５１１とが接合されてノズル１１３が接合部材５００から離れて所定の位置に接合ユニット１１０が戻るまでひずみの測定を続けてもよい。

ひずみ測定装置２１０がひずみを測定する周期は、予め任意に定められてよく、特に限定されない。

制御部２２０は、ボンディング機構１００を制御する処理部である。制御部２２０は、例えば、ボンディング機構１００（例えば、ボンディング機構１００が備えるアーム１２０、超音波振動子１１１の駆動を制御する駆動源、ノズル１１３に接合部材５００を真空吸着させるための真空ポンプ等）、ひずみ測定装置２１０、および、報知部４００と、無線通信可能に、または、制御線等により有線通信可能に接続されており、各装置を制御する。制御部２２０は、各装置と通信するための通信インターフェース、プログラムを実行するための一時的な記憶領域である揮発性メモリ、信号の送受信をするための入出力ポート、プログラムを実行するプロセッサ等を有するコンピュータ（例えば、図１に示すコンピュータ２０）で実現される。

制御部２２０は、動作制御部２２１と、判定部２２２と、変更部２２３と、検査部２２４と、を備える。

動作制御部２２１は、アーム１２０により接合ユニット１１０を接合部材５００に対して押圧する力に対応する荷重、および、超音波振動子１１１の出力を含む接合条件に基づいて、接合ユニット１１０が接合部材５００を被接合部材５１０、５１１に接合するボンディング動作を制御する処理部である。

判定部２２２は、接合ユニット１１０が接合部材５００を被接合部材５１１に接合する際にひずみ測定装置２１０により測定されるひずみに基づいて、接合条件の変更の要否を判定する処理部である。

例えば、判定部２２２は、ボンディング機構１００が接合部材５００を被接合部材５１１に接合する際にひずみ測定装置２１０により測定されたひずみと、基準データとを比較することにより、接合条件の変更の要否を判定する。

基準データは、ひずみ測定装置２１０により予め測定されたひずみのうち、被接合部材５１０と接合部材５００との接合状態が良好であった当該被接合部材５１０における当該接合部材５００が接合される接合位置で測定されたひずみを示すデータである。当該接合状態の検査は、例えば、作業者による接合体の破壊検査によって行われる。これにより、被接合部材５１０と接合部材５００との接合状態を良好にするためのひずみを示す基準データが精度よく決定される。基準データは、例えば、ひずみの時間変化を示すデータ（波形データ）であるが、閾値等を示す情報であってもよい。

基準データは、例えば、記憶部２３０に予め記憶されている。

また、例えば、判定部２２２は、垂直ひずみと平面ひずみとに基づいて、荷重と超音波振動子１１１の出力とのそれぞれについて変更の要否を判定する。基準データには、もちろん、垂直ひずみを示す基準データと平面ひずみを示す基準データとが含まれていてもよい。

変更部２２３は、判定部２２２により接合条件の変更が必要と判定された場合に、当該接合条件の少なくとも一部を変更する処理を行う処理部である。

まず、ボンディング装置１０は、予め任意に定められた接合条件に基づいて、被接合部材５１１に接合部材５００を接合するボンディング動作を行いながら、ひずみ測定装置２１０によって被接合部材５１１のひずみを測定する。

次に、判定部２２２は、ひずみ測定装置２１０によって測定されたひずみに基づいて接合条件の変更が必要であるか否かを判定する。

変更部２２３は、判定部２２２により接合条件の変更が必要と判定された場合に、当該接合条件を変更する。例えば、変更部２２３は、ひずみ測定装置２１０によって測定されたひずみに基づいて、接合条件に含まれるパラメータを変更する。

当該パラメータは、例えば、荷重に関するパラメータ、および、超音波パワーに関するパラメータを含む。

荷重に関するパラメータとは、例えば、アーム１２０が接合ユニット１１０を下方に動かす力、言い換えると、接合部材５００を被接合部材５１０、５１１に押圧する（押し付ける）力、押圧する時間（荷重時間）等である。荷重に関するパラメータは、例えば、アーム１２０が有するモータのトルク値、および、荷重時間等である。

超音波パワーに関するパラメータとは、例えば、超音波振動子１１１によって超音波ホーン１１２を振動させる際の力、振動させる時間等である。超音波パワーに関するパラメータとは、例えば、超音波振動子１１１の振幅、振動速度、および、振動時間等である。

上記した処理によって、ボンディング装置１０は、接合条件を決定し、決定した接合条件で、被接合部材５１０に接合部材５００を接合するボンディング動作を行う。つまり、ボンディング装置１０は、決定した接合条件で、被接合部材５１０に接合部材５００を接合するボンディング動作を繰り返し行って接合体を多数生産する生産処理を開始する。

また、例えば、変更部２２３は、超音波振動子１１１の出力が増大して略一定となるまでの出力増大期間における、ひずみ測定装置２１０により測定されるひずみの値、および、ひずみ測定装置２１０により測定されるひずみの時間変化の少なくとも一方に基づいて、超音波振動子１１１の出力を変更する処理を行う。

また、例えば、変更部２２３は、荷重が増大して略一定となるまでの荷重増大期間における、ひずみ測定装置２１０により測定されるひずみの値、および、ひずみ測定装置２１０により測定されるひずみの時間変化に基づいて、荷重を変更する処理を行う。

また、例えば、変更部２２３は、超音波振動子１１１の出力が略一定となる出力安定期間において、ひずみ測定装置２１０に測定されるひずみの値が略一定となる時間に基づいて、超音波振動子１１１による振動の印加時間を変更する。

検査部２２４は、ひずみ測定装置２１０により測定されたひずみに基づいて、ボンディング機構１００に関する検査を行う処理部である。具体的には、検査部２２４は、ボンディング機構１００が接合部材５００を被接合部材５１１に接合する際にひずみ測定装置２１０により測定されるひずみに基づいて、ボンディング機構１００の不調を検出する。

ボンディング機構１００の不調とは、ボンディング機構１００が備える各装置の少なくともいずれかの異常状態または異常が発生しそうな状態である。ボンディング機構１００の不調とは、例えば、ボンディング機構１００が接合部材５００を被接合部材５１０、５１１に適切に接合できていない状態であって、超音波ホーン１１２もしくはノズル１１３の接合作用面（本実施の形態では、接合部材５００を吸着する下面）等の、外見では判断できない傷、割れ、または、アーム１２０の動作不良等である。

検査部２２４は、ひずみ測定装置２１０により測定されるひずみに基づいて、このような不調がボンディング機構１００に生じているか否かを判定する。つまり、検査部２２４は、ボンディング機構１００の不調を検出する。

ボンディング機構１００は、例えば、被接合部材５１０に接合部材５００を接合するボンディング動作を繰り返し行う生産処理を行っている間に、被接合部材５１０に接合部材５００を接合する動作と同様の動作を被接合部材５１０に代えて被接合部材５１１に対して行う。具体的には、動作制御部２２１は、ボンディング機構１００を制御することで、所定数の被接合部材５１０に接合部材５００を接合するボンディング動作を繰り返し行った後、被接合部材５１１に接合部材５００を接合するボンディング動作を行う。検査部２２４は、ボンディング機構１００が生産処理を行っている間にひずみ測定装置２１０によって測定された被接合部材５１１のひずみに基づいて、ボンディング機構１００の不調を検出する。例えば、動作制御部２２１は、検査部２２４によってボンディング機構１００に不調が検出されなければ、さらに、ボンディング機構１００を制御することで、所定数の被接合部材５１０に接合部材５００を接合するボンディング動作を繰り返し行った後、被接合部材５１１に接合部材５００を接合するボンディング動作を行う。

なお、所定数は、予め任意に定められてよく、特に限定されない。所定数を示す情報は、記憶部２３０に予め記憶されていてもよい。

また、ボンディング機構１００が被接合部材５１０に接合部材５００を接合するボンディング動作を繰り返し行う処理は、所定数ではなく、所定時間、ロット数等によって定められていてもよい。

また、ボンディング機構１００が被接合部材５１１に接合部材５００を接合するボンディング動作を行いながら、ひずみ測定装置２１０によってひずみを測定する処理は、１回でもよいし、複数回行われてもよい。例えば、検査部２２４は、ひずみ測定装置２１０によってひずみを測定する処理が複数回行われた場合、複数回行われてそれぞれで得られたひずみの平均値に基づいて不調を検出してもよいし、複数回行われてそれぞれで得られたひずみの全てで不調が検出されないか否かを判定してもよい。

例えば、検査部２２４は、ボンディング機構１００が接合部材５００を被接合部材５１１に接合する際にひずみ測定装置２１０により測定されたひずみと、基準データとを比較することにより、ボンディング機構１００の不調を検出する。

なお、判定部２２２が判定に用いる基準データと、検査部２２４が不調の検査に用いる基準データとは、同じでもよいし、異なっていてもよい。

また、例えば、検査部２２４は、ひずみ測定装置２１０により測定されたひずみの時間変化と、基準データとを比較することによりボンディング機構１００の不調を検出する。

記憶部２３０は、例えば、制御部２２０が実行する制御プログラム、上記した接合条件を示す条件情報、および、制御部２２０の判定に用いられる閾値、ひずみの理想波形等を示す基準データ等の情報が格納されたメモリにより実現される。

報知部４００は、検査部２２４によりボンディング機構１００の不調が検出された場合に、ボンディング機構１００の保全作業が必要であることを報知する報知装置である。報知部４００は、例えば、図１に示すディスプレイ３０であり、「保全作業が必要です。」等の画像を表示することで、ボンディング機構１００の保全作業が必要であることを作業者に報知する。当該画像の情報は、記憶部２３０に記憶されていて検査部２２４がボンディング機構１００の不調を検出した場合に報知部４００に出力されてもよいし、報知部４００が備える図示しないメモリに記憶されていてもよい。この場合、検査部２２４は、ボンディング機構１００の不調が検出された場合に、ボンディング機構１００の保全作業が必要であることを報知部４００に報知させることを示す情報を報知部４００に出力すればよい。

なお、報知部４００は、ディスプレイではなく、アンプ、スピーカ等を有する音響装置等でもよく、ボンディング機構１００の保全作業が必要であることを音声によって作業者に報知してもよい。

［処理手順］
続いて、ボンディング装置１０の処理手順について説明する。

＜接合条件決定処理＞
図４は、実施の形態に係るボンディング装置１０の接合条件を決定する処理手順を説明するためのフローチャートである。

まず、動作制御部２２１は、ボンディング機構１００を制御することで、ノズル１１３に接合部材５００を吸着させて保持させ、保持させた接合部材５００を測定ステージ１４０に載置されている被接合部材５１１に接触させる（Ｓ１０１）。

次に、ひずみ測定装置２１０は、被接合部材５１１のひずみの測定を開始する（Ｓ１０２）。例えば、ひずみ測定装置２１０は、センサ３００からひずみを示す信号を繰り返し取得し、信号が示すひずみの振幅または振動中心が、予め定められる閾値を超える変動をした場合に、接合部材５００と被接合部材５１１とが接触したと判定し、センサ３００から取得されるひずみを示す信号を増幅して制御部２２０（より具体的には、判定部２２２）に出力する処理を開始する。

次に、動作制御部２２１は、ノズル１１３に吸着された接合部材５００を被接合部材５１１に押圧するようにアーム１２０を制御することで、被接合部材５１１に荷重を印加させる（Ｓ１０３）。

また、動作制御部２２１は、超音波振動子１１１（より具体的には、超音波振動子を駆動するための駆動源）を制御することで、超音波ホーン１１２に超音波振動（超音波パワー）を印加させる（Ｓ１０４）。

なお、ステップＳ１０４は、ステップＳ１０３より前に実行されてもよいし、ステップＳ１０３と同時に実行されてもよい。

ステップＳ１０３とステップＳ１０４とが実行され続けている状態で、ひずみ測定装置２１０は、被接合部材５１１に生じるひずみを繰り返し測定する。

図５は、実施の形態に係るひずみ測定装置２１０によって測定されるひずみの一例を示す図である。具体的には、図５の（ａ）は、動作制御部２２１がボンディング機構１００を制御することで、被接合部材５１１に印加される荷重、および、超音波ホーン１１２に印加される超音波パワーの時間変化を示す図である。横軸は、時間（経過時間／単位：秒）であり、縦軸は、荷重については力（単位：Ｎ）であり、超音波パワー（ＵＳパワー）については出力（単位：Ｗ）である。図５の（ａ）では、荷重を実線で示し、超音波パワーを一点鎖線で示している。図５の（ｂ）は、超音波ホーン１１２の振動方向のひずみである平面ひずみ（εｘ）の時間変化を示す図である。横軸は、時間であり、縦軸は、抵抗値（単位：Ω×１０^３）である。図５の（ｃ）は、アーム１２０によって被接合部材５１１が接合部材５００によって押圧される押圧方向のひずみである垂直ひずみ（εｚ）の時間変化を示す図である。横軸は、時間であり、縦軸は、抵抗値（単位：Ω×１０^３）である。

なお、図５に示す例では、時刻ｔ＝０において、接合部材５００と被接合部材５１１とが接触し、ｔ＝１．０まで荷重および超音波パワーが印加されている。

図５に示すように、時刻ｔ＝０より前までは、平面ひずみおよび垂直ひずみは、いずれも振幅および振動中心があまり変動せずに安定している。

一方、時刻ｔ＝０から、平面ひずみおよび垂直ひずみは、いずれも振動中心がｔ＝０より前とは異なる値をとるように変動している。例えば、ひずみ測定装置２１０は、この変動に基づいて、接合部材５００と被接合部材５１０とが接触したと判定する。

また、時刻ｔ＝０．１から、荷重の増加に伴って、垂直ひずみの値（振動中心）が変動（徐々に減少）する。

時刻ｔ＝０．２から、超音波パワーの印加が開始される。また、超音波パワーの印加に伴って、平面ひずみの振幅が大きく増加する。さらに、超音波パワーの印加に伴って、垂直ひずみの値（振動中心）が変動（徐々に増加）し、時刻ｔ＝０．２６から振動中心があまり変動しなくなる。

時刻ｔ＝０．３から、超音波パワーが一定の値とされる。平面ひずみの振幅は、徐々に減少し、時刻ｔ＝０．４程度の時点であまり減少しなくなり、時間ｔ４に入るとほぼ変化しなくなり、図５の（ｂ）に示す二点鎖線で囲まれる範囲となる。

時刻ｔ＝１．０において、荷重の印加、および、超音波パワーの印加を停止すると、平面ひずみは、超音波パワーが印加される前（時刻ｔ＝０．２より前）の振幅程度になり、垂直ひずみは、振動中心が、荷重が印加される前（時刻ｔ＝０より前）に近い値となる。

図６は、バンプ５０１が変形する過程を説明するための図である。具体的には、図６の（ａ）は、図５に示す時間ｔ１におけるバンプ５０１の状態を示す。また、図６の（ｂ）は、図５に示す時間ｔ２におけるバンプ５０１の状態を示す。図６の（ｃ）は、図５に示す時間ｔ３におけるバンプ５０１の状態を示す。図６の（ｄ）は、図５に示す時間ｔ４におけるバンプ５０１の状態を示す。

図６の（ａ）に示すように、荷重の印加により被接合部材５１１に圧縮歪が生じる。そのため、図５の（ｃ）に示すように、時間ｔ１では、垂直ひずみの値（振動中心）が変動する。

次に、図６の（ｂ）に示すように、荷重および超音波パワー（振動）の印加により、バンプ５０１が変形し、バンプ５０１と被接合部材５１１（より具体的には、被接合部材５１１に設けられたパッド）との接触面積が増大する。接触面積が増大することにより、圧縮歪が減少する。そのため、図５の（ｃ）に示すように、時間ｔ２では、垂直ひずみが徐々に増大して安定するようになる。また、荷重および超音波パワーの印加により、バンプ５０１とパッド５３０とが徐々に接合し始める。

次に、図６の（ｃ）に示すように、バンプ５０１とパッド５３０との接合箇所の増加に伴って、接合部材５００が振動しにくくなり、ノズル１１３は、接合部材５００に対して横滑りし始める状態となる。そのため、超音波パワーが徐々に被接合部材５１１に伝わらなくなり、図５の（ｂ）に示すように、時間ｔ３では、平面ひずみの振幅は、徐々に低下する。

次に、図６の（ｄ）に示すように、バンプ５０１とパッド５３０とが接合されると、接合部材５００がほぼ振動しなくなり、ノズル１１３が接合部材５００に対して横滑りして、超音波パワーがバンプ５０１とパッド５３０との接合状態に影響を与えない、つまり、超音波パワーが被接合部材５１１に与える影響が変動しなくなる。そのため、図５の（ｂ）に示すように、時間ｔ４では、平面ひずみの振幅は、ほぼ変動しなくなる。

このように、ひずみは、接合部材５００と被接合部材５１１との接合状態（より具体的には、バンプ５０１とパッド５３０との接合状態）に応じた変動をする。言い換えると、ひずみは、接合部材５００と被接合部材５１１との接合状態を反映した値となる。そのため、ひずみを測定して評価（例えば、上記した基準データと比較）することにより、接合部材５００と被接合部材５１１との接合状態の良否の判定が可能となる。

再び図４を参照し、判定部２２２は、ひずみ測定装置２１０によって被接合部材５１１のひずみがひずみ測定装置２１０によって測定された後に、測定されたひずみが、基準データ（例えば、基準データが示すひずみの理想波形）と同等であるか否かを判定する（Ｓ１０５）。

なお、同等とは、完全に一致することだけでなく、予め任意に定められる数％程度の誤差を含むことを意味する。

判定部２２２は、ひずみ測定装置２１０によって測定されたひずみが、基準データと同等であると判定した場合（Ｓ１０５でＹｅｓ）、接合条件が適切であるとして処理を終了する。

一方、判定部２２２が、ひずみ測定装置２１０によって測定されたひずみが、基準データと同等ではないと判定した場合（Ｓ１０５でＮｏ）、接合条件が不適切であるとして、変更部２２３は、接合条件を変更する処理をし（Ｓ１０６）、処理をステップＳ１０１に戻す。

変更部２２３は、例えば、図５の（ｃ）に示す時間ｔ１において基準データよりも垂直ひずみが大きく下がった場合、荷重を減らすように接合条件を変更する。或いは、変更部２２３は、例えば、図５の（ｂ）に示す時間ｔ２において基準データよりも平面ひずみの振幅が大きすぎる場合、超音波パワーを減らすように接合条件を変更する。或いは、変更部２２３は、例えば、図５の（ｂ）に示す時刻ｔ＝０．４において平面ひずみの振幅が安定していると判定した場合、荷重の印加および超音波パワーの印加を停止するタイミングを時刻ｔ＝１．０から時刻ｔ＝０．４に変更されるように、接合条件を変更する。

ステップＳ１０１～ステップＳ１０６が繰り返されることによって、適切な接合条件が決定される。

なお、ステップＳ１０５では、理想波形等の波形データが基準データとして用いられるのではなく、振幅、ひずみの値等の閾値等の情報が閾値データとして用いられてもよい。

＜生産処理＞
図７は、実施の形態に係るボンディング装置１０の生産処理の処理手順を説明するための図である。

まず、動作制御部２２１は、ボンディング機構１００を制御することで、図４に示すフローによって決定した接合条件によって、接合部材５００を被接合部材５１０に接合させるボンディング動作を繰り返し実行する生産処理を開始する（Ｓ２０１）。動作制御部２２１は、例えば、図４に示すステップＳ１０５で判定部２２２がＹｅｓと判定した場合、ステップＳ２０１を開始する。

次に、動作制御部２２１は、生産処理を開始してから所定時間が経過したか否かを判定する（Ｓ２０２）。

なお、ボンディング装置１０は、時間を計測するためにＲＴＣ（Ｒｅａｌ Ｔｉｍｅ Ｃｌｏｃｋ）等の計時部を備えてもよい。

動作制御部２２１は、生産処理を開始してから所定時間が経過していないと判定した場合（Ｓ２０２でＮｏ）、引き続き生産処理を続ける。

一方、動作制御部２２１は、生産処理を開始してから所定時間が経過したと判定した場合（Ｓ２０２でＹｅｓ）、生産処理を一時停止する（Ｓ２０３）。

次に、ひずみ測定装置２１０は、被接合部材５１１のひずみの測定を開始する（Ｓ２０４）。具体的には、まず、動作制御部２２１は、ボンディング機構１００を制御することで、ノズル１１３に接合部材５００を吸着させて保持させ、保持させた接合部材５００を測定ステージ１４０に載置されている被接合部材５１１に接触させる。次に、ひずみ測定装置２１０は、被接合部材５１１のひずみの測定を開始する。

ステップＳ２０４の処理は、例えば、ステップＳ１０２の処理と同じである。例えば、ひずみ測定装置２１０は、センサ３００からひずみを示す信号を繰り返し取得し、信号が示すひずみの振幅または振動中心が、予め定められる閾値を超える変動をした場合に、接合部材５００と被接合部材５１１とが接触したと判定し、センサ３００から取得されるひずみを示す信号を増幅して制御部２２０（より具体的には、検査部２２４）に出力する処理を開始する。

次に、動作制御部２２１は、ノズル１１３に吸着された接合部材５００を被接合部材５１１に押圧するようにアーム１２０を制御することで、被接合部材５１１に荷重を印加させる（Ｓ２０５）。ステップＳ２０５の処理は、例えば、ステップＳ１０３の処理と同じである。

また、動作制御部２２１は、超音波振動子１１１（より具体的には、超音波振動子を駆動するための駆動源）を制御することで、超音波ホーン１１２に超音波パワーを印加させる（Ｓ２０６）。ステップＳ２０６の処理は、例えば、ステップＳ１０４の処理と同じである。

なお、ステップＳ２０６は、ステップＳ２０５より前に実行されてもよいし、ステップＳ２０５と同時に実行されてもよい。

ステップＳ２０５とステップＳ２０６とが実行され続けている状態で、ひずみ測定装置２１０は、被接合部材５１１に生じるひずみを繰り返し測定する。

次に、検査部２２４は、ひずみ測定装置２１０によって被接合部材５１１のひずみがひずみ測定装置２１０によって測定された後に、測定されたひずみが、基準データ（例えば、基準データが示すひずみの理想波形）と同等であるか否かを判定する（Ｓ２０７）。ステップＳ２０７の処理は、例えば、ステップＳ１０５で判定部２２２が実行する処理と同じである。

検査部２２４が、ひずみ測定装置２１０によって測定されたひずみが、基準データと同等であると判定した場合（Ｓ２０７でＹｅｓ）、ボンディング機構１００で不調が検出されていないとして、動作制御部２２１は、生産処理を再開し（Ｓ２０８）、処理をステップＳ２０２に戻す。

一方、検査部２２４は、ひずみ測定装置２１０によって測定されたひずみが、基準データと同等ではないと判定した場合（Ｓ２０７でＮｏ）、ボンディング機構１００で不調が検出されたとして、ボンディング機構１００の保全作業が必要であることを報知部４００に報知させる（Ｓ２０９）。

次に、動作制御部２２１は、生産処理を停止させ（Ｓ２１０）、処理を終了する。

なお、ステップＳ２１０は、ステップＳ２０９より前に行われてもよいし、ステップＳ２０９と同時に行われてもよい。

また、ボンディング装置１０は、図７に示す生産処理のフローを一度停止して生産処理を再度開始する場合、ステップＳ２０１から処理を開始してもよいし、図４に示す接合条件を決定するフローから処理を開始して図７に示すフローを実行してもよい。

また、ステップＳ２０２で判定する処理は、所定時間でなくてもよく、例えば、生産（接合）した個数が所定個数を超えたか否かでもよいし、生産（接合）した個数が所定ロット数を超えたか否かでもよい。所定時間、所定個数、または、所定ロット数を示す情報は、予め記憶部２３０に記憶されていてもよい。

［効果等］
以上説明したように、実施の形態に係るボンディング装置１０は、被接合部材（被接合部材５１０、５１１）と接合部材５００とを超音波振動を用いて接合するボンディング装置である。ボンディング装置１０は、超音波振動子１１１の振動と共振して振動する超音波ホーン１１２と、超音波ホーン１１２に取付けられ接合部材５００と当接するノズル１１３とを有する接合ユニット１１０と、ノズル１１３を被接合部材に対して接離方向に動作させるアーム１２０と、被接合部材における接合部材５００が接合される接合位置に生じるひずみを測定するひずみ測定装置２１０と、アーム１２０により接合ユニット１１０を接合部材５００に対して押圧する力に対応する荷重、および、超音波振動子１１１の出力を含む接合条件に基づいて、接合ユニット１１０が接合部材５００を被接合部材に接合するボンディング動作を制御する動作制御部２２１を有する制御部２２０と、を備える。制御部２２０は、さらに、接合ユニット１１０が接合部材５００を被接合部材５１１に接合する際にひずみ測定装置２１０により測定されるひずみに基づいて、接合条件の変更の要否を判定する判定部２２２と、判定部２２２により接合条件の変更が必要と判定された場合に、当該接合条件の少なくとも一部を変更する処理を行う変更部２２３と、を有する。

これによれば、変更部２２３は、判定部２２２の判定結果に基づいて接合条件を適切に変更できる。従来、ボンディング動作においては、被接合部材５１０における接合部材５００が接合される接合表面の状態以外については考量されていない。しかしながら、良好な接合品質を確保するためには、接合ユニット１１０の状態の経時的な変化、ならびに、接合部材５００および被接合部材５１０の個体差等に応じて、最適な接合条件でボンディング動作が行われることが求められる。そこで、ボンディング装置１０は、被接合部材５１１のひずみに基づいて接合条件を変更するか否かを判定し、判定結果に基づいて、接合条件を変更する。被接合部材５１１のひずみを確認することで、例えば図６に示すようにバンプ５０１の形状の変化を間接的に確認できる。そのため、被接合部材５１１のひずみを確認することで、被接合部材５１１に接合部材５００が適切に接合されているか否かを確認できる。つまり、ボンディング装置１０によれば、ひずみ測定装置２１０によって測定されるひずみによって接合条件が変更されるために、接合条件を適切な条件とすることができる。これにより、ボンディング装置１０によれば、接合品質を向上させることができる。

また、従来、この種のボンディング装置の接合条件は、経時変化および個体差の影響から、オペレータによって設定されるため、オペレータの能力に依存している。一方、ボンディング装置１０によれば、接合条件が変更部２２３によって変更されるため、オペレータの能力によるばらつきがなく接合条件が設定されるため、簡単に且つ素早く接合条件が設定され得、且つ、ボンディング装置１０が複数あってもそれぞれでの接合品質のばらつきが低減される。

また、例えば、接合ユニット１１０は、センサ３００を有さない被接合部材５１０とセンサ３００を有する被接合部材５１１とを少なくとも含む複数の被接合部材のそれぞれに接合部材５００を接合するボンディング動作を行う。また、この場合、例えば、ひずみ測定装置２１０は、接合ユニット１１０が接合部材５００を被接合部材５１１に接合する際に、センサ３００が検出した、被接合部材５１１の接合位置に生じるひずみ（より具体的には、当該ひずみを示すひずみ情報）を取得することで、当該ひずみを測定する。

これによれば、例えば、センサ３００を被接合部材５１１の内部等の近傍に配置することができるため、センサ３００によって精度よくひずみが検出され得る。そのため、判定部２２２は、接合条件の変更の要否を精度よく判定できる。

また、例えば、ひずみ測定装置２１０は、被接合部材５１１における、接合ユニット１１０が接合部材５００を被接合部材５１１に対して押圧する押圧方向のひずみである垂直ひずみと、超音波振動子１１１が振動する振動方向のひずみである平面ひずみとを測定する。この場合、例えば、判定部２２２は、垂直ひずみと平面ひずみとに基づいて、荷重と超音波振動子１１１の出力とのそれぞれについて変更の要否を判定する。

超音波振動を用いた接合においては、荷重に関するパラメータと超音波振動に関するパラメータとは接合品質を向上させるために重要なパラメータである。上記した通り、荷重と超音波振動子１１１の出力とのそれぞれは、垂直ひずみと平面ひずみとをそれぞれ個別に確認することで、接合品質を向上させるために適切な条件となっているかを適切に判定できる。そのため、これによれば、判定部２２２は、接合条件の変更の要否をさらに精度よく判定できる。

また、例えば、ひずみ測定装置２１０は、接合ユニット１１０がボンディング動作を開始してから終了するまでの期間に繰り返しひずみを測定する。この場合、例えば、変更部２２３は、超音波振動子１１１の出力（超音波パワー）が増大して略一定となるまでの出力増大期間（例えば、図５に示す時間ｔ２）における、ひずみ測定装置２１０により測定されるひずみの値、および、ひずみ測定装置２１０に測定されるひずみの時間変化の少なくとも一方に基づいて、超音波振動子１１１の出力を変更する処理を行う。

超音波パワーが適切な条件となっているか否かは、例えば、図５の（ｂ）に示す、超音波パワーの影響を大きく受ける時間ｔ２におけるひずみ（より具体的には、平面ひずみ）から確認され得る。そのため、これによれば、判定部２２２は、接合条件の変更の要否をさらに精度よく判定できる。

また、例えば、ひずみ測定装置２１０は、接合ユニット１１０がボンディング動作を開始してから終了するまでの期間に繰り返し被接合部材５１１における接合部材５００が接合される接合位置に生じるひずみを測定する。この場合、例えば、変更部２２３は、荷重が増大して略一定となるまでの荷重増大期間（例えば、図５に示す時間ｔ２）における、ひずみ測定装置２１０により測定されるひずみの値、および、ひずみ測定装置２１０に測定されるひずみの時間変化に基づいて、荷重を変更する処理を行う。

荷重が適切な条件となっているか否かは、例えば、図５の（ｃ）に示す、荷重の影響を大きく受ける時間ｔ２におけるひずみ（より具体的には、垂直ひずみ）から確認され得る。そのため、これによれば、判定部２２２は、接合条件の変更の要否をさらに精度よく判定できる。

また、例えば、ひずみ測定装置２１０は、接合ユニット１１０がボンディング動作を開始してから終了するまでの期間に繰り返し被接合部材５１１における接合部材５００が接合される接合位置に生じるひずみを測定する。この場合、例えば、変更部２２３は、超音波振動子１１１の出力が略一定となる出力安定期間において、ひずみ測定装置２１０に測定されるひずみの値が略一定となる時間（例えば、図５に示す時間ｔ３～時間ｔ４において、平面ひずみ振幅が安定する期間）に基づいて、超音波振動子１１１による振動の印加時間を変更する。

超音波振動は、超音波振動を印加して平面ひずみの振幅が安定するまで印加されればよい。つまり、平面ひずみの振幅が確認されることで、超音波振動の適切な印加時間が確認できる。そのため、これによれば、判定部２２２は、接合条件の変更の要否をさらに精度よく判定できる。

また、実施の形態に係る制御方法は、超音波振動子１１１の振動と共振して振動する超音波ホーン１１２と、超音波ホーン１１２に取付けられ接合部材５００と当接するノズル１１３とを有する接合ユニット１１０を備え、接合ユニット１１０によって被接合部材（被接合部材５１０、５１１）と接合部材５００とを超音波振動を用いて接合するボンディング装置１０における接合ユニット１１０を制御する制御方法である。実施の形態に係る制御方法は、接合ユニット１１０が接合部材５００に対して押圧しながら超音波振動を印加して、接合部材５００を被接合部材５１１に接合するボンディング工程（Ｓ１０１、Ｓ１０３、および、Ｓ１０４）と、ボンディング工程において被接合部材５１１における接合部材５００が接合される接合位置に生じるひずみを測定するひずみ測定工程（Ｓ１０２）と、ひずみ測定工程において測定されたひずみに基づいて、ボンディング工程において接合ユニット１１０が接合部材５００を押圧する力に対応する荷重、および、接合ユニット１１０が有する超音波振動子１１１の出力を含む接合条件の変更の要否を判定する判定工程（例えば、Ｓ１０５）と、判定工程において、接合条件の変更が必要と判定された場合（例えば、Ｓ１０５でＮｏ）に、当該接合条件の少なくとも一部を変更する処理を行う接合条件変更工程（Ｓ１０６）、とを含む。

これによれば、測定されるひずみによって接合条件が変更されるために、接合条件を適切な条件とすることができる。そのため、接合品質を向上させることができる。

また、実施の形態に係る制御システム２００は、超音波振動子１１１の振動と共振して振動する超音波ホーン１１２と、超音波ホーン１１２に取付けられ接合部材５００と当接するノズル１１３とを有する接合ユニット１１０を備え、接合ユニット１１０によって被接合部材（被接合部材５１０、５１１）と接合部材５００とを超音波振動を用いて接合するボンディング装置１０に用いられる制御システム２００である。制御システム２００は、被接合部材５１１における接合部材５００が接合される接合位置に生じるひずみを測定するひずみ測定装置２１０と、接合ユニット１１０が接合部材５００に対して押圧する力に対応する荷重、および、超音波振動子１１１の出力を含む接合条件に基づいて、接合ユニット１１０が接合部材５００を被接合部材５１１に接合するボンディング動作を制御する動作制御部２２１を有する制御部２２０と、を備える。制御部２２０は、接合ユニット１１０が接合部材５００を被接合部材５１１に接合する際にひずみ測定装置２１０により測定されるひずみに基づいて、接合条件の変更の要否を判定する判定部２２２と、判定部２２２により接合条件の変更が必要と判定された場合に、当該接合条件の少なくとも一部を変更する処理を行う変更部２２３と、を有する。

これによれば、測定されるひずみによって接合条件が変更されるために、接合条件を適切な条件とすることができる。そのため、接合品質を向上させることができる。

（その他の実施の形態）
以上、本実施の形態に係るボンディング装置等について、上記各実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記各実施の形態に限定されるものではない。

例えば、上記実施の形態では、実装ステージ１３０と測定ステージ１４０とを別体として説明したが、実装ステージ１３０と測定ステージ１４０とは１つのステージで実現されてもよい。

また、ボンディング装置１０は、被接合部材５１０を実装ステージ１３０に載置する供給部を備えてもよい。供給部は、例えば、接合部材５００を吸着（例えば、真空吸着）するノズルと、当該ノズルを移動させるモータ、ガイド等を有する駆動部と、を有する。

同様に、ボンディング装置１０は、被接合部材５１１を測定ステージ１４０に載置する供給部を備えてもよい。

また、上記実施の形態では、被接合部材５１１にセンサ３００が１つ配置される例について説明したが、被接合部材５１１に配置されるセンサ３００の数は、２以上でもよく、特に限定されない。

また、例えば、上記実施の形態では、被接合部材５１１にセンサ３００が配置されているとして説明したが、センサ３００は、被接合部材のひずみを検出できればよく、被接合部材に配置されていなくてもよい。例えば、センサ３００は、被接合部材５１０上に着脱可能に取り付けられていてもよいし、実装ステージ１３０上に配置されていてもよい。このような条件下でセンサ３００が被接合部材５１０のひずみを検出できる場合、測定ステージ１４０は、設けられなくてもよい。また、この場合、実装ステージ１３０で接合部材５００が被接合部材５１０に接合される際に生じるひずみがセンサ３００によって検出されてもよい。

また、例えば、ボンディング装置１０は、接合体を生産中にひずみ測定装置２１０によって測定されたひずみに基づいて、接合条件を変更してもよい。

また、例えば、検査部２２４が検査に用いる基準データは、上記したように破壊検査等によって得られるデータであってもよいし、判定部２２２がステップＳ１０５でＹｅｓと判定した場合に、当該判定に用いられた、ステップＳ１０２でひずみ測定装置２１０によって測定されたひずみであってもよい。

また、上記実施の形態では、接離方向と押圧方向とが同じ方向（Ｚ軸方向）であるとして説明したが、異なる方向であってもよい。

また、例えば、上記実施の形態では、制御部２２０の構成要素の全部または一部は、専用のハードウェアで構成されてもよく、或いは、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）またはプロセッサ等のプログラム実行部が、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）または半導体メモリ等の記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。

また、制御部２２０の構成要素は、１つまたは複数の電子回路で構成されてもよい。１つまたは複数の電子回路は、それぞれ、汎用的な回路でもよいし、専用の回路でもよい。

１つまたは複数の電子回路には、例えば、半導体装置、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）またはＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）等が含まれてもよい。ＩＣまたはＬＳＩは、１つのチップに集積されてもよく、複数のチップに集積されてもよい。ここでは、ＩＣまたはＬＳＩと呼んでいるが、集積の度合いによって呼び方が変わり、システムＬＳＩ、ＶＬＳＩ（Ｖｅｒｙ Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）、または、ＵＬＳＩ（Ｕｌｔｒａ Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）と呼ばれるかもしれない。また、ＬＳＩの製造後にプログラムされるＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）も同じ目的で使うことができる。

その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素および機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。

本発明に係るボンディング装置は、ディスプレイパネルを生産する部品実装システムが有する、基板に部品を超音波接合するボンディング装置として利用可能である。

１０ ボンディング装置
２０ コンピュータ
３０ ディスプレイ
１００ ボンディング機構
１１０ 接合ユニット
１１１ 超音波振動子
１１２ 超音波ホーン
１１３ ノズル
１２０ アーム
１３０ 実装ステージ
１４０ 測定ステージ
２００ 制御システム（検査システム）
２１０ ひずみ測定装置
２２０ 制御部
２２１ 動作制御部
２２２ 判定部
２２３ 変更部
２２４ 検査部
２３０ 記憶部
３００ センサ
４００ 報知部
５００ 接合部材
５０１ バンプ
５１０ 被接合部材（第１の被接合部材）
５１１ 被接合部材（第２の被接合部材）
５２０ フィルム
５３０ パッド

Claims (8)

1. 被接合部材と接合部材とを超音波振動を用いて接合するボンディング装置であって、
   超音波振動子の振動と共振して振動する超音波ホーンと、前記超音波ホーンに取付けられ前記接合部材と当接するノズルとを有する接合ユニットと、
   前記ノズルを前記被接合部材に対して接離方向に動作させるアームと、
   前記被接合部材における前記接合部材が接合される接合位置に生じるひずみを測定するひずみ測定装置と、
   前記アームにより前記接合ユニットを前記接合部材に対して押圧する力に対応する荷重、および、前記超音波振動子の出力を含む接合条件に基づいて、前記接合ユニットが前記接合部材を前記被接合部材に接合するボンディング動作を制御する動作制御部を有する制御部と、を備え、
   前記制御部は、さらに、
   前記接合ユニットが前記接合部材を前記被接合部材に接合する際に前記ひずみ測定装置により測定されるひずみに基づいて、前記接合条件の変更の要否を判定する判定部と、
   前記判定部により前記接合条件の変更が必要と判定された場合に、当該接合条件の少なくとも一部を変更する処理を行う変更部と、を有する、
   ボンディング装置。
2. 前記接合ユニットは、センサを有さない第１の被接合部材と前記センサを有する第２の被接合部材とを少なくとも含む複数の前記被接合部材のそれぞれに前記接合部材を接合する前記ボンディング動作を行い、
   前記ひずみ測定装置は、前記接合ユニットが前記接合部材を前記第２の被接合部材に接合する際に、前記センサが検出した、前記第２の被接合部材の前記接合位置に生じるひずみを取得することで、当該ひずみを測定する、
   請求項１に記載のボンディング装置。
3. 前記ひずみ測定装置は、前記被接合部材における、前記接合ユニットが前記接合部材を前記被接合部材に対して押圧する押圧方向のひずみである垂直ひずみと、前記超音波振動子が振動する振動方向のひずみである平面ひずみとを測定し、
   前記判定部は、前記垂直ひずみと前記平面ひずみとに基づいて、前記荷重と前記超音波振動子の出力とのそれぞれについて変更の要否を判定する、
   請求項１または２に記載のボンディング装置。
4. 前記ひずみ測定装置は、前記接合ユニットが前記ボンディング動作を開始してから終了するまでの期間に繰り返しひずみを測定し、
   前記変更部は、前記超音波振動子の出力が増大して略一定となるまでの出力増大期間における、前記ひずみ測定装置により測定されるひずみの値、および、前記ひずみ測定装置により測定されるひずみの時間変化の少なくとも一方に基づいて、前記超音波振動子の出力を変更する処理を行う、
   請求項１から３のいずれか１項に記載のボンディング装置。
5. 前記ひずみ測定装置は、前記接合ユニットが前記ボンディング動作を開始してから終了するまでの期間に繰り返し前記被接合部材における前記接合部材が接合される接合位置に生じるひずみを測定し、
   前記変更部は、前記荷重が増大して略一定となるまでの荷重増大期間における、前記ひずみ測定装置により測定されるひずみの値、および、前記ひずみ測定装置により測定されるひずみの時間変化に基づいて、前記荷重を変更する処理を行う、
   請求項１から４のいずれか１項に記載のボンディング装置。
6. 前記ひずみ測定装置は、前記接合ユニットが前記ボンディング動作を開始してから終了するまでの期間に繰り返し前記被接合部材における前記接合部材が接合される接合位置に生じるひずみを測定し、
   前記変更部は、前記超音波振動子の出力が略一定となる出力安定期間において、前記ひずみ測定装置に測定されるひずみの値が略一定となる時間に基づいて、前記超音波振動子による振動の印加時間を変更する、
   請求項１から５のいずれか１項に記載のボンディング装置。
7. 超音波振動子の振動と共振して振動する超音波ホーンと、前記超音波ホーンに取付けられ接合部材と当接するノズルとを有する接合ユニットを備え、前記接合ユニットによって被接合部材と接合部材とを超音波振動を用いて接合するボンディング装置における前記接合ユニットを制御する制御方法であって、
   前記接合ユニットが前記接合部材に対して押圧しながら前記超音波振動を印加して、前記接合部材を前記被接合部材に接合するボンディング工程と、
   前記ボンディング工程において前記被接合部材における前記接合部材が接合される接合位置に生じるひずみを測定するひずみ測定工程と、
   前記ひずみ測定工程において測定されたひずみに基づいて、前記ボンディング工程において前記接合ユニットが前記接合部材を押圧する力に対応する荷重、および、前記接合ユニットが有する超音波振動子の出力を含む接合条件の変更の要否を判定する判定工程と、
   前記判定工程において、前記接合条件の変更が必要と判定された場合に、当該接合条件の少なくとも一部を変更する処理を行う接合条件変更工程、とを含む、
   制御方法。
8. 超音波振動子の振動と共振して振動する超音波ホーンと、前記超音波ホーンに取付けられ接合部材と当接するノズルとを有する接合ユニットを備え、前記接合ユニットによって被接合部材と前記接合部材とを超音波振動を用いて接合するボンディング装置に用いられる制御システムであって、
   前記被接合部材における前記接合部材が接合される接合位置に生じるひずみを測定するひずみ測定装置と、
   前記接合ユニットが前記接合部材に対して押圧する力に対応する荷重、および、前記超音波振動子の出力を含む接合条件に基づいて、前記接合ユニットが前記接合部材を前記被接合部材に接合するボンディング動作を制御する動作制御部を有する制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記接合ユニットが前記接合部材を前記被接合部材に接合する際に前記ひずみ測定装置により測定されるひずみに基づいて、前記接合条件の変更の要否を判定する判定部と、
   前記判定部により前記接合条件の変更が必要と判定された場合に、当該接合条件の少なくとも一部を変更する処理を行う変更部と、を有する、
   制御システム。

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