JP4675728B2 - Electronic component joining head and electronic component joining apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、基板と電子部品とを接合する電子部品の接合ヘッドおよび、その電子部品の接合ヘッドを備えた電子部品の接合装置に関する。 The present invention relates to an electronic component bonding head for bonding a substrate and an electronic component, and an electronic component bonding apparatus including the electronic component bonding head.
従来から、基板に形成された端子部と電子部品に形成された電極部とを電気的に接続させた状態で、基板と電子部品とを接合する方法として、超音波振動等の振動を電子部品に与えながら基板に電子部品を圧接して接合する接合方法が知られている。かかる接合方法で基板と電子部品とを接合する電子部品の接合装置は、所定の振動を発生させる振動発生部と、振動発生部で発生させた振動を増幅する振動増幅部と、振動増幅部で増幅させた振動を電子部品に与えながら基板に電子部品を圧接する圧接部とを有する接合ヘッドを備えている。また、振動発生部と振動増幅部とによって振動部が構成されている。 Conventionally, as a method of joining a substrate and an electronic component in a state where the terminal portion formed on the substrate and the electrode portion formed on the electronic component are electrically connected, vibration such as ultrasonic vibration is applied to the electronic component. There is known a bonding method in which an electronic component is pressed and bonded to a substrate while being applied to the substrate. An electronic component bonding apparatus for bonding a substrate and an electronic component by such a bonding method includes a vibration generating unit that generates a predetermined vibration, a vibration amplifying unit that amplifies vibration generated by the vibration generating unit, and a vibration amplifying unit. A joining head having a pressure contact portion that presses the electronic component against the substrate while applying the amplified vibration to the electronic component is provided. Moreover, the vibration part is comprised by the vibration generation part and the vibration amplification part.
この種の接合ヘッドでは、基板と電子部品とを接合する際に、電子部品を吸着するとともに基板に電子部品を圧接する圧接部の吸着面(圧接面)に荷重と振動とがかかる。そのため、基板と電子部品との接合を繰り返して行うと、吸着面に摩耗が生じる。この吸着面の摩耗が激しくなると、基板と電子部品とを適切に接合することができなくなり、圧接部の交換が必要となる。そのため、この種の接合ヘッドとして、圧接部が振動増幅部に着脱可能に構成され、振動増幅部全体ではなく圧接部のみの交換が可能とされた接合ヘッドが提案されている(たとえば、特許文献1参照)。 In this type of joining head, when the substrate and the electronic component are joined, a load and vibration are applied to the suction surface (pressure contact surface) of the press contact portion that sucks the electronic component and presses the electronic component against the substrate. For this reason, if the bonding between the substrate and the electronic component is repeated, the suction surface is worn. If the adsorption surface becomes extremely worn, the substrate and the electronic component cannot be joined appropriately, and the pressure contact portion needs to be replaced. Therefore, as this type of joining head, a joining head is proposed in which the press contact portion is configured to be attachable to and detachable from the vibration amplifying portion, and only the press contact portion can be replaced instead of the entire vibration amplifying portion (for example, Patent Documents). 1).
この特許文献1には、ネジを利用して振動増幅部に圧接部を結合することで、圧接部が振動増幅部に着脱可能に構成された接合ヘッドが開示されている。すなわち、特許文献1には、ブロック状の圧接部に形成されたメネジ部に、振動増幅部に挿通されたボルトのオネジ部を螺合することで、圧接部が振動増幅部に着脱可能に構成された接合ヘッドが開示されている。
This
また、特許文献1に開示された接合ヘッドは、基板に接合する前の電子部品を吸着保持するように構成されている。より具体的には、まず、電子部品を吸着するための吸着孔が圧接部に形成され、この吸着孔に連通する孔部が、圧接部を振動増幅部に取り付けるボルトのオネジ部に形成されている。この孔部は、オネジ部の先端からオネジ部の径方向へ貫通する鉤型に形成されている。すなわち、オネジ部の先端からボルトの頭部に向かってオネジ部の長手方向の所定の位置まで形成された孔と、オネジ部の長手方向の所定の位置で径方向に向かって形成された孔とが連通することで孔部が形成されている。また、オネジ部の径方向で孔部に連通する吸引孔が振動増幅部に形成され、この吸引孔には、所定の配管を介して吸引装置が接続されている。そして、吸引装置が空気を吸引することで、圧接部に電子部品が吸着されるようになっている。
Moreover, the joining head disclosed in
基板に接合する前の電子部品を接合ヘッドの圧接部で吸着保持する構成においては、基板と電子部品とを適切に接合するために、圧接部は、所定の吸着力で確実に電子部品を吸着する必要がある。したがって、吸引装置で発生させた吸引力を電子部品が吸着される吸着面に適切に伝達する必要がある。すなわち、基板に接合する前の電子部品を接合ヘッドの圧接部で吸着保持する構成の場合には、圧接部が振動増幅部と別体で形成され、圧接部が振動増幅部と着脱可能に構成された接合ヘッドであっても、吸引装置で発生させた吸引力を吸着面に適切に伝達する必要がある。 In the configuration in which the electronic component before being bonded to the substrate is sucked and held by the pressure contact portion of the bonding head, the pressure contact portion reliably sucks the electronic component with a predetermined suction force in order to properly bond the substrate and the electronic component. There is a need to. Therefore, it is necessary to appropriately transmit the suction force generated by the suction device to the suction surface on which the electronic component is sucked. In other words, in the case of a configuration in which the electronic component before being bonded to the substrate is sucked and held by the pressure contact portion of the bonding head, the pressure contact portion is formed separately from the vibration amplification portion, and the pressure contact portion is configured to be detachable from the vibration amplification portion. Even in the bonded head, it is necessary to appropriately transmit the suction force generated by the suction device to the suction surface.
しかしながら、特許文献1に開示された接合ヘッドでは、回転するボルトのオネジ部に鉤型の孔部が形成されている。また、振動増幅部に形成された吸引孔とオネジ部に形成された孔部とは、オネジ部の径方向で連通している。そのため、孔部と吸引孔との位置合わせが困難であり、孔部と吸引孔との間で位置ずれが生じやすい。したがって、孔部と吸引孔とを適切に連通させることができないという問題が生じる。その結果、振動増幅部に接続された吸引装置で発生させた吸引力を吸着面に適切に伝達することができず、接合ヘッドの圧接部が電子部品を確実に吸着できないという問題が生じる。
However, in the joining head disclosed in
そこで、本発明の課題は、振動増幅部(または、振動部)への圧接部の着脱が可能であっても、吸引装置で発生させた吸引力を吸着面に適切に伝達することが可能な構成を備えた電子部品の接合ヘッド、および、この電子部品の接合ヘッドを備えた電子部品の接合装置を提供することにある。 Therefore, the problem of the present invention is that the suction force generated by the suction device can be appropriately transmitted to the suction surface even if the pressure contact portion can be attached to and detached from the vibration amplification portion (or the vibration portion). It is an object of the present invention to provide an electronic component joining head having a configuration and an electronic component joining apparatus including the electronic component joining head.
上記の課題を解決するため、本発明は、所定の振動を発生させる振動発生部と、振動発生部で発生させた振動を増幅する振動増幅部と、振動増幅部で増幅させた振動を電子部品に与えながら基板に上記電子部品を圧接する圧接部とを備え、基板と電子部品とを接合する電子部品の接合ヘッドにおいて、圧接部を振動増幅部に着脱可能に結合するオネジ部およびメネジ部と、圧接部に形成され電子部品を吸着する吸着面とを備え、オネジ部には、吸着面に電子部品を吸着するため、オネジ部の長手方向で、オネジ部を貫通する吸着孔が形成されていることを特徴とする。また、本発明は、所定の振動を発生させる振動発生部と、該振動発生部で発生させた振動を増幅する振動増幅部と、該振動増幅部で増幅させた振動を電子部品に与えながら基板に電子部品を圧接する圧接部とを備え、基板と電子部品とを接合する電子部品の接合ヘッドにおいて、振動増幅部は、圧接部を振動増幅部に着脱可能に結合するメネジ部を備え、圧接部は、メネジ部に結合するオネジ部と、電子部品を吸着する吸着面と、電子部品を吸着面に吸着するため、オネジ部の長手方向で圧接部を貫通する吸着孔を備えていることとしてもよい。
In order to solve the above-described problems, the present invention provides a vibration generating unit that generates a predetermined vibration, a vibration amplifying unit that amplifies vibration generated by the vibration generating unit, and an electronic component that amplifies the vibration amplified by the vibration amplifying unit. A male screw part and a female screw part that detachably couple the pressure contact part to the vibration amplifying part in a joining head of the electronic part that joins the board and the electronic part. A suction surface that is formed in the pressure contact portion and sucks the electronic component, and the male screw portion is formed with a suction hole penetrating the male screw portion in the longitudinal direction of the male screw portion in order to suck the electronic component to the suction surface. It is characterized by being. The present invention also provides a vibration generating unit that generates a predetermined vibration, a vibration amplifying unit that amplifies the vibration generated by the vibration generating unit, and a substrate while applying the vibration amplified by the vibration amplifying unit to an electronic component. The electronic component joining head for joining the substrate and the electronic component to each other, and the vibration amplifying unit includes a female screw part detachably coupled to the vibration amplifying unit. The part has a male screw part coupled to the female screw part, an adsorption surface for adsorbing the electronic component, and an adsorption hole penetrating the pressure contact part in the longitudinal direction of the male screw part to adsorb the electronic component to the adsorption surface. Also good.
本発明の接合装置では、圧接部を振動増幅部に着脱可能に結合するオネジ部には、吸着面に電子部品を吸着するため、オネジ部の長手方向でオネジ部を貫通する吸着孔が形成されている。そのため、オネジ部に吸着孔が形成され、かつ、圧接部を振動増幅部に結合する際にオネジ部が回転する場合であっても、オネジ部に形成された吸着孔の位置ずれを抑制することができる。したがって、吸着孔に所定の配管を適切に連通(接続)させることができる。その結果、振動増幅部への圧接部の着脱が可能であっても、吸引装置で発生させた吸引力を吸着面に適切に伝達することが可能となる。 In the joining device of the present invention, the male screw part that detachably couples the pressure contact part to the vibration amplification part is formed with an adsorption hole penetrating the male screw part in the longitudinal direction of the male screw part in order to adsorb electronic parts on the adsorption surface. ing. Therefore, even if the suction hole is formed in the male screw part and the male screw part rotates when the pressure contact part is coupled to the vibration amplification part, the positional deviation of the suction hole formed in the male screw part is suppressed. Can do. Therefore, the predetermined piping can be appropriately communicated (connected) to the suction hole. As a result, even if the pressure contact part can be attached to and detached from the vibration amplification part, the suction force generated by the suction device can be appropriately transmitted to the suction surface.
本発明において、圧接部は、吸着面が形成された頭部を一端に備えるとともにオネジ部が形成されたボルトで構成され、吸着孔は、オネジ部の長手方向で、頭部も貫通するように形成されることが好ましい。また、この場合には、振動増幅部にメネジ部が形成されていることが好ましい。このように構成すると、圧接部の構成および接合ヘッドの構成を簡素化できる。 In the present invention, the press contact portion is composed of a bolt having a head with a suction surface formed at one end and a male screw portion, and the suction hole extends in the longitudinal direction of the male screw portion so that the head also penetrates. Preferably it is formed. In this case, it is preferable that a female screw part is formed in the vibration amplifying part. If comprised in this way, the structure of a press-contact part and the structure of a joining head can be simplified.
本発明において、圧接部は、メネジ部が形成されたナットで構成され、ナットには、吸着孔に連通するナット側吸着孔が形成されていることが好ましい。このように構成すると、圧接部の構成を簡素化できる。 In the present invention, the press contact portion is constituted by a nut in which a female thread portion is formed, and the nut is preferably formed with a nut-side suction hole communicating with the suction hole. If comprised in this way, the structure of a press-contact part can be simplified.
また、上記の課題を解決するため、本発明は、振動部と、振動部の振動が伝達される圧接部とを備え、圧接部の振動を電子部品に与えながら基板に電子部品を圧接して、基板と電子部品とを接合する電子部品の接合ヘッドにおいて、圧接部を振動部に着脱可能に結合するオネジ部およびメネジ部と、圧接部に形成され電子部品を吸着する吸着面とを備え、オネジ部には、吸着面に電子部品を吸着するため、オネジ部の長手方向で、オネジ部を貫通する吸着孔が形成されていることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the present invention includes a vibration part and a pressure contact part to which vibration of the vibration part is transmitted, and presses the electronic component against the substrate while applying the vibration of the pressure contact part to the electronic component. The electronic component joining head for joining the substrate and the electronic component includes a male screw portion and a female screw portion that detachably couple the press contact portion to the vibration portion, and a suction surface that is formed in the press contact portion and sucks the electronic component. The male screw part is characterized in that a suction hole penetrating the male screw part is formed in the longitudinal direction of the male screw part in order to suck the electronic component on the suction surface.
本発明の接合装置では、圧接部を振動部に着脱可能に結合するオネジ部には、吸着面に電子部品を吸着するため、オネジ部の長手方向でオネジ部を貫通する吸着孔が形成されている。そのため、オネジ部に吸着孔が形成され、かつ、圧接部を振動部に結合する際にオネジ部が回転する場合であっても、オネジ部に形成された吸着孔の位置ずれを抑制することができる。したがって、吸着孔に所定の配管を適切に連通(接続)させることができる。その結果、振動部への圧接部の着脱が可能であっても、吸引装置で発生させた吸引力を吸着面に適切に伝達することが可能となる。 In the joining device of the present invention, the male screw part that detachably couples the pressure contact part to the vibration part is formed with an adsorption hole penetrating the male screw part in the longitudinal direction of the male screw part in order to adsorb electronic parts to the adsorption surface. Yes. Therefore, even if the suction hole is formed in the male screw part and the male screw part rotates when the pressure contact part is coupled to the vibration part, the positional deviation of the suction hole formed in the male screw part can be suppressed. it can. Therefore, the predetermined piping can be appropriately communicated (connected) to the suction hole. As a result, the suction force generated by the suction device can be appropriately transmitted to the suction surface even if the pressure contact part can be attached to and detached from the vibration part.
本発明の電子部品の接合ヘッドは、吸着孔に接続され電子部品を吸引する吸引装置を備える電子部品の接合装置に用いることができる。本発明の電子部品の接合ヘッドを用いた電子部品の接合装置では、振動増幅部(または、振動部)への圧接部の着脱が可能であっても、吸引装置で発生させた吸引力を吸着面に適切に伝達することが可能となる。また、本発明は、所定の振動を発生させる振動発生部と、該振動発生部で発生させた振動を増幅する振動増幅部と、該振動増幅部で増幅させた振動を電子部品に与えながら基板に電子部品を圧接する圧接部とを備え、基板と電子部品とを接合する電子部品の接合ヘッドにおいて、振動増幅部は、圧接部を振動増幅部に着脱可能に結合するオネジ部を備え、圧接部は、オネジ部に結合するメネジ部と、電子部品を吸着する吸着面を備え、オネジ部には、オネジ部の長手方向で、オネジ部を貫通する第1の吸着孔を備え、吸着面には、吸着面に電子部品を吸着するため、第1の吸着孔に連通する第2の吸着孔を備えていることとしてもよい。また、本発明は、所定の振動を発生させる振動発生部と、該振動発生部で発生させた振動を増幅する振動増幅部と、該振動増幅部で増幅させた振動を電子部品に与えながら基板に電子部品を圧接する圧接部とを備え、基板と電子部品とを接合する電子部品の接合ヘッドにおいて、圧接部は、吸着面が形成された頭部を一端に備えるとともにオネジ部が形成されるボルトで構成され、電子部品を吸着面に吸着するため、オネジ部の長手方向に圧接部を貫通する吸着孔が形成され、振動増幅部には、ボルトのオネジ部が挿通される貫通孔が形成され、圧接部は、オネジ部が貫通孔に下方から上方に通され、オネジ部の先端部分において振動増幅部の上面側に配設されるナットの内周面に形成されたメネジ部に結合されていることとしてもよい。また、本発明は、 所定の振動を発生させる振動発生部と、該振動発生部で発生させた振動を増幅する振動増幅部と、該振動増幅部で増幅させた振動を電子部品に与えながら基板に電子部品を圧接する圧接部とを備え、基板と電子部品とを接合する電子部品の接合ヘッドにおいて、振動増幅部には、上下方向に貫通する貫通孔が形成され、貫通孔には、頭部を一端に備えオネジ部の長手方向に貫通する第1の吸着孔が形成されるボルトのオネジ部が上方から下方に挿通され、圧接部は、オネジ部に結合するメネジ部と、電子部品を吸着する吸着面を備え、吸着面には、吸着面に電子部品を吸着するため、第1の吸着孔に連通する第2の吸着孔を備えていることとしてもよい。
The electronic component bonding head of the present invention can be used in an electronic component bonding apparatus including a suction device that is connected to a suction hole and sucks the electronic component. The electronic component bonding apparatus using the electronic component bonding head of the present invention absorbs the suction force generated by the suction device even if the pressure contact portion can be attached to and detached from the vibration amplifying portion (or vibration portion). It is possible to properly transmit to the surface. The present invention also provides a vibration generating unit that generates a predetermined vibration, a vibration amplifying unit that amplifies the vibration generated by the vibration generating unit, and a substrate while applying the vibration amplified by the vibration amplifying unit to an electronic component. The electronic component joining head for joining the substrate and the electronic component to each other, and the vibration amplifying unit includes a male screw portion detachably coupled to the vibration amplifying unit. The portion includes a female screw portion coupled to the male screw portion and a suction surface that sucks an electronic component. The male screw portion includes a first suction hole penetrating the male screw portion in the longitudinal direction of the male screw portion. May have a second suction hole communicating with the first suction hole in order to suck the electronic component on the suction surface. The present invention also provides a vibration generating unit that generates a predetermined vibration, a vibration amplifying unit that amplifies the vibration generated by the vibration generating unit, and a substrate while applying the vibration amplified by the vibration amplifying unit to an electronic component. In the electronic component joining head for joining the substrate and the electronic component, the pressure contacting portion has a head having an adsorption surface formed at one end and a male screw portion. Constructed with bolts, suction holes that penetrate the pressure contact part in the longitudinal direction of the male screw part are formed to adsorb electronic components to the suction surface, and through holes through which the male screw part of the bolt is inserted are formed in the vibration amplification part The pressure contact portion is coupled to a female screw portion formed on an inner peripheral surface of a nut disposed on the upper surface side of the vibration amplifying portion at a tip portion of the male screw portion, with the male screw portion being passed through the through hole from below to above. It is good to be. The present invention also provides a vibration generating unit that generates a predetermined vibration, a vibration amplifying unit that amplifies the vibration generated by the vibration generating unit, and a substrate while applying the vibration amplified by the vibration amplifying unit to an electronic component. In the electronic component joining head for joining the substrate and the electronic component to each other, a through-hole penetrating in the vertical direction is formed in the vibration amplifying portion. The male screw part of the bolt in which the first suction hole penetrating in the longitudinal direction of the male screw part is formed is inserted from the upper side to the lower part, and the press contact part includes the female screw part coupled to the male screw part and the electronic component. A suction surface for suction may be provided, and the suction surface may include a second suction hole communicating with the first suction hole in order to suck the electronic component on the suction surface.
以上説明したように、本発明にかかる電子部品の接合ヘッドおよび電子部品の接合装置では、振動増幅部(または、振動部)への圧接部の着脱が可能であっても、吸引装置で発生させた吸引力を吸着面に適切に伝達することが可能となる。 As described above, in the electronic component bonding head and the electronic component bonding apparatus according to the present invention, even if the pressure contact portion can be attached to and detached from the vibration amplifying portion (or the vibration portion), it is generated by the suction device. It is possible to properly transmit the suction force to the suction surface.
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
(電子部品の接合装置の概略構成)
図1は、本発明の実施の形態にかかる電子部品の接合装置1の主要部の概略構成を示す平面図である。図2は、図1のE−E方向から接合装置1の主要部の概略構成を示す図である。図3は、図1のF−F方向から接合装置1の主要部の概略構成を示す図である。
(Schematic configuration of electronic component joining device)
FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of a main part of an electronic
本形態の電子部品の接合装置1(以下、「接合装置1」と表記する。)は、基板2上に形成された端子部3(図1参照)と、電子部品4に形成された電極部(図示省略)とを接触させた状態で、電子部品4に超音波振動を与えながら基板2に電子部品4を圧接して接合するように構成されている。この接合装置1は、図1から図3に示すように、基板2と電子部品4との接合を行う接合ヘッド5を有する接合機構部6と、基板2を所定方向へ搬送する搬送機構部7と、接合前の電子部品4が網目状に分割された状態で複数形成された半導体ウェハ8を載置する載置機構部9と、半導体ウェハ8から電子部品4を取り出して接合ヘッド5へ電子部品4を供給する部品供給機構部10と、基板2へ電子部品4を接合する際に基板2が載置される載置台11と、基板2上の端子部3と電子部品4との位置合わせを行うための撮像機構部(図示省略)とを備えている。また、接合装置1は、接合ヘッド5に電子部品4を吸着するための吸引装置35を備えている。
An electronic component bonding apparatus 1 (hereinafter referred to as “
なお、以下では、図1における左右方向をX方向、上下方向をY方向と表記し、X方向とY方向とから構成される平面をXY平面と表記する。また、図1の紙面垂直方向を高さ方向と表記する。 In the following, the left-right direction in FIG. 1 is denoted as the X direction, the up-down direction is denoted as the Y direction, and a plane composed of the X direction and the Y direction is denoted as the XY plane. Further, the direction perpendicular to the paper surface of FIG.
本形態における基板2は、たとえば、フレキシブルな樹脂基板であるCOF(Chip On Film or Chip On Flexible Circuit Board)テープである。また、本形態における電子部品4は、たとえば、小型のICチップである。より具体的には、電子部品4は、たとえば、5.8mm角以下の正方形に形成された小型のICチップである。なお、基板2は、COFテープ以外のフレキシブルな樹脂基板やセラミックス等の硬度の高い基板であっても良い。また、基板2に接続固定される電子部品4は、ICチップには限定されず、表面弾性波素子、抵抗素子等の他の電子部品であっても良い。
The
基板2は、図1に示すように、長尺状に形成され、その表面に、端子部3が所定の間隔で配設されている。電子部品4と基板2との接合(より具体的には、電子部品4の電極部と端子部3との接合)は、X方向(本形態では、図1の右方向)へ基板2を所定間隔分だけ搬送して停止させた状態で行われるようになっている。具体的には、基板2の搬送と停止とは繰り返しで行われ、基板2と電子部品4との接合が次々と行われるようになっている。また、基板2は、電子部品4が接合された後の所定の工程を経て、所定位置で分割されるようになっている。
As shown in FIG. 1, the board |
接合機構部6は、接合ヘッド5が高さ方向、X方向およびY方向へ移動できるように構成されている。より具体的には、接合機構部6は、接合ヘッド5を高さ方向へ昇降させる昇降機構部13(図3参照)と、昇降機構部13をX方向およびY方向へ移動させる移動機構部(図示省略)とを備えている。昇降機構部13は、図3に示すように、モータ14やボールネジ(図示省略)、リニアガイド(図示省略)、および、これらが固定されるフレーム15を備えている。また、昇降機構部13は、接合ヘッド5とともに昇降するヘッド固定部16を備えている。図示を省略する移動機構部も同様に、モータやボールネジ、リニアガイド、および、これらが固定されるフレーム等を備えている。なお、図1および図2では、便宜上、昇降機構部13の図示を省略している。また、接合ヘッド5の詳細な構成については後述する。
The joining
搬送機構部7は、基板2のY方向両端を搬送方向(X方向)へ案内する搬送ガイド17(図1および図3参照)と、基板2を搬送する基板搬送機構(図示省略)とを備えている。基板搬送機構は、基板2のY方向両端側に形成された係合孔(図示省略)に係合して基板2をX方向へ搬送する係合突起(図示省略)やこの係合突起を駆動するモータ(図示省略)等を備え、X方向へ所定間隔で基板2を搬送するように構成されている。
The
載置機構部9は、半導体ウェハ8がX方向およびY方向へ移動できるように構成されている。より具体的には、載置機構部9は図示を省略する移動機構部を備え、この移動機構部によって、半導体ウェハ8がX方向およびY方向へ移動できるようになっている。
The mounting
部品供給機構部10は、図1から図3に示すように、電子部品4を吸着する吸着部18と、接合機構部6と載置機構部9との間で吸着部18を移動させる移動機構部19と、移動機構部19を高さ方向へ昇降させる昇降機構部20とを備えている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the component
吸着部18には、吸引装置(図示省略)に連通する吸着孔(図示省略)が形成されており、この吸着孔に1つの電子部品4が吸着されるようになっている。
The
移動機構部19は、吸着部18が先端側に固定された長尺状のアーム21と、アーム21を駆動するモータ22と、モータ22の駆動力をアーム21の基端側に伝達するギア(図示省略)が配設されたフレーム23とを備えている。アーム21は、図1に示すように、モータ22の回転軸を揺動中心として、接合機構部6と載置機構部9との間で吸着部18がXY平面と平行に約90°揺動するように構成されている。また、このアーム21は、回動しながらアーム21を回転中心に180°回転して吸着部18を上下反転させるように構成されている。すなわち、アーム21は、回動しながら吸着部18に吸着された電子部品4の表裏を反転させるように構成されている。このアーム21の揺動動作および反転動作が1台のモータ22で行われるように、フレーム23に配設されたギアが構成されている。
The moving mechanism unit 19 includes a
昇降機構部20は、モータ25やボールネジ(図示省略)、リニアガイド(図示省略)、および、これらが固定されるフレーム26を備えている。また、移動機構部19とともに昇降する移動機構固定部27を備えている。
The elevating mechanism unit 20 includes a
撮像機構部(図示省略)は、所定の光学系や撮像部を有するカメラユニットや、カメラユニットで撮影された画像を処理する画像処理装置等を備えている。そして、接合機構部6は、画像処理装置での処理結果に基づいて、電子部品4を保持した接合ヘッド5の位置の微調整を行うことで、基板2上の端子部3と電子部品4との位置合わせを行うようになっている。
The imaging mechanism unit (not shown) includes a camera unit having a predetermined optical system and imaging unit, an image processing device that processes an image captured by the camera unit, and the like. Then, the
吸引装置35は、たとえば、真空ポンプであり、所定の配管36を介して接合ヘッド5(より具体的には、図3に示すようにヘッド固定部16)に接続されている。
The
(電子部品の接合ヘッドの構成)
図4は、図1に示す電子部品の接合ヘッド5を示す部分断面側面図である。図5は、図4のG−G方向から電子部品の接合ヘッド5を示す底面図である。図6は、図4に示す振動増幅部31への圧接部32の取付時の状態を示す拡大側面図である。
(Configuration of electronic component joining head)
FIG. 4 is a partial sectional side view showing the bonding head 5 of the electronic component shown in FIG. FIG. 5 is a bottom view showing the joining head 5 of the electronic component from the GG direction of FIG. FIG. 6 is an enlarged side view showing a state when the pressure contact portion 32 is attached to the vibration amplifying portion 31 shown in FIG.
接合ヘッド5は、超音波振動を発生させて基板2と電子部品4との接合を行うように構成されている。この接合ヘッド5は、超音波振動の発生源となる圧電素子等の振動子からなる振動発生部30と、振動発生部30で発生させた超音波振動を増幅する振動ホーンからなる振動増幅部31と、振動増幅部31で増幅させた振動を電子部品4に与えながら基板2に電子部品4を圧接する圧接部32と、振動発生部30と振動増幅部31とを連結し、振動発生部30で発生させた振動を振動増幅部31へ伝達する振動コーンからなる振動伝達部33とを備えている。また、接合ヘッド5は、圧接部32を構成する後述の頭部32aと振動増幅部31との間に介在する介在部材としての座金34を備えている。なお、本形態では、振動発生部30と振動増幅部31とによって振動部が構成されている。
The bonding head 5 is configured to bond the
図4等に示すように、振動発生部30および振動伝達部33はともに、略直方体状に形成されており、振動発生部30の図示右側面に振動伝達部33が固定されている。
As shown in FIG. 4 and the like, both the
振動増幅部31は、粉末高速度鋼、合金工具鋼、あるいは、ベリリューム銅等の材質で形成されている。この振動増幅部31は、図4および図5に示すように、振動伝達部33の図示右側面に固定された略直方体状の第1振動増幅部31aと、第1振動増幅部31aの図示右側面から図示右方向に伸びる略直方体状の第2振動増幅部31bとから構成されている。この第1振動増幅部31aと第2振動増幅部31bとは一体で形成されている。
The vibration amplifying unit 31 is made of a material such as powder high speed steel, alloy tool steel, or beryllium copper. As shown in FIGS. 4 and 5, the vibration amplifying unit 31 includes a substantially rectangular parallelepiped first
図4に示すように、第1振動増幅部31aの高さは、第2振動増幅部31bの高さよりも高くなっている。また、図5に示すように、第1振動増幅部31aのY方向の幅は、第2振動増幅部31bのY方向の幅よりも広くなっている。たとえば、第1振動増幅部31aの高さまたはY方向の幅は、第2振動増幅部31bの高さまたはY方向の幅の1.2倍になっている。
As shown in FIG. 4, the height of the first
第1振動増幅部31aの略中心位置には、高さ方向に貫通する貫通孔31cが形成されている。貫通孔31cの内周面には、高さ方向の全域でメネジが形成されており、貫通孔31cの内周面はメネジ部31dとなっている。また、貫通孔31cの図4の上端は、図1等に示すように、配管36を介して吸引装置35に接続されている。
A through
本形態の圧接部32は、熱処理が施されたステンレス鋼やクロムモリブデン鋼等で形成されるとともに、図4に示すように、頭部32aとオネジ部32bとから構成されたボルトである。より具体的には、圧接部32は、図5に示すように、頭部32aが六角形に形成された六角ボルトである。本形態では、頭部32aの平行な2つの側面間の距離Hは、たとえば、5.5mmとなっている(図5参照)。
The press contact portion 32 of this embodiment is a bolt formed of a heat-treated stainless steel, chrome molybdenum steel, or the like, and, as shown in FIG. 4, a head 32a and a
この圧接部32の略中心位置には、電子部品4を吸着するため、高さ方向(圧接部32の長手方向)に貫通する円形孔である吸着孔32cが形成されている。すなわち、オネジ部32bには、電子部品4を吸着するため、オネジ部32bの長手方向(高さ方向)でオネジ部32bを貫通する吸着孔32cが形成され、この吸着孔32cは、オネジ部32bの長手方向で頭部32aも貫通している。そして、図4における頭部32aの下面が電子部品4を吸着する吸着面32dとなっている。また、吸着孔32cは、図4に示すように、貫通孔31cに連通している。すなわち、吸着孔32cは、貫通孔31cおよび配管36を介して吸引装置35に接続されており、吸引装置35は、配管36、貫通孔31cおよび吸着孔32cを介して、電子部品4を吸着面32dに向かって吸引するようになっている。
A
本形態では、図4の下側からメネジ部31dにオネジ部32bが螺合されることで、圧接部32が、第1振動増幅部31aに対して着脱可能となっている。すなわち、メネジ部31dとオネジ部32bとのネジ結合によって、圧接部32が、第1振動増幅部31aに着脱可能に結合されている。図4に示すように、メネジ部31dとオネジ部32bとの結合長さLは、たとえば、8mmとなっている。
In the present embodiment, the
座金34は、圧接部32よりも硬度の低い金属材料で形成されている。より具体的には、座金34はたとえば、黄銅で形成されている。この座金34は、薄い平板のリング状に形成されている。この座金34の厚さは、たとえば、0.1mm〜0.5mmとなっている。そして、図6に示すように、圧接部32のオネジ部32bが座金34の内周側に挿通された状態で、メネジ部31dとオネジ部32bとがネジ結合されるようになっている。また、メネジ部31dとオネジ部32bとのネジ結合時に変形(塑性変形および/または弾性変形)して、第1振動増幅部31aの下面および圧接部32の上面に密着している。
The
なお、座金34の径は、図4に示すように、頭部32aの外形より小さくても良いし、図6に示すように、頭部32aの外形より大きくても良い。また、座金34の径は、頭部32aの外形と同じであっても良い。
The diameter of the
(電子部品の接合装置の概略動作)
以上のように構成された接合装置1は、以下のように、基板2と電子部品4との接合を行う。
(Schematic operation of electronic device joining device)
The joining
まず、部品供給機構部10は、網目状に分割された状態の電子部品4が複数形成された半導体ウェハ8から1つの電子部品4を取り出して、接合ヘッド5へ取り出した電子部品4を供給する。より具体的には、まず、昇降機構部20によって半導体ウェハ8上まで下降した吸着部18が1つの電子部品4を吸着する。その後、吸着部18が、昇降機構部20によって上昇するとともに、移動機構部19によって、XY平面と平行に回動しながら上下反転して、接合ヘッド5の下方まで移動する。
First, the component
その状態で、吸着部18が昇降機構部20によってさらに上昇し、圧接部32の吸着面32dが電子部品4を吸着することで、接合ヘッド5が吸着部18から電子部品4を受け取って、吸着面32dに電子部品4を保持する。より具体的には、吸引装置35が、配管36、貫通孔31cおよび吸着孔32cを介して、電子部品4を吸着面32dに向かって吸引することで、接合ヘッド5が吸着部18から電子部品4を受け取って、吸着面32dに電子部品4を保持する。
In this state, the
一方、搬送機構部7は、基板2を所定位置まで搬送する。すなわち、搬送機構部7は、接合ヘッド5の吸着面32dに吸着保持された電子部品4の電極部(図示省略)の位置と、基板2上の端子部3とがほぼ一致する位置に、基板2を搬送する。この状態で、撮像機構部が撮影および画像処理を行う。この撮像機構部の撮像結果に基づいて、接合機構部6は電子部品4の位置の微調整を行って、電子部品4の電極部(図示省略)と、基板2上の端子部3とを位置合わせする。
On the other hand, the
電子部品4と端子部3との位置合わせが終了すると、撮像機構部を構成するカメラユニットが退避する。その後、昇降機構部13によって、接合ヘッド5が下降して、吸着面32dに保持された電子部品4を端子部3に押し当て加圧しながら(圧接しながら)、電子部品4に超音波振動を与え、基板2と電子部品4とを接合する。この接合時には、たとえば、10kHzから60kHzの周波数の超音波振動が電子部品4に加えられる。なお、基板2と電子部品4との接合時には、基板2は載置台11に載置されており、この載置台11が接合ヘッド5の加圧力を受けている。
When the alignment between the electronic component 4 and the
基板2と電子部品4との接合が終了すると、接合ヘッド5が上昇し、搬送機構部7は、基板2を所定の間隔だけ搬送する。また、部品供給機構部10は、接合ヘッド5へ次の電子部品4を供給して、上記と同様に、接合機構部6は、基板2と次の電子部品4との接合を行う。なお、部品供給機構部10が半導体ウェハ8から次の電子部品4を取り出す前には、載置機構部9が半導体ウェハ8をX方向および/またはY方向へ移動させ、吸着部18が次の電子部品4を吸着できるようになっている。
When the joining of the
(本形態の主な効果)
以上説明したように、本形態の接合装置1では、圧接部32を第1振動増幅部31aに着脱可能に結合するオネジ部32bには、吸着面32dに電子部品4を吸着するため、オネジ部32bの長手方向でオネジ部32bを貫通する吸着孔32cが形成されている。そのため、圧接部32を第1振動増幅部31aに結合する際にオネジ部32bが回転する場合であっても、X方向およびY方向では吸着孔32cの位置ずれが生じない。したがって、吸着孔32cを貫通孔31cに適切に連通させることができる。すなわち、貫通孔31cおよび配管36を介して吸着孔32cを吸引装置35に適切に接続することができる。その結果、第1振動増幅部31aへの圧接部32の着脱が可能であっても、吸引装置35で発生させた吸引力を吸着面32dに適切に伝達することができる。
(Main effects of this form)
As described above, in the
本形態では、圧接部32は、吸着面32dが形成された頭部32aを一端に備えるとともにオネジ部32bが形成されたボルトで構成され、吸着孔32cは、オネジ部32bの長手方向で、頭部32aも貫通するように形成されている。そのため、圧接部32の構成の簡素化を図りつつ、吸引装置35で発生させた吸引力を吸着面32dに適切に伝達することができる。
In this embodiment, the pressure contact portion 32 is constituted by a bolt having a head portion 32a having a
本形態では、第1振動増幅部31aにメネジ部31dが形成されている。そのため、第1振動増幅部31aと圧接部32との2部品によって、圧接部32を、第1振動増幅部31aに着脱可能に結合することができる。その結果、接合ヘッド5の構成を簡素化できる。
In this embodiment, a
(他の実施の形態)
上述した形態は、本発明の好適な形態の一例ではあるが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を変更しない範囲において種々変形可能である。たとえば、上述した形態では、第1振動増幅部31aに形成された貫通孔31cの内周面がメネジ部31dとなっている。この他にもたとえば、図7に示すように、貫通孔31cの内周面にメネジを形成せずに、第1振動増幅部31aの上面側にナット41を配設し、貫通孔31cに挿通された圧接部32のオネジ部32bの先端側部分と、ナット41の内周面に形成されたメネジ部41dとのネジ結合によって、圧接部32を第1振動増幅部31aに着脱可能に結合しても良い。この場合には、ナット41が配管36を介して吸引装置35に接続されるように構成すれば良い。このように構成した場合であっても、配管36を介して吸着孔32cを吸引装置35に適切に接続することができ、吸引装置35で発生させた吸引力を吸着面32dに適切に伝達することができる。
(Other embodiments)
The above-described embodiment is an example of a preferred embodiment of the present invention, but is not limited thereto, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. For example, in the form mentioned above, the internal peripheral surface of the through-
また、上述した形態では、圧接部32は六角ボルトであるが、図8に示すように、たとえば、六角ナットで圧接部42を構成しても良い。この圧接部42の内周側では、図8の上端から所定の深さで形成された凹部の壁面にメネジが形成されており、このメネジが形成された部分がメネジ部42dとなっている。また、圧接部42には、図8の下端から凹部まで連通するナット側吸着孔42cが形成されるとともに、圧接部42の図示下面が吸着面42bとなっている。この場合には、上述した形態で圧接部32を構成した六角ボルトと同様に頭部43aとオネジ部43bとを備えるとともに吸着孔43cが形成されたボルト43を、第1振動増幅部31aの上面側からメネジが形成されていない貫通孔31cに挿通し、ボルト43のオネジ部43bの先端側部分と、圧接部42のメネジ部42dとのネジ結合によって、圧接部42を第1振動増幅部31aに着脱可能に結合すれば良い。また、この場合には、ボルト43の吸着孔43cが配管36を介して吸引装置35に接続されるように構成すれば良い。このように構成した場合であっても、配管36を介して吸着孔43cを吸引装置35に適切に接続することができ、吸引装置35で発生させた吸引力を、配管36、吸着孔43cおよびナット側吸着孔42cを介して吸着面42bに適切に伝達することができる。
Moreover, in the form mentioned above, although the press-contact part 32 is a hexagon bolt, as shown in FIG. 8, you may comprise the press-
さらに、図9に示すように、第1振動増幅部31aの下面から下側に突出するようにオネジ部31eを形成して、上述した圧接部42のメネジ部42dとオネジ部31eとのネジ結合によって、圧接部42を第1振動増幅部31aに着脱可能に結合しても良い。この場合には、図9に示すように、吸着面42cに電子部品4を吸着するため、第1振動増幅部31aおよびオネジ部31eに高さ方向に貫通する吸着孔31fを形成すれば良い。また、この場合には、吸着孔31fが配管36を介して吸引装置35に接続されるように構成すれば良い。このように構成した場合であっても、配管36を介して吸着孔31fを吸引装置35に適切に接続することができ、吸引装置35で発生させた吸引力を、配管36、吸着孔31fおよびナット側吸着孔42cを介して吸着面42bに適切に伝達することができる。
Further, as shown in FIG. 9, a
また、図8および図9に示すように、メネジ部42dおよびナット側吸着孔42cが形成されたナットで圧接部42を構成すると、圧接部42の構成を簡素化できる。
Further, as shown in FIGS. 8 and 9, when the
さらにまた、振動増幅部31の形状は上述した形態で説明した形状には限定されず、たとえば、図10に示すような形状であっても良い。すなわち、振動増幅部は、上述した第1振動増幅部31aと、第1振動増幅部31aのX方向の両側面からX方向外側に伸びる2つの略直方体状の第2振動増幅部51b、51bとが一体で形成された振動増幅部51であっても良い。
Furthermore, the shape of the vibration amplifying unit 31 is not limited to the shape described in the above-described embodiment, and may be, for example, a shape as shown in FIG. That is, the vibration amplifying unit includes the first
また、上述した形態では、圧接部32の頭部32aは六角形に形成されている。この他にもたとえば、圧接部32の頭部は、図11(A)に示すように、八角形の頭部52aであっても良い。なお、この頭部52aには、電子部品4を吸着するための吸着孔52cが形成され、頭部52aの一端面が吸着面52dとなっている。さらに、圧接部32の頭部は、六角形や八角形以外の多角形に形成されても良い。さらにまた、圧接部32の頭部は、図11(B)に示すように、扁平な円柱を平行な2つの面で切り欠いて形成された2つの平行なトルク伝達面62b、62bを有する形状の頭部62aとしても良い。なお、この頭部62aには、電子部品4を吸着するための吸着孔62cが形成され、頭部62aの一端面が吸着面62dとなっている。同様に図8および図9に示す圧接部42の形状も、八角形やその他の多角形であっても良いし、図11(B)に示す形状であっても良い。
Moreover, with the form mentioned above, the head part 32a of the press-contact part 32 is formed in the hexagon. In addition, for example, the head portion of the press contact portion 32 may be an
さらにまた、本発明の構成は、振動増幅部31を有さず、振動発生部30に圧接部32が着脱可能に取り付けられた接合ヘッドにも適用可能である。
Furthermore, the configuration of the present invention can also be applied to a joining head that does not have the vibration amplifying unit 31 and in which the press contact portion 32 is detachably attached to the
1 接合装置(電子部品の接合装置)
2 基板
4 電子部品
5 接合ヘッド(電子部品の接合ヘッド)
30 振動発生部(振動部の一部)
31、51 振動増幅部(振動部の一部)
31d、41d、42d メネジ部
32、42 圧接部
32a、52a 頭部
32b、43b、31e オネジ部
32c、43c、31f 吸着孔
32d、42b、52d、62d 吸着面
35 吸引装置
42c ナット側吸着孔
1 Joining device (Electronic component joining device)
2 Substrate 4 Electronic component 5 Bonding head (Electronic component bonding head)
30 Vibration generation part (part of vibration part)
31, 51 Vibration amplification part (part of vibration part)
31d, 41d, 42d
Claims (6)
上記振動増幅部は、上記圧接部を上記振動増幅部に着脱可能に結合するメネジ部を備え、
上記圧接部は、上記メネジ部に結合するオネジ部と、上記電子部品を吸着する吸着面と、上記電子部品を上記吸着面に吸着するため、上記オネジ部の長手方向で上記圧接部を貫通する吸着孔を備えている、
ことを特徴とする電子部品の接合ヘッド。 A vibration generating unit that generates a predetermined vibration, a vibration amplifying unit that amplifies the vibration generated by the vibration generating unit, and press-contacting the electronic component against the substrate while applying the vibration amplified by the vibration amplifying unit to the electronic component An electronic component joining head for joining the substrate and the electronic component.
The vibration amplifying unit includes a female screw part that removably couples the pressure contact part to the vibration amplifying part,
The pressure contact portion penetrates the pressure contact portion in a longitudinal direction of the male screw portion in order to adsorb the electronic component to the suction surface, and a suction surface for sucking the electronic component, and a male screw portion coupled to the female screw portion. With suction holes,
An electronic component joining head characterized by the above.
上記振動増幅部は、上記圧接部を上記振動増幅部に着脱可能に結合するオネジ部を備え、 The vibration amplifying part includes a male thread part that removably couples the pressure contact part to the vibration amplifying part,
上記圧接部は、上記オネジ部に結合するメネジ部と、上記電子部品を吸着する吸着面を備え、 The press contact portion includes a female screw portion coupled to the male screw portion and a suction surface that sucks the electronic component,
上記オネジ部には、上記オネジ部の長手方向で、上記オネジ部を貫通する第1の吸着孔を備え、 The male screw part includes a first suction hole penetrating the male screw part in a longitudinal direction of the male screw part,
上記吸着面には、上記吸着面に上記電子部品を吸着するため、上記第1の吸着孔に連通する第2の吸着孔を備えている、 The suction surface includes a second suction hole that communicates with the first suction hole to suck the electronic component onto the suction surface.
ことを特徴とする電子部品の接合ヘッド。 An electronic component joining head characterized by the above.
上記圧接部は、吸着面が形成された頭部を一端に備えるとともにオネジ部が形成されるボルトで構成され、上記電子部品を上記吸着面に吸着するため、上記オネジ部の長手方向に上記圧接部を貫通する吸着孔が形成され、 The pressure contact portion includes a head having a suction surface formed at one end and a bolt on which a male screw portion is formed. The pressure contact portion is disposed in the longitudinal direction of the male screw portion in order to suck the electronic component onto the suction surface. An adsorption hole penetrating the part is formed,
上記振動増幅部には、上記ボルトのオネジ部が挿通される貫通孔が形成され、 The vibration amplification part is formed with a through hole through which the male screw part of the bolt is inserted,
上記圧接部は、上記オネジ部が上記貫通孔に下方から上方に通され、上記オネジ部の先端部分において上記振動増幅部の上面側に配設されるナットの内周面に形成されたメネジ部に結合されている、 The pressure contact portion is a female screw portion formed on the inner peripheral surface of a nut disposed on the upper surface side of the vibration amplifying portion at a tip portion of the male screw portion, with the male screw portion being passed through the through hole from below to above. Bound to the
ことを特徴とする電子部品の接合ヘッド。 An electronic component joining head characterized by the above.
上記振動増幅部には、上下方向に貫通する貫通孔が形成され、 The vibration amplification part is formed with a through-hole penetrating in the vertical direction,
上記貫通孔には、頭部を一端に備えオネジ部の長手方向に貫通する第1の吸着孔が形成されるボルトの上記オネジ部が上方から下方に挿通され、 In the through hole, the male screw part of the bolt in which the first suction hole that has a head at one end and penetrates in the longitudinal direction of the male screw part is formed is inserted from above to below,
上記圧接部は、上記オネジ部に結合するメネジ部と、上記電子部品を吸着する吸着面を備え、上記吸着面には、上記吸着面に上記電子部品を吸着するため、上記第1の吸着孔に連通する第2の吸着孔を備えている、 The pressure contact portion includes a female screw portion coupled to the male screw portion and a suction surface that sucks the electronic component, and the suction surface has the first suction hole for sucking the electronic component to the suction surface. A second suction hole communicating with the
ことを特徴とする電子部品の接合ヘッド。 An electronic component joining head characterized by the above.
6. An electronic component bonding apparatus comprising: the electronic component bonding head according to claim 1; and a suction device that is connected to the suction hole and sucks the electronic component.
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