JP3557955B2 - Bonding device and bonding tool for electronic components - Google Patents

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    • H01L24/74Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies
    • H01L24/75Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フリップチップのようなバンプ付き電子部品などの電子部品を基板の電極などの被接合面にボンディングする電子部品のボンディング装置およびボンディングツールに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
電子部品を基板の電極などの被接合面にボンディングする方法として、超音波圧接を用いる方法が知られている。この方法は、電子部品を被接合面に対して押圧しながら電子部品に超音波振動を与え、接合面を微小に振動させて摩擦を生じさせることにより接合面を密着させるものである。この方法に用いられるボンディングツールは、振動発生源である超音波振動子の振動を電子部品に伝達させる細長形状の棒体であるホーンを有しており、このホーンに備えられた圧着子によって電子部品に荷重と振動を作用させながら、電子部品を被接合面に圧着してボンディングするようになっている。圧着子にはボンディング時の負荷(荷重と振動)が作用するため、繰り返し使用によってその下面(電子部品の吸着面)が摩耗しやすい。この摩耗が甚しくなると正常なボンディングを行うことが出来なくなるため、定期的に圧着子を交換せねばならない。従来はこの圧着子の交換は、ホーン全体を交換するか、あるいは圧着子が別部品でホーン本体に対して着脱可能である場合には、この別部品のみを交換することにより行われていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ホーン全体を交換する場合には、高価な部品であるホーンを消耗部品として廃脚することになり、ランニングコストが上昇する。また、圧着子のみを着脱して交換する場合においても、従来のボンディングツールでは圧着子のホーン本体への締結方法に起因して取り付け状態が不安定で安定した固着状態の再現が困難であり、したがって振動特性が変動しやすく安定したボンディングが行えないという問題点があった。
【0004】
そこで本発明は、低コストで安定した振動を行わせながら安定したボンディングを行うことができる電子部品のボンディング装置およびボンディングツール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】
請求項1記載の電子部品のボンディング装置は、電子部品に荷重と振動を作用させながらこの電子部品を被接合面に圧着する電子部品のボンディング装置であって、前記電子部品に当接するボンディングツールと、このボンディングツールを前記電子部品に押圧する押圧手段とを備え、前記ボンディングツールは、横長のホーンと、このホーンに振動を付
与する振動子と、前記ホーンの定在波振動の腹に相当する位置に前記ホーンの長さ方向に直交して設けられた貫通孔と、この貫通孔を挿通する締結手段によって前記ホーンに着脱自在に締結され先端部が前記電子部品に当接する圧着子とを有し、前記圧着子の先端部に電子部品を真空吸着する吸着孔が設けられており、この吸着孔は前記圧着子をホーンに締結した状態でホーンに設けられた真空吸引孔と連通する。
【0006】
請求項2記載の電子部品のボンディングツールは、電子部品に荷重と振動を作用させながらこの電子部品を被接合面に圧着するボンディングツールであって、横長のホーンと、このホーンに振動を付与する振動子と、前記ホーンの定在波振動の腹に相当する位置に前記ホーンの長さ方向に直交して設けられた貫通孔と、この貫通孔を挿通する締結手段によって前記ホーンに着脱自在に締結され先端部が前記電子部品に当接してこの電子部品を押圧する圧着子とを有し、前記圧着子の先端部に電子部品を真空吸着する吸着孔が設けられており、この吸着孔は前記圧着子をホーンに締結した状態でホーンに設けられた真空吸引孔と連通する。
【0007】
請求項3記載の電子部品のボンディングツールは、請求項2記載の電子部品のボンディングツールであって、前記吸着孔は、前記締結手段に設けられた吸引孔を介して前記真空吸引孔と連通する。
【0008】
本発明によれば、ホーンの定在波振動の腹に相当する位置に前記ホーンの長さ方向に直交して設けられた貫通孔を設け、電子部品に当接して押圧する圧着子をこの貫通孔を挿通する締結手段によって前記ホーンに着脱自在に締結することにより、安定した固着状態および振動特性を保持することができる。
【0009】
【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電子部品のボンディング装置の正面図、図2は同電子部品のボンディングツールの上下反転斜視図、図3は同電子部品のボンディングツールの正面図、図4(a),(b)、図5(a),(b)、図6(a),(b)は同電子部品のボンディングツールの部分断面図である。
【0010】
まず、図1を参照して電子部品のボンディング装置の全体構造を説明する。1は支持フレームであって、その前面には第1昇降板2と第2昇降板3が昇降自在に設けられている。第1昇降板2にはシリンダ4が装着されており、そのロッド5は第2昇降板3に結合されている。第2昇降板3にはボンディングヘッド10が装着されている。支持フレーム1の上面にはZ軸モータ6が設けられている。Z軸モータ6は垂直な送りねじ7を回転させる。送りねじ7は第1昇降板2の背面に設けられたナット8に螺合している。したがってZ軸モータ6が駆動して送りねじ7が回転すると、ナット8は送りねじ7に沿って上下動し、第1昇降板2や第2昇降板3も上下動する。
【0011】
図1において、上面が電子部品の被接合面である基板46は基板ホルダ47上に載せられており、基板ホルダ47はテーブル48上に載せられている。テーブル48は可動テーブルであって、基板46をX方向やY方向へ水平移動させ、基板46を所定の位置に位置決めする。テーブル48は電子部品40に対して基板46を相対的に移動させる位置決め手段となっている。
【0012】
42はカメラであって、一軸テーブル43に装着されている。44はカメラ42から前方へ延出する鏡筒である。カメラ42を一軸テーブル43に沿って前進させ、鎖線で示すように鏡筒44の先端部をボンディングツール14の下面に吸着して保持された接合物としての例えばフリップチップなどのバンプ付きの電子部品40と基板46の間に位置させ、その状態で電子部品40と基板46の位置をカメラ42で観察する。
【0013】
53は認識部であり、カメラ42で撮像された電子部品40や基板46の画像を認識してこれらの位置を検出する。50は主制御部であり、モータ駆動部51を介してZ軸モータ6すなわちボンディングヘッド10の昇降動作を制御し、テーブル制御部52を介してテーブル48すなわち基板46の位置決めを行う。また主制御部50は、認識部53によって検出された電子部品40と基板46の位置より、水平面内における両者の位置ずれを演算し、この位置ずれを補正するようにテーブル48を駆動する。さらに主制御部50には、荷重制御部54と吸引装置56が接続されている。
【0014】
押圧手段としてのシリンダ4は荷重制御部54を介して主制御部50に接続されており、シリンダ4のロッド5の突出力すなわちボンディングツール14でバンプ付き電子部品40を基板46に押し付ける押圧荷重が制御される。吸引装置56は主制御部50からの指令によってボンディングツール14による電子部品40の吸引・吸引解除を行う。超音波振動子から成る振動子17は、超音波振動子駆動部55を介して主制御部50に接続されており、主制御部50からの指令に従って超音波振動を行う。
【0015】
ボンディングヘッド10の本体11の下端部にはホルダ12が結合されている。ホルダ12にはブロック13が装着され、ブロック13にはボンディングツール14が固定されている。ブロック13の側部の突部13aは吸引装置56に接続されている。以下、図2、図3および図4を参照してボンディングツール14について説明する。
【0016】
図2、図3および図4に示すように、ボンディングツール14は横長のホーン15を主体としている。ホーン15は細長形状の棒状体であり、平面視してその両側部からセンターへ向って次第に幅狭となるテーパ面15aを有している。ホーン15のセンターには吸着部30(圧着子)が装着されている。吸着部30は段付き部31によって幅が絞られた断面形状となっており、下方(図2においては上向き方向)へ突出した先端部には吸着孔32が設けられている。吸着孔32は吸着部30の内部に形成された真空吸引孔30cと連通しており、吸着部30がホーン15に締結された状態ではホーン15の内部に設けられた真空吸引孔16aと連通する。真空吸引孔16aはさらにホーン15内部の真空吸引孔16bを介してホーン15の上面に開口された真空吸引孔16cと連通している。
【0017】
図1において、ブロック13の側面に設けられた突部13aには吸着パッド19が装着されており、吸着パッド19はホーン15の上面の真空吸引孔16cに当接している。したがって吸着パッド19に接続された吸引装置56(図1)を駆動してエアを吸引することにより、ホーン15および吸着部30の内部の各真空吸引孔を介して吸着部30の先端部に開口した吸着孔32(図3)から真空吸引し、この吸着部30の下面にバンプ付きの電子部品40を真空吸着して保持することができる(図4(b)も参照)。吸着部30は電子部品40を吸着して保持するとともに、ボンディング時には先端部が電子部品40の上面に当接して電子部品40を基板46に対して押圧する。
【0018】
吸着部30から等距離隔てられた4ヶ所にはリブ15bがホーン15と一体的に設けられている。ブロック13への取り付けバランスを良くするために、4個のリブ15bはホーン15のセンターの吸着部30を中心として平面視して対称に突設されている。ボンディングツール14は、リブ15bに形成された貫通孔20にボルトを螺入することにより、ブロック13の下面に着脱自在に装着されている。すなわち、リブ15bはホーン15をブロック13に装着する装着部となっている。
【0019】
図2において、ホーン15の側端部には振動付与手段である振動子17が装着されている。振動子17を駆動することにより、ホーン15には縦振動(ホーン15の長手方向の振動)が付与され、吸着部30は水平方向a(ホーン15の長手方向)に振動する。ホーン15の形状は両端部から中央部に向かって側面のテーパ面15aを経て順次幅が絞られた形状となっている。これにより、振動子17より吸着部30に伝達される経路において超音波振動の振幅は増幅され、吸着部30には振動子17が発振する振幅以上の振動が伝達され、この振動は電子部品40に伝達される。
【0020】
次に図4を参照して吸着部30のホーン15への装着について説明する。図4(a)に示すように、ホーン15の中心部には上下方向に貫通孔15cが設けられている。この間通孔15cは、ホーン15に振動子17により誘起される定在波振動の腹に相当する位置にホーン15の長さ方向に直交して設けられており、貫通孔15cの下方にはテーパ面15dを有する凹部が形成されている。真空吸引孔16aはテーパ面15dに開口している。
【0021】
吸着部30の上面には貫通孔15cの位置に対応してねじ孔30bが設けられ、ねじ孔30bの両側にはテーパ面15dに対応した形状の当接面30aが形成されている。真空吸引孔30aは当接面30aに開口している。図4(b)に示すように、吸着部30の装着状態では、当接面30aをテーパ面15dに当接させた状態でボルト33を貫通孔15cに挿通させ、ねじ孔30bにボルト33を螺入することにより、吸着部30をホーン15に締結する。ボルト33を抜き出すことにより、吸着部30の締結は解除される。したがって、ボルト33は吸着部30をホーン15に着脱自在に締結する締結手段となっている。
【0022】
上記のような締結方法を採用することにより、以下に説明するような優れた効果を得ることができる。まず、上記締結方法では、貫通孔15cを挿通するボルト33によってホーン15の上側から吸着部30を引き上げることにより、当接部30aをテーパ面15dに押し当てている。このため、吸着部30の周囲にはホーン15への締結用の部品を配置する必要がなく、吸着部30の形状設定や、真空吸引孔の配置などにおける自由度が確保され、これにより、対象とする電子部品の形状や必要とされる振動特性に適合した吸着部30を実現できるとともに、吸着部30を十分な面圧でホーン15に押し付けて安定した固着状態を実現できる。
【0023】
さらには、ボルト33のホーン15の上側に突出する部分の形状・寸法を適切に設定することにより、ホーン15の上下方向の質量分布を振動伝達上望ましい質量分布に調整することが可能となる。すなわち、この突出部分を質量バランス部として用いることができ、これにより良好な振動特性を得ることができる。
【0024】
図5、図6は吸着部の他の装着方法の例を示したものである。図5は、図4に示す吸着部30と同様な吸着部30’をボルトとナットの組み合わせで締結するものである。図5(a)において、吸着部30’にはボルト34が一体的に形成されており、吸着部30’の装着に際しては、図5(b)に示すようにボルト34を貫通孔15cに下方から挿通させてホーン15の上面に突出させる。そしてボルト34にナット35を螺合させて締め付けることにより、吸着部30をホーン15に締結する。この例においても前述と同様の効果を得ることができる。この場合には、ナット35を質量バランス部として用いることができる。
【0025】
また、図6は吸着孔32と連通する真空吸引孔の配置例を示したものである。図6(a)において、吸着部37は図4に示す吸着部30から真空吸引孔30cを除いた形態となっており、吸着部30と同様に締結用のねじ孔37および当接面37aを有している。吸着部37は貫通孔15cを挿通するボルト36によって締結されるが、ボルト36の軸部36aの内部には十字状の吸引孔36b,36cが設けられている。貫通孔15cには中間にリング溝15eが設けられており、リング溝15eはホーン15内部の真空吸引孔16dと連通している。
【0026】
貫通孔15cの下方に設けられた凹部のテーパ面15dに、当接面37aを当接させ、図6(b)に示すようにボルト36をねじ孔37bに螺入させると、当接面37aはテーパ面15dに押し付けられ、吸着部37はホーン15に締結される。この状態では、ボルト36の吸引孔36bはリング溝15eと連通する。したがって、真空吸引孔16dから真空吸引することにより、吸着部37は先端部の吸着孔32に電子部品40を真空吸着して保持する。この例においても、前述の吸着部30と同様の効果を得ることができる。
【0027】
上記説明したように、本実施の形態のボンディングツールは、電子部品に当接して振動と荷重を伝達する圧着子としての吸着部をホーン本体に対して着脱自在とし、しかも吸着部のホーンへの装着面に締結用の機構や部材を必要としないような締結方法を採用したものである。これにより、吸着部の電子部品との当接面が損耗した場合には、この吸着部のみを交換すればよくランニングコストを低減することができる。しかも上記締結方法によれば吸着部の形状・寸法設定の自由度が確保されることから、安定した固着状態・振動特性を備えたボンディングツールを実現できる。
【0028】
【発明の効果】
本発明によれば、ホーンの定在波振動の腹に相当する位置に前記ホーンの長さ方向に直交して設けられた貫通孔を設け、電子部品に当接して押圧する圧着子をこの貫通孔を挿通する締結手段によって前記ホーンに着脱自在に締結するようにしたので、使用により圧着子が損耗した場合には、圧着子のみを交換すればよくランニングコストを低減できるとともに、安定した固着状態および振動特性を保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態の電子部品のボンディング装置の正面図
【図2】本発明の一実施の形態の電子部品のボンディングツールの上下反転斜視図
【図3】本発明の一実施の形態の電子部品のボンディングツールの正面図
【図4】(a)本発明の一実施の形態の電子部品のボンディングツールの部分断面図
(b)本発明の一実施の形態の電子部品のボンディングツールの部分断面図
【図5】(a)本発明の一実施の形態の電子部品のボンディングツールの部分断面図
(b)本発明の一実施の形態の電子部品のボンディングツールの部分断面図
【図6】(a)本発明の一実施の形態の電子部品のボンディングツールの部分断面図
(b)本発明の一実施の形態の電子部品のボンディングツールの部分断面図
【符号の説明】
14 ボンディングツール
15 ホーン
15c 貫通孔
16a、16b、16c 真空吸引孔
17 振動子
30、30’、37 吸着部
32 吸着孔
33、36 ボルト
40 電子部品
46 基板
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electronic component bonding apparatus and a bonding tool for bonding an electronic component such as an electronic component with a bump such as a flip chip to a surface to be bonded such as an electrode of a substrate.
[0002]
[Prior art]
As a method for bonding an electronic component to a surface to be bonded such as an electrode of a substrate, a method using ultrasonic pressure welding is known. According to this method, ultrasonic vibration is applied to the electronic component while pressing the electronic component against the surface to be bonded, and the bonding surface is minutely vibrated to cause friction to bring the bonding surface into close contact. The bonding tool used in this method has a horn, which is an elongated rod that transmits the vibration of the ultrasonic vibrator, which is a vibration source, to an electronic component. While applying a load and vibration to the component, the electronic component is bonded to the surface to be joined by pressing. Since the load (load and vibration) at the time of bonding acts on the crimping element, the lower surface (the suction surface of the electronic component) is easily worn by repeated use. If the wear becomes excessive, normal bonding cannot be performed, and the crimping element must be periodically replaced. Conventionally, this crimping element has been replaced by replacing the entire horn or, when the crimping element is detachable from the horn body as a separate component, only exchanging the separate component.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, when replacing the entire horn, the horn, which is an expensive component, is discarded as a consumable component, and the running cost increases. In addition, even in the case where only the crimping element is attached and detached and replaced, it is difficult for the conventional bonding tool to reproduce a stable fixed state due to an unstable mounting state due to a method of fastening the crimping element to the horn body, Therefore, there has been a problem that the vibration characteristics are likely to fluctuate and stable bonding cannot be performed.
[0004]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an electronic component bonding apparatus and a bonding tool capable of performing stable bonding while performing stable vibration at low cost.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The bonding device for an electronic component according to claim 1, wherein the bonding device presses the electronic component to a surface to be bonded while applying a load and vibration to the electronic component, and a bonding tool that contacts the electronic component. Pressing means for pressing the bonding tool against the electronic component, the bonding tool corresponding to a horizontally long horn, a vibrator for applying vibration to the horn, and an antinode of standing wave vibration of the horn. A through-hole provided at a position orthogonal to the longitudinal direction of the horn, and a crimping element that is detachably fastened to the horn by fastening means that passes through the through-hole and has a distal end abutting on the electronic component. A suction hole for vacuum-sucking the electronic component is provided at a tip portion of the crimping device, and the suction hole is provided on the horn with the crimping device fastened to the horn. It communicates with the vacuum suction holes.
[0006]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a bonding tool for an electronic component, which applies a load and vibration to the electronic component and presses the electronic component against a surface to be joined, and applies vibration to the horizontally long horn and the horn. A vibrator, a through hole provided at a position corresponding to the antinode of the standing wave vibration of the horn, and a through hole provided orthogonal to the longitudinal direction of the horn, and detachably attached to the horn by fastening means inserted through the through hole. and entered into the distal end portion is brought into contact with the electronic component possess a crimping element for pressing the electronic component, is provided with suction holes for vacuum suction of electronic components to the tip portion of the Atchakuko, the suction holes A state in which the crimping element is fastened to the horn communicates with a vacuum suction hole provided in the horn .
[0007]
An electronic component bonding tool according to a third aspect is the electronic component bonding tool according to the second aspect , wherein the suction hole communicates with the vacuum suction hole via a suction hole provided in the fastening means. .
[0008]
According to the present invention, a through-hole provided at right angles to the longitudinal direction of the horn is provided at a position corresponding to the antinode of the standing wave vibration of the horn, and a crimping element that presses against the electronic component by pressing the through-hole is formed through the through-hole. By detachably fastening to the horn by the fastening means for inserting the hole, a stable fixed state and vibration characteristics can be maintained.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a front view of an electronic component bonding apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an upside down perspective view of the electronic component bonding tool, FIG. 3 is a front view of the electronic component bonding tool, and FIG. (A), (b), FIGS. 5 (a), (b), FIGS. 6 (a), (b) are partial cross-sectional views of a bonding tool for the electronic component.
[0010]
First, the overall structure of an electronic component bonding apparatus will be described with reference to FIG. Reference numeral 1 denotes a support frame, on the front surface of which is provided a first elevating plate 2 and a second elevating plate 3 so as to be able to move up and down. A cylinder 4 is mounted on the first lifting plate 2, and its rod 5 is connected to the second lifting plate 3. The bonding head 10 is mounted on the second lifting plate 3. On the upper surface of the support frame 1, a Z-axis motor 6 is provided. The Z-axis motor 6 rotates a vertical feed screw 7. The feed screw 7 is screwed into a nut 8 provided on the back of the first lifting plate 2. Accordingly, when the Z-axis motor 6 is driven to rotate the feed screw 7, the nut 8 moves up and down along the feed screw 7, and the first lifting plate 2 and the second lifting plate 3 also move up and down.
[0011]
In FIG. 1, a substrate 46 whose upper surface is a surface to which electronic components are joined is placed on a substrate holder 47, and the substrate holder 47 is placed on a table 48. The table 48 is a movable table, and horizontally moves the substrate 46 in the X direction and the Y direction to position the substrate 46 at a predetermined position. The table 48 serves as positioning means for moving the board 46 relative to the electronic component 40.
[0012]
Reference numeral 42 denotes a camera, which is mounted on the uniaxial table 43. A lens barrel 44 extends forward from the camera 42. The camera 42 is moved forward along the uniaxial table 43, and the tip of the lens barrel 44 is attracted to the lower surface of the bonding tool 14 as indicated by a dashed line, and a bumped electronic component such as a flip chip is held as a bonded product. The electronic component 40 and the board 46 are observed by the camera 42 in this state.
[0013]
A recognition unit 53 recognizes images of the electronic component 40 and the board 46 captured by the camera 42 and detects their positions. Reference numeral 50 denotes a main control unit which controls the vertical movement of the Z-axis motor 6, that is, the bonding head 10 via a motor drive unit 51, and positions the table 48, that is, the substrate 46, via a table control unit 52. Further, the main control unit 50 calculates a displacement between the electronic component 40 and the board 46 in the horizontal plane from the positions of the electronic component 40 and the board 46 detected by the recognition unit 53, and drives the table 48 so as to correct the displacement. Further, a load control unit 54 and a suction device 56 are connected to the main control unit 50.
[0014]
The cylinder 4 as the pressing means is connected to the main control unit 50 via the load control unit 54, and the pressing force for pressing the electronic component 40 with bumps against the substrate 46 by the projection output of the rod 5 of the cylinder 4, that is, the bonding tool 14, is applied. Controlled. The suction device 56 performs suction and release of suction of the electronic component 40 by the bonding tool 14 according to a command from the main control unit 50. The vibrator 17 composed of an ultrasonic vibrator is connected to the main control unit 50 via an ultrasonic vibrator driving unit 55, and performs ultrasonic vibration according to a command from the main control unit 50.
[0015]
A holder 12 is coupled to the lower end of the main body 11 of the bonding head 10. A block 13 is mounted on the holder 12, and a bonding tool 14 is fixed to the block 13. The protrusion 13 a on the side of the block 13 is connected to the suction device 56. Hereinafter, the bonding tool 14 will be described with reference to FIGS. 2, 3, and 4. FIG.
[0016]
As shown in FIGS. 2, 3, and 4, the bonding tool 14 mainly includes a horizontally long horn 15. The horn 15 is an elongated rod-like body, and has a tapered surface 15a that gradually narrows from both sides to the center in plan view. At the center of the horn 15, a suction unit 30 (crimp) is mounted. The suction portion 30 has a cross-sectional shape whose width is reduced by the stepped portion 31, and a suction hole 32 is provided at a distal end portion protruding downward (upward in FIG. 2). The suction hole 32 communicates with a vacuum suction hole 30 c formed inside the suction unit 30, and communicates with a vacuum suction hole 16 a provided inside the horn 15 when the suction unit 30 is fastened to the horn 15. . The vacuum suction hole 16a further communicates with a vacuum suction hole 16c opened on the upper surface of the horn 15 via a vacuum suction hole 16b inside the horn 15.
[0017]
In FIG. 1, a suction pad 19 is mounted on a protrusion 13 a provided on a side surface of the block 13, and the suction pad 19 is in contact with a vacuum suction hole 16 c on the upper surface of the horn 15. Therefore, by driving the suction device 56 (FIG. 1) connected to the suction pad 19 to suck air, an opening is formed at the distal end of the suction unit 30 through the horn 15 and the vacuum suction holes inside the suction unit 30. Vacuum suction is performed from the suction hole 32 (FIG. 3), and the electronic component 40 with the bump can be suction-held on the lower surface of the suction portion 30 (see also FIG. 4B). The suction unit 30 sucks and holds the electronic component 40, and also presses the electronic component 40 against the substrate 46 by abutting the top end of the electronic component 40 at the time of bonding.
[0018]
Ribs 15b are provided integrally with the horn 15 at four locations equidistant from the suction unit 30. The four ribs 15b are symmetrically protruded from the center of the horn 15 in plan view in order to improve the attachment balance to the block 13. The bonding tool 14 is detachably attached to the lower surface of the block 13 by screwing a bolt into a through hole 20 formed in the rib 15b. That is, the rib 15b is a mounting portion for mounting the horn 15 on the block 13.
[0019]
In FIG. 2, a vibrator 17 as a vibration applying means is mounted on a side end of the horn 15. By driving the vibrator 17, longitudinal vibration (vibration in the longitudinal direction of the horn 15) is applied to the horn 15, and the suction unit 30 vibrates in the horizontal direction a (longitudinal direction of the horn 15). The shape of the horn 15 is such that the width is gradually reduced from both end portions toward the center portion via a tapered surface 15a on the side surface. As a result, the amplitude of the ultrasonic vibration is amplified in the path transmitted from the vibrator 17 to the suction unit 30, and a vibration equal to or greater than the amplitude oscillated by the vibrator 17 is transmitted to the suction unit 30. Is transmitted to.
[0020]
Next, the attachment of the suction unit 30 to the horn 15 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 4A, a through hole 15c is provided in the center of the horn 15 in the vertical direction. The through hole 15c is provided at a position corresponding to the antinode of the standing wave vibration induced by the vibrator 17 in the horn 15 and is orthogonal to the length direction of the horn 15, and a taper is formed below the through hole 15c. A recess having a surface 15d is formed. The vacuum suction hole 16a is open on the tapered surface 15d.
[0021]
A screw hole 30b is provided on the upper surface of the suction portion 30 corresponding to the position of the through hole 15c, and a contact surface 30a having a shape corresponding to the tapered surface 15d is formed on both sides of the screw hole 30b. The vacuum suction hole 30a is open on the contact surface 30a. As shown in FIG. 4B, when the suction portion 30 is mounted, the bolt 33 is inserted through the through hole 15c with the contact surface 30a contacting the tapered surface 15d, and the bolt 33 is inserted into the screw hole 30b. By screwing, the suction unit 30 is fastened to the horn 15. By pulling out the bolt 33, the fastening of the suction part 30 is released. Therefore, the bolt 33 is a fastening means for detachably fastening the suction portion 30 to the horn 15.
[0022]
By employing the above-described fastening method, excellent effects as described below can be obtained. First, in the above-mentioned fastening method, the contact portion 30a is pressed against the tapered surface 15d by lifting the suction portion 30 from above the horn 15 with the bolt 33 inserted through the through hole 15c. For this reason, it is not necessary to arrange a part for fastening to the horn 15 around the suction unit 30, and the degree of freedom in setting the shape of the suction unit 30 and arranging the vacuum suction holes is ensured. It is possible to realize a suction portion 30 suitable for the shape of the electronic component and the required vibration characteristics, and to realize a stable fixed state by pressing the suction portion 30 against the horn 15 with a sufficient surface pressure.
[0023]
Further, by appropriately setting the shape and size of the portion of the bolt 33 projecting above the horn 15, it is possible to adjust the vertical mass distribution of the horn 15 to a desirable mass distribution for vibration transmission. In other words, this protruding portion can be used as a mass balance portion, whereby good vibration characteristics can be obtained.
[0024]
5 and 6 show examples of other mounting methods of the suction unit. FIG. 5 shows a structure in which a suction unit 30 'similar to the suction unit 30 shown in FIG. 4 is fastened by a combination of a bolt and a nut. In FIG. 5A, a bolt 34 is formed integrally with the suction portion 30 '. When the suction portion 30' is mounted, the bolt 34 is moved downward into the through hole 15c as shown in FIG. 5B. And project from the upper surface of the horn 15. Then, the suction portion 30 is fastened to the horn 15 by screwing and tightening the nut 35 to the bolt 34. In this example, the same effect as described above can be obtained. In this case, the nut 35 can be used as a mass balance unit.
[0025]
FIG. 6 shows an example of the arrangement of the vacuum suction holes communicating with the suction holes 32. In FIG. 6A, the suction unit 37 has a configuration in which the vacuum suction hole 30c is removed from the suction unit 30 shown in FIG. 4, and similarly to the suction unit 30, a screw hole 37 for fastening and a contact surface 37a are formed. Have. The suction portion 37 is fastened by a bolt 36 inserted into the through hole 15c, and cross-shaped suction holes 36b and 36c are provided inside a shaft portion 36a of the bolt 36. A ring groove 15e is provided in the middle of the through hole 15c, and the ring groove 15e communicates with a vacuum suction hole 16d inside the horn 15.
[0026]
When the contact surface 37a is brought into contact with the tapered surface 15d of the concave portion provided below the through hole 15c and the bolt 36 is screwed into the screw hole 37b as shown in FIG. 6B, the contact surface 37a Is pressed against the tapered surface 15 d, and the suction portion 37 is fastened to the horn 15. In this state, the suction hole 36b of the bolt 36 communicates with the ring groove 15e. Therefore, by sucking the vacuum from the vacuum suction hole 16d, the suction part 37 holds the electronic component 40 by vacuum suction in the suction hole 32 at the distal end. Also in this example, the same effect as that of the above-described suction unit 30 can be obtained.
[0027]
As described above, the bonding tool according to the present embodiment makes the suction portion as a crimping device that contacts the electronic component and transmits vibration and load detachable to the horn body, and furthermore, the suction portion attaches to the horn. A fastening method that does not require a fastening mechanism or member on the mounting surface is employed. Thus, when the contact surface of the suction portion with the electronic component is worn, only the suction portion needs to be replaced, and the running cost can be reduced. Moreover, according to the above-described fastening method, the degree of freedom in setting the shape and dimensions of the suction portion is ensured, so that a bonding tool having a stable fixed state and vibration characteristics can be realized.
[0028]
【The invention's effect】
According to the present invention, a through-hole provided at right angles to the longitudinal direction of the horn is provided at a position corresponding to the antinode of the standing wave vibration of the horn, and a crimping device that abuts against and presses the electronic component is penetrated through the through-hole. Since the horn is detachably fastened to the horn by fastening means for inserting the hole, when the crimping element is worn out by use, it is sufficient to replace only the crimping element, and the running cost can be reduced. And vibration characteristics can be maintained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of an electronic component bonding apparatus according to an embodiment of the present invention; FIG. 2 is an upside down perspective view of an electronic component bonding tool according to an embodiment of the present invention; FIG. 4A is a partial cross-sectional view of an electronic component bonding tool according to one embodiment of the present invention; FIG. 4B is a front view of an electronic component bonding tool according to one embodiment of the present invention; FIG. 5A is a partial cross-sectional view of a bonding tool for an electronic component according to an embodiment of the present invention. FIG. 5B is a partial cross-sectional view of a bonding tool for an electronic component according to an embodiment of the present invention. 6A is a partial cross-sectional view of a bonding tool for an electronic component according to one embodiment of the present invention; FIG. 6B is a partial cross-sectional view of a bonding tool for an electronic component according to one embodiment of the present invention;
14 bonding tool 15 horn 15c through hole 16a, 16b, 16c vacuum suction hole 17 vibrator 30, 30 ', 37 suction part 32 suction hole 33, 36 bolt 40 electronic component 46 substrate

Claims (3)

電子部品に荷重と振動を作用させながらこの電子部品を被接合面に圧着する電子部品のボンディング装置であって、前記電子部品に当接するボンディングツールと、このボンディングツールを前記電子部品に押圧する押圧手段とを備え、前記ボンディングツールは、横長のホーンと、このホーンに振動を付与する振動子と、前記ホーンの定在波振動の腹に相当する位置に前記ホーンの長さ方向に直交して設けられた貫通孔と、この貫通孔を挿通する締結手段によって前記ホーンに着脱自在に締結され先端部が前記電子部品に当接する圧着子とを有し、前記圧着子の先端部に電子部品を真空吸着する吸着孔が設けられており、この吸着孔は前記圧着子をホーンに締結した状態でホーンに設けられた真空吸引孔と連通することを特徴とする電子部品のボンディング装置。What is claimed is: 1. A bonding apparatus for an electronic component, which applies pressure and vibration to an electronic component while applying a load and vibration to the electronic component, comprising: a bonding tool that contacts the electronic component; and a pressing tool that presses the bonding tool against the electronic component. Means, the bonding tool comprises a horizontally long horn, a vibrator for imparting vibration to the horn, and a direction perpendicular to the length direction of the horn at a position corresponding to the antinode of the standing wave vibration of the horn. a through hole provided, the fastened tip detachably on the horn by a fastening means inserted through the through-hole is perforated and crimping element which abuts the electronic component, the electronic component at the tip of the Atchakuko and suction holes are provided to vacuum suction, the electronic unit the suction hole, characterized in that the communication with the vacuum suction hole provided in the horn while fastening the crimping element to the horn Bonding apparatus. 電子部品に荷重と振動を作用させながらこの電子部品を被接合面に圧着するボンディングツールであって、横長のホーンと、このホーンに振動を付与する振動子と、前記ホーンの定在波振動の腹に相当する位置に前記ホーンの長さ方向に直交して設けられた貫通孔と、この貫通孔を挿通する締結手段によって前記ホーンに着脱自在に締結され先端部が前記電子部品に当接してこの電子部品を押圧する圧着子とを有し、前記圧着子の先端部に電子部品を真空吸着する吸着孔が設けられており、この吸着孔は前記圧着子をホーンに締結した状態でホーンに設けられた真空吸引孔と連通することを特徴とする電子部品のボンディングツール。What is claimed is: 1. A bonding tool for compressing an electronic component to a surface to be joined while applying a load and vibration to the electronic component, comprising: a horizontally long horn, a vibrator for applying vibration to the horn, and a standing wave vibration of the horn. A through hole provided at a position corresponding to the belly in a direction orthogonal to the length direction of the horn, and a detachable fastening to the horn by fastening means for inserting the through hole, the tip of which abuts on the electronic component. possess a crimping element for pressing the electronic component, is provided with suction holes for vacuum suction of electronic components to the tip portion of the Atchakuko, the horn while the suction holes that entered into the crimping element to the horn A bonding tool for an electronic component, which communicates with a provided vacuum suction hole . 前記吸着孔は、前記締結手段に設けられた吸引孔を介して前記真空吸引孔と連通することを特徴とする請求項2記載の電子部品のボンディングツール。3. The electronic component bonding tool according to claim 2, wherein the suction hole communicates with the vacuum suction hole via a suction hole provided in the fastening means .
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