JP3353706B2 - 電子部品の共晶ボンディング装置および共晶ボンディング方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品の共晶ボ
ンディング装置および共晶ボンディング方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】電子部品をプリント基板やリードフレー
ムなどの基板に実装する方法として、共晶ボンディング
方法が知られている。この方法は、ヒートブロックから
成る共晶ボンディングステージ上に金プリフォームなど
の共晶ボンディングシートを移載し、この共晶ボンディ
ングシート上に電子部品を搭載して共晶ボンディングす
るものである。

【０００３】図５は従来の電子部品の共晶ボンディング
装置の共晶ボンディング動作の説明図であって、図中、
１は基板、２は共晶ボンディングシートである金プリフ
ォーム、３は電子部品、４はコレット型のノズルであ
る。

【０００４】図５（ａ）は、ノズル４の下端部に真空吸
着して保持された電子部品３を、基板１に予め移載され
た金プリフォーム２上に押しつけて共晶ボンディングし
ている様子を示している。基板１はヒートブロックによ
り共晶温度以上まで加熱されており、電子部品３を金プ
リフォーム２に強く押しつけるが、この押しつけ力のた
めに金プリフォーム２の周縁部は膨出して膨出部２ａと
なる。

【０００５】次いで電子部品３の真空吸着状態を解除
し、図５（ｂ）に示すようにノズル４を上昇させるが、
このとき膨出部２ａはちぎれてノズル４の表面に付着
し、球状の付着物２ａ’となる。この付着物２ａ’は、
殊に電子部品３の厚さが薄くてノズル４の下端部が膨出
部２ａに接近する場合に生じやすい。この付着物２ａ’
はノズル４の表面に軽く付着しているのであるが、この
付着物２ａ’はノズル４による電子部品３の真空吸着動
作の障害となり、あるいは基板１上や電子部品の位置ず
れ補正装置のステージ（図外）などに落下すると諸作業
の障害となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来、ノズルに付着物
が付着した場合には、ノズルを交換したりあるいはオペ
レータが手作業で付着物を除去するなどの方策がとられ
ていた。しかしながらこのような従来方法では作業が面
倒であり、またそのために一時的に装置の運転を停止せ
ねばならないので装置の運転能率が低下してしまうとい
う問題点があった。

【０００７】したがって本発明は、ノズルに付着した金
プリフォームなどの付着物を、装置の運転を停止するこ
となく自動的に除去することができる電子部品の共晶ボ
ンディング装置および共晶ボンディング方法を提供する
ことを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、電子部品を基
板に共晶ボンディングする共晶ボンディングステージ
と、共晶ボンディングステージの基板上に共晶ボンディ
ングシートを移載する移載ヘッドと、ノズルの下端部に
電子部品を真空吸着して共晶ボンディングステージ上に
移載された共晶ボンディングシート上にこの電子部品を
搭載するボンディングヘッドと、このボンディングヘッ
ドの移動路に設けられた摺接子と、この摺接子を移動路
を移動中のノズルに摺接する位置と摺接しない位置の２
つの位置に進退させる進退手段とを備えたことを特徴と
する電子部品の共晶ボンディング装置である。

【０００９】また本発明は、共晶ボンディングシートを
共晶ボンディングステージの基板上に移載する工程と、
電子部品をボンディングヘッドのノズルの下端部に真空
吸着してピックアップし、ボンディングヘッドを共晶ボ
ンディングステージへ移動させて電子部品を共晶ボンデ
ィングシート上に搭載する工程と、ボンディングヘッド
を原位置に復帰移動させる工程と、進退手段を駆動して
摺接子をノズルの移動路に位置させ、原位置に復帰移動
するボンディングヘッドのノズルの表面に摺接子を摺接
させてノズルの表面に付着する付着物をはらい落す工程
と、を含むことを特徴とする電子部品の共晶ボンディン
グ方法である。

【００１０】上記構成において、ボンディングヘッドは
電子部品を基板に共晶ボンディングした後、次の電子部
品をピックアップするために原位置に復帰移動する。こ
の復帰移動の途中において、ノズルに摺接子を摺接さ
せ、ノズルの表面に付着した付着物をはらい落す。

【００１１】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）図１は本発明の
実施の形態１の電子部品の共晶のボンディング装置の全
体斜視図、図２は同付着物除去手段の斜視図、図３は同
付着物除去中のノズルの断面図である。

【００１２】まず、図１を参照して電子部品の共晶ボン
ディング装置の全体構造を説明する。電子部品共晶ボン
ディング装置には、複数個のヒートブロック１０が直線
状に配設されている。中央のヒートブロック１０は、Ｘ
テーブル１１とＹテーブル１２から成る可動テーブル１
３上に載置されている。この中央のヒートブロック１０
上が共晶ボンディングステージとなる。基板１は、各ヒ
ートブロック１０の上面を搬送される。

【００１３】可動テーブル１３の一方の側方にはウェハ
１４、位置規制爪１６とテーブル１７から成る電子部品
の位置ずれ補正装置１５が設けられている。１８は移送
ヘッドであり、ノズル１９でウェハ１４の電子部品３を
真空吸着してピックアップし、テーブル１７上に移載す
る。テーブル１７上に移載された電子部品３には位置規
制爪１６が押し当てられ、その位置ずれが補正される。
位置ずれが補正されたテーブル１７上の電子部品３は、
ボンディングヘッド２０のノズル２１に真空吸着してピ
ックアップされ、ヒートブロック１０上に載置された基
板１に移載され、共晶ボンディングされる。なお可動テ
ーブル１３は、基板１のＸＹ方向の位置を調整する。

【００１４】可動テーブル１３の他方の側方には共晶ボ
ンディングシートである金プリフォームの供給ユニット
２２が設けられている。２３は供給ユニット２２から導
出された金テープである。金テープ２３は電子部品３の
サイズに合わせて金プリフォーム２３ａに切断される。
切断された金プリフォーム２３ａはプリフォームヘッド
２４のノズル２５に真空吸着してピックアップされ、基
板１に移載される。ボンディングヘッド２０は、この金
プリフォーム２３ａ上に電子部品３を搭載する。移送ヘ
ッド１８とボンディングヘッド２０とプリフォームヘッ
ド２４の３つのヘッドは、いずれも図示しない移動テー
ブルにより水平方向へ移動する。

【００１５】位置ずれ補正装置１５とヒートブロック１
０の間のボンディングヘッド２０の移動路の下方には付
着物の除去手段３０が設けられている。図２（ａ），
（ｂ）は付着物の除去手段３０の詳細な構造を示してい
る。図２（ａ）において、３１は摺接子としてのブラシ
であり、柄３２の先端部に装着されている。柄３２の基
端部にはシリンダ３３が装着されており、シリンダ３３
はガイドレール３４にスライド自在に嵌合している。３
５はガイドレール３４を保持するブラケットである。シ
リンダ３３はチューブ３６、バルブ３７、チューブ３８
を介してエア装置３９に接続されている。

【００１６】エア装置３９が駆動し、バルブ３７が切替
わることにより、ブラシ３１はガイドレール３４に沿っ
て前進後退する。図２（ａ）は、ブラシ３１がボンディ
ングヘッド２０のノズル２１の移動路から側方へ退去し
た状態を示している。また図２（ｂ）はブラシ３１がボ
ンディングヘッド２０のノズル２１の移動路に前進した
状態を示している。すなわちシリンダ３３、ガイドレー
ル３４、バルブ３７、エア装置３９は、ブラシ３１を移
動路を移動中のノズル２１の表面に摺接する位置と摺接
しない位置の２つの位置に進退させる進退手段となって
いる。

【００１７】この電子部品の共晶ボンディング装置は上
記のような構成より成り、次に全体の動作を説明する。
図１において、基板１はヒートブロック１０上を搬送さ
れ、ボンディングステージのヒートブロック１０上で共
晶温度（４５０°Ｃ）まで加熱される。プリフォームヘ
ッド２４のノズル２５は供給ユニット２２の金プリフォ
ーム２３ａをピックアップし、基板１の所定の座標位置
に搭載する。また移送ヘッド１８はウェハ１４の電子部
品３をテーブル１７に移載し、位置規制爪１６により電
子部品３の位置ずれは補正される。位置ずれが補正され
た電子部品３はボンディングヘッド２０のノズル２１で
ピックアップされ、基板１の金プリフォーム２３ａ上に
搭載されて基板１に押しつけられ、これにより電子部品
３は基板１に共晶ボンディングされる。共晶ボンディン
グが終了した基板１は、ヒートブロック１０上を次工程
へ向って搬出される。

【００１８】さて、ボンディングヘッド２０がステージ
１７上の電子部品３をピックアップして基板１に搭載す
るときは、図２（ａ）に示すようにブラシ３１はノズル
２１の移動の障害にならないように後方へ退去してい
る。そして電子部品３の基板１への共晶ボンディングが
終了し、ボンディングヘッド２０が次の電子部品３をピ
ックアップするためにステージ１７上へ復帰移動すると
きは、図２（ｂ）に示すようにブラシ３１はボンディン
グヘッド２０の移動路のノズル２１に接近可能な位置へ
前進する。

【００１９】図３はこのときの状態を示すものであっ
て、ノズル２１の表面には金プリフォーム２３ａの付着
物２３ａ’が付着している。この付着物２３ａ’が生成
する理由については図５を参照して説明したとおりであ
る。図３において、ノズル２１は矢印方向へ復帰移動
し、ブラシ３１が摺接することにより付着物２３ａ’は
ノズル２１からはらい落され、ノズル２１はそのままス
テージ１７上に復帰して次の電子部品３をピックアップ
する。また付着物２３ａ’をはらい落したブラシ３１は
図２（ａ）に示す位置に退去する。以上のようにこの付
着物の除去手段３０によれば、ボンディングヘッド２０
が原位置に復帰移動する途中において、ノズル２１に付
着した付着物２３ａ’を自動的にはらい落すことができ
る。

【００２０】（実施の形態２）図４は本発明の実施の形
態２の電子部品の共晶ボンディング装置の付着物の除去
手段の斜視図である。この付着物の除去手段４０は、柄
４２の先端部にブラシ４１を装着し、柄４２をロータリ
アクチュエータ４３に装着して構成されている。ロータ
リアクチュエータ４３が駆動すると、ブラシ４１は９０
°回転する（矢印Ａ）。実線で示すようにブラシ４１が
上向きになるとノズル２１に摺接可能となり、鎖線で示
すように横向きになるとノズル２１に摺接しない。すな
わちロータリアクチュエータ４３がブラシ４１の進退手
段となっている。この付着物の除去手段４０は、実施の
形態１の付着物の除去手段３０に替えて設置されるもの
であり、実施の形態１と同様の作用効果が得られる。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
子部品を基板に共晶ボンディングする際にノズルの表面
に付着する金プリフォームなどの共晶ボンディングシー
トの付着物を、ボンディングヘッドが原位置に復帰移動
する際に自動的に除去できるので、装置の保守管理に手
間を要さず、また装置の運転を停止せずに付着物を除去
することが可能であるので、実装能率の低下も生じな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１の電子部品の共晶のボン
ディング装置の全体斜視図

【図２】本発明の実施の形態１の電子部品の共晶のボン
ディング装置の付着物除去手段の斜視図

【図３】本発明の実施の形態１の電子部品の共晶のボン
ディング装置の付着物除去中のノズルの断面図

【図４】本発明の実施の形態２の電子部品の共晶ボンデ
ィング装置の付着物の除去手段の斜視図

【図５】従来の電子部品の共晶ボンディング装置の共晶
ボンディング動作の説明図

【符号の説明】

１ 基板 ３ 電子部品 １０ ヒートブロック ２０ ボンディングヘッド ２１ ノズル ２３ａ 金プリフォーム ２３ａ’ 付着物 ３０，４０ 付着物の除去手段 ３１，４１ ブラシ ３３ シリンダ ３９ エア装置 ４３ ロータリアクチュエータ

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電子部品を基板に共晶ボンディングする共
   晶ボンディングステージと、共晶ボンディングステージ
   の基板上に共晶ボンディングシートを移載する移載ヘッ
   ドと、ノズルの下端部に電子部品を真空吸着して共晶ボ
   ンディングステージ上に移載された共晶ボンディングシ
   ート上にこの電子部品を搭載するボンディングヘッド
   と、このボンディングヘッドの移動路に設けられた摺接
   子と、この摺接子を移動路を移動中のノズルに摺接する
   位置と摺接しない位置の２つの位置に進退させる進退手
   段とを備えたことを特徴とする電子部品の共晶ボンディ
   ング装置。
2. 【請求項２】共晶ボンディングシートを共晶ボンディン
   グステージの基板上に移載する工程と、電子部品をボン
   ディングヘッドのノズルの下端部に真空吸着してピック
   アップし、ボンディングヘッドを共晶ボンディングステ
   ージへ移動させて電子部品を共晶ボンディングシート上
   に搭載する工程と、ボンディングヘッドを原位置に復帰
   移動させる工程と、進退手段を駆動して摺接子をノズル
   の移動路に位置させ、原位置に復帰移動するボンディン
   グヘッドのノズルの表面に摺接子を摺接させてノズルの
   表面に付着する付着物をはらい落す工程と、を含むこと
   を特徴とする電子部品の共晶ボンディング方法。