JP3966234B2 - Electronic component bonding apparatus and bonding tool - Google Patents
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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。このため、超音波接合用のボンディングツールでは、ホーン全体を交換することの無駄を避け、圧着子をホーン本体に対して着脱可能な別部品としてこの別部品のみを交換する方法が一般に用いられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
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として用いられる場合が多い。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、ホーン内部に設けられた真空吸引孔を介してこの吸着孔から真空吸引することにより、電子部品を保持するようになっている。
【0004】
しかしながら、前述のように圧着子を別部品として構成されたボンディングツールでは、圧着部に設けられた吸着孔とホーン内部の真空吸引孔とを連通させることが構造上難しく、簡単な構造で真空吸着系を構成する方法が望まれていた。
【0005】
そこで本発明は、圧着子を別部品として交換でき、しかも簡単な構造で真空吸着系を構成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。
【0006】
【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、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設けられた貫通孔と、この貫通孔の下部を密封して装着され先端部に前記電子部品に当接する接合作用部が設けられた圧着子と、この貫通孔の上部を密封して装着され貫通孔を介して前記圧着子と締結手段によって結合された結合部材と、前記圧着子の前記接合作用部から開口して前記貫通孔の上下を前記圧着子および結合部材によって密封されて形成された内部空間に連通する吸着孔と、前記ホーンに設けられ前記内部空間を真空吸引する吸引孔とを備えた。
【0007】
請求項2記載の電子部品のボンディング装置は、請求項1記載の電子部品のボンディング装置であって、前記締結手段は前記圧着子に設けられた内ねじ部およびこの内ねじ部に螺合する外ねじ部が形成された外ねじ部材であり、前記結合部材は前記貫通孔の上部に設けられた内テーパ部に嵌合する外テーパ部を有し前記外ねじ部材が挿通する嵌合部材を含む。
【0008】
請求項3記載の電子部品のボンディング装置は、請求項1記載の電子部品のボンディング装置であって、前記締結手段は前記圧着子に設けられた外ねじ部およびこの外ねじ部に螺合する内ねじ部が形成された内ねじ部材を含む。
【0009】
請求項4記載の電子部品のボンディング装置は、請求項1記載の電子部品のボンディング装置であって、前記締結手段は前記圧着子に設けられた外ねじ部およびこの外ねじ部に螺合する内ねじ部が形成された内ねじ部材であり、前記結合部材は前記貫通孔の上部に設けられた内テーパ部に嵌合する外テーパ部を有し前記外ねじ部が挿通する嵌合部材を含む。
【0010】
請求項5記載の電子部品のボンディング装置は、請求項1記載の電子部品のボンディング装置であって、前記締結手段は1組の内ねじ部と外ねじ部より構成され、これらのねじ部を締め付けることにより前記圧着子と前記結合部材とで貫通孔の上部と下部を塞いで密封する。
【0011】
請求項6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設けられた貫通孔と、この貫通孔の下部を密封して装着され先端部に前記電子部品に当接する接合作用部が設けられた圧着子と、この貫通孔の上部を密封して装着され貫通孔を介して前記圧着子と締結手段によって結合された結合部材と、前記圧着子の前記接合作用部から開口して前記貫通孔の上下を前記圧着子および結合部材によって密封されて形成された内部空間に連通する吸着孔と、前記ホーンに設けられ前記内部空間を真空吸引する吸引孔とを備えた。
【0012】
請求項7記載の電子部品のボンディングツールは、請求項6記載の電子部品のボンディングツールであって、前記締結手段は前記圧着子に設けられた内ねじ部およびこの内ねじ部に螺合する外ねじ部が形成された外ねじ部材であり、前記結合部材は前記貫通孔に設けられた内テーパ部と嵌合する外テーパ部を有し前記外ねじ部材が挿通する嵌合部材を含む。
【0013】
請求項8記載の電子部品のボンディングツールは、請求項6記載の電子部品のボンディングツールであって、前記締結手段は前記圧着子に設けられた外ねじ部およびこの外ねじ部に螺合する内ねじ部材を含む。
【0014】
請求項9記載の電子部品のボンディングツールは、請求項6記載の電子部品のボンディングツールであって、前記締結手段は前記圧着子に設けられた外ねじ部およびこの外ねじ部に螺合する内ねじ部材であり、前記結合部材は前記貫通孔に設けられた内テーパ部と嵌合する外テーパ部を有し前記外ねじ部が挿通する嵌合部材を含む。
【0015】
請求項10記載の電子部品のボンディングツールは、請求項6記載の電子部品のボンディングツールであって、前記締結手段は1組の内ねじ部と外ねじ部より構成され、これらのねじ部を締め付けることにより前記圧着子と前記結合部材とで貫通孔の上部と下部を塞いで密封する。
【0016】
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ホーンの長さ方向に直交して設けられた貫通孔内部の上下を圧着子および結合部材によって密封して内部空間を形成し、圧着子の接合作用部に開口して設けられた吸着孔とホーンに設けられた真空吸引孔とをこの内部空間を介して連通させることにより、吸着部の着脱自在な交換性を損なうことなく簡単な構造で真空吸引系を構成することができる。
【0017】
【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上下反転斜視図、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、図5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部分断面図である。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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。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。
【0023】
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を参照してボンディングツール14について説明する。
【0024】
図2および図3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)が下方へ突出して着脱自在に装着されている。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が装着されている。
【0025】
ホーン15には吸着部30の吸着孔32に連通する吸引孔16a,16bが形成されており、吸着パッド19はホーン15の上面の吸引孔16bに嵌合している。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、吸着部30に開口した吸着孔32(図3(a),(b))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。
【0026】
吸着部30の下部は下方に突出した接合作用部30aとなっており、吸着部30の曲げ振動と押圧手段(シリンダ4)の押圧荷重を電子部品40に作用させる。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接合作用部30a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。
【0027】
吸着部30から等距離隔てられた4ヶ所には、リブ15c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15c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15c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。
【0028】
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。図3(a),(b)に示すように、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および上下面のテーパ面15bを経て順次幅および高さが絞られた形状となっている。
【0029】
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、この振動は接合作用部30a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17によってホーン15を介して伝達される縦振動のみならず、ホーン15の縦振動によって突出形状の吸着部30に誘起される曲げ振動が重畳して伝達される。
【0030】
次に図4、図5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に示すように、ホーン15の中心部には上下方向に貫通する貫通孔15hが設けられている。この貫通孔15h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15hの上部および下部にはそれぞれ内テーパ部15g,15eが設けられている。
【0031】
吸着部30の上面には内ねじ部30bが設けられ、内ねじ部30bの外周面は内テーパ部15eに対応した外テーパ部30cとなっている。嵌合部材34は内テーパ部15gに嵌合する外テーパ部34aを有しており、嵌合部材34の内孔34bには外ねじ部材33が挿通する。外ねじ部材33の下部には吸着部30の内ねじ部30bと螺合する外ねじ部33aが設けられており、外ねじ部材33の内部には中間部の側面に開口し下端部まで連通する吸引孔33bが形成されている。
【0032】
吸着部30の締結時には、図5に示すように吸着部30の外テーパ部30cを内テーパ部15eに、嵌合部材34の外テーパ部34aを内テーパ部15gにそれぞれ嵌合させた状態で、外ねじ部材33を嵌合部材34の内孔34bに挿通させ、外ねじ部33aを吸着部30の内ねじ部30bと螺合させて締め付ける。これにより吸着部30の外テーパ部30cは、外ねじ部材33によってホーン15のテーパ部15eに押しつけられ固定締結される。
【0033】
この外ねじ部材33による締結において、嵌合部材34の外テーパ部34aは内テーパ部15gに押しつけられた状態で締結される。したがって、嵌合部材34および外ねじ部材33は、貫通孔15hを介して吸着部30と結合される結合部材となっており、外ねじ部33aおよび内ねじ部30bは吸着部30と嵌合部材34とを結合する締結手段となっている。
【0034】
吸着部30および嵌合部材34をホーン15に締結した状態では、貫通孔15hの下部は吸着部30によって、また上部は嵌合部材34および外ねじ部材33によってそれぞれ密封され、貫通孔15hの内部には上下を密封された内部空間15iが形成される。内部空間15iには吸引孔16aが開口しており、吸引孔16aから真空吸引することにより、内部空間15iが真空吸引される。また外ねじ部材33が吸着部30の内ねじ部30bに螺合した状態では、吸引孔33bが吸着部30の接合作用部30aに開口した吸着孔32と連通し、吸着孔32は吸引孔33bを介して内部空間15iと連通する。
【0035】
すなわちこの締結状態においてホーン15に設けられた吸引孔16aは、内部空間15iを介して吸着孔32と連通する。これにより、固定部品であるホーン15とこのホーン15に着脱自在に装着される吸着部30との間を連通させる真空吸引系の構成において、別部品に形成される吸引孔相互の位置を精密に一致させる必要がなく、自由度の高い吸引孔配置が可能となっている。
【0036】
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15hを挿通する外ねじ部材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内テーパ部15g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る。
【0037】
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。そして吸着部30の締結部にホーン15の長手方向の振動が作用する際にも、これらの締結用の各部材相互の水平方向の変位が拘束され、強固な締結が実現される。
【0038】
さらには、嵌合部材34と外ねじ部材33のホーン15の上側に突出する部分の形状・寸法を、吸着部30の形状・寸法に対して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特性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、嵌合部材34や外ねじ部材33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。
【0039】
(実施の形態2)
図6、図7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。
【0040】
図6において、ホーン15には、実施の形態1と同様の貫通孔15h、吸引孔16aが設けられている。貫通孔15hの上部および下部にはそれぞれ内テーパ部15g,15eが設けられている。
【0041】
吸着部30’には内テーパ部15eに嵌合する外テーパ部30cが設けられている。外テーパ部30cからは更に上方に柄部30dが延出しており、柄部30dの上部には外ねじ部30eが設けられている。また、吸着部30’の内部には、柄部30dの側面に開口し吸着孔32と連通する吸引孔30fが形成されている。嵌合部材34は内テーパ部15gと嵌合して密着する外テーパ部34aを有しており、嵌合部材34の内孔34bには柄部30dが挿通する。
【0042】
吸着部30’の締結時には、図7に示すように吸着部30’の外テーパ部30cを内テーパ部15eに、嵌合部材34の外テーパ部34aを内テーパ部15gにそれぞれ嵌合させた状態で、柄部30dを嵌合部材34の内孔34bに下方から挿通させ、外ねじ部30eを内ねじ部材35の内ねじ部35aに螺合させて締め付ける。これにより吸着部30’は、外テーパ部30cが外テーパ部15eに嵌合して押しつけられることにより、ホーン15に固定締結される。
【0043】
この締結において、嵌合部材34の外テーパ部34aは内テーパ部15gに嵌合した状態で締結される。したがって、嵌合部材34および内ねじ部材35は、貫通孔15hを介して吸着部30’と結合される結合部材となっており、外ねじ部30eおよび内ねじ部35aは吸着部30’と嵌合部材34とを結合する締結手段となっている。
【0044】
吸着部30’および嵌合部材34の締結状態では、貫通孔15hの下部は接合作用部30aによって、また上部は嵌合部材34によってそれぞれ密封される。そしてこの状態では、貫通孔15hの内部には実施の形態1と同様に上下をそれぞれ密封された内部空間15iが形成される。そして吸着部30’を締結した状態では、柄部30dの吸引孔30fが接合作用部30aに開口した吸着孔32と連通し、したがって吸着孔32は、本実施の形態2においても内部空間15iと連通する。すなわちこの締結状態においてホーン15に設けられた吸引孔16aは、実施の形態1と同様に内部空間15iを介して吸着孔32と連通する。
【0045】
(実施の形態3)
図8、図9は、本発明の実施の形態3の電子部品のボンディングツールの部分断面図である。
【0046】
図8において、ホーン15には、貫通孔15h、吸引孔16aが設けられている。貫通孔15hの下部には内テーパ部15eが設けられている。内テーパ部15eには、吸着部30(実施の形態1に示す吸着部30と同様)の外テーパ部30cが嵌合する。貫通孔15hには、下部に吸着部30の内ねじ部30bと螺合する外ねじ部33aが設けられた外ねじ部材33’が挿通する。外ねじ部材33’の内部には、中間部の側面に開口し下端部まで連通する吸引孔33bが形成されている。
【0047】
吸着部30の締結時には、図9に示すように吸着部30の外テーパ部30cを内テーパ部15eに嵌合させた状態で、外ねじ部材33’をホーン15の上方からシール部材36を介して貫通孔15hに挿通させ、外ねじ部33aを吸着部30の内ねじ部30bと螺合させて締め付ける。これにより吸着部30のテーパ部30cは、外ねじ部材33’によってテーパ部15eに嵌合して押しつけられ固定締結される。
【0048】
したがって、この実施の形態3においては、外ねじ部材33’の外ねじ部33aおよび吸着部30の内ねじ部30bが締結手段となっており、シール部材36およびシール部材36を介して貫通孔15hの上部に装着された外ねじ部材33’が、吸着部30と結合される結合部材となっている。
【0049】
吸着部30の締結状態では、貫通孔15hの下部は吸着部30によって、また上部はシール部材36によってそれぞれ密封される。この状態では、貫通孔15hの内部には上下を密封された内部空間15iが形成される。そして内部空間15iは、吸引孔16aによって真空吸引される。すなわちこの締結状態においても、実施の形態1と同様にホーン15に設けられた吸引孔16aは、内部空間15iを介して吸着孔32と連通する。なおシール部材36を省略し、外ねじ部材33’の頭部で直接貫通孔15hの上部を密封するようにしてもよい。
【0050】
(実施の形態4)
図10、図11は、本発明の実施の形態4の電子部品のボンディングツールの部分断面図である。
【0051】
図10において、ホーン15には、実施の形態1と同様の貫通孔15h、吸引孔16aが設けられている。貫通孔15hの下部には内テーパ部15eが設けられている。吸着部30’は実施の形態2に示すものと同様であり、吸着部30’の締結時には、図9に示すように吸着部30’の柄部30dを貫通孔15hに下方から挿通させて外テーパ部30cを内テーパ部15eに嵌合させる。
【0052】
そして外ねじ部30eをホーン15の上方に突出させ、シール部材36を介して内ねじ部材35の内ねじ部35aを外ねじ部30eに螺合させて締め付ける。これにより吸着部30’は、外テーパ部30cが外テーパ部15eに嵌合して押しつけられ、ホーン15に固定締結される。したがって、外ねじ部30eおよび内ねじ部35aが締結手段となっており、シール部材36と内ねじ部材35は接合作用部30aと結合される結合部材となっている。
【0053】
吸着部30’の締結状態では、実施の形態3と同様に貫通孔15hの内部には上下を密封された内部空間15iが形成され、ホーン15に設けられた吸引孔16aは同様に内部空間15iを介して吸着孔32と連通する。なお、シール部材36を省略して内ねじ部材35で貫通孔15hの上部を密封する構成でもよい。
【0054】
上記説明したように、上記各実施の形態のボンディングツールは、電子部品40に嵌合して振動と荷重を伝達する圧着子としての吸着部30,30’をホーン15本体に対して着脱自在とし、しかも吸着部30,30’の吸着孔32をホーン15内部に形成された内部空間15iを介して吸引孔16aと連通させるようにしたものである。これにより、吸着部30,30’の接合作用部30aが損耗した場合の交換性を損なうことなく、吸着孔32を真空吸引源に連通させることができる。
【0055】
なお、本実施の形態では、ホーン15の形状として高さ・幅寸法をテーパ状に中心に向かって漸減させる中細形状のものを用いているが、これ以外の平行形状のホーンに対しても本発明を適用することができる。
【0056】
また本実施の形態のような2点支持(両端支持)構造のボンディングツールに限らず、片持ち支持構造のボンディングツールにも適用することができる。
【0057】
【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ホーンの長さ方向に直交して設けられた貫通孔内部の上下を圧着子および結合部材によって密封して内部空間を形成し、圧着子の接合作用部に開口して設けられた吸着孔とホーンに設けられた真空吸引孔とをこの内部空間を介して連通させるようにしたので、吸着部の着脱自在な交換性を損なうことなく簡単な構造で真空吸引系を構成することができる。
【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上下反転斜視図
【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部分断面図
【図5】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部分断面図
【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部分断面図
【図7】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
【図8】本発明の実施の形態3の電子部品のボンディングツールの部分断面図
【図9】本発明の実施の形態3の電子部品のボンディングツールの部分断面図
【図10】本発明の実施の形態4の電子部品のボンディングツールの部分断面図
【図11】本発明の実施の形態4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
15h 貫通孔
15i 内部空間
16a、16b 吸引孔
17 振動子
30、30’ 吸着部
32 吸着孔
33 外ねじ部材
34 嵌合部材
35 内ねじ部材
36 シール部材
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 bumped 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 the vibration of an ultrasonic vibrator, which is a vibration generation source, to an electronic component. While applying a load and vibration to the component, the electronic component is bonded to the surface to be bonded by bonding. Because the load (load and vibration) during bonding acts on the crimper, its lower surface (the suction surface of the electronic component) is likely to wear due to repeated use. If this wear becomes excessive, normal bonding cannot be performed, and the crimper must be periodically replaced. For this reason, in a bonding tool for ultrasonic bonding, a method of replacing only this separate part as a separate part that can be attached to and detached from the horn body is generally used, avoiding the waste of replacing the entire horn. Yes.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Incidentally, an electronic component bonding tool is often used as a transfer tool for transferring an electronic component and mounting it on a substrate. In a bonding tool having such a transfer function, a suction hole for vacuum suction is provided in a bonding portion that comes into contact with an electronic component, and a vacuum is sucked from this suction hole through a vacuum suction hole provided inside the horn. The electronic component is held by sucking.
[0004]
However, it is difficult to connect the suction hole provided in the crimping part with the vacuum suction hole inside the horn in the bonding tool configured as a separate part with the crimper as described above. A method for constructing the system has been desired.
[0005]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an electronic component bonding apparatus and a bonding tool in which a crimper can be replaced as a separate part and a vacuum suction system can be configured with a simple structure.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
An electronic component bonding apparatus according to
[0007]
The electronic component bonding apparatus according to
[0008]
The electronic component bonding apparatus according to
[0009]
The electronic component bonding apparatus according to
[0010]
The electronic component bonding apparatus according to
[0011]
A bonding tool for an electronic component according to
[0012]
The electronic component bonding tool according to
[0013]
The electronic component bonding tool according to
[0014]
The electronic component bonding tool according to claim 9 is the electronic component bonding tool according to
[0015]
The electronic component bonding tool according to
[0016]
According to the present invention, the inner space is formed by sealing the upper and lower portions inside the through hole provided perpendicular to the length direction of the horn at a position corresponding to the antinode of the standing wave vibration of the horn by the crimper and the coupling member. In addition, the detachable exchangeability of the suction portion is impaired by connecting the suction hole provided in the bonding operation portion of the crimper and the vacuum suction hole provided in the horn through this internal space. The vacuum suction system can be configured with a simple structure.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a front view of an electronic component bonding apparatus according to
[0018]
First, the overall structure of an electronic component bonding apparatus will be described with reference to FIG.
[0019]
In FIG. 1, a
[0020]
[0021]
A
[0022]
The
[0023]
A
[0024]
As shown in FIGS. 2 and 3, the
[0025]
The
[0026]
The lower part of the
[0027]
[0028]
In FIG. 2, a
[0029]
As a result, the amplitude of the ultrasonic vibration is amplified in the path transmitted from the
[0030]
Next, with reference to FIGS. 4 and 5, attachment of the
[0031]
An
[0032]
As shown in FIG. 5, when the
[0033]
In the fastening by the
[0034]
In a state where the
[0035]
That is, in this fastened state, the
[0036]
By adopting the fastening method as described above, excellent effects as described below can be obtained. First, in the above fastening method, the
[0037]
As a result, it is possible to realize the
[0038]
Furthermore, by appropriately setting the shape / dimension of the
[0039]
(Embodiment 2)
6 and 7 are partial cross-sectional views of a bonding tool for electronic components according to
[0040]
In FIG. 6, the
[0041]
The
[0042]
When fastening the suction portion 30 ', as shown in FIG. 7, the
[0043]
In this fastening, the outer tapered
[0044]
In the fastened state of the adsorbing
[0045]
(Embodiment 3)
8 and 9 are partial cross-sectional views of a bonding tool for electronic components according to
[0046]
In FIG. 8, the
[0047]
When fastening the
[0048]
Therefore, in the third embodiment, the
[0049]
In the fastened state of the
[0050]
(Embodiment 4)
10 and 11 are partial cross-sectional views of a bonding tool for electronic components according to
[0051]
In FIG. 10, the
[0052]
Then, the
[0053]
In the fastened state of the adsorbing
[0054]
As described above, in the bonding tool of each of the above embodiments, the adsorbing
[0055]
In the present embodiment, the
[0056]
Further, the present invention can be applied not only to a bonding tool having a two-point support (both end support) structure as in the present embodiment but also to a bonding tool having a cantilever support structure.
[0057]
【The invention's effect】
According to the present invention, the inner space is formed by sealing the upper and lower portions inside the through hole provided perpendicular to the length direction of the horn at a position corresponding to the antinode of the standing wave vibration of the horn by the crimper and the coupling member. In addition, since the suction hole provided in the bonding operation portion of the crimper and the vacuum suction hole provided in the horn are communicated with each other through this internal space, detachable exchangeability of the suction portion is achieved. A vacuum suction system can be configured with a simple structure without loss.
[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 vertically inverted perspective view of an electronic component bonding tool according to a first embodiment of the present invention. FIG. 4 is a partial cross-sectional view of the electronic component bonding tool according to the first embodiment of the present invention. FIG. 5 is an electronic component bonding tool according to the first embodiment of the present invention. FIG. 6 is a partial sectional view of an electronic component bonding tool according to a second embodiment of the present invention. FIG. 7 is a partial sectional view of an electronic component bonding tool according to a second embodiment of the present invention. FIG. 9 is a partial cross-sectional view of an electronic component bonding tool according to a third embodiment of the present invention. FIG. 9 is a partial cross-sectional view of an electronic component bonding tool according to a third embodiment of the present invention. Electronic components Partial cross-sectional view of the
14
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