JP4529759B2 - 電子部品装着装置および電子部品装着方法 - Google Patents

Description

本発明は、超音波を利用して電子部品を回路基板に装着する技術に関する。

従来より、プリント基板等の回路基板に電子部品を装着する装置では、部品保持部に保持された電子部品の電極と回路基板の電極とを接合する様々な方法が利用されており、電子部品を短時間で、かつ、比較的低温にて接合することができる方法の１つとして超音波を利用する接合方法（以下、「超音波接合」という。）が知られている。超音波接合では、回路基板に押圧された電子部品に超音波振動を付与することにより振動させ、電子部品の電極（例えば、バンプが形成されている。）と回路基板の電極とを電気的に接合する。

このような超音波接合を行う電子部品の装着装置に関して、例えば、特許文献１では、良好なボンディング品質が得られる状態において振動計測ステージにボンディングツールの先端を当接させて振動状態を取得して記憶し、振動状態の校正を行う際には、振動計測ステージにて取得される振動状態が記憶した振動状態に一致するように各入力パラメータの設定値を変更することにより、装着時の電子部品の振動状態を一定に保つ技術が開示されている。
特開２００３−５３２６３号公報

ところで、超音波発生装置への入力電流と電子部品の振動の振幅との相関関係を予め求めて、入力電流を相関関係のみに基づいて制御することにより電子部品の振幅を調整することも考えられるが、部品保持部の先端の柱状の部位にて電子部品を保持する場合には、この柱状の部位の摩耗の影響により、電子部品の振幅を精度良く制御することができない。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、保持部の柱状の先端部にて電子部品を保持しつつ、保持部を介した超音波振動の付与による電子部品の振動特性を精度良く制御することを目的としている。

請求項１に記載の発明は、超音波を利用して電子部品を回路基板に装着する電子部品装着装置であって、電子部品を保持する保持部と、前記保持部に保持された電子部品を回路基板に向けて押圧する押圧機構と、前記保持部を介して電子部品に超音波振動を付与する超音波振動子と、前記保持部の電子部品を保持する柱状の先端部の長さを測定する測定部と、前記先端部の長さと前記超音波振動子の設定パラメータの値との関係を示す校正用データを記憶する記憶部と、前記校正用データおよび前記測定部による前記先端部の長さの測定結果に基づいて前記超音波振動子の駆動を制御する制御部とを備える。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電子部品装着装置であって、前記制御部により実質的に前記超音波振動子の振幅が制御される。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の電子部品装着装置であって、前記制御部が、電子部品の振動特性の時間的変化を実質的に示すプロファイルに従って前記超音波振動子を制御する。

請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の電子部品装着装置であって、前記保持部の前記先端部を研磨する研磨部をさらに備える。

請求項５に記載の発明は、超音波を利用して電子部品を回路基板に装着する電子部品装着装置であって、電子部品を保持する保持部と、前記保持部に保持された電子部品を回路基板に向けて押圧する押圧機構と、前記保持部を介して電子部品に超音波振動を付与する超音波振動子と、前記保持部の電子部品を保持する柱状の先端部から離れた所定の検出位置の変位、速度または加速度を検出するセンサと、前記保持部の前記先端部の長さを測定する測定部と、前記センサからの出力および前記測定部による前記先端部の長さの測定結果に基づいて前記保持部に保持された電子部品の振動特性を取得する演算部とを備える。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の電子部品装着装置であって、前記演算部にて求められた振動特性に基づいて前記超音波振動子の駆動を制御する制御部をさらに備える。

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の電子部品装着装置であって、前記制御部により前記超音波振動子の振幅が制御される。

請求項８に記載の発明は、請求項６または７に記載の電子部品装着装置であって、前記制御部が、電子部品の装着途上において前記超音波振動子の駆動をフィードバック制御する。

請求項９に記載の発明は、請求項６ないし８のいずれかに記載の電子部品装着装置であって、前記制御部が、電子部品の振動特性の時間的変化を実質的に示すプロファイルに従って前記超音波振動子を制御する。

請求項１０に記載の発明は、請求項５ないし９のいずれかに記載の電子部品装着装置であって、前記保持部の前記先端部を研磨する研磨部をさらに備える。

請求項１１に記載の発明は、請求項５ないし１０のいずれかに記載の電子部品装着装置であって、前記センサが、前記検出位置に取り付けられた加速度センサである。

請求項１２に記載の発明は、請求項５ないし１０のいずれかに記載の電子部品装着装置であって、前記センサが、非接触にて前記検出位置の変位または速度を検出する。

請求項１３に記載の発明は、超音波を利用して電子部品を回路基板に装着する電子部品装着方法であって、保持部の電子部品を保持する柱状の先端部の長さと、前記保持部を介して電子部品に超音波振動を付与する超音波振動子の設定パラメータの値との関係を示す校正用データを準備する工程と、前記先端部の長さを測定部にて測定する工程と、前記保持部に保持された電子部品を押圧機構により回路基板に向けて押圧する工程と、前記校正用データおよび前記測定部による前記先端部の長さの測定結果に基づいて制御部により前記超音波振動子の駆動を制御する工程とを備える。

請求項１４に記載の発明は、超音波を利用して電子部品を回路基板に装着する電子部品装着方法であって、保持部の電子部品を保持する柱状の先端部の長さを測定部にて測定する工程と、前記保持部に保持された電子部品を押圧機構により回路基板に向けて押圧する工程と、前記保持部の前記先端部から離れた所定の検出位置の変位、速度または加速度を検出するセンサからの出力と前記測定部による前記先端部の長さの測定結果とに基づいて演算部にて取得される前記電子部品の振動特性に基づいて、前記保持部を介して前記電子部品に超音波振動を付与する超音波振動子の駆動を制御する工程とを備える。

本発明によれば、保持部の柱状の先端部にて電子部品を保持しつつ、保持部を介した超音波振動の付与による電子部品の振動特性を精度良く制御することができる。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る電子部品装着装置１を示す正面図であり、図２は電子部品装着装置１の平面図である。電子部品装着装置１は、微細な電子部品を反転した後に、プリント基板等の回路基板９上への電子部品の装着と電極の接合（すなわち、実装）とを同時に行う、いわゆる、フリップチップ実装装置である。

電子部品装着装置１は、回路基板９を保持する基板保持部２を備え、基板保持部２の上方（図１中に示す（＋Ｚ）側）には、基板保持部２に保持された回路基板９に電子部品を装着する部品装着部５が設けられ、基板保持部２の（−Ｘ）側には、部品装着部５に電子部品を供給する部品供給部４が設けられる。また、基板保持部２と部品供給部４との間には、部品供給部４により部品装着部５に供給された電子部品を撮像する撮像部６０が設けられ、回路基板９の（＋Ｘ）側には、部品装着部５の装着機構５３において電子部品に当接する先端部を研磨する研磨部７が設けられる。電子部品装着装置１では、これらの機構が図１に示す制御部３１により制御されることにより、回路基板９に対する電子部品の装着が行われる。制御部３１には記憶部３１０が設けられ、記憶部３１０には電子部品の装着時に電子部品に付与されるべき振動の振幅の時間的変化を示すプロファイルデータ３１１が予め記憶されている。

基板保持部２は、回路基板９を保持するステージ２１、および、ステージ２１を図１中のＹ方向に移動するステージ移動機構２２を備える。研磨部７はステージ２１の（＋Ｘ）側に取り付けられており、ステージ移動機構２２によりステージ２１と一体的にＹ方向に移動する。研磨部７は、平らで水平な研磨面７１１を有するシート状の研磨部材７１、および、研磨部材７１を保持する研磨部材保持部７２を備える。

部品装着部５は、装着ヘッド５１および装着ヘッド５１をＸ方向に移動する装着ヘッド移動機構５２を備え、装着ヘッド５１は、電子部品を保持しつつ回路基板９に装着する装着機構５３を有する。図１に示すように装着ヘッド５１には、装着機構５３をＺ方向に移動する（昇降する）とともにエンコーダを有する昇降機構５４が設けられ、装着機構５３のＺ方向の位置が検出可能とされる。なお、装着ヘッド５１ではエンコーダ以外にレーザ干渉式の測長器等が設けられて装着機構５３の位置が検出されてもよい。

図３は、装着機構５３近傍を拡大して示す図である。装着機構５３はＸ方向におよそ沿って伸びる保持部本体５３２を有し、保持部本体５３２の一端には超音波振動子５３１が取り付けられる。超音波振動子５３１は専用の電源に接続されており、この電源には制御部３１から設定パラメータが入力される。これにより、超音波振動子５３１は設定パラメータの値に従って保持部本体５３２に超音波振動を付与する。本実施の形態では、設定パラメータは超音波振動子５３１に供給される電力を決定するものとされ、設定パラメータの値が変更されることにより超音波振動子５３１の振幅が変化する。保持部本体５３２の他端側には保持ツール５３３が着脱可能に取り付けられ、保持ツール５３３の（−Ｚ）側の端部には、後述する先端部を支持する先端ベース部５３４が突出して設けられる。保持部本体５３２は保持ツール５３３が超音波振動子５３１よりも（−Ｚ）側に位置するように所定の傾斜角にてブロック５３６に取り付けられ、ブロック５３６はシャフト５３７に固定される。昇降機構５４（図１参照）によりシャフト５３７がＺ方向に移動することにより、装着機構５３が回路基板９や研磨面７１１に対して相対的に昇降する。

図４は、先端ベース部５３４近傍をさらに拡大して示す図である。図４に示すように、円柱状の先端ベース部５３４の先端には、同心の円柱状の先端部５３５が形成され、先端部５３５にて電子部品が吸着保持される。例えば、先端ベース部５３４の直径は２．０ミリメートル（ｍｍ）とされ、先端部５３５の直径は約０．３ｍｍとされる。また、図４では先端部５３５の長さをＬにて示している。図３に示すように保持部本体５３２が傾斜した状態において、図４の先端部５３５は先端ベース部５３４から下方へと突出する。

図１および図２に示すように、部品供給部４は、所定の位置に電子部品を配置する部品配置部４１、部品配置部４１から電子部品を取り出して保持する供給ヘッド４２、供給ヘッド４２をＸ方向に移動する供給ヘッド移動機構４３、および、供給ヘッド４２を回動および僅かに昇降する回動機構４４を備える。部品配置部４１は、多数の電子部品が載置される部品トレイ４１１、部品トレイ４１１を保持するステージ４１２、並びに、部品トレイ４１１をステージ４１２と共にＸ方向およびＹ方向に移動するトレイ移動機構４１３を備える。供給ヘッド４２は、吸着により保持した電子部品を装着ヘッド５１の装着機構５３に供給する供給コレット４２１（図１参照）を備える。供給コレット４２１は、先端に形成された吸引口から吸引を行うことによって電子部品を吸着して保持する。

部品供給部４では、回路基板９に装着される予定の多数の電子部品が、回路基板９に接合されるバンプが形成された側の面（実装後の状態における下面であり、以下、「接合面」という。）を（＋Ｚ）側に向けて（すなわち、回路基板９に装着される向きとは反対向きに）部品トレイ４１１上に載置されている。

撮像部６０は、装着ヘッド移動機構５２による装着ヘッド５１（特に、装着機構５３）の移動経路上であって装着ヘッド５１の移動と干渉しない位置（具体的には、移動経路の真下）に設けられ、装着機構５３に保持された電子部品を（−Ｚ）側から撮像する。

図５は、電子部品装着装置１が回路基板９に電子部品を装着する処理の流れを示す図である。回路基板９に電子部品が装着される際には、予め複数の校正用データ３１２が準備され、記憶部３１０に記憶される（ステップＳ１１）。複数の校正用データ３１２は電子部品に付与される振動の複数通りの振幅にそれぞれ対応するものとなっている。

図６は、１つの校正用データ３１２の内容を示す図である。図６に示すように、各校正用データ３１２は、装着途上の電子部品の振動が実質的に所望の振幅となる場合における先端部の長さ（以下、本実施の形態において校正用データ３１２における先端部の長さを「先端長さ」という。）と超音波振動子５３１に入力される設定パラメータの値との関係を示す。なお、本実施の形態では設定パラメータの値「２５６」が超音波振動子５３１に入力される電力４ワット（Ｗ）に相当するため、図６中の設定パラメータの単位を（Ｗ／６４）としている（以下同様）。

実際には、校正用データ３１２が示す関係は２次の近似式にて扱われ、設定パラメータの値をＰ、先端長さをＬとして、校正用データ３１２は（Ｐ＝ａＬ^２＋ｂＬ＋ｃ）を示すデータとなっている。図６では、装着途上の電子部品の振幅（プロファイルデータ３１１が示す１つの振幅であり、以下、「目標振幅」という。）が１．０マイクロメートル（μｍ）となる場合の校正用データ３１２を示しており、この場合、上記式の係数ａは５７０．２９、係数ｂは２１６．７６、係数ｃは４３．２４２となる。なお、校正用データ３１２を取得する処理については、全体説明の後に詳述する。

校正用データ３１２が準備されると、装着ヘッド移動機構５２およびステージ移動機構２２により、装着ヘッド５１が研磨部材保持部７２上の研磨部材７１が無い所定の位置（あるいは、ステージ２１上の回路基板９が無い位置等であってもよい。以下同様。）の上方へと移動し、図４に示す先端部５３５の（−Ｚ）側の端面が研磨部材保持部７２に当接するまで昇降機構５４が装着機構５３を下降する。そして、昇降機構５４により装着機構５３のＺ方向の位置（高さ）が取得される。

ここで、電子部品装着装置１では、保持ツール５３３が保持部本体５３２に取り付けられる際に、外部の測定器により取り付け前における当該保持ツール５３３の先端部５３５の長さが予め取得されて制御部３１に記憶されている。また、保持ツール５３３の取り付け直後、上記と同様に、昇降機構５４が装着機構５３を下降することにより先端部５３５の端面が研磨部材保持部７２に当接する際の装着機構５３の高さも取得されている。したがって、電子部品の装着処理時に取得される装着機構５３の高さと、ツール取り付け直後の装着機構５３の高さとの差を求め、ツール取り付け前の先端部５３５の長さからこの値を減じることにより、装着処理時における先端部５３５の実際の長さが取得される（ステップＳ１２）。このように、ツール取り付け前の先端部５３５の長さを予め取得しておくことにより、昇降機構５４により装着処理時における先端部５３５の長さが実質的に測定される。

先端部５３５の長さが測定されると、多数の電子部品が接合面を（＋Ｚ）側に向けて載置された部品トレイ４１１が、予め図１中の（−Ｘ）側に位置している供給ヘッド４２の下方にてトレイ移動機構４１３により移動し、電子部品の接合面が供給コレット４２１により吸着保持される。次に、供給ヘッド４２が反転しつつ供給ヘッド移動機構４３により（＋Ｘ）方向へと移動し、図１中に二点鎖線にて示す位置に位置する。このとき、供給コレット４２１と、図１中に二点鎖線にて示す受渡位置に位置する装着ヘッド５１の装着機構５３とが対向する。

続いて、昇降機構５４により装着機構５３が僅かに下降し、電子部品の上面が装着機構５３により吸引吸着されるとともに供給コレット４２１による吸引が停止され、装着機構５３が供給コレット４２１から電子部品を受け取って先端部５３５（図４参照）にて吸着保持する（ステップＳ１３）。電子部品の供給が完了すると、昇降機構５４により装着機構５３が僅かに上昇し、供給ヘッド４２が、元の位置へと退避する。供給ヘッド４２の退避と並行して、装着ヘッド５１が撮像部６０の真上へと移動し、撮像部６０により装着機構５３の先端部５３５に保持される電子部品が撮像される。撮像部６０からの出力である画像データは制御部３１に送られ、制御部３１では画像データに基づいて装着ヘッド５１が制御され、装着機構５３がＺ方向に伸びる軸を中心に回動して電子部品の姿勢が補正される。

装着ヘッド５１は、装着ヘッド移動機構５２によりさらに（＋Ｘ）方向へと移動し、回路基板９上の電子部品の装着予定位置の上方に位置する。装着機構５３は回路基板９に向けて下降して接合面に形成されたバンプと回路基板９上の電極とが接触し、昇降機構５４により電子部品が、基板保持部２に保持される回路基板９に対して押圧される（ステップＳ１４）。この状態で、図３に示す超音波振動子５３１の駆動が制御部３１により制御され、保持部本体５３２および保持ツール５３３を介して超音波振動が電子部品８に付与される（ステップＳ１５）。これにより、電子部品８のバンプが回路基板９の電極に対して電気的に接合され、電子部品８の装着と同時に接合（すなわち、実装）が行われる。

このとき、制御部３１では、電子部品に付与されるべき振動の振幅の時間的変化を示すプロファイルデータ３１１に従って超音波振動子５３１の駆動が制御される。具体的には、超音波振動が開始されてからの経過時間に応じてプロファイルデータ３１１が示す目標振幅が特定され、この目標振幅に対応する校正用データ３１２が参照対象として決定される。そして、決定された校正用データ３１２を参照することにより、昇降機構５４による測定結果（すなわち、先端部５３５の実際の長さ）から設定パラメータの値が決定され、設定パラメータの値が切り換えられることにより超音波振動子５３１に供給される電力が変更される。超音波振動の開始から微小時間が経過する毎に上記処理が繰り返されることにより、実際の電子部品８の振幅の時間的変化がプロファイルデータ３１１に合致するように、実質的に超音波振動子５３１の振幅が制御される。これにより、電子部品８の振幅が精度良く制御され、電子部品８が高い接合品質にて回路基板９に装着される。

電子部品８の装着が終了すると、吸引を停止した装着機構５３が昇降機構５４により電子部品８から離れて上昇し、続いて、回路基板９への電子部品８の装着を継続するか否かが判断され、継続する場合には（ステップＳ１６）、先端部５３５（正確には、先端部５３５の電子部品８に当接する端面）の研磨が必要か否かが確認される。先端部５３５の研磨は、先端部５３５に凝着した電子部品８の基板の成分を除去するために行われる。研磨が必要であると判断された場合には（ステップＳ１７）、装着機構５３が研磨部７の上方へと移動し、先端部５３５が研磨部材７１に押圧されつつ超音波振動子５３１により振動が付与されることにより、先端部５３５の研磨が行われる（ステップＳ１８）。

先端部５３５の研磨が終了すると、装着機構５３が僅かに上昇し、装着ヘッド５１が研磨部材保持部７２上の研磨部材７１が無い所定の位置へと移動して、昇降機構５４により研磨後の先端部５３５の長さが取得される（ステップＳ１２）。その後、装着ヘッド５１が受渡位置へと移動し、取り出された電子部品８が装着機構５３の先端部５３５にて吸着保持され、新たな測定結果（研磨後の先端部５３５の長さ）に基づいて回路基板９に電子部品８を装着する動作が繰り返される（ステップＳ１３〜Ｓ１５）。このように、電子部品装着装置１では研磨により先端部５３５が摩耗する場合であっても、超音波振動子５３１の設定パラメータの値が修正され（キャリブレーションが行われ）、電子部品８の振幅を精度良く制御することが可能とされる。

ステップＳ１７にて、研磨が不要であると判断された場合には、直前の先端部５３５の長さに基づいてステップＳ１３〜Ｓ１５の処理が繰り返される。そして、回路基板９上に必要な数量の電子部品８が装着されると、電子部品装着装置１における電子部品装着処理が終了する（ステップＳ１６）。

なお、研磨による摩耗がごく僅かである場合には先端部５３５の長さの測定は研磨が所定回数行われる毎に行われてもよい。また、電子部品の基板の材料によっては研磨が不要な場合もあり、このような場合は電子部品の装着による先端部５３５の摩耗の影響を防止するために、電子部品の装着が所定回数行われる毎に研磨工程を経ることなく先端部５３５の長さの測定が行われる。

次に、図５のステップＳ１１における校正用データ３１２を取得する処理について説明する。校正用データ３１２を取得する際には、先端部の長さがそれぞれ異なる複数の保持ツールが準備され（ただし、先端部の長さは外部の測定器により予め測定されている。）、１つの保持ツールが保持部本体５３２に取り付けられる。そして、先端部が電子部品を保持した上で所定の押圧力にて電子部品がデータ取得用の回路基板（いわゆる、ダミー基板）に押圧される。一方、外部のレーザ振動計により、先端部の側面において端面近傍の微小領域（図４中にて符号８１１を付す矢印にて示す位置）にレーザ光が照射され、この状態で超音波振動子５３１が駆動される。レーザ振動計では、先端部からのレーザ光の反射光を取得しつつドップラー効果を利用して先端部のＸ方向の速度を検出することにより、先端部のＸ方向の振幅が取得可能となっている。レーザ光が照射される位置は電子部品８が保持される位置の極近傍であるため、レーザ振動計により取得される先端部の振幅は電子部品８が実際に保持されて装着される場合の電子部品８のＸ方向の振幅にほぼ等しい。

電子部品に超音波振動が与えられている間において、超音波振動子５３１への電力を決定する設定パラメータの値が順次変更されつつ、レーザ振動計により先端部の振幅が取得される。なお、電子部品の回路基板への接合完了の際に振動特性が大きく変わってしまう場合は、１つの電子部品の接合の際に、先端部の１つの振幅と１つの設定パラメータの値との関係が取得され、設定パラメータの値を変更しつつ電子部品の回路基板への接合を複数回行うことにより、先端部の振幅と設定パラメータの値との関係が取得されてもよい。他の保持ツールに対しても上記処理が繰り返され、先端部の長さが互いに異なる複数の保持ツールのそれぞれにおいて、先端部の振幅と超音波振動子５３１の設定パラメータの値との関係が取得される。なお、先端部の振幅が取得可能であるならば、レーザ振動計以外の測定装置が利用されてもよい。また、可能であるならばレーザ振動計により電子部品８の振幅が直接測られてもよい。

図７は各保持ツールにおける先端部の振幅と超音波振動子５３１の設定パラメータの値との関係を示す図である。図７の縦軸は先端部の振幅を示し、横軸は超音波振動子５３１の設定パラメータの値を示している。また、図７中において、線８２１，８２２，８２３，８２４はそれぞれ先端部の長さが０．２３ｍｍ、０．２９９ｍｍ、０．３５８ｍｍ、０．４４７ｍｍとなる保持ツールに対応している。

続いて、図７中の線８２１〜８２４において、先端部の振幅がプロファイルデータ３１１に含まれる各目標振幅と同じとなる際の設定パラメータの値が読み取られる。例えば、目標振幅が１．０μｍの場合には、点８２１ａ〜８２４ａの設定パラメータの値が読み取られる。そして、各目標振幅において先端部の長さと設定パラメータの値との関係をプロットすることにより（さらには、２次曲線にて近似することにより）、図６に示すように、この目標振幅における先端長さと超音波振動子５３１の設定パラメータの値との関係を示す校正用データ３１２が取得される。

以上のように、第１の実施の形態における電子部品装着装置１では、電子部品８が所望の振幅となる場合における先端長さと超音波振動子５３１の設定パラメータの値との関係を示す校正用データ３１２が準備され、昇降機構５４により取得される先端部５３５の長さおよび校正用データ３１２に基づいて超音波振動子５３１の駆動が制御される。これにより、柱状の先端部５３５にて電子部品８を保持する電子部品装着装置において、研磨や電子部品装着により先端部５３５が摩耗する場合や、保持ツール５３３が交換されて交換前後の先端部５３５の長さが異なる場合等であっても、電子部品８の振幅を精度良く制御することが実現される。また、プロファイルデータ３１１に従って超音波振動子５３１が制御されることにより、電子部品８の回路基板９に対する接合品質を向上することができる。なお、電子部品装着装置１では装置の製造コストが極端に増大することもない。

図８は、本発明の第２の実施の形態に係る電子部品装着装置１の装着機構５３ａ近傍を制御部３１ａの構成と共に示す図である。図８の装着機構５３ａは、先端ベース部５３４の変位を検出する静電容量式の近接センサ５５をさらに有する。また、図８に示す制御部３１ａは、近接センサ５５からの出力および昇降機構５４（図１参照）による先端部５３５（図４参照）の測定結果に基づいて電子部品８の振幅を実質的に取得する演算部３２を有し、制御部３１ａの記憶部３１０にはプロファイルデータ３１１が予め記憶される。他の構成は第１の実施の形態と同様であり、同符号を付している。

近接センサ５５は先端ベース部５３４の（−Ｘ）側に近接して設けられるプローブ５５１、および、先端ベース部５３４とプローブ５５１との間の静電容量を検出してこの静電容量をプローブ５５１に対する先端ベース部５３４の変位へと変換する変換部５５２を有する。プローブ５５１は図示省略のプローブ支持部を介してブロック５３６に固定される。また、保持ツール５３３（先端ベース部５３４および先端部５３５を含む。）はステンレス鋼等の導体にて形成され、保持部本体５３２を介して電気的に接地される。

図９は、先端ベース部５３４近傍を拡大して示す図である。本実施の形態では、先端ベース部５３４の直径は２．０ミリメートル（ｍｍ）、先端部５３５の直径は約０．３ｍｍ、プローブ５５１の先端の直径は１．５ｍｍ、プローブ５５１の先端と先端ベース部５３４との間の距離は０．０５ｍｍとされ、近接センサ５５では通常０．０１〜５０マイクロメートルの変位が検出可能であり、レーザ振動計により先端ベース部５３４の振幅を測定する場合と同等の精度での測定が可能であることが確認されている。

次に、装着機構５３ａを有する電子部品装着装置１が電子部品８を回路基板９に装着する処理の流れを図５に準じて説明する。回路基板９に電子部品８が装着される際には、超音波振動子５３１の駆動制御に利用されるベース振幅データ３１３および減衰率データ３１４が予め取得されて準備され、記憶部３１０に記憶される。ここで、ベース振幅データ３１３は本処理例にて用いられる電子部品装着装置１にて取得されるが、減衰率データ３１４は電子部品装着装置１と同様の他の電子部品装着装置（電子部品装着装置１であってもよい。）にて取得される。

ベース振幅データ３１３を取得する際には、電子部品装着装置１において、図９の先端部５３５が電子部品８を保持した状態で所定の押圧力にてデータ取得用の回路基板（ダミー基板）に電子部品８を押圧しつつ超音波振動子５３１が駆動される。このとき、先端ベース部５３４とプローブ５５１との間に生じる静電容量が変換部５５２にて検出され（実際には、静電容量は電圧として間接的に検出される。）、振動する先端ベース部５３４と固定されたプローブ５５１との間の距離に変換される。すなわち、近接センサ５５により非接触にて先端ベース部５３４のＸ方向の変位が検出され、先端ベース部５３４のＸ方向の変位から先端ベース部５３４のＸ方向の振幅が導かれる。そして、超音波振動子５３１の設定パラメータの値を順次変更しつつ近接センサ５５により先端ベース部５３４の振幅が取得され、設定パラメータの値と先端ベース部５３４の振幅との関係がベース振幅データ３１３として記憶部３１０にて記憶される。なお、データとしての精度が許容されるのであれば、ベース振幅データ３１３は、先端部５３５が電子部品８を保持することなく取得されてもよい。

一方で、他の電子部品装着装置において減衰率データ３１４を取得する際には、第１の実施の形態における校正用データ３１２を取得する場合と同様に、先端部の長さがそれぞれ異なる複数の保持ツールが準備され（ただし、先端部の長さは外部の測定器により予め測定されている。以下、本実施の形態において他の電子部品装着装置における先端部の長さを「先端長さ」という。）、１つの保持ツールが保持部本体に取り付けられる。また、外部の測定装置により先端部の側面において端面近傍の位置（図９中にて符号８１２を付す矢印にて示す位置に相当する位置）におけるＸ方向の振幅が取得可能とされる。

続いて、所定の押圧力にて電子部品をデータ取得用の回路基板に押圧しつつ超音波振動子を駆動させる。このとき、近接センサにより先端ベース部のＸ方向の変位が検出されてＸ方向の振幅（以下、他の電子部品装着装置における先端ベース部の振幅を「参照ベース振幅」という。）が導かれ、外部の装置により先端部の振幅（以下、他の電子部品装着装置における先端部の振幅を「参照先端振幅」という。）が取得される。先端部の符号８１２を付す位置は電子部品が保持される位置の極近傍であるため、外部の測定装置により取得される振幅は電子部品が実際に保持されて装着される場合の電子部品のＸ方向の振幅にほぼ等しい。

そして、超音波振動子の制御に利用される設定パラメータの値を順次変更しつつ、参照ベース振幅および参照先端振幅が取得される。他の保持ツールに対しても上記処理が繰り返され、先端長さが互いに異なる複数の保持ツールのそれぞれにおいて、参照ベース振幅および参照先端振幅と超音波振動子の設定パラメータの値との関係が取得される。なお、参照ベース振幅および参照先端振幅と超音波振動子の設定パラメータの値との関係は、電子部品の振幅を直接測りつつ取得されてもよい。

図１０は、ある先端長さ（保持ツール）における参照ベース振幅および参照先端振幅と超音波振動子の設定パラメータの値との関係を示す図である。図１０の縦軸は振幅を示し、横軸は超音波振動子の設定パラメータの値を示している。図１０中において、線８３１が参照ベース振幅に対応し、線８３２が参照先端振幅に対応しており、参照先端振幅と参照ベース振幅との比を減衰率とすると、減衰率は超音波振動子に入力される設定パラメータの値にほとんど依存せず、およそ一定となる。他の先端長さにおいても同様のことがいえ、減衰率データ３１４は、図１１中に線８４１にて示すように、減衰率と先端長さとの関係を表すものとして取得され、図８に示す制御部３１ａに入力されて記憶部３１０にて記憶される。

ここで、形状が異なる他の保持部本体（ただし、装着される保持ツールにおける先端ベース部および先端部の形状は上記減衰率データ３１４を取得した際に利用したものと同じとされる。）を用いて同様に減衰率データを取得する処理を行うと、図１０中の線８３１，８３２に対応する先端長さの場合において、設定パラメータの値と参照ベース振幅との関係は図１０中の線８３３に示すようになり、設定パラメータの値と参照先端振幅との関係は線８３４に示すようになる。図１０に示すように、同じ設定パラメータの値であっても保持部本体の種類によって参照先端振幅や参照ベース振幅は異なるが、減衰率についてみると、他の保持部本体においても設定パラメータの値に依存せずおよそ一定となる。また、この保持部本体における減衰率と先端長さとの関係は、図１１中に線８４２にて示すようになり、保持部本体の形状が異なる場合であっても、減衰率と先端長さとの関係は同じになることが判る。実際には、異なる電子部品装着装置間でも、装着される保持ツールの先端（正確には、先端ベース部および先端部）が同様の形状とされる限り、減衰率と先端長さとの関係はほぼ同じとなる。

ベース振幅データ３１３および減衰率データ３１４が準備されると、上記第１の実施の形態と同様に、装着ヘッド５１が研磨部材保持部７２上の研磨部材７１が無い所定の位置へと移動して昇降機構５４により装着処理時における先端部５３５の長さが実質的に測定される（ステップＳ１２）。

また、演算部３２では、ステップＳ１２にて取得された先端部５３５の実際の長さから減衰率データ３１４を参照することにより対応する減衰率が求められ、プロファイルデータ３１１が示す複数通りの目標振幅のそれぞれについて、この目標振幅を減衰率にて除算することにより、先端ベース部５３４の目標となる振幅（以下、「目標ベース振幅」という。）が求められる。そして、各目標振幅に対して、ベース振幅データ３１３が示す先端ベース部５３４の振幅が目標ベース振幅となる設定パラメータの値が決定される。

その後、電子部品８が装着機構５３ａの先端部５３５にて吸着保持され（ステップＳ１３）、装着ヘッド５１が回路基板９上の電子部品８の装着予定位置の上方へと移動し、昇降機構５４により電子部品８が回路基板９に向けて押圧される（ステップＳ１４）。続いて、決定された設定パラメータの値に基づいて超音波振動子５３１の駆動が制御部３１ａにより制御され、保持部本体５３２および保持ツール５３３を介して超音波振動が電子部品８に付与される（ステップＳ１５）。

具体的には、決定された超音波振動子５３１の設定パラメータの値が時間の経過に伴って切り換えられつつ制御部３１ａに設定され、実際の電子部品８の振幅の時間的変化がプロファイルデータ３１１に合致するように、超音波振動子５３１の振幅が制御される。

電子部品８の装着が終了すると、回路基板９への電子部品８の装着を継続するか否かが判断され、継続する場合には（ステップＳ１６）、先端部５３５の研磨が必要か否かが確認される。研磨が必要であると判断された場合には（ステップＳ１７）、第１の実施の形態と同様にして研磨部７にて先端部５３５の研磨が行われ（ステップＳ１８）、昇降機構５４により研磨後の先端部５３５の長さが取得される（ステップＳ１２）。そして、新たな測定結果（研磨後の先端部５３５の長さ）に基づいて回路基板９に電子部品８を装着する動作が繰り返される（ステップＳ１３〜Ｓ１５）。これにより、研磨により先端部５３５が摩耗する場合であっても、電子部品８の振幅が精度良く制御される。

なお、ステップＳ１７にて、研磨が不要であると判断された場合には、直前の先端部５３５の長さに基づいてステップＳ１３〜Ｓ１５の処理が繰り返される。そして、回路基板９上に必要な数量の電子部品８が装着されると、電子部品装着装置１における電子部品装着処理が終了する（ステップＳ１６）。

以上のように、第２の実施の形態に係る電子部品装着装置１では、演算部３２にて、先端部５３５の実際の長さから減衰率データ３１４を参照することにより減衰率が求められ、この減衰率とベース振幅データ３１３とに基づいて、電子部品８が実質的に目標振幅となるための設定パラメータの値が決定される。そして、決定された設定パラメータの値に基づいて制御部３１ａにより超音波振動子５３１の駆動が制御される。

ここで、前述のように、装着される保持ツールの先端が同様の形状とされる限り、異なる電子部品装着装置間でも減衰率と先端長さとの関係はほぼ同じとなるため、ある電子部品装着装置にて減衰率データ３１４を取得し、他の各電子部品装着装置において個別に取得されるベース振幅データ３１３とこの減衰率データ３１４とが準備されることにより、複数の電子部品装着装置が設けられる場合に、装置間での電子部品８の振幅のばらつきを抑制することができる。また、電子部品装着装置１では、研磨により先端部５３５が摩耗する場合や、保持ツール５３３が交換されて交換前後の先端部５３５の長さが異なる場合であっても、電子部品８の振幅が精度良く自動的に制御される。その結果、複数の電子部品装着装置間において電子部品８を一定のかつ高い接合品質にて回路基板９に装着することができる。なお、電子部品装着装置１に設けられる近接センサ５５（並びに、後述のセンサ５６，５６ａ，５８，５８ａ，５９）は先端部の振幅が直接的に取得可能な外部の測定装置に比べて安価であるため、電子部品装着装置１の製造コストが極端に増大することはない。

第２の実施の形態では、先端部５３５の実際の長さから求められる減衰率に基づいて電子部品８の振幅が所望の目標振幅となるように目標ベース振幅が求められ、目標ベース振幅からベース振幅データ３１３を参照することにより設定パラメータの値が決定される。上記処理では、近接センサ５５の出力に基づく先端ベース部５３４の振幅と設定パラメータの値との関係がベース振幅データ３１３として予め取得されていることにより設定パラメータの値が予測的に取得可能とされているが、ベース振幅データ３１３が取得されない場合において、事前準備として、ある設定パラメータの値が超音波振動子５３１に入力された状態における近接センサ５５からの出力と、昇降機構５４による測定結果から求められる減衰率とに基づいて演算部３２にて電子部品８の振幅を取得し、この電子部品８の振幅が目標振幅となるように設定パラメータの値が制御部３１ａにより決定されることと、ベース振幅データ３１３を利用する上記処理とは実質的には等価である。

また、上記処理例では、ベース振幅データ３１３に基づいて決定された設定パラメータの値に合わせて超音波振動子５３１の駆動が制御されるが（いわゆる、オープンループ制御）、ベース振幅データ３１３を準備することなく、電子部品８の装着途上において超音波振動子５３１の駆動がフィードバック制御されてもよい。例えば、所定の設定パラメータにて超音波振動が開始され、電子部品８の装着途上において先端ベース部５３４の実際の振幅が近接センサ５５により取得され、演算部３２により、先端ベース部５３４の実際の振幅がこの時刻における先端ベース部５３４の目標ベース振幅と比較される。そして、この比較結果に基づいて、先端ベース部５３４の実際の振幅が目標ベース振幅に一致するように設定パラメータの値が修正され、超音波振動子５３１の駆動がフィードバック制御される。これにより、電子部品８の装着途上において超音波振動子５３１の振幅が精度良く制御されるとともに、電子部品８の振幅も精度良く自動的に制御されて電子部品８が高い接合品質にて回路基板９に適切に装着される。

超音波振動子５３１の駆動がフィードバック制御される場合であっても、目標ベース振幅が先端部５３５の実際の長さから求められる減衰率および目標振幅に基づいて求められることを考慮すれば、実質的には減衰率と、先端ベース部５３４の実際の振幅とから電子部品８の実際の振幅が取得され、目標振幅と比較されているものと捉えることができる。したがって、上記処理は、演算部３２にて近接センサ５５からの出力および昇降機構５４による測定結果に基づいて電子部品８の振幅を取得し、この電子部品８の振幅に基づいて制御部３１ａにより超音波振動子５３１の駆動が制御されることと等価である。

図１２は、近接センサ５５の他の配置例を示す図である。図１２では、プローブ５５１が保持ツール５３３の（−Ｘ）側の面（保持ツール５３３の先端ベース部５３４よりも上方の部位）に対向するようにして配置される。この場合、上記説明における先端ベース部５３４の振幅に代えて、保持ツール５３３上のプローブ５５１が対向する位置での振幅が取得される（ベース振幅データ３１３および減衰率データ３１４の取得時においても同様。）。そして、電子部品８の回路基板９に対する装着時には、保持ツール５３３の振動方向（すなわち、超音波振動子５３１により付与される超音波振動が作用する方向）の変位から保持部本体５３２の傾斜角を考慮して導かれる保持ツール５３３のＸ方向の振幅が取得され、この振幅が、目標ベース振幅に合致するように超音波振動子５３１の振幅が制御され、電子部品８が回路基板９に装着される。

図１３は、装着機構５３ａの構成の他の例を示し、他の種類のセンサを利用する例について説明するための図である。図１３の装着機構５３ａに設けられるセンサ５６は、先端ベース部５３４に向けてレーザ光を出射する光出射部５６１、および、照射される光の位置を検出するＰＳＤ（Position Sensitive Detector）を有する受光部５６２を備える。光出射部５６１および受光部５６２は図１３の紙面に垂直な方向に並んで配置される。先端ベース部５３４において光出射部５６１からのレーザ光が照射される部位は鏡面の平面とされ、受光部５６２がレーザ光の先端部５３５からの反射光を受光することにより、先端ベース部５３４のＸ方向の位置が検出される。

電子部品８の回路基板９への装着時は、光出射部５６１からのレーザ光は常に先端ベース部５３４へと照射され、レーザ光の反射光の受光部５６２における受光位置に基づいて先端ベース部５３４のＸ方向の変位が非接触にて高速に検出される。そして、先端ベース部５３４の変位から導かれる先端ベース部５３４の振幅が、制御部３１ａに予め記憶されているプロファイルデータ３１１から導かれる目標ベース振幅に合致するように、超音波振動子５３１の振幅が制御部３１ａにより制御され、電子部品８が回路基板９に装着される。

図１４は、ＰＳＤを有するセンサの他の例を示す図である。図１４のセンサ５６ａでは、光出射部５６１ａが先端ベース部５３４に近づくに従って光束断面が水平方向に漸次広がるレーザ光（ライン状のレーザ光）を出射し、受光部５６２は、先端ベース部５３４の光出射部５６１ａとは反対側に先端ベース部５３４から僅かに離れて配置される。図１４の装着機構５３ａにおいて、仮に、先端ベース部５３４が存在しない場合には、光出射部５６１ａからのライン状のレーザ光の全体が、受光部５６２における一定の受光範囲に照射される。実際には、先端ベース部５３４によりレーザ光の一部が遮光されるため、センサ５６ａでは受光部５６２でのレーザ光の受光範囲における先端ベース部５３４による遮光位置に基づいて先端ベース部５３４のＸ方向の変位が非接触にて検出される。そして、センサ５６ａの出力に基づいて超音波振動子５３１の振幅が制御され、電子部品８が回路基板９に装着される。

図１５は、装着機構５３ａの構成のさらに他の例を示し、さらに他の種類のセンサを利用する例について説明するための図である。図１５の装着機構５３ａでは、保持ツール５３３の（−Ｘ）側の面にシャフト５７１が取り付けられ、シャフト５７１には、例えば鉄等の強磁性体の金属にて形成されるコア５７２が設けられる。図１５の装着機構５３ａに設けられるセンサ５８は、それぞれがシャフト５７１を非接触にて囲む３個のコイル５８１（ただし、中央のコイルに符号５８１ａを付している。）、および、各コイル５８１に接続された変換部５８２を有する。センサ５８を用いる場合、上記説明における先端ベース部５３４の振幅に換えて、保持ツール５３３上のシャフト５７１が取り付けられる位置での振幅が取得される（ベース振幅データ３１３および減衰率データ３１４の取得時においても同様。）。以下の説明において、３個のコイル５８１のうち中央のコイル５８１ａを一次コイルと呼び、一次コイル５８１ａの両側にそれぞれ位置する２つのコイル５８１を二次コイルと呼ぶ。なお、超音波振動が付与されていない状態において、コア５７２は一次コイル５８１ａに対向する位置に配置される。

図１５の装着機構５３ａでは、変換部５８２から一次コイル５８１ａに交流電流が付与されることにより、極性が周期的に反転するようにコア５７２が磁化され、２つの二次コイル５８１に誘導電圧が発生して変換部５８２へと出力される。超音波振動子５３１により保持ツール５３３が振動すると、コア５７２が変位することにより、２つの二次コイル５８１に及ぶ磁界の強度に差が生じる。したがって、２つの二次コイル５８１にて発生する電圧にも差が生じ、変換部５８２ではこの差に基づいて保持ツール５３３の振動方向の変位量が検出される。このように、センサ５８は磁化されるコア５７２による磁界の強度に基づいて保持ツール５３３の変位を非接触にて検出する差動トランス式の磁気変位センサとされる。そして、保持ツール５３３の振動方向の変位から保持部本体５３２の傾斜角を考慮して導かれる保持ツール５３３のＸ方向の振幅が、目標ベース振幅に合致するように、超音波振動子５３１の振幅が制御部３１ａにより制御され、電子部品８が回路基板９に装着される。

図１６は、磁気を利用するセンサの他の例を示す図である。図１６の装着機構５３ａでは、保持ツール５３３の（−Ｘ）側の面に磁石（例えば、磁化されたテープ状の部材）５７３が取り付けられ、センサ５８ａは、磁石５７３に対向して配置されるコイル５８３、および、コイル５８３に接続された変換部５８２ａを有する。この場合、保持ツール５３３上の磁石５７３が取り付けられる位置での振幅が取得される（ベース振幅データ３１３および減衰率データ３１４の取得時においても同様。）。

超音波振動により保持ツール５３３が振動すると、磁石５７３による磁界のコイル５８３の位置における強度が変化してコイル５８３にて誘導電圧が発生する。誘導電圧は時間に対する磁界の強度の変化の割合に対して線形に変化するため、変換部５８２ａにてこの電圧が測定されることにより、磁界の強度の変化の割合が求められる。そして、磁石５７３とコイル５８３との間の距離と、コイル５８３の位置における磁石５７３による磁界の強度とが線形に変化すると仮定して振動方向に関して保持ツール５３３の時間に対する位置の変化の割合（すなわち、速度）が検出される。このように、図１６のセンサ５８ａでは、磁石５７３による磁界の強度の変化に基づいて保持ツール５３３の速度が非接触にて検出される。そして、センサ５８ａにより求められた保持ツール５３３の振動方向の速度から保持部本体５３２の傾斜角を考慮しつつ保持ツール５３３のＸ方向の振幅が求められ、この振幅が目標ベース振幅に合致するように、超音波振動子５３１の振幅が制御部３１ａにより制御され、電子部品８が回路基板９に装着される。

なお、図１６の装着機構５３ａにおいて、コイル５８３にて発生する誘導電圧の積分値（エネルギー）を求めることにより、保持ツール５３３の変位を磁石５７３による磁界の強度に基づいて検出することも可能である。また、図１６のセンサ５８ａにおいて、磁石５７３が補助コイルおよび補助コイルにより磁化されるコアを有する電磁石とされてもよい。

以上に説明したように、図９並びに図１２ないし図１６のいずれの装着機構５３ａを有する電子部品装着装置１においても、センサが電子部品８の振動特性に影響を与えることもなく、非接触にて保持ツール５３３（の先端ベース部５３４）上の先端部５３５から離れた所定の検出位置における変位または速度が容易に検出される。そして、センサの出力に基づいて超音波振動子５３１の振幅が制御されることにより、超音波振動の付与による電子部品８の振幅を精度良く制御することができる。

また、第２の実施の形態に係る電子部品装着装置１において、図１７に示すように保持ツール５３３に加速度センサ５９が取り付けられて、電子部品装着装置１の小型化が図られてもよい。この場合、保持ツール５３３上の加速度センサ５９が取り付けられる位置での加速度から振幅が導かれ、超音波振動の付与による電子部品８の振幅が精度良く制御される。また、加速度センサ５９を設ける場合には、絶対的な加速度が求められ、他のセンサのように固定部に対する振動絶縁を考慮する必要がないため、装着機構５３ａの設計を容易に行うことができる。なお、加速度センサ５９では例えば０．５〜２０００ｋｍ／ｓ^２の範囲の加速度が検出可能である。

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。

例えば、装着時の電子部品８は、上記実施の形態のような吸引による吸着のほか、機械的なチャックや静電チャックにより保持されてもよい。また、保持部本体５３２は図３に示す形状には限定されず、様々な形状とされてよい。

また、電子部品８を保持する柱状の先端部５３５の形状は、Ｚ方向に関して断面が一定とされる円筒状以外に、Ｚ方向に断面が変化する形状（例えば、頂点が（−Ｚ）方向を向く略円錐状）とされてもよい。

上記第２の実施の形態における電子部品装着装置１では、先端ベース部５３４または保持ツール５３３上の先端部５３５から離れた所定の位置にて、内部のセンサにより変位、速度または加速度が検出されることが好ましいが、電子部品８の適切な装着が可能であるならば、センサによる変位、速度または加速度の検出位置は保持部本体５３２上とされてもよい。また、上記センサ以外に超音波帯域において利用可能な他の各種センサが用いられてよい。

先端部５３５の長さは、必ずしも昇降機構５４により装着機構５３の移動量に基づいて測定される必要はなく、先端部５３５の長さを直接的に測定する測定部が別途設けられてもよい。

上記第２の実施の形態において、事前準備として、演算部３２にて内部のセンサから導かれる先端ベース部５３４（または保持ツール５３３）の振幅と、先端部５３５の長さから導かれる減衰率とにより電子部品８の実際の振幅が取得され、この振幅が目標振幅となるように作業者により設定パラメータの値が調整されて決定され、超音波振動子５３１が手動で制御されてもよい。

また、プロファイルデータ３１１は、電子部品８に付与されるべき振動の振幅の時間的変化を実質的に示していればよく、例えば、電子部品８の理想的な速度または加速度の時間的変化が示されていてもよい。電子部品装着装置１では、電子部品８の振幅や速度、加速度等の振動特性が所望のものとなるように、超音波振動子５３１の駆動の制御が行われることにより、電子部品の適切な装着が実現される。

上記実施の形態において、超音波振動子５３１の振幅の制御は様々な方法で行われてよく、電源から超音波振動子５３１に供給される電力以外に、例えば電流または電圧の最大値等が制御されることにより超音波振動子５３１の振幅が制御されてよい。また、超音波振動子５３１では、振幅の制御に加えて周波数を微調整する制御が行われてもよく、この場合、超音波振動子５３１に電力を供給する電源として、超音波振動子５３１のインピーダンスを測定し、測定結果に基づいて供給電流の周波数が、超音波振動子５３１、保持部本体５３２、保持ツール５３３および電子部品８等で構成される振動系の共振周波数に等しくなるように制御される周波数自動追尾型の電源が用いられてもよい。さらに、超音波振動子５３１に供給される電流が一定である場合に、電子部品８の振幅が目標振幅となるように周波数が制御されてもよく、超音波振動子５３１における制御対象と、プロファイルデータ３１１が示す電子部品８の振動特性（例えば、振幅）とが相違してもよい。

電子部品装着装置１により装着される電子部品８は、例えば、ＬＥＤチップや半導体レーザ等の半導体発光素子、パッケージされたＩＣ、抵抗やコンデンサといった微細チップ等の半導体、あるいは、ＳＡＷ（Surface Acoustic Wave：表面弾性波）フィルタやカメラモジュール等の半導体以外の電子部品であってもよく、基板は、ガラス、半導体等の樹脂以外の材料により形成されたものであってもよい。また、バンプは、電子部品８の電極上に設けられる代わりに、回路基板９の電極上に設けられてもよい。

本発明は、半導体発光素子、他の半導体ベアチップ、さらには他の種類の電子部品を、超音波を利用して回路基板に装着する電子部品装着装置に利用可能である。

第１の実施の形態に係る電子部品装着装置を示す正面図 第１の実施の形態に係る電子部品装着装置を示す平面図 装着機構近傍を示す図 先端ベース部近傍をさらに拡大して示す図 回路基板に電子部品を装着する処理の流れを示す図 校正用データの内容を示す図 先端部の振幅と超音波振動子の設定パラメータの値との関係を示す図 第２の実施の形態に係る装着機構近傍を制御部の構成と共に示す図 先端ベース部近傍を拡大して示す図 参照ベース振幅および参照先端振幅と設定パラメータ値との関係を示す図 減衰率データの内容を示す図 近接センサの他の配置例を示す図 装着機構の他の例を示す図 ＰＳＤを有するセンサの他の例を示す図 装着機構のさらに他の例を示す図 磁気を利用するセンサの他の例を示す図 装着機構のさらに他の例を示す図

符号の説明

１ 電子部品装着装置
７ 研磨部
８ 電子部品
９ 回路基板
３１，３１ａ 制御部
３２ 演算部
５４ 昇降機構
５５，５６，５６ａ，５８，５８ａ センサ
５９ 加速度センサ
３１０ 記憶部
３１１ プロファイルデータ
３１２ 校正用データ
５３１ 超音波振動子
５３２ 保持部本体
５３３ 保持ツール
５３４ 先端ベース部
５３５ 先端部
Ｓ１１〜Ｓ１５ ステップ

Claims (14)

1. 超音波を利用して電子部品を回路基板に装着する電子部品装着装置であって、
   電子部品を保持する保持部と、
   前記保持部に保持された電子部品を回路基板に向けて押圧する押圧機構と、
   前記保持部を介して電子部品に超音波振動を付与する超音波振動子と、
   前記保持部の電子部品を保持する柱状の先端部の長さを測定する測定部と、
   前記先端部の長さと前記超音波振動子の設定パラメータの値との関係を示す校正用データを記憶する記憶部と、
   前記校正用データおよび前記測定部による前記先端部の長さの測定結果に基づいて前記超音波振動子の駆動を制御する制御部と、
   を備えることを特徴とする電子部品装着装置。
2. 請求項１に記載の電子部品装着装置であって、
   前記制御部により実質的に前記超音波振動子の振幅が制御されることを特徴とする電子部品装着装置。
3. 請求項１または２に記載の電子部品装着装置であって、
   前記制御部が、電子部品の振動特性の時間的変化を実質的に示すプロファイルに従って前記超音波振動子を制御することを特徴とする電子部品装着装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の電子部品装着装置であって、
   前記保持部の前記先端部を研磨する研磨部をさらに備えることを特徴とする電子部品装着装置。
5. 超音波を利用して電子部品を回路基板に装着する電子部品装着装置であって、
   電子部品を保持する保持部と、
   前記保持部に保持された電子部品を回路基板に向けて押圧する押圧機構と、
   前記保持部を介して電子部品に超音波振動を付与する超音波振動子と、
   前記保持部の電子部品を保持する柱状の先端部から離れた所定の検出位置の変位、速度または加速度を検出するセンサと、
   前記保持部の前記先端部の長さを測定する測定部と、
   前記センサからの出力および前記測定部による前記先端部の長さの測定結果に基づいて前記保持部に保持された電子部品の振動特性を取得する演算部と、
   を備えることを特徴とする電子部品装着装置。
6. 請求項５に記載の電子部品装着装置であって、
   前記演算部にて求められた振動特性に基づいて前記超音波振動子の駆動を制御する制御部をさらに備えることを特徴とする電子部品装着装置。
7. 請求項６に記載の電子部品装着装置であって、
   前記制御部により前記超音波振動子の振幅が制御されることを特徴とする電子部品装着装置。
8. 請求項６または７に記載の電子部品装着装置であって、
   前記制御部が、電子部品の装着途上において前記超音波振動子の駆動をフィードバック制御することを特徴とする電子部品装着装置。
9. 請求項６ないし８のいずれかに記載の電子部品装着装置であって、
   前記制御部が、電子部品の振動特性の時間的変化を実質的に示すプロファイルに従って
   前記超音波振動子を制御することを特徴とする電子部品装着装置。
10. 請求項５ないし９のいずれかに記載の電子部品装着装置であって、
    前記保持部の前記先端部を研磨する研磨部をさらに備えることを特徴とする電子部品装着装置。
11. 請求項５ないし１０のいずれかに記載の電子部品装着装置であって、
    前記センサが、前記検出位置に取り付けられた加速度センサであることを特徴とする電子部品装着装置。
12. 請求項５ないし１０のいずれかに記載の電子部品装着装置であって、
    前記センサが、非接触にて前記検出位置の変位または速度を検出することを特徴とする電子部品装着装置。
13. 超音波を利用して電子部品を回路基板に装着する電子部品装着方法であって、
    保持部の電子部品を保持する柱状の先端部の長さと、前記保持部を介して電子部品に超音波振動を付与する超音波振動子の設定パラメータの値との関係を示す校正用データを準備する工程と、
    前記先端部の長さを測定部にて測定する工程と、
    前記保持部に保持された電子部品を押圧機構により回路基板に向けて押圧する工程と、
    前記校正用データおよび前記測定部による前記先端部の長さの測定結果に基づいて制御部により前記超音波振動子の駆動を制御する工程と、
    を備えることを特徴とする電子部品装着方法。
14. 超音波を利用して電子部品を回路基板に装着する電子部品装着方法であって、
    保持部の電子部品を保持する柱状の先端部の長さを測定部にて測定する工程と、
    前記保持部に保持された電子部品を押圧機構により回路基板に向けて押圧する工程と、
    前記保持部の前記先端部から離れた所定の検出位置の変位、速度または加速度を検出するセンサからの出力と前記測定部による前記先端部の長さの測定結果とに基づいて演算部にて取得される前記電子部品の振動特性に基づいて、前記保持部を介して前記電子部品に超音波振動を付与する超音波振動子の駆動を制御する工程と、
    を備えることを特徴とする電子部品装着方法。

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