JP3399324B2 - 半田バンプ付電子部品の熱圧着方法 - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、フリップチップな
どの半田バンプ付電子部品を基板に熱圧着する半田バン
プ付電子部品の熱圧着方法に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】フリップチップなどの半田バンプ付の電
子部品を基板に実装する方法として熱圧着による方法が
知られている。この方法は熱圧着ツールにより電子部品
を基板に押圧するとともに、電子部品を加熱して電子部
品の半田バンプを溶融させ、基板の電極に半田接合する
ものである。この熱圧着過程にて、半田バンプが電極に
当接した時点では半田バンプは半田融点以下の温度であ
り、半田バンプの当接からある時間経過後に半田バンプ
は溶融する。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】半田バンプが溶融した
後には、電子部品を保持した熱圧着ツールをわずかに上
昇させて溶融半田を所定の高さに引き伸ばすことが行わ
れる。この熱圧着ツールの上昇タイミングは、従来は半
田バンプの溶融に要する時間を想定して、タイマにより
設定されていた。しかしながら、タイマによる設定の場
合には、半田バンプの溶融を実際に確認するものではな
いため、すべての場合に完全溶融が確保されるように半
田バンプの溶融時間を長めに設定することが行われてい
た。したがって大部分の場合には、設定されたタイミン
グ以前に半田バンプは溶融しているにも拘わらず溶融後
も熱圧着ツールはすぐには上昇せずそのままの状態で待
機するという無駄時間が発生し、生産性の向上を妨げる
という問題点があった。 【０００４】そこで本発明は、熱圧着時の無駄時間を省
き、生産性を向上させることができる半田バンプ付電子
部品の熱圧着方法を提供することを目的とする。 【０００５】 【課題を解決するための手段】本発明の半田バンプ付電
子部品の熱圧着方法は、昇降手段によって昇降する熱圧
着ツールにより半田バンプ付の電子部品を基板に押圧
し、この押圧力を荷重検出手段によって検出しながら前
記電子部品を基板に熱圧着する半田バンプ付電子部品の
熱圧着方法であって、熱圧着ツールを下降させて前記電
子部品の半田バンプを所定の荷重で基板の電極に押圧
し、前記電子部品の加熱開始後に前記荷重検出手段によ
る荷重検出値が所定値以下に減少したならば半田バンプ
が溶融したと判断し、熱圧着ツールを上昇させるように
した。 【０００６】本発明によれば、熱圧着ツールを下降させ
て電子部品の半田バンプを所定の荷重で基板に押圧した
後、電子部品の加熱開始後に荷重検出手段による荷重検
出値が所定値以下に減少したならば半田バンプが溶融し
たと判断し、熱圧着ツールを上昇させることにより、熱
圧着時の無駄時間を省くことができる。 【０００７】 【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の半田
バンプ付電子部品の熱圧着装置の側面図、図２は同半田
バンプ付電子部品の熱圧着装置の荷重検出部の部分側面
図、図３は同半田バンプ付電子部品の熱圧着方法のタイ
ミングチャートである。 【０００８】まず図１を参照して半田バンプ付電子部品
の熱圧着装置の構造について説明する。図１において、
基台１上には可動テーブル２が設けられている。可動テ
ーブル２上には基板３が載置されており、基板３の側方
には電子部品５の供給部４が配設されている。可動テー
ブル２を駆動することにより、基板３、供給部４は水平
面内で移動する。可動テーブル２の上方には電子部品５
が熱圧着ツール６に保持されている。熱圧着ツール６は
圧着ヘッド７に装着されており、圧着ヘッド７は更に第
１の昇降ブロック１０に装着されている。 【０００９】第１の昇降ブロック１０の背面にはスライ
ダ１１が固着されており、スライダ１１は第１のフレー
ム１３の前面に配設された垂直なガイドレール１２に上
下方向にスライド自在に嵌合している。また第１の昇降
ブロック１０の上部には逆Ｌ字状の張り出し部１４が設
けられている。張り出し部１４の下面には後述する荷重
検出手段であるロードセルが当接する。 【００１０】第１の昇降ブロック１０の上方には第２の
昇降ブロック２０が設けられている。第２の昇降ブロッ
ク２０の背面にはスライダ２１が設けられており、スラ
イダ２１は第２のフレーム２３の前面に配設された垂直
なガイドレール２２に上下方向にスライド自在に嵌合し
ている。第２の昇降ブロック２０の下部には逆Ｌ字状の
張り出し部２４が設けられている。張り出し部２４の上
面には歪式の荷重検出手段であるロードセル２６が配設
されており、ロードセル２６は張り出し部２４の下面に
当接している。また第２の昇降ブロック２０の下面には
シリンダ２５が下向きに装着されており、シリンダ２５
のロッド２５ａは張り出し部２４の上面に当接してい
る。 【００１１】第２のフレーム２３の上部には断面がコ字
型のブラケット３０が固着されている。ブラケット３０
上にはモータ３１が配設されており、モータ３１の回転
軸は垂直な送りネジ２７と接続されている。送りネジ２
７は第２の昇降ブロック２０に内蔵されたナット２８に
螺入している。したがってモータ３１が正逆回転すると
ナット２８は送りネジ２７に沿って昇降し、第２の昇降
ブロック２０および第１の昇降ブロック１０は昇降す
る。すなわちモータ３１、送りネジ２７およびナット２
８は第１の昇降部ブロック１０とともに、熱圧着ツール
６を昇降させる昇降手段となっている。 【００１２】モータ３１は昇降モータ駆動部３３と接続
されており、昇降モータ駆動部３３は制御部３４からの
指令を受けモータ３１の回転を制御するとともに、エン
コーダ３２の回転数信号を制御部３４へ伝達する。第１
のフレーム１２の下方にはカメラ３７が設けられてい
る。カメラ３７は前方へ突出する鏡筒３６を備えてお
り、鏡筒３６の先端に装着されたレンズにより前進時
（鎖線で示す３７参照）に電子部品５および基板３の画
像を取り込む。カメラ３７には電子部品５及び基板３の
位置認識を行う画像認識部３５が接続されており、画像
認識部３５は制御部３４と接続されている。カメラ３７
に取込まれた画像データは画像認識部３５へ送られ、認
識された基板３や電子部品５の位置データは制御部３４
に送られる。 【００１３】次に電子部品５に与えられる押圧力と荷重
検出手段の歪量との関係について図２を参照して説明す
る。図２は、圧着荷重が作用していない状態（Ａ）と、
圧着荷重が作用している状態（Ｂ）での、荷重検出手段
であるロードセル２６と、シリンダ２５の動作を示すも
のである。Ａの状態では、シリンダ２５のロッド２５ａ
が突出することにより、エア圧力によって定められる所
定の突出力Ｆ０を第１の昇降ブロック１０に伝える。ま
た、この状態では第１の昇降ブロック１０やその下端部
に装着される圧着ヘッド７などの自重Ｗもロードセル２
６に負荷される。すなわち、圧着荷重が作用していない
状態では、シリンダ２５による突出力Ｆ０と第１の昇降
ブロック１０の自重Ｗの和（Ｆ０＋Ｗ）がロードセル２
６に予圧ｆｏとして作用する。 【００１４】これに対して、Ｂで示す電子部品５の圧着
時、すなわち第１の昇降部ブロック１０に圧着ツール６
を介して上向きの圧着荷重の反力Ｆが作用している状態
では、反力Ｆの分だけロードセル２６の検出荷重ｆが減
少し、ｆはＦ０＋Ｗ−Ｆで表される。すなわちロードセ
ル２６の検出荷重ｆの減少値が圧着荷重に相当する。そ
してこの検出荷重ｆの減少値に相当する変位量ｄだけロ
ードセル２６は伸びる。 【００１５】次に、圧着ツール６の高さ位置を固定した
状態、すなわち図２に示す第２の昇降ブロック２０の高
さ位置が固定された状態で、圧着荷重Ｆが減少または消
失した場合に発生する現象について説明する。この場合
は、図２のＢの状態からＡの状態に変化した場合に相当
する。すなわち、圧着荷重Ｆが減少または消失するた
め、ロードセル２６に負荷される荷重ｆは逆に増加し、
ロードセル２６はこの荷重増加分だけ押し縮められ、そ
の結果第１の昇降ブロック１０及びその下端部にある圧
着ツール６は下方に変位する。そしてこのときの変位量
は圧着荷重の減少値に比例する。言い換えると、昇降手
段の駆動を固定した状態で圧着荷重が減少すると、その
減少分に相当するロードセル２６の歪量だけ圧着ツール
６は下降する。 【００１６】この半田バンプ付電子部品の熱圧着装置は
上記のような構成より成り、次に動作を説明する。図１
において、可動テーブル２を駆動して電子部品５の供給
部４を圧着ツール６の下方に位置させる。次いで圧着ツ
ール６を下降させて圧着ツール６に電子部品５を真空吸
着により保持させてピックアップする。次に再び可動テ
ーブル２を駆動して基板３を圧着ツール６の下方に位置
させ、この状態でカメラ３７を前進させ、基板３および
圧着ツール６に保持された電子部品５の位置を認識す
る。この位置認識結果に基づいて可動テーブル２により
基板３の位置決めを行う。 【００１７】この後、圧着ツール６を下降させて電子部
品５を基板３に押圧するが、このときの圧着ツール６の
高さ位置、ロードセル２６の検出荷重およびヒータ通電
のそれぞれのタイミングについて図３を参照して説明す
る。図３において、Ａに示すグラフは熱圧着過程におけ
る圧着ツール６の高さ位置を示したものであり、電子部
品５のバンプ５ａの下端部が基板３の電極に当接した位
置を基準高さとして示している。図３のＢは、ロードセ
ル２６の検出荷重の減少値、すなわち圧着荷重を示した
ものであり、また図３のＣは電子部品５の半田バンプ５
ａを半田の融点温度以上に加熱するためのヒータ通電の
ＯＮ−ＯＦＦのタイミングを示している。 【００１８】まずｔ０において圧着ツール６が高速で下
降を開始し、タイミングｔ１にて下降速度を低速に切換
える。その後タイミングｔ２にて図３の（イ）に示すよ
うに電子部品５のバンプ５ａの１つが電極２に当接す
る。この結果、タイミングｔ２から圧着ツール６には上
向きの圧着荷重の反力が作用するようになり、圧着ツー
ル６を更に下降させることにより圧着荷重（ロードセル
２６の検出荷重の減少値）は増加する。そして圧着荷重
が目標荷重Ｆ１になるまで第２の昇降ブロック２０を下
降させ、すべてのバンプを電極２に確実に当接させる。 【００１９】次にヒータに通電して電子部品５のバンプ
５ａを半田融点以上の温度に加熱するタイミングｔ４の
わずか手前のタイミングｔ３’において、圧着ツール６
の高さを保ったままモータ３１を駆動して第２の昇降ブ
ロック２０をわずかに上昇させ、電子部品５を押圧する
荷重をＢに示す所定値Ｆ２以下となるようにする。この
所定値Ｆ２は、この押圧荷重によるロードセル２６の弾
性歪が溶融した半田バンプ５ａを押しつぶすことのない
ような荷重値として、予め試行により設定される。これ
によりロードセル２６の歪は大部分が半田バンプ５ａの
溶融前に解放され、溶融時に残留している歪は大幅に減
少する。 【００２０】次にタイミングｔ４にてヒータの通電をＯ
Ｎにして、圧着ツール６を介して電子部品５を加熱す
る。この結果バンプ５ａの温度は上昇し、タイミングｔ
５にて半田の融点に到達し、バンプ５ａは溶融する。こ
の結果、電子部品５が圧着ツール６に対して伝えていた
圧着荷重の反力はほぼ消失し、Ｂに示すように圧着荷重
はタイミングｔ５からタイミングｔ６の短い時間のうち
に急減する。すなわち荷電検出手段であるロードセル２
６の荷重検出値を監視することにより、バンプ５ａが溶
融したタイミングを検知することができる。 【００２１】また、このとき圧着ツール６は溶融前の圧
着荷重に相当する弾性歪分だけ下降する（図３に示す
（ハ）参照）が、タイミングｔ３’にて圧着荷重を所定
荷重以下に減少させているため弾性歪は大幅に減少して
おり、圧着ツール６の低下量はわずかであり、図３
（ホ）に示すようなバンプ５ａの押しつぶしなどの不具
合が発生しない。 【００２２】このように次に荷重検出値が、半田の溶融
による圧着反力の消失を確認するしきい値として設定さ
れる所定値Ｆｔｈ（図３Ｂ参照）以下に減少したなら
ば、半田バンプが溶融したと判断し、このタイミングｔ
６にて圧着ツール６を所定高さまで上昇させる。そして
圧着ツール６が所定高さに到達したタイミングｔ７にて
ヒータの通電をＯＦＦにする。その後圧着ツール６を所
定高さ位置でタイミングｔ８まで保持し、溶融した半田
を冷却・固化させることにより、図４（ニ）に示すよう
な鼓状の半田接合部を得ることができる。半田接合部を
このような鼓状のものとすることにより、半田の接合止
端部の形状がなめらかとなり、不連続部の発生を防止し
て耐破断性を向上させるとともに、高さの高い半田接合
部を得ることができる。 【００２３】このとき、バンプ５ａの溶融を検知したタ
イミングｔ６にて直ちに圧着ツール６を上昇させるよう
にしているので、従来方法のように安全側を見込んで長
めに設定された予想溶融時間のタイムアップを待つ必要
がなく、したがって半田溶融後もなお圧着ツール６がそ
のまま待機する無駄時間を省くことができる。 【００２４】この後、圧着ツール６は電子部品５を解放
して上昇し、タイミング９にて原位置に復帰して半田バ
ンプ付電子部品の熱圧着の１サイクルが終了する。 【００２５】 【発明の効果】本発明によれば、熱圧着ツールを下降さ
せて電子部品の半田バンプを基板に押圧した後、電子部
品の加熱開始後に荷重検出手段による荷重検出値が所定
値以下に減少したならば半田バンプが溶融したと判断
し、熱圧着ツールを上昇させるようにしたので、従来方
法のように長めに設定された予想溶融時間のタイムアッ
プを待つ必要がなく、したがって半田溶融後もなお圧着
ツールがそのまま待機する無駄時間を省いて生産性を向
上させることができる。
どの半田バンプ付電子部品を基板に熱圧着する半田バン
プ付電子部品の熱圧着方法に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】フリップチップなどの半田バンプ付の電
子部品を基板に実装する方法として熱圧着による方法が
知られている。この方法は熱圧着ツールにより電子部品
を基板に押圧するとともに、電子部品を加熱して電子部
品の半田バンプを溶融させ、基板の電極に半田接合する
ものである。この熱圧着過程にて、半田バンプが電極に
当接した時点では半田バンプは半田融点以下の温度であ
り、半田バンプの当接からある時間経過後に半田バンプ
は溶融する。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】半田バンプが溶融した
後には、電子部品を保持した熱圧着ツールをわずかに上
昇させて溶融半田を所定の高さに引き伸ばすことが行わ
れる。この熱圧着ツールの上昇タイミングは、従来は半
田バンプの溶融に要する時間を想定して、タイマにより
設定されていた。しかしながら、タイマによる設定の場
合には、半田バンプの溶融を実際に確認するものではな
いため、すべての場合に完全溶融が確保されるように半
田バンプの溶融時間を長めに設定することが行われてい
た。したがって大部分の場合には、設定されたタイミン
グ以前に半田バンプは溶融しているにも拘わらず溶融後
も熱圧着ツールはすぐには上昇せずそのままの状態で待
機するという無駄時間が発生し、生産性の向上を妨げる
という問題点があった。 【０００４】そこで本発明は、熱圧着時の無駄時間を省
き、生産性を向上させることができる半田バンプ付電子
部品の熱圧着方法を提供することを目的とする。 【０００５】 【課題を解決するための手段】本発明の半田バンプ付電
子部品の熱圧着方法は、昇降手段によって昇降する熱圧
着ツールにより半田バンプ付の電子部品を基板に押圧
し、この押圧力を荷重検出手段によって検出しながら前
記電子部品を基板に熱圧着する半田バンプ付電子部品の
熱圧着方法であって、熱圧着ツールを下降させて前記電
子部品の半田バンプを所定の荷重で基板の電極に押圧
し、前記電子部品の加熱開始後に前記荷重検出手段によ
る荷重検出値が所定値以下に減少したならば半田バンプ
が溶融したと判断し、熱圧着ツールを上昇させるように
した。 【０００６】本発明によれば、熱圧着ツールを下降させ
て電子部品の半田バンプを所定の荷重で基板に押圧した
後、電子部品の加熱開始後に荷重検出手段による荷重検
出値が所定値以下に減少したならば半田バンプが溶融し
たと判断し、熱圧着ツールを上昇させることにより、熱
圧着時の無駄時間を省くことができる。 【０００７】 【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の半田
バンプ付電子部品の熱圧着装置の側面図、図２は同半田
バンプ付電子部品の熱圧着装置の荷重検出部の部分側面
図、図３は同半田バンプ付電子部品の熱圧着方法のタイ
ミングチャートである。 【０００８】まず図１を参照して半田バンプ付電子部品
の熱圧着装置の構造について説明する。図１において、
基台１上には可動テーブル２が設けられている。可動テ
ーブル２上には基板３が載置されており、基板３の側方
には電子部品５の供給部４が配設されている。可動テー
ブル２を駆動することにより、基板３、供給部４は水平
面内で移動する。可動テーブル２の上方には電子部品５
が熱圧着ツール６に保持されている。熱圧着ツール６は
圧着ヘッド７に装着されており、圧着ヘッド７は更に第
１の昇降ブロック１０に装着されている。 【０００９】第１の昇降ブロック１０の背面にはスライ
ダ１１が固着されており、スライダ１１は第１のフレー
ム１３の前面に配設された垂直なガイドレール１２に上
下方向にスライド自在に嵌合している。また第１の昇降
ブロック１０の上部には逆Ｌ字状の張り出し部１４が設
けられている。張り出し部１４の下面には後述する荷重
検出手段であるロードセルが当接する。 【００１０】第１の昇降ブロック１０の上方には第２の
昇降ブロック２０が設けられている。第２の昇降ブロッ
ク２０の背面にはスライダ２１が設けられており、スラ
イダ２１は第２のフレーム２３の前面に配設された垂直
なガイドレール２２に上下方向にスライド自在に嵌合し
ている。第２の昇降ブロック２０の下部には逆Ｌ字状の
張り出し部２４が設けられている。張り出し部２４の上
面には歪式の荷重検出手段であるロードセル２６が配設
されており、ロードセル２６は張り出し部２４の下面に
当接している。また第２の昇降ブロック２０の下面には
シリンダ２５が下向きに装着されており、シリンダ２５
のロッド２５ａは張り出し部２４の上面に当接してい
る。 【００１１】第２のフレーム２３の上部には断面がコ字
型のブラケット３０が固着されている。ブラケット３０
上にはモータ３１が配設されており、モータ３１の回転
軸は垂直な送りネジ２７と接続されている。送りネジ２
７は第２の昇降ブロック２０に内蔵されたナット２８に
螺入している。したがってモータ３１が正逆回転すると
ナット２８は送りネジ２７に沿って昇降し、第２の昇降
ブロック２０および第１の昇降ブロック１０は昇降す
る。すなわちモータ３１、送りネジ２７およびナット２
８は第１の昇降部ブロック１０とともに、熱圧着ツール
６を昇降させる昇降手段となっている。 【００１２】モータ３１は昇降モータ駆動部３３と接続
されており、昇降モータ駆動部３３は制御部３４からの
指令を受けモータ３１の回転を制御するとともに、エン
コーダ３２の回転数信号を制御部３４へ伝達する。第１
のフレーム１２の下方にはカメラ３７が設けられてい
る。カメラ３７は前方へ突出する鏡筒３６を備えてお
り、鏡筒３６の先端に装着されたレンズにより前進時
（鎖線で示す３７参照）に電子部品５および基板３の画
像を取り込む。カメラ３７には電子部品５及び基板３の
位置認識を行う画像認識部３５が接続されており、画像
認識部３５は制御部３４と接続されている。カメラ３７
に取込まれた画像データは画像認識部３５へ送られ、認
識された基板３や電子部品５の位置データは制御部３４
に送られる。 【００１３】次に電子部品５に与えられる押圧力と荷重
検出手段の歪量との関係について図２を参照して説明す
る。図２は、圧着荷重が作用していない状態（Ａ）と、
圧着荷重が作用している状態（Ｂ）での、荷重検出手段
であるロードセル２６と、シリンダ２５の動作を示すも
のである。Ａの状態では、シリンダ２５のロッド２５ａ
が突出することにより、エア圧力によって定められる所
定の突出力Ｆ０を第１の昇降ブロック１０に伝える。ま
た、この状態では第１の昇降ブロック１０やその下端部
に装着される圧着ヘッド７などの自重Ｗもロードセル２
６に負荷される。すなわち、圧着荷重が作用していない
状態では、シリンダ２５による突出力Ｆ０と第１の昇降
ブロック１０の自重Ｗの和（Ｆ０＋Ｗ）がロードセル２
６に予圧ｆｏとして作用する。 【００１４】これに対して、Ｂで示す電子部品５の圧着
時、すなわち第１の昇降部ブロック１０に圧着ツール６
を介して上向きの圧着荷重の反力Ｆが作用している状態
では、反力Ｆの分だけロードセル２６の検出荷重ｆが減
少し、ｆはＦ０＋Ｗ−Ｆで表される。すなわちロードセ
ル２６の検出荷重ｆの減少値が圧着荷重に相当する。そ
してこの検出荷重ｆの減少値に相当する変位量ｄだけロ
ードセル２６は伸びる。 【００１５】次に、圧着ツール６の高さ位置を固定した
状態、すなわち図２に示す第２の昇降ブロック２０の高
さ位置が固定された状態で、圧着荷重Ｆが減少または消
失した場合に発生する現象について説明する。この場合
は、図２のＢの状態からＡの状態に変化した場合に相当
する。すなわち、圧着荷重Ｆが減少または消失するた
め、ロードセル２６に負荷される荷重ｆは逆に増加し、
ロードセル２６はこの荷重増加分だけ押し縮められ、そ
の結果第１の昇降ブロック１０及びその下端部にある圧
着ツール６は下方に変位する。そしてこのときの変位量
は圧着荷重の減少値に比例する。言い換えると、昇降手
段の駆動を固定した状態で圧着荷重が減少すると、その
減少分に相当するロードセル２６の歪量だけ圧着ツール
６は下降する。 【００１６】この半田バンプ付電子部品の熱圧着装置は
上記のような構成より成り、次に動作を説明する。図１
において、可動テーブル２を駆動して電子部品５の供給
部４を圧着ツール６の下方に位置させる。次いで圧着ツ
ール６を下降させて圧着ツール６に電子部品５を真空吸
着により保持させてピックアップする。次に再び可動テ
ーブル２を駆動して基板３を圧着ツール６の下方に位置
させ、この状態でカメラ３７を前進させ、基板３および
圧着ツール６に保持された電子部品５の位置を認識す
る。この位置認識結果に基づいて可動テーブル２により
基板３の位置決めを行う。 【００１７】この後、圧着ツール６を下降させて電子部
品５を基板３に押圧するが、このときの圧着ツール６の
高さ位置、ロードセル２６の検出荷重およびヒータ通電
のそれぞれのタイミングについて図３を参照して説明す
る。図３において、Ａに示すグラフは熱圧着過程におけ
る圧着ツール６の高さ位置を示したものであり、電子部
品５のバンプ５ａの下端部が基板３の電極に当接した位
置を基準高さとして示している。図３のＢは、ロードセ
ル２６の検出荷重の減少値、すなわち圧着荷重を示した
ものであり、また図３のＣは電子部品５の半田バンプ５
ａを半田の融点温度以上に加熱するためのヒータ通電の
ＯＮ−ＯＦＦのタイミングを示している。 【００１８】まずｔ０において圧着ツール６が高速で下
降を開始し、タイミングｔ１にて下降速度を低速に切換
える。その後タイミングｔ２にて図３の（イ）に示すよ
うに電子部品５のバンプ５ａの１つが電極２に当接す
る。この結果、タイミングｔ２から圧着ツール６には上
向きの圧着荷重の反力が作用するようになり、圧着ツー
ル６を更に下降させることにより圧着荷重（ロードセル
２６の検出荷重の減少値）は増加する。そして圧着荷重
が目標荷重Ｆ１になるまで第２の昇降ブロック２０を下
降させ、すべてのバンプを電極２に確実に当接させる。 【００１９】次にヒータに通電して電子部品５のバンプ
５ａを半田融点以上の温度に加熱するタイミングｔ４の
わずか手前のタイミングｔ３’において、圧着ツール６
の高さを保ったままモータ３１を駆動して第２の昇降ブ
ロック２０をわずかに上昇させ、電子部品５を押圧する
荷重をＢに示す所定値Ｆ２以下となるようにする。この
所定値Ｆ２は、この押圧荷重によるロードセル２６の弾
性歪が溶融した半田バンプ５ａを押しつぶすことのない
ような荷重値として、予め試行により設定される。これ
によりロードセル２６の歪は大部分が半田バンプ５ａの
溶融前に解放され、溶融時に残留している歪は大幅に減
少する。 【００２０】次にタイミングｔ４にてヒータの通電をＯ
Ｎにして、圧着ツール６を介して電子部品５を加熱す
る。この結果バンプ５ａの温度は上昇し、タイミングｔ
５にて半田の融点に到達し、バンプ５ａは溶融する。こ
の結果、電子部品５が圧着ツール６に対して伝えていた
圧着荷重の反力はほぼ消失し、Ｂに示すように圧着荷重
はタイミングｔ５からタイミングｔ６の短い時間のうち
に急減する。すなわち荷電検出手段であるロードセル２
６の荷重検出値を監視することにより、バンプ５ａが溶
融したタイミングを検知することができる。 【００２１】また、このとき圧着ツール６は溶融前の圧
着荷重に相当する弾性歪分だけ下降する（図３に示す
（ハ）参照）が、タイミングｔ３’にて圧着荷重を所定
荷重以下に減少させているため弾性歪は大幅に減少して
おり、圧着ツール６の低下量はわずかであり、図３
（ホ）に示すようなバンプ５ａの押しつぶしなどの不具
合が発生しない。 【００２２】このように次に荷重検出値が、半田の溶融
による圧着反力の消失を確認するしきい値として設定さ
れる所定値Ｆｔｈ（図３Ｂ参照）以下に減少したなら
ば、半田バンプが溶融したと判断し、このタイミングｔ
６にて圧着ツール６を所定高さまで上昇させる。そして
圧着ツール６が所定高さに到達したタイミングｔ７にて
ヒータの通電をＯＦＦにする。その後圧着ツール６を所
定高さ位置でタイミングｔ８まで保持し、溶融した半田
を冷却・固化させることにより、図４（ニ）に示すよう
な鼓状の半田接合部を得ることができる。半田接合部を
このような鼓状のものとすることにより、半田の接合止
端部の形状がなめらかとなり、不連続部の発生を防止し
て耐破断性を向上させるとともに、高さの高い半田接合
部を得ることができる。 【００２３】このとき、バンプ５ａの溶融を検知したタ
イミングｔ６にて直ちに圧着ツール６を上昇させるよう
にしているので、従来方法のように安全側を見込んで長
めに設定された予想溶融時間のタイムアップを待つ必要
がなく、したがって半田溶融後もなお圧着ツール６がそ
のまま待機する無駄時間を省くことができる。 【００２４】この後、圧着ツール６は電子部品５を解放
して上昇し、タイミング９にて原位置に復帰して半田バ
ンプ付電子部品の熱圧着の１サイクルが終了する。 【００２５】 【発明の効果】本発明によれば、熱圧着ツールを下降さ
せて電子部品の半田バンプを基板に押圧した後、電子部
品の加熱開始後に荷重検出手段による荷重検出値が所定
値以下に減少したならば半田バンプが溶融したと判断
し、熱圧着ツールを上昇させるようにしたので、従来方
法のように長めに設定された予想溶融時間のタイムアッ
プを待つ必要がなく、したがって半田溶融後もなお圧着
ツールがそのまま待機する無駄時間を省いて生産性を向
上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の半田バンプ付電子部品
の熱圧着装置の側面図 【図２】本発明の一実施の形態の半田バンプ付電子部品
の熱圧着装置の荷重検出部の部分側面図 【図３】本発明の一実施の形態の半田バンプ付電子部品
の熱圧着方法のタイミングチャート 【符号の説明】 ２ 可動テーブル ３ 基板 ５ 電子部品 ６ 熱圧着ツール ７ 圧着ヘッド １０ 第１の昇降部ブロック ２０ 第２の昇降部ブロック ２５ シリンダ ２６ ロードセル ２７ 送りネジ ２８ ナット ３１ モータ ３３ 昇降モータ駆動部 ３４ 制御部
の熱圧着装置の側面図 【図２】本発明の一実施の形態の半田バンプ付電子部品
の熱圧着装置の荷重検出部の部分側面図 【図３】本発明の一実施の形態の半田バンプ付電子部品
の熱圧着方法のタイミングチャート 【符号の説明】 ２ 可動テーブル ３ 基板 ５ 電子部品 ６ 熱圧着ツール ７ 圧着ヘッド １０ 第１の昇降部ブロック ２０ 第２の昇降部ブロック ２５ シリンダ ２６ ロードセル ２７ 送りネジ ２８ ナット ３１ モータ ３３ 昇降モータ駆動部 ３４ 制御部
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フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平５−21529（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−199542（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−163273（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−163260（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−199545（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−64119（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−32225（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−107133（ＪＰ，Ａ)
米国特許5985064（ＵＳ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 21/60 311
H01L 21/603
H05K 3/34 507
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】昇降手段によって昇降する熱圧着ツールに
より半田バンプ付の電子部品を基板に押圧し、この押圧
力を荷重検出手段によって検出しながら前記電子部品を
基板に熱圧着する半田バンプ付電子部品の熱圧着方法で
あって、前記熱圧着ツールを下降させて前記電子部品の
半田バンプを基板の電極に押圧し、前記電子部品の加熱
開始後に前記荷重検出手段による荷重検出値が所定値以
下に減少したならば半田バンプが溶融したと判断し、前
記熱圧着ツールを上昇させることを特徴とする半田バン
プ付電子部品の熱圧着方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30686497A JP3399324B2 (ja) | 1997-11-10 | 1997-11-10 | 半田バンプ付電子部品の熱圧着方法 |
| US09/187,222 US6131795A (en) | 1997-11-10 | 1998-11-06 | Thermal compression bonding method of electronic part with solder bump |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30686497A JP3399324B2 (ja) | 1997-11-10 | 1997-11-10 | 半田バンプ付電子部品の熱圧着方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11145197A JPH11145197A (ja) | 1999-05-28 |
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ID=17962185
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30686497A Expired - Fee Related JP3399324B2 (ja) | 1997-11-10 | 1997-11-10 | 半田バンプ付電子部品の熱圧着方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3399324B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9603262B2 (en) | 2010-06-04 | 2017-03-21 | Shinkawa Ltd. | Electronic component mounting apparatus and method |
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| JP4957193B2 (ja) * | 2006-11-07 | 2012-06-20 | パナソニック株式会社 | 熱圧着装置および熱圧着方法 |
| JP4523061B2 (ja) * | 2009-01-13 | 2010-08-11 | パナソニック株式会社 | 電子部品実装装置及び実装方法 |
| JP4881455B2 (ja) * | 2010-03-19 | 2012-02-22 | パナソニック株式会社 | 電子部品実装装置及び実装方法 |
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| CN113819868A (zh) * | 2021-01-29 | 2021-12-21 | 常州铭赛机器人科技股份有限公司 | 热压检测系统及方法 |
-
1997
- 1997-11-10 JP JP30686497A patent/JP3399324B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9603262B2 (en) | 2010-06-04 | 2017-03-21 | Shinkawa Ltd. | Electronic component mounting apparatus and method |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11145197A (ja) | 1999-05-28 |
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