JP4059558B2 - 電子部品の搭載方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品を回路基板に搭載する電子部品の搭載方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の電子部品搭載装置は、図5に示すように、電子部品1を収納するトレイ2と、X方向に移動する機能と昇降する機能とを有し電子部品1を真空吸着してハンドリングするボンディングヘッド3と、回路基板4を吸着保持するボンディングステージ5と、Y方向に移動する機能を有しボンディングステージ5およびトレイ2を固定するスライドベース6と、X,Y両方向に移動可能な画像認識光学系7などで構成されている。この画像認識光学系7は、視野切り替えて、この画像認識光学系7の下方に位置する回路基板4およびこの画像認識光学系7の上方に位置する電子部品1の位置認識をするものである。
【0003】
図6に示すように、ボンディングヘッド3の先端部には、ボンディングツール9の吸着保持を行うツールホルダ8と、電子部品1の吸着保持を行うボンディングツール9と、ツールホルダ8に挿入されていてツールホルダ8とボンディングツール9とを介して電子部品1の加熱を行うヒータ10とが設けられている。このツールホルダ8には、電子部品1の吸着用の空気が通過する吸引用穴11と、ボンディングツール9の吸着用の空気が通過する吸引用穴12とが設けられている。
【0004】
従来の電子部品搭載装置において、電子部品を回路基板に搭載する動作について具体的に説明する。
まず、ボンディングヘッド3とスライドベース6とを所定の位置まで移動させて、ボンディングヘッド3を下降させてトレイ2の上の電子部品1をピックアップする。ボンディングヘッド3とスライドベース6とを再度移動させて電子部品1を回路基板4に搭載する為の粗位置決めを行う。
【0005】
回路基板4の上の特徴点を視野内におさめる位置まで画像認識光学系7を移動させて、特徴点の画像認識を行い、回路基板4の位置確認を行う。次に、電子部品1の上の特徴点を視野内におさめる位置まで画像認識光学系7を移動させて、特徴点の画像認識を行い、電子部品1の位置確認を行う。
【0006】
回路基板4および電子部品1の画像認識結果に基づいて、回路基板4および電子部品1の位置補正を行った後に、図7に示すように、電子部品1を吸着した状態(吸着ON状態)でボンディングヘッド3を上死点P1から下死点P2まで下降させる。この下死点P2に到達した時に、電子部品1が回路基板4に接触する。
【0007】
この状態で、ボンディングヘッド3の温度をT1からT2まで上昇させ、T2をある期間維持した後にT3まで冷却する。ボンディングヘッド3の温度は、T2>T3>T1の関係である。なお、ボンディングヘッド3の温度をT1からT2まで上昇させてからT3まで冷却する期間(時刻t1から時刻t2までの期間)を加熱処理期間と呼ぶ。
【0008】
このボンディングヘッド3の温度がT3まで冷却されると、電子部品1の吸着を解除し(吸着OFF状態)、ボンディングヘッド3を下死点P2から上死点P1まで上昇させる。
【0009】
なお、回路基板4は、図7に示すように、ボンディングステージ5に吸着保持(吸着ON状態)された状態を継続している。
ここで、加熱処理期間における接合部周辺の状態について説明する。
【0010】
図8に示すように、ボンディングツール9の吸引用穴11から空気を吸引方向Bに吸引することで、電子部品1がボンディングツール9に吸着保持され、同様に、ボンディングステージ5の吸引用穴13から空気を吸引方向Aに吸引することで、回路基板4がボンディングステージ5に吸着保持されている。また、電子部品1と回路基板4とが導通を得るように、電子部品1に形成された突起状のバンプ15と回路基板4の上に形成されたランド16とを接触させている。
【0011】
熱硬化性接着剤17は、この加熱処理を行う前に予め回路基板4の上に塗布されており、ボンディングヘッド3のヒータ10により電子部品1が加熱された時に電子部品1と回路基板4とを接合しながら硬化を始めるとともに、熱収縮が起こり電子部品1を回路基板4に押さえつける役割を果たす。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来の電子部品の搭載方法では、図8に示すように、ボンディングツール9の吸引用穴11から空気を吸引方向Bに吸引して電子部品1をボンディングツール9に吸着しているので、電子部品1とボンディングツール9との間の若干の隙間20から空気の吸い込みが発生し、加熱処理工程において、熱硬化性接着剤17の揮発分18が隙間20から吸い込まれて電子部品1とボンディングツール9が接着されることがある。
【0013】
そこで、熱硬化性接着剤17の揮発分18による電子部品1とボンディングツール9との接着を防ぐために、熱硬化性接着剤17の塗布量を制限していたが、十分な接合信頼性が確保できないという問題がある。
【0014】
また、熱硬化性接着剤17が電子部品1の外周に沿って上昇して隙間20から吸い込まれて電子部品1とボンディングツール9とが接着されることもあり、前述の場合と同様に熱硬化性接着剤17の吸い込みを防止するために熱硬化性接着剤17の塗布量を制限していたが、十分な接合信頼性が確保できないという問題がある。
【0015】
また、熱硬化性接着剤17の加熱により回路基板4は加熱位置21を中心に熱膨張してボンディングステージ5に対してS方向にスライドしようとするが、回路基板4はボンディングステージ5に吸着保持されており、ボンディングステージ5の吸引用穴13が高密度に形成されていて吸着力の強い部分23ではS方向にスライドすることができない。吸着力の強い部分23の以外の部分は吸着力の強い部分23に比べてS方向にスライドしやすいので、電子部品1の搭載位置ズレが生じるという問題がある。
【0016】
本発明は、電子部品と回路基板との接合信頼性を十分に確保するとともに、回路基板の熱膨張が妨げられることによる電子部品の搭載位置ズレを防止する電子部品の搭載方法を提供することを目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子部品の搭載方法は、熱硬化性接着剤の加熱処理工程において、ワークの吸着保持を解除した状態でこの熱硬化性接着剤を硬化させるものである。
【0018】
本発明によると、電子部品と回路基板との接合信頼性を十分に確保するとともに、回路基板の熱膨張が妨げられることによる電子部品の搭載位置ズレを防止することができる。
【0019】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項1に記載の発明は、電子部品をボンディングヘッドで吸着してボンディングステージに保持された回路基板に搬送し、前記ボンディングヘッドと前記ボンディングステージとで挟持して加熱して前記電子部品を前記回路基板に熱硬化性接着剤でボンディングするに際し、前記熱硬化性接着剤の加熱処理工程の開始と同時または加熱処理工程の開始の直前から加熱処理工程の少なくとも一部の期間にわたって前記ボンディングヘッドによる前記電子部品の吸着を解除し、前記熱硬化性接着剤の硬化後に前記の挟持を解除する電子部品の搭載方法としたものであり、電子部品と回路基板との接合信頼性を十分に確保するとともに、回路基板の熱膨張が妨げられることによる電子部品の搭載位置ズレを防止することができる。
【0020】
本発明の請求項2に記載の発明は、電子部品をボンディングヘッドで吸着してボンディングステージに吸着保持された回路基板に搬送し、前記ボンディングヘッドと前記ボンディングステージとで挟持して加熱して前記電子部品を前記回路基板に熱硬化性接着剤でボンディングするに際し、前記熱硬化性接着剤の加熱処理工程の開始と同時または加熱処理工程の開始の直前から加熱処理工程の少なくとも一部の期間にわたって前記ボンディングヘッドによる前記電子部品の吸着および前記ボンディングステージによる前記回路基板の吸着保持を解除し、前記熱硬化性接着剤の硬化後に前記の挟持を解除する電子部品の搭載方法としたものであり、電子部品と回路基板との接合信頼性を十分に確保するとともに、回路基板の熱膨張が妨げられることによる電子部品の搭載位置ズレを防止することができる。
【0022】
以下、本発明の電子部品の搭載方法を具体的な実施の形態に基づいて説明する。
(実施の形態)
本実施の形態の電子部品の搭載方法は、図1,図2に示すように、電子部品1をボンディングヘッド3で吸着してボンディングステージ5に保持された回路基板4に搬送し、このボンディングヘッド3とボンディングステージ5とで挟持して加熱して電子部品1を回路基板4に熱硬化性接着剤17でボンディングするに際し、図3に示すように、熱硬化性接着剤17の加熱処理工程では全期間においてワークの吸着保持を解除し、熱硬化性接着剤17の硬化後に前記の挟持を解除するものである。
【0023】
本実施の形態の電子部品搭載装置には、従来の電子部品搭載装置に加えて、熱硬化性接着剤17の加熱処理工程の全期間においてワークの吸着保持を解除する制御手段(図示せず)が設けられている。なお、この制御手段は、前記加熱処理工程の一部の期間においてワークの吸着保持を解除することもできる。
【0024】
この電子部品搭載装置において、電子部品1と回路基板4との間に塗布された加熱硬化性接着剤17を加熱処理する動作について具体的に説明する。
なお、電子部品1をトレイ2からピックアップして回路基板4の目的位置に載置するまでは、従来と同様に画像認識して行うため、ここではその説明を省略する。
【0025】
図3に示すように、電子部品1を吸着した状態(吸着ON状態)でボンディングヘッド3を上死点P1から下死点P2まで下降させる。この下死点P2に到達した時に電子部品1が回路基板4に接触する。電子部品1と回路基板4とは、ボンディングヘッド3とボンディングステージ5によって挟持されている。また、電子部品1と回路基板4とは、図4に示すように、電子部品1の突起状のバンプ15と回路基板4のランド16とを接触させることで導通を得ている。
【0026】
この下死点P2に到達した時刻t1から加熱硬化性接着剤17の加熱処理工程が開始する。
図3に示すように、この時刻t1の時点で、電子部品1の吸着および回路基板4の吸着を解除する(吸着OFF状態)。図4に示すように、電子部品1の吸着および回路基板4の吸着を解除しているので、ボンディングツール9の吸引用穴11から空気が吸引されることがなく、また、ボンディングステージ5の吸引用穴13から空気が吸引されることもない。
【0027】
ボンディングヘッド3とボンディングステージ5によって電子部品1と回路基板4とを挟持した状態でボンディングヘッド3の温度をT1からT2まで上昇させて、T2をある期間維持した後にT3まで冷却する。
【0028】
ボンディングヘッド3の温度がT3まで冷却されると、加熱硬化性接着剤17は硬化しており、このボンディングヘッド3の温度がT3に到達した時刻t2に、加熱硬化性接着剤17の加熱処理工程が終了する。
【0029】
ボンディングヘッド3を下死点P2から上死点P1まで上昇させて、ボンディングヘッド3とボンディングステージ5による挟持を解除する。
このように加熱硬化性接着剤17を加熱処理して、電子部品1を回路基板4に搭載する。
【0030】
以上のことより、熱硬化性接着剤17の加熱処理工程の全期間に、電子部品1の吸着保持を解除することにより、図4に示すように、ボンディングツール9の吸引用穴11からの電子部品1を吸着する吸入空気を発生しないようにしているので、従来のように熱硬化性接着剤17の揮発分18や電子部品1の外周に沿って上昇した熱硬化性接着剤17などが電子部品1とボンディングヘッド3との僅かの隙間20から吸い込まれて電子部品1とボンディングヘッド3とが接着されることを解消することができる。従って、熱硬化性接着剤17の塗布量を従来のように制限する必要がないので、熱硬化性接着剤17の塗布量を増加させることができ、接合信頼性を十分に確保することができる。
【0031】
また、熱硬化性接着剤17の加熱処理工程の全期間に、回路基板4の吸着保持を解除することにより、図4に示すように、電子部品1が加熱されることで、加熱位置21を中心にS方向にスライドしようとする回路基板4の熱膨張が、従来のようにボンディングステージ5の回路基板4を吸着する吸着力の強い部分23の影響を受けて妨げられることがないので、電子部品1の搭載位置ズレを防止することができ、高い接合品質で電子部品を搭載することができる。
【0032】
この実施の形態では、熱硬化性接着剤の加熱処理工程において、電子部品の吸着保持と回路基板の吸着保持とを解除しているが、電子部品の吸着保持のみを解除する場合では、電子部品とボンディングヘッドとが接着されるようなことがないので、熱硬化性接着剤の塗布量を制限することなく増加させることができ、高い接合信頼性を十分に確保することができ、回路基板の吸着保持のみを解除する場合では、電子部品の搭載位置ズレを防止することができ、高い接合品質で電子部品を搭載することができる。
【0033】
この実施の形態では、熱硬化性接着剤の加熱処理工程の全期間においてワークの吸着保持を解除しているが、熱硬化性接着剤の加熱処理工程の一部の期間においてワークの吸着保持を解除する場合であっても、従来に比べて高い接合信頼性と高い接合品質とを得ることができる。
【0034】
この実施の形態では、熱硬化性接着剤の加熱処理工程の開始と同時に全期間にわたってワークの吸着保持を解除しているが、熱硬化性接着剤の加熱処理工程の開始の直前から加熱処理工程の少なくとも一部の期間にわたってワークの吸着保持を解除する場合であっても、従来に比べて高い接合信頼性と高い接合品質とを得ることができる。
【0035】
【発明の効果】
以上のように本発明の電子部品の搭載方法によれば、電子部品をボンディングヘッドで吸着してボンディングステージに保持された回路基板に搬送し、前記ボンディングヘッドとボンディングステージとで挟持して加熱して前記電子部品を前記回路基板に熱硬化性接着剤でボンディングするに際し、熱硬化性接着剤の加熱処理工程では全期間または一部の期間でワークの吸着保持を解除し、熱硬化性接着剤の硬化後にボンディングヘッドとボンディングステージとの挟持を解除することにより、ワークの吸着保持による吸入空気による熱硬化性接着剤の吸い込みを発生させないので、熱硬化性接着剤の塗布量を制限することなく増加させることができ、高い接合信頼性を十分に確保することができる。
【0036】
また、回路基板の熱膨張が回路基板の吸着保持によって妨げられることがないので、電子部品の搭載位置ズレを防止することができ、より高い接合品質で電子部品を搭載することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の電子部品搭載装置の全体構成を示す外観斜視図
【図2】同実施の形態のボンディングヘッド先端部の斜視図
【図3】同実施の形態のワークの吸着のタイミングチャートを示す図
【図4】同実施の形態の接合部周辺の断面図
【図5】従来の電子部品搭載装置の全体構成を示す外観斜視図
【図6】従来のボンディングヘッド先端部の斜視図
【図7】従来のワークの吸着のタイミングチャートを示す図
【図8】従来の接合部周辺の断面図
【符号の説明】
1 電子部品
3 ボンディングヘッド
4 回路基板
5 ボンディングステージ
17 熱硬化性接着剤
18 揮発分
20 隙間
Claims (2)
- 電子部品をボンディングヘッドで吸着してボンディングステージに保持された回路基板に搬送し、前記ボンディングヘッドと前記ボンディングステージとで挟持して加熱して前記電子部品を前記回路基板に熱硬化性接着剤でボンディングするに際し、
前記熱硬化性接着剤の加熱処理工程の開始と同時または加熱処理工程の開始の直前から加熱処理工程の少なくとも一部の期間にわたって前記ボンディングヘッドによる前記電子部品の吸着を解除し、
前記熱硬化性接着剤の硬化後に前記の挟持を解除する電子部品の搭載方法。 - 電子部品をボンディングヘッドで吸着してボンディングステージに吸着保持された回路基板に搬送し、前記ボンディングヘッドと前記ボンディングステージとで挟持して加熱して前記電子部品を前記回路基板に熱硬化性接着剤でボンディングするに際し、
前記熱硬化性接着剤の加熱処理工程の開始と同時または加熱処理工程の開始の直前から加熱処理工程の少なくとも一部の期間にわたって前記ボンディングヘッドによる前記電子部品の吸着および前記ボンディングステージによる前記回路基板の吸着保持を解除し、
前記熱硬化性接着剤の硬化後に前記の挟持を解除する電子部品の搭載方法。
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