JP3729153B2

JP3729153B2 - Electronic component bonding apparatus and bonding tool

Info

Publication number: JP3729153B2
Application number: JP2002134188A
Authority: JP
Inventors: 誠司 ▲高▼橋; 雅史檜作
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-05-09
Filing date: 2002-05-09
Publication date: 2005-12-21
Anticipated expiration: 2022-05-09
Also published as: JP2003332390A

Description

【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、このホーンの下面に設けられた接合作用部を電子部品に当接させ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。
【０００３】
ところで、電子部品のボンディングツールは、電子部品を移送して基板に実装する移載用のツールを兼用する場合が多い。このような移載機能を併せ持ったボンディングツールには、電子部品に当接する接合作用部に真空吸着用の吸着孔が設けられ、この吸着孔から真空吸引することにより電子部品を吸着保持するようになっている。このためホーンの内部には外部の真空吸引源と吸着孔とを接続するための真空吸引回路が設けられている。
【０００４】
そしてこの真空吸引回路がホーンの外面に開孔した真空吸引孔にチューブなどの配管手段を連通させることによって真空吸引回路と真空吸引源とが接続される。ホーンには横方向の振動が付与されるため、従来よりこの真空吸引孔の位置として、この振動の振幅が最も小さくなる位置、すなわち超音波振動子によってホーンに誘起される定在波振動の節の位置に設けられていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようにして接続用の真空吸引孔の位置を設定すると、ホーンにおいて振動の振幅が最も大きくなる位置を選定して設けられる接合作用部と接続部との位置が一致せず、接合作用部から接続部との間を連通させるための内部孔の経路や形状が複雑と成らざるを得ない。このため、ボンディングツールの製作において内部孔の加工に手間を要し、製作コストが上昇するとともに、この内部孔の存在によってホーン内における構造的な対称性が損なわれ、良好な振動伝達特性を保つことが困難であった。
【０００６】
そこで本発明は、内部孔の加工を簡略化することができ、振動伝達特性を良好に保つ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。
【０００７】
【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、電子部品を接合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、固定部によって両持ち支持された横長のホーンと、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の下面側に設けられ前記電子部品に当接して押圧する接合作用部と、この接合作用部に開孔した電子部品吸着用の吸着孔と、この吸着孔を前記腹に相当する位置の上面側に設けられた真空吸引孔と連通させる内部孔と、前記真空吸引孔と真空吸引源とを接続する接続手段とを備えた。
【０００８】
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、固定部によって両持ち支持された横長のホーンと、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の下面側に設けられ前記電子部品に当接して押圧する接合作用部と、この接合作用部に開孔した電子部品吸着用の吸着孔と、この吸着孔を前記腹に相当する位置の上面側に設けられた真空吸引孔と連通させる内部孔と、前記真空吸引孔と真空吸引源とを接続する接続手段とを備えた。
【０００９】
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の下面側に設けられた接合作用部に開孔した電子部品吸着用の吸着孔をこの吸着孔の上方に設けられた真空吸引孔と連通させることにより、ホーン内部の真空吸引回路を構成する内部孔の加工を簡略化することができるとともに、振動伝達特性を良好に保つことができる。
【００１０】
【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の電子部品のボンディング装置の正面図、図２は本発明の実施の形態１の電子部品のボンディングツールの斜視図、図３は本発明の実施の形態１の電子部品のボンディングツールの正面図、図４は本発明の実施の形態１の電子部品のボンディングツールの動作説明図である。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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で電子部品４０のバンプを基板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。
【００１６】
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振動子１７が超音波振動子駆動部５５によって駆動されることにより、ボンディングツール１４には超音波振動が付与される。このとき、ボンディングツール１４の振動は共振状態となっており、振動子１７に印加される電圧と電流の位相差はほぼゼロとなっている。
【００１７】
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の中央部に装着された吸着パッド１９は吸引装置５６に接続されており、後述するように吸着パッド１９がホーン１５の上面に当接することにより、吸引装置５６によって電子部品４０の吸着保持ができるようになっている。
【００１８】
以下、図２、図３を参照してボンディングツール１４について説明する。図２（ａ）はブロック１３から取り外した状態のボンディングツール１４の斜め上方からの斜視図であり、図２（ｂ）は、ボンディングツール１４を上下反転した状態のホーン１５を部分的に示している。また図３は、ボンディングツール１４の正面図とともに、振動子１７によってホーン１５に誘起される定在波振動の振幅のグラフを示している。
【００１９】
図２（ａ）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は金属材料（例えばステンレス、アルミニウム、チタン等）等から成り、高さ寸法Ｈ、幅寸法Ｗの矩形断面を有する棒状体となっており、ホーン１５の１方側の側端部には振動子１７が装着されている。なお、ＨまたはＷは、ホーンの長手方向に沿って寸法を連続的にまたは段階的に変化させてもよい。これにより、振動付与手段によって与えられる振動をホーン１５において拡大・縮小する調整が可能となる。振動子１７を駆動することにより、ホーン１５の長手方向に沿った矢印ａ方向に縦振動が付与される。従って振動子１７は、ホーン１５の長手方向に沿った方向に振動を付与する振動付与手段となっている。
【００２０】
ホーン１５の両側面１５ｂには、それぞれリブ１５ｃがホーン１５と一体的に２カ所づつ中心振り分け配置で設けられている。２つのリブ１５ｃの間の寸法は、振動成分を固定することによる振動の減衰を極小にするために、振動子１７によって付与される縦振動の半波長（Ｌ／２）に等しくなるように設定される（図３参照）。なお、当該寸法は振動の減衰が許容できる範囲であればよく、必ずしもＬ／２に等しくなくてもよい。
【００２１】
リブ１５ｃはホーン１５から外側に突出して設けられており、リブ１５ｃに設けられた取付穴１５ｄにボルト（図示省略）を挿入してブロック１３に締結することにより、ホーン１５はブロック１３に両持ち支持状態で固定される。すなわち、４個の（２組の）リブ１５ｃは、ホーン１５をブロック１３に固定する固定部となっている。
【００２２】
このホーン１５の固定において、４個のリブ１５ｃをホーン１５の中心点に関して対称に配置していることから、ボンディングツール１４をブロック１３へバランスよく固定することができ、また押圧手段からホーン１５に負荷された荷重をバランスよく支持することができる。なお、リブ１５ｃの個数は４個に限られず、例えばホーン１５の節の上方に２個設けてもよい。要は、ホーン１５に負荷された荷重をバランスよく支持できればよく、この限りにおいてはリブの個数は何個であっても構わない。また取付穴１５ｄにボルトを挿入して締結した状態においてボルトがホーン１５の下面から突出しない構造となっており、ボンディング時に基板上の電子部品などとの干渉を生じることなく固定できるようになっている。
【００２３】
２組（４個）のリブ１５ｃの略中央位置には、凸状部３０が矢印ｂ方向に凸出して形成されている。凸状部３０の材質はホーン１５と同じ材質である方がホーン１５と一体的に形成できて望ましいが、異なる材質でもよい。異なる材質の場合は、ホーン１５の材質との、密度、ヤング率およびポアソン比の差を考慮して凸状部３０の形状・寸法を設定する。
【００２４】
凸状部３０の凸端部には、接合対象の電子部品４０に当接する接合作用部３１が設けられている。接合作用部３１に電子部品４０が当接した状態で、ボンディングツール１４に押圧荷重を作用させることにより、電子部品４０のバンプは基板４６に押しつけられる。そしてこの状態で振動子１７を駆動してホーン１５に縦振動を付与することにより、電子部品４０は基板４６に荷重と振動により圧着される。このとき、凸状部３０は４つのリブ１５ｃの中央に位置していることから、大きい押圧荷重を必要とする大型部品を対象とする場合にあっても、均一な押圧状態が実現される。
【００２５】
またホーン１５の長手方向の凸状部３０の反対側には、凸状部３０とほぼ同一形状で凸出した振動バランス部３２が設けられている。振動バランス部３２の材質はホーン１５と同じ材質である方がホーン１５と一体的に形成できて望ましいが、異なる材質でもよい。異なる材質の場合は、ホーン１５の材質との、密度、ヤング率およびポアソン比の差を考慮して振動バランス部３２の形状・寸法を設定する。振動バランス部３２は、ボンディングツール１４において、主として質量バランスを保つことによりホーン１５の上下の振動バランスを保つために設けられている。この振動バランス部３２により、ホーン１５の振動分布および質量分布は第１方向の中心軸に対してほぼ対称となり、均一な振動伝達が確保される。
【００２６】
次に、ホーン１５の振動特性について説明する。超音波振動子駆動部５５により振動子１７をホーン１５に応じた適切な周波数（ホーン１５を共振状態にする周波数であれば足りるが、望ましくは４０ｋＨｚ以上７０ｋＨｚ以下であって、さらに６０ｋＨｚ程度であると電子部品のボンディング上望ましい。）で駆動してホーン１５に第１方向の縦振動を付与して共振状態を作り出すことにより、ホーン１５には図３のグラフに示すような定在波振動が発生する。
【００２７】
すなわちホーン１５の定在波振動において、リブ１５ｃの位置は水平方向の変位がほとんどない節となり、リブ１５ｃの中心に位置する凸状部３０の位置は水平方向の振幅が最大となる腹に相当する。そして凸状部３０の振動は接合作用面３１ａを介して電子部品４０に伝達される。なお、凸状部３０の位置はこの定在波振動の腹の位置に一致していることが望ましいが、ホーン１５を固定するリブ１５ｃの略中央に位置している限りにおいては、定在波振動の腹の位置から多少ずれていても良い。
【００２８】
次に、ホーン１５に設けられた真空吸引回路について説明する。図２（ｂ）に示すように、接合作用部３１の下面の接合作用面３１ａには、吸着孔３１ｂが開孔している。吸着孔３１ｂは、図３に示すようにホーン１５の内部に上下方向に形成された吸引路１６ａを介して、振動バランス部３２に開口した真空吸引孔１６ｂ（図２（ａ）参照）に連通している。吸引路１６ａは、吸着孔３１ｂを接合作用部３１の上面側に設けられた真空吸引孔１６ｂと連通させる内部孔となっている。
【００２９】
ボンディングツール１４がブロック１３に固定された状態において、ブロック１３に設けられた吸着パッド１９が振動バランス部３２の上面に当接することにより（図１参照）、吸着孔３１ｂは吸引路１６ａおよび真空吸引孔１６ｂを介して吸着パッド１９と連通する。すなわち、吸着パッド１９は、真空吸引孔１６ｂと真空吸引源である吸引装置５６（図１参照）とを接続する接続手段となっており、吸引装置５６を駆動してエアを吸引することにより、吸着孔３１ｂから真空吸引し、接合作用面３１ａに電子部品４０を真空吸着して保持することができる。凸状部３０は、電子部品４０を基板４６に対して押圧すると共に、電子部品４０の上面に当接して電子部品４０を吸着して保持する吸着子としての機能を併せ有している。
【００３０】
次に図４を参照して、吸着パッド１９による真空吸引孔１６ｂと吸引装置５６との接続について説明する。図４（ａ）は、振動子１７によってホーン１５に超音波振動を付与し、接合作用部３１を介して電子部品４０を基板４６に対して押圧するボンディング動作時を示している。図４（ａ）に示すように、吸着パッド１９は、定常装着状態において振動バランス部３２の上面と下端部のリップ部１９ａとの間にわずかな隙間Ｃが確保されるような高さ位置で固定される。
【００３１】
ボンディング動作においては、接合作用面３１ａと電子部品４０との摩擦力により振動を伝達すれば必ずしも吸着孔３１ｂによって電子部品４０を吸着保持する必要がなく、その場合吸引装置５６による吸着パッド１９の真空吸引は行われない。この状態において、吸着パッド１９はホーン１５とは直接に接触していないことから、ホーン１５の水平方向の振動による吸着パッド１９の損耗が発生しない。
【００３２】
図４（ｂ）は、接合作用部３１の下面に吸着孔３１ｂによって電子部品４０を吸着保持した状態を示している。この状態においては、吸引装置５６を駆動して吸着パッド１９から真空吸引を行っている。これにより、吸着パッド１９の内側と振動バランス部３２の上面とで囲まれた空間１９ｂ内が減圧される。そして空間１９ｂと外部との間に生じた差圧によって、可撓性と弾力性に富むリップ部１９ａが振動バランス部３２の上面に対して押し付けられ、真空吸引の際の真空リークが防止される。
【００３３】
このとき、ボンディングツール１４はボンディング動作を行っておらず、ホーン１５には超音波振動が付与されていないことから、本実施の形態１のようにホーン１５において振動変位が最も大きい位置に真空吸引孔１６ｂを配置した場合にあっても、振動による吸着パッド１９の損耗が発生することがない。
【００３４】
また、ホーン１５における真空吸引回路の構成において、真空吸引孔１６ｂは吸着孔３１ｂの直上に位置していることから、ホーン１５の内部で真空吸引孔１６ｂを吸着孔３１ｂと連通させる吸引路１６ａは、最も単純な形状の上下方向の直線穴となる。これにより、ボンディングツール１４の製作において真空吸引回路のための加工が簡略化され、製作コストを低減させることができるとともに、吸引路１６ａや真空吸引孔１６ｂの存在によってホーン１５内における構造的な対称性が損なわれることがなく、良好な振動伝達特性を保つことができる。
【００３５】
（実施の形態２）
図５は本発明の実施の形態２の電子部品のボンディングツールの斜視図、図６は本発明の実施の形態２の電子部品のボンディングツールの正面図、図７，図８は本発明の実施の形態２の電子部品のボンディングツールの部分断面図である。本実施の形態２においては、実施の形態１に示すボンディング装置に装着して用いられるボンディングツール１４と類似構造を有するボンディングツール１１４において、電子部品を吸着する吸着子を兼ねる接合作用部を、交換のために着脱自在な構成とした例を示している。
【００３６】
図５および図６に示すように、ボンディングツール１１４は横長のホーン１１５を主体としている。ホーン１１５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１１５ａを有している。ホーン１１５のセンターには吸着部１３０（圧着子）が下方へ突出して着脱自在に装着されている。
【００３７】
吸着部１３０の下部は下方に突出した接合作用部１３０ａとなっており、吸着部１３０の曲げ振動と押圧手段の押圧荷重を電子部品４０に作用させる。吸着部１３０は接合作用部１３０ａに開孔した吸着孔１３２によって電子部品４０を吸着して保持するとともに、ボンディング時には接合作用部１３０ａ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。
【００３８】
吸着部１３０から等距離隔てられた４ヶ所には、リブ１１５ｃがホーン１１５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１１５ｃはホーン１１５のセンターの吸着部１３０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１１４は、リブ１１５ｃに形成された貫通孔１２０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。
【００３９】
図５において、ホーン１１５の側端部には振動付与手段である振動子１１７が装着されている。振動子１１７を駆動することにより、ホーン１１５には縦振動（ホーン１１５の長手方向の振動）が付与され、吸着部１３０は水平方向ａ（ホーン１５の長手方向）に振動する。図６（ａ），（ｂ）に示すように、ホーン１１５の形状は両端部から中央部に向かって側面のテーパ面１１５ａおよび上下面のテーパ面１１５ｂを経て順次幅および高さが絞られた形状となっている。
【００４０】
これにより、振動子１１７より吸着部１３０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１３０には振動子１１７が発振する振幅以上の振動が伝達され、この振動は接合作用部１３０ａを介して電子部品４０に伝達される。この電子部品４０への振動伝達においては、振動子１１７によってホーン１１５を介して伝達される縦振動のみならず、ホーン１１５の縦振動によって突出形状の吸着部１３０に誘起される曲げ振動が重畳して伝達される。
【００４１】
次に図７、図８を参照して吸着部１３０のホーン１１５への装着について説明する。図７に示すように、ホーン１１５の中心部には上下方向に貫通する貫通孔１１５ｈが設けられている。この貫通孔１１５ｈは、ホーン１１５に振動子１１７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１１５の長さ方向に直交して設けられており、貫通孔１１５ｈの上部および下部にはそれぞれ内テーパ部１１５ｇ、１１５ｅが設けられている。
【００４２】
吸着部１３０の上面には内ねじ部１３０ｂが設けられ、内ねじ部１３０ｂの外周面は内テーパ部１１５ｅに対応した外テーパ部１３０ｃとなっている。嵌合部材１３４は内テーパ部１１５ｇに嵌合する外テーパ部１３４ａを有しており、嵌合部材１３４の内孔１３４ｂには外ねじ部材１３３が挿通する。外ねじ部材１３３の下部には吸着部１３０の内ねじ部１３０ｂと螺合する外ねじ部１３３ａが設けられており、外ねじ部材１３３の内部には、上面に設けられた締結用の６角穴１３３ｃから下端部まで連通する吸引路１３３ｂが形成されている。吸引路１３３ｂの６角穴１３３ｃの底面の開孔は、真空吸引孔１３３ｄとなっている。
【００４３】
吸着部１３０の締結時には、図８に示すように吸着部１３０の外テーパ部１３０ｃを内テーパ部１１５ｅに、嵌合部材１３４の外テーパ部１３４ａを内テーパ部１１５ｇにそれぞれ嵌合させた状態で、外ねじ部材１３３を嵌合部材１３４の内孔１３４ｂに挿通させ、外ねじ部１３３ａを吸着部１３０の内ねじ部１３０ｂと螺合させて締め付ける。これにより吸着部１３０の外テーパ部１３０ｃは、外ねじ部材１３３によってホーン１１５のテーパ部１１５ｅに押しつけられ固定締結される。
【００４４】
吸着部１３０および嵌合部材１３４を外ねじ部材１３３によってホーン１１５に締結した状態では、真空吸引孔１３３ｄは吸着孔１３２と連通する。すなわち上記構成において、吸引路１３３ｂは、接合作用部１３０ａに開孔した吸着孔１３２を真空吸引孔１３３ｄと連通させる内部孔となっている。
【００４５】
ボンディングツール１１４が図１に示すブロック１３に固定された状態において、ブロック１３に設けられた吸着パッド１９が外ねじ部材１３３の上面に当接することにより（図１参照）、吸着孔１３２は吸引路１３３ｂおよび真空吸引孔１３３ｄを介して吸着パッド１９と連通する。すなわち、吸着パッド１９は、真空吸引孔１３３ｄと真空吸引源である吸引装置５６（図１参照）とを接続する接続手段となっており、吸引装置５６を駆動してエアを吸引することにより、吸着孔１３２から真空吸引し、接合作用部１３０ａに電子部品４０を真空吸着して保持することができる。
【００４６】
本実施の形態２においても、実施の形態１において図４に示す例と同様に、吸着パッド１９は、定常装着状態において外ねじ部材１３３の上面と下端部のリップ部１９ａとの間にわずかな隙間Ｃが確保されるような高さ位置で固定される。これにより、電子部品４０を基板４６に対して押圧するボンディング動作時においては、電子部品４０を吸着保持しない場合には、リップ部１９ａは外ねじ部材１３３と接触せずホーン１１５の水平方向の振動による吸着パッド１９の損耗が発生しない。
【００４７】
そして接合作用部１３０ａの吸着孔１３２による電子部品の吸着保持においては、図４に示す例と同様に真空吸引によって生じた差圧によって、可撓性と弾力性に富むリップ部１９ａが外ねじ部材１３３の上面に対して押し付けられ、真空吸引の際の真空リークが防止される。このとき、ボンディングツール１１４はボンディング動作を行っておらず、ホーン１１５には超音波振動が付与されていないことから、本実施の形態２のようにホーン１１５において振動変位が最も大きい位置に真空吸引孔１３３ｄを配置した場合にあっても、振動による吸着パッド１９の損耗が発生することがない。
【００４８】
また、ホーン１１５における真空吸引回路の構成において、真空吸引孔１３３ｄは着脱交換される吸着部１３０と外ねじ部材１３３に設けられていることから、ホーン１１５の内部に真空吸引回路を形成する必要がなく、ボンディングツール１１４の製作において真空吸引回路のための加工が簡略化され、製作コストを低減させることができるとともに、ホーン１１５内における構造的な対称性が損なわれることがなく、良好な振動伝達特性を保つことができる。
【００４９】
【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の下面側に設けられた接合作用部に開孔した電子部品吸着用の吸着孔をこの吸着孔の上方に設けられた真空吸引孔と連通させることにより、ホーンの内部の真空吸引回路を構成する内部孔の加工を簡略化することができるとともに、振動伝達特性を良好に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の電子部品のボンディング装置の正面図
【図２】本発明の実施の形態１の電子部品のボンディングツールの斜視図
【図３】本発明の実施の形態１の電子部品のボンディングツールの正面図
【図４】本発明の実施の形態１の電子部品のボンディングツールの動作説明図
【図５】本発明の実施の形態２の電子部品のボンディングツールの斜視図
【図６】本発明の実施の形態２の電子部品のボンディングツールの正面図
【図７】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８】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、１１４ボンディングツール
１５、１１５ホーン
１６ａ、１３３ｂ吸引路
１６ｂ、１３３ｄ真空吸引孔
１７１１７振動子
３１、１３０ａ接合作用部
３１ｂ、１３２吸着孔
４０電子部品
４６基板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electronic component bonding apparatus and bonding tool for bonding an electronic component 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. In this method, ultrasonic vibration is applied to the electronic component while pressing the electronic component against the surface to be joined, and the joining surface is brought into close contact by causing the joining surface to vibrate minutely to generate friction. The bonding tool used in this method has a horn that is an elongated rod body that transmits vibrations of an ultrasonic vibrator, which is a vibration generation source, to an electronic component, and a bonding action provided on the lower surface of the horn. The electronic component is pressed against the surface to be bonded and bonded while applying a load and vibration to the electronic component by bringing the portion into contact with the electronic component.
[0003]
By the way, a bonding tool for electronic parts often serves also as a transfer tool for transferring electronic parts and mounting them on a substrate. In such a bonding tool having a transfer function, a suction hole for vacuum suction is provided in a bonding portion that contacts the electronic component, and the electronic component is sucked and held by vacuum suction from the suction hole. It has become. Therefore, a vacuum suction circuit for connecting an external vacuum suction source and the suction hole is provided inside the horn.
[0004]
The vacuum suction circuit is connected to a vacuum suction source by connecting a piping means such as a tube to a vacuum suction hole opened on the outer surface of the horn. Since lateral vibration is applied to the horn, the position of this vacuum suction hole is conventionally the position where the amplitude of this vibration is the smallest, that is, the node of standing wave vibration induced in the horn by the ultrasonic transducer. It was provided in the position.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the position of the vacuum suction hole for connection is set in this way, the position of the joint action part provided by selecting the position where the amplitude of vibration in the horn is the largest and the position of the connection part do not coincide with each other. The path and shape of the internal hole for communicating between the part and the connection part must be complicated. For this reason, it takes time to process the internal hole in the production of the bonding tool, which increases the manufacturing cost, and the presence of the internal hole impairs the structural symmetry in the horn and maintains good vibration transmission characteristics. It was difficult.
[0006]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an electronic component bonding apparatus and a bonding tool that can simplify the machining of internal holes and can maintain good vibration transmission characteristics.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
An electronic component bonding apparatus according to claim 1 is an electronic component bonding apparatus that crimps the electronic component to a surface to be bonded while applying a load and vibration to the electronic component, and a bonding tool for bonding the electronic component; A pressing means for pressing the bonding tool against the electronic component, the bonding tool comprising a horizontally long horn that is supported at both ends by a fixed portion, a vibrator that applies vibration to the horn, and a stationary position of the horn. A bonding action portion that is provided on the lower surface side of the position corresponding to the antinode of the wave vibration and contacts and presses against the electronic component; an adsorption hole for adsorbing the electronic component opened in the bonding action portion; and An internal hole communicating with a vacuum suction hole provided on the upper surface side at a position corresponding to the belly and a connection means for connecting the vacuum suction hole and a vacuum suction source were provided.
[0008]
A bonding tool for an electronic component according to claim 2 is a bonding tool for crimping the electronic component to a surface to be bonded while applying a load and vibration to the electronic component, and a horizontally long horn supported on both ends by a fixed portion; A vibrator that applies vibration to the horn, a bonding action portion that is provided on the lower surface side of the position corresponding to the antinode of the standing wave vibration of the horn and presses against the electronic component, and the bonding action portion Connects the suction hole for sucking the opened electronic component, the internal hole communicating with the vacuum suction hole provided on the upper surface side of the position corresponding to the antinode, and the vacuum suction hole and the vacuum suction source Connecting means.
[0009]
According to the present invention, the suction hole for sucking the electronic component opened in the bonding portion provided on the lower surface side of the position corresponding to the antinode of the standing wave vibration of the horn is provided in the vacuum provided above the suction hole. By communicating with the suction hole, it is possible to simplify the processing of the internal hole that constitutes the vacuum suction circuit inside the horn, and to maintain good vibration transmission characteristics.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(Embodiment 1)
1 is a front view of an electronic component bonding apparatus according to Embodiment 1 of the present invention, FIG. 2 is a perspective view of an electronic component bonding tool according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 3 is Embodiment 1 of the present invention. FIG. 4 is an operation explanatory diagram of the electronic component bonding tool according to the first embodiment of the present invention.
[0011]
First, the overall structure of an electronic component bonding apparatus will be described with reference to FIG. Reference numeral 1 denotes a support frame, and a first elevating plate 2 and a second elevating plate 3 are provided on the front surface thereof so as to be movable up and down. A cylinder 4 is mounted on the first lifting plate 2, and its rod 5 is coupled to the second lifting plate 3. A bonding head 10 is attached to the second lifting plate 3. A Z-axis motor 6 is provided on the upper surface of the support frame 1. 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 surface of the first lifting plate 2. Therefore, when the Z-axis motor 6 is driven and the feed screw 7 rotates, 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.
[0012]
In FIG. 1, a substrate 46 whose upper surface is a surface to be joined of an electronic component 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 or the Y direction to position the substrate 46 at a predetermined position. The table 48 serves as positioning means for moving the substrate 46 relative to the electronic component 40.
[0013]
Reference numeral 42 denotes a camera, which is mounted on the uniaxial table 43. Reference numeral 44 denotes a lens barrel extending forward from the camera 42. The camera 42 is advanced along the uniaxial table 43, and the tip of the lens barrel 44 is positioned between the electronic component 40 with bumps and held on the lower surface of the bonding tool 14 and the substrate 46 as shown by the chain line. In this state, the positions of the electronic component 40 and the substrate 46 are observed with the camera 42.
[0014]
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 raising / lowering operation of the Z-axis motor 6, that is, the bonding head 10 through the motor driving unit 51, and positions the table 48, that is, the substrate 46 through the table control unit 52. Further, the main control unit 50 calculates a positional shift between the electronic component 40 and the substrate 46 detected by the recognition unit 53 in the horizontal plane, and drives the table 48 so as to correct the positional shift. Further, a load control unit 54 and a suction device 56 are connected to the main control unit 50.
[0015]
The cylinder 4 as the pressing means is connected to the main control unit 50 via the load control unit 54, and a pressing load that presses the bump of the electronic component 40 against the substrate 46 by the projecting output of the rod 5 of the cylinder 4, that is, the bonding tool 14. Be controlled. The suction device 56 performs suction / release of suction of the electronic component 40 by the bonding tool 14 according to a command from the main control unit 50.
[0016]
The transducer 17 is connected to the main control unit 50 via the ultrasonic transducer driving unit 55, and the transducer 17 is driven by the ultrasonic transducer driving unit 55 in accordance with a command from the main control unit 50. The ultrasonic vibration is applied to the bonding tool 14. At this time, the vibration of the bonding tool 14 is in a resonance state, and the phase difference between the voltage and current applied to the vibrator 17 is almost zero.
[0017]
A holder 12 is coupled to the lower end of the main body 11 of the bonding head 10. A block 13 is attached to the holder 12, and a bonding tool 14 is fixed to the block 13. The suction pad 19 attached to the central portion of the block 13 is connected to a suction device 56. The suction pad 19 abuts on the upper surface of the horn 15 as will be described later. Can be done.
[0018]
Hereinafter, the bonding tool 14 will be described with reference to FIGS. 2 and 3. FIG. 2A is a perspective view of the bonding tool 14 removed from the block 13 from above, and FIG. 2B partially shows the horn 15 with the bonding tool 14 turned upside down. Yes. FIG. 3 shows a graph of the amplitude of standing wave vibration induced in the horn 15 by the vibrator 17 together with a front view of the bonding tool 14.
[0019]
As shown in FIG. 2A, the bonding tool 14 is mainly composed of a horizontally long horn 15. The horn 15 is made of a metal material (for example, stainless steel, aluminum, titanium, etc.) and the like, and is a rod-like body having a rectangular cross section with a height dimension H and a width dimension W. A vibrator 17 is attached. In addition, H or W may change the dimension continuously or stepwise along the longitudinal direction of the horn. Thereby, it is possible to adjust the vibration applied by the vibration applying means to be enlarged or reduced in the horn 15. By driving the vibrator 17, longitudinal vibration is applied in the direction of the arrow a along the longitudinal direction of the horn 15. Accordingly, the vibrator 17 serves as a vibration applying unit that applies vibration in a direction along the longitudinal direction of the horn 15.
[0020]
On both side surfaces 15b of the horn 15, ribs 15c are provided so as to be integrated with the horn 15 in two centrally arranged locations. The dimension between the two ribs 15c is set to be equal to the half wavelength (L / 2) of the longitudinal vibration applied by the vibrator 17 in order to minimize vibration attenuation by fixing the vibration component. (See FIG. 3). In addition, the said dimension should just be the range which can attenuate | dampen a vibration, and does not necessarily need to be equal to L / 2.
[0021]
The rib 15c protrudes outward from the horn 15, and a bolt (not shown) is inserted into a mounting hole 15d provided in the rib 15c and fastened to the block 13, so that the horn 15 is supported by the block 13 at both ends. Fixed in a supported state. That is, the four (two sets) ribs 15 c are fixing portions that fix the horn 15 to the block 13.
[0022]
In fixing the horn 15, the four ribs 15 c are arranged symmetrically with respect to the center point of the horn 15, so that the bonding tool 14 can be fixed to the block 13 in a well-balanced manner, and from the pressing means to the horn 15. The applied load can be supported in a well-balanced manner. The number of ribs 15c is not limited to four, and two ribs 15c may be provided above the node of the horn 15, for example. In short, it is only necessary to support the load applied to the horn 15 in a well-balanced manner, and as long as this is the case, the number of ribs may be any number. Further, when the bolt is inserted into the mounting hole 15d and fastened, the bolt does not protrude from the lower surface of the horn 15, and can be fixed without causing interference with electronic components on the substrate during bonding. Yes.
[0023]
At approximately the center position of the two sets (four pieces) of ribs 15c, a convex portion 30 is formed protruding in the direction of arrow b. The material of the convex portion 30 is preferably the same material as that of the horn 15 because it can be formed integrally with the horn 15, but may be a different material. In the case of a different material, the shape and dimensions of the convex portion 30 are set in consideration of differences in density, Young's modulus and Poisson's ratio with the material of the horn 15.
[0024]
At the convex end portion of the convex portion 30, a bonding action portion 31 that comes into contact with the electronic component 40 to be bonded is provided. The bump of the electronic component 40 is pressed against the substrate 46 by applying a pressing load to the bonding tool 14 in a state where the electronic component 40 is in contact with the bonding operation portion 31. In this state, the vibrator 17 is driven to apply longitudinal vibration to the horn 15, so that the electronic component 40 is pressure-bonded to the substrate 46 by load and vibration. At this time, since the convex portion 30 is located at the center of the four ribs 15c, a uniform pressing state is realized even when targeting a large component requiring a large pressing load.
[0025]
On the opposite side of the convex portion 30 in the longitudinal direction of the horn 15, a vibration balance portion 32 that protrudes in substantially the same shape as the convex portion 30 is provided. The material of the vibration balance portion 32 is preferably the same material as the horn 15 because it can be formed integrally with the horn 15, but may be a different material. In the case of a different material, the shape and dimensions of the vibration balance portion 32 are set in consideration of differences in density, Young's modulus and Poisson's ratio with the material of the horn 15. The vibration balance portion 32 is provided in the bonding tool 14 in order to maintain the vibration balance of the horn 15 up and down mainly by maintaining the mass balance. The vibration balance portion 32 makes the vibration distribution and mass distribution of the horn 15 substantially symmetric with respect to the central axis in the first direction, ensuring uniform vibration transmission.
[0026]
Next, the vibration characteristics of the horn 15 will be described. An appropriate frequency corresponding to the horn 15 by the ultrasonic transducer driving unit 55 (a frequency that causes the horn 15 to resonate is sufficient, but is preferably 40 kHz to 70 kHz, and more preferably about 60 kHz). 3 is desirable for the bonding of the electronic components.), And the horn 15 is given a longitudinal vibration in the first direction to create a resonance state, so that the horn 15 has a standing wave vibration as shown in the graph of FIG. Occur.
[0027]
That is, in the standing wave vibration of the horn 15, the position of the rib 15c is a node with almost no horizontal displacement, and the position of the convex portion 30 located at the center of the rib 15c corresponds to the antinode where the horizontal amplitude is maximum. To do. The vibration of the convex portion 30 is transmitted to the electronic component 40 through the bonding action surface 31a. It is desirable that the position of the convex portion 30 coincides with the position of the antinode of this standing wave vibration, but as long as it is located at the approximate center of the rib 15c for fixing the horn 15, the standing wave It may be slightly deviated from the position of the vibration belly.
[0028]
Next, the vacuum suction circuit provided in the horn 15 will be described. As shown in FIG. 2B, an adsorption hole 31 b is opened in the bonding action surface 31 a on the lower surface of the bonding action portion 31. As shown in FIG. 3, the suction hole 31b communicates with a vacuum suction hole 16b (see FIG. 2A) opened in the vibration balance portion 32 via a suction path 16a formed in the vertical direction inside the horn 15. are doing. The suction path 16 a is an internal hole that allows the suction hole 31 b to communicate with the vacuum suction hole 16 b provided on the upper surface side of the bonding portion 31.
[0029]
When the bonding tool 14 is fixed to the block 13, the suction pad 19 provided on the block 13 comes into contact with the upper surface of the vibration balance portion 32 (see FIG. 1), whereby the suction hole 31b is connected to the suction path 16a and the vacuum suction. The suction pad 19 communicates with the hole 16b. That is, the suction pad 19 serves as a connecting means for connecting the vacuum suction hole 16b and a suction device 56 (see FIG. 1) as a vacuum suction source. By driving the suction device 56 and sucking air, The electronic component 40 can be vacuum-sucked and held on the bonding surface 31a by vacuum suction from the suction hole 31b. The convex portion 30 presses the electronic component 40 against the substrate 46 and also has a function as an adsorber that holds the electronic component 40 by adhering to the upper surface of the electronic component 40.
[0030]
Next, the connection between the vacuum suction hole 16b and the suction device 56 by the suction pad 19 will be described with reference to FIG. FIG. 4A shows a bonding operation in which ultrasonic vibration is applied to the horn 15 by the vibrator 17 and the electronic component 40 is pressed against the substrate 46 via the bonding action portion 31. As shown in FIG. 4A, the suction pad 19 is at such a height that a slight gap C is secured between the upper surface of the vibration balance portion 32 and the lip portion 19a at the lower end portion in the steady mounting state. Fixed.
[0031]
In the bonding operation, if vibration is transmitted by the frictional force between the bonding action surface 31a and the electronic component 40, the electronic component 40 does not necessarily have to be sucked and held by the suction hole 31b. In this case, the suction pad 19 is vacuumed by the suction device 56. No suction is performed. In this state, since the suction pad 19 is not in direct contact with the horn 15, wear of the suction pad 19 due to horizontal vibration of the horn 15 does not occur.
[0032]
FIG. 4B shows a state in which the electronic component 40 is sucked and held by the suction hole 31 b on the lower surface of the bonding operation portion 31. In this state, the suction device 56 is driven to perform vacuum suction from the suction pad 19. Thereby, the space 19b surrounded by the inside of the suction pad 19 and the upper surface of the vibration balance portion 32 is decompressed. Then, due to the differential pressure generated between the space 19b and the outside, the lip portion 19a, which is rich in flexibility and elasticity, is pressed against the upper surface of the vibration balance portion 32, and vacuum leakage during vacuum suction is prevented. .
[0033]
At this time, since the bonding tool 14 is not performing the bonding operation and no ultrasonic vibration is applied to the horn 15, vacuum suction is performed at a position where the vibration displacement is the largest in the horn 15 as in the first embodiment. Even when the holes 16b are arranged, the suction pad 19 is not worn by vibration.
[0034]
Further, in the configuration of the vacuum suction circuit in the horn 15, since the vacuum suction hole 16b is located immediately above the suction hole 31b, the suction path 16a for communicating the vacuum suction hole 16b with the suction hole 31b inside the horn 15 is provided. It becomes a straight hole in the vertical direction of the simplest shape. This simplifies the processing for the vacuum suction circuit in the production of the bonding tool 14, reduces the production cost, and provides structural symmetry within the horn 15 due to the presence of the suction path 16 a and the vacuum suction hole 16 b. Therefore, good vibration transmission characteristics can be maintained.
[0035]
(Embodiment 2)
FIG. 5 is a perspective view of the bonding tool for electronic components according to the second embodiment of the present invention, FIG. 6 is a front view of the bonding tool for electronic components according to the second embodiment of the present invention, and FIGS. It is a fragmentary sectional view of the bonding tool of the electronic component of form 2 of. In the second embodiment, in the bonding tool 114 having a structure similar to that of the bonding tool 14 used by being mounted on the bonding apparatus shown in the first embodiment, the bonding action portion that also serves as an adsorber that adsorbs an electronic component is replaced. For this reason, an example of a detachable configuration is shown.
[0036]
As shown in FIGS. 5 and 6, the bonding tool 114 is mainly composed of a horizontally long horn 115. The horn 115 is an elongated rod-like body, and has a tapered surface 115a that gradually becomes narrower from both sides toward the center in plan view. At the center of the horn 115, an adsorbing portion 130 (crimper) protrudes downward and is detachably mounted.
[0037]
The lower part of the suction part 130 is a bonding action part 130a protruding downward, and the bending vibration of the suction part 130 and the pressing load of the pressing means are applied to the electronic component 40. The adsorbing unit 130 adsorbs and holds the electronic component 40 by the adsorbing hole 132 opened in the bonding operation unit 130a. At the time of bonding, the bonding operation unit 130a contacts the upper surface of the electronic component 40 to place the electronic component 40 on the substrate 46. Press against.
[0038]
Ribs 115 c are provided integrally with the horn 115 at four locations that are equidistant from the suction portion 130. In order to improve the mounting balance to the block 13, the four ribs 115 c protrude symmetrically in plan view with the suction portion 130 at the center of the horn 115 as the center. The bonding tool 114 is detachably mounted on the lower surface of the block 13 by screwing a bolt into the through hole 120 formed in the rib 115c.
[0039]
In FIG. 5, a vibrator 117 serving as a vibration applying unit is attached to a side end portion of the horn 115. By driving the vibrator 117, longitudinal vibration (vibration in the longitudinal direction of the horn 115) is applied to the horn 115, and the suction unit 130 vibrates in the horizontal direction a (longitudinal direction of the horn 15). As shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b), the width and height of the horn 115 are successively reduced from both ends toward the center through the side tapered surface 115a and the top and bottom tapered surfaces 115b. It has a shape.
[0040]
As a result, the amplitude of the ultrasonic vibration is amplified in the path transmitted from the vibrator 117 to the adsorption unit 130, and vibration larger than the amplitude oscillated by the vibrator 117 is transmitted to the adsorption unit 130. It is transmitted to the electronic component 40 via 130a. In the vibration transmission to the electronic component 40, not only the longitudinal vibration transmitted through the horn 115 by the vibrator 117 but also the bending vibration induced in the protruding suction portion 130 by the longitudinal vibration of the horn 115 is superimposed. Is transmitted.
[0041]
Next, with reference to FIGS. 7 and 8, attachment of the suction portion 130 to the horn 115 will be described. As shown in FIG. 7, a through hole 115 h penetrating in the vertical direction is provided at the center of the horn 115. The through-hole 115h is provided at a position corresponding to the antinode of the standing wave vibration induced by the vibrator 117 in the horn 115 so as to be orthogonal to the length direction of the horn 115, and above and below the through-hole 115h. Are respectively provided with inner tapered portions 115g and 115e.
[0042]
An inner screw portion 130b is provided on the upper surface of the suction portion 130, and an outer peripheral surface of the inner screw portion 130b is an outer tapered portion 130c corresponding to the inner tapered portion 115e. The fitting member 134 has an outer taper part 134 a that fits into the inner taper part 115 g, and the outer screw member 133 is inserted into the inner hole 134 b of the fitting member 134. An external thread part 133a that is screwed into the internal thread part 130b of the suction part 130 is provided at the lower part of the external thread member 133. A hexagonal hole for fastening provided on the upper surface is provided inside the external thread member 133. A suction path 133b that communicates from 133c to the lower end is formed. The opening at the bottom of the hexagonal hole 133c of the suction path 133b is a vacuum suction hole 133d.
[0043]
As shown in FIG. 8, when the suction portion 130 is fastened, the outer tapered portion 130c of the suction portion 130 is fitted to the inner tapered portion 115e, and the outer tapered portion 134a of the fitting member 134 is fitted to the inner tapered portion 115g. The outer screw member 133 is inserted into the inner hole 134b of the fitting member 134, and the outer screw portion 133a is screwed into the inner screw portion 130b of the suction portion 130 and tightened. As a result, the outer taper portion 130c of the suction portion 130 is pressed against the taper portion 115e of the horn 115 by the outer screw member 133 and fixedly fastened.
[0044]
In a state where the suction portion 130 and the fitting member 134 are fastened to the horn 115 by the external screw member 133, the vacuum suction hole 133 d communicates with the suction hole 132. That is, in the above-described configuration, the suction path 133b is an internal hole that communicates the suction hole 132 opened in the bonding operation portion 130a with the vacuum suction hole 133d.
[0045]
When the bonding tool 114 is fixed to the block 13 shown in FIG. 1, the suction pad 19 provided on the block 13 abuts on the upper surface of the external screw member 133 (see FIG. 1). It communicates with the suction pad 19 through 133b and the vacuum suction hole 133d. That is, the suction pad 19 is a connecting means for connecting the vacuum suction hole 133d and the suction device 56 (see FIG. 1) as a vacuum suction source, and by sucking air by driving the suction device 56, The electronic component 40 can be vacuum-sucked and held in the bonding portion 130a by vacuum suction from the suction hole 132.
[0046]
Also in the second embodiment, as in the example shown in FIG. 4 in the first embodiment, the suction pad 19 has a slight gap between the upper surface of the outer screw member 133 and the lip portion 19a at the lower end in the steady mounting state. It is fixed at such a height position that the gap C is secured. Thus, during the bonding operation in which the electronic component 40 is pressed against the substrate 46, when the electronic component 40 is not attracted and held, the lip portion 19a does not contact the external screw member 133 and the horn 115 is vibrated in the horizontal direction. There is no wear of the suction pad 19 due to.
[0047]
In the suction holding of the electronic component by the suction hole 132 of the bonding action portion 130a, the lip portion 19a having high flexibility and elasticity is formed by the differential pressure generated by the vacuum suction as in the example shown in FIG. It is pressed against the upper surface of 133, and vacuum leakage during vacuum suction is prevented. At this time, since the bonding tool 114 is not performing a bonding operation and no ultrasonic vibration is applied to the horn 115, vacuum suction is performed at a position where the vibration displacement is the largest in the horn 115 as in the second embodiment. Even when the hole 133d is disposed, the suction pad 19 is not worn by vibration.
[0048]
Further, in the configuration of the vacuum suction circuit in the horn 115, since the vacuum suction hole 133d is provided in the suction portion 130 and the external screw member 133 to be attached and detached, it is necessary to form a vacuum suction circuit inside the horn 115. In addition, in the production of the bonding tool 114, the processing for the vacuum suction circuit is simplified, the production cost can be reduced, and the structural symmetry in the horn 115 is not impaired, and the vibration transmission is good. The characteristics can be kept.
[0049]
【The invention's effect】
According to the present invention, the suction hole for sucking the electronic component opened in the bonding portion provided on the lower surface side of the position corresponding to the antinode of the standing wave vibration of the horn is provided in the vacuum provided above the suction hole. By communicating with the suction hole, it is possible to simplify the processing of the internal hole that constitutes the vacuum suction circuit inside the horn, and to maintain good vibration transmission characteristics.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of an electronic component bonding apparatus according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view of an electronic component bonding tool according to a first embodiment of the present invention. FIG. 4 is a front view of the electronic component bonding tool 1 according to the present invention. FIG. 5 is an operation explanatory view of the electronic component bonding tool according to the first embodiment of the present invention. FIG. 6 is a front view of an electronic component bonding tool according to a second embodiment of the present invention. FIG. 7 is a partial cross-sectional view of an electronic component bonding tool according to an embodiment of the present invention. Partial sectional view of bonding tool for electronic component according to embodiment [description of symbols]
14, 114 Bonding tool 15, 115 Horn 16a, 133b Suction path 16b, 133d Vacuum suction hole 17 117 Vibrator 31, 130a Bonding action part 31b, 132 Suction hole 40 Electronic component 46 Substrate

Claims

An electronic component bonding apparatus for pressing an electronic component against a surface to be bonded while applying a load and vibration to the electronic component, a bonding tool for bonding the electronic component, and a pressing means for pressing the bonding tool against the electronic component The bonding tool includes a horizontally long horn that is supported at both ends by a fixed portion, a vibrator that applies vibration to the horn, and a lower surface side of a position corresponding to an antinode of standing wave vibration of the horn. A bonding action portion that contacts and presses against the electronic component, an adsorption hole for sucking an electronic component opened in the bonding action portion, and the suction hole is provided on the upper surface side of the position corresponding to the antinode An electronic component bonding apparatus comprising: an internal hole communicating with a vacuum suction hole; and connection means for connecting the vacuum suction hole and a vacuum suction source.

A bonding tool for crimping the electronic component to a surface to be bonded while applying a load and vibration to the electronic component, a horizontally long horn supported by both ends by a fixed portion, a vibrator for applying vibration to the horn, A bonding action portion that is provided on the lower surface side of the position corresponding to the antinode of standing wave vibration of the horn and presses against and presses the electronic component; an adsorption hole for adsorbing electronic components that is opened in the bonding action portion; An internal hole for communicating the suction hole with a vacuum suction hole provided on the upper surface side at a position corresponding to the antinode, and connection means for connecting the vacuum suction hole and a vacuum suction source are provided. Electronic component bonding tool.